20. Lực Từ. Cảm ứng Từ - Củng Cố Kiến Thức

I. Lực từ

1. Từ trường đều

Từ trường đều là từ trường mà đặc tính của nó giống nhau tại mọi điểm; các đường sức từ là những đường thẳng song song, cùng chiều và cách đều nhau.

2. Xác định lực từ do từ trường đều tác dụng lên một đoạn dây dẫn có dòng điện

Trong một từ trường đều có các đường sức từ thẳng đứng (tạo bởi một nam châm hình chữ U như hình vẽ, ta đặt một đoạn dây dẫn M1M2 = l vuông góc với các đường sức từ. Giả sử M1M2 được treo nằm ngang nhờ hai dây dẫn mảnh cùng độ dài O1M1 = O2M2, có hai đầu O1 và O2 được giữ cố định. Dòng điện đi vào O1 và đi ra O2 qua dây dẫn M1M2 theo chiều từ M1 đến M2.

Khi cho dòng điện có cường độ I chạy qua M1M2 thì xuất hiện lực từ $\overrightarrow F $ tác dụng lên M1M2.

Kết quả là $\overrightarrow F $ có phương nằm ngang và có chiều như hình vẽ:

Lực $\overrightarrow F $ có cường độ được xác định bởi công thức: F= mgtanθ.

II. Cảm ứng từ

1. Thì nghiệm:

Tiếp tục thí nghiệm trên nhưng cho I và l thay đổi, kết quả cho thấy thương số $ \frac{F}{{Il}}$ không thay đổi. Thương số này đặc trưng cho tác dụng của từ trường tại vị trí khảo sát được gọi là cảm ứng từ tại vị trí đang xét, kí hiệu là B: $B = \frac{F}{{Il}}$

2. Đơn vị cảm ứng từ

Trong hệ SI, đơn vị cảm ứng từ là tesla (T).

3. Vectơ cảm ứng từ

Người ta biểu diễn cảm ứng từ bằng một vectơ gọi là vectơ cảm ứng từ, kí hiệu là $\overrightarrow B $.

Vectơ cảm ứng từ $\overrightarrow B $ tại một điểm:

- Có hướng trùng với hướng của từ trường tại điểm đó;

- Có độ lớn là: $B = \frac{F}{{Il}}$.

4. Biểu thức tổng quát của lực từ $\overrightarrow F $ theo $\overrightarrow B $

Lực từ $\overrightarrow F $ có điểm đặt tại trung điểm của M1M2 có phương vuông góc với $\overrightarrow l $ và $\overrightarrow B $, có chiều tuân theo quy tắc bàn tay trái và có độ lớn: F = IlBsinα, trong đó α là góc tạo bởi $\overrightarrow B $ và $\overrightarrow l $.