Giáo án vật lý 12 phần Từ trường

Giáo án giảng bài vật lý 12 phần từ trường dành cho giáo viên có nhiều câu hỏi để vận dụng kèm đáp án

 Định nghĩa:

 Loại quặng sắt có khả năng hút được vụn sắt gọi là nam châm

 Mỗi nam châm bao giờ cũng có hai cực đó là cực Nam (S), cực Bắc (N)

 Phân loại:

NAM CHÂM

THẲNG

NAM CHÂM HÌNH CHỮ U

NAM CHÂM TRÒN

NAM CHÂM ĐIỆN

 Một nam châm có thể có nhiều cực nhưng số cực luôn là số chẵn

a Kim nam châm tự do b Khi đặt hai cực cùng tên

lại gần nhau

c Khi đặt hai cực khác tên

lại gần nhau Thí nghiệm tương tác giữa nam châm với kim nam châm

 Kim nam châm đặt tự do luôn chỉ theo hướng Bắc, Nam

 Khi đưa hai cực cùng tên lại gần nhau thì chúng đẩy nhau

 Khi đưa hai cực khác tên lại gần nhau thì chúng hút nhau

 Ở trường hợp b và c thì giữa hai nam châm có tương tác với nhau

Thí nghiệm Oersted về tương tác giữa nam châm với dòng điện

 Khi cho dòng điện chạy qua dây dẫn ta thấy kim nam châm lệch một góc so với phương ban đầu Nếu đổi chiều dòng điện thì kim nam châm vẫn bị lệch một góc so với phương ban đầu

NAM CHÂM

TƯƠNG TÁC TỪ

 Trong trường hợp này dòng điện có tương tác với kim nam châm

Thí nghiệm Oersted về tương tác giữa dòng điện với nam châm

 Khi cho dòng điện chạy qua hai tấm kim loại mỏng, nhẹ như hình trên, ta thấy hai tấm kim loại đẩy nhau

 Khi cho hai dòng điện cùng chiều chạy qua hai tấm kim loại mỏng thì thấy hai tấm kim loại hút nhau Giữa hai dòng điện cũng có tương tác với nhau

 Kết luận: Tương tác giữa nam châm với nam châm, giữa dòng điện với nam châm và giữa dòng điện

với dòng điện đều gọi là tương tác từ Lực tương tác trong các trường hợp đó gọi là lực từ

 Khái niệm từ trường:

 Từ trường là một dạng vật chất tồn tại trong không gian mà biểu hiện cụ thể là sự xuất hiện của lực

từ tác dụng lên một dòng điện hay một nam châm đặt trong đó

 Ví dụ: từ trường tồn tại xung quanh thanh nam châm hay xung quanh

dòng điện

 Tính chất cơ bản của từ trường là gây ra lực từ tác dụng lên một

nam châm hay một dòng điện đặt trong nó

 Ở hình bên, nam châm cố định tác dụng lực từ F

urlên đoạn dây dẫn có dòng điện I Ở đây, đoạn dây dẫn có một đầu nhúng vào một dung dịch dẫn

điện để khép kín dòng điện, đồng thời đoạn dây dẫn ấy cũng có thể xê dịch tuỳ

theo tác dụng của lực từ do nam châm gây ra

 Tính chất của từ trường:

 Từ trường gây ra lực từ tác dụng lên một nam châm hay một dòng điện đặt trong nó

 Để phát hiện sự tồn tại của từ trường người ta dùng kim nam châm hay còn gọi là nam châm thử

 Cảm ứng từ:

 Để đặc trưng cho từ trường về khả năng gây ra lực từ, người ta đưa ra một đại lượng vectơ gọi là cảm ứng từ và kí hiệu là B.

TỪ TRƯỜNG

 Cảm ứng từ có đơn vị là Tesla [T]

 Kim nam châm nằm cân bằng ở các điểm khác nhau trong từ trường thì nó sẽ định hướng theo các phương khác nhau, và có thể nói rằng phương của nam châm thử nằm cân bằng tại một điểm trong từ trường

là phương của vectơ cảm ứng từ Bcủa từ trường tại điểm đó

 Ta quy ước lấy chiều từ cực Nam sang cực Bắc của kim nam châm là chiều của B. (quy tắc vào nam ra bắc

 Thực nghiệm đã chứng tỏ rằng cảm ứng từ xung quanh nam châm thì ở hai cực là mạnh nhất

 Lực từ tác dụng lên một dòng điện (đoạn dây dẫn mang dòng điện chạy qua hay một nam châm đặt trong từ trường ở điểm nào lớn hơn thì cảm ứng từ tại điểm đó lớn hơn

 Mạt sắt tập trung nhiều ở hai đầu nam châm và

thưa dần ở khoảng giữa

 Có dạng những đường cong hướng ra từ hai đầu nam châm

 Mạt sắt tập trung nhiều ở phần tiếp xúc giữa hai nam châm và thưa dần ra xa

ĐƯỜNG SỨC TỪ

a Ống dây b Dây dẫn thẳng c Dây dẫn quấn tròn

Hình ảnh từ phổ dây dẫn mang dòng điện

 Hình ảnh sự phân bố mạt sắt phân bố xung quanh dòng điện thẳng là những vòng tròn đồng tâm

 Hình ảnh sự phân bố mạt sắt bên trong ống dây là những đường song song nhau và bên ngoài ống dây

a Một nam châm b Hai nam châm khác cực c Hai nam châm cùng cực

Đường sức từ của nam châm thẳng

a Nam châm hình chữ U b Dòng điện thẳng c Ống dây

Đường sức từ

 Tính chất của đường sức từ:

 Tại mỗi điểm trong từ trường, có thể vẽ được một đường sức từ đi qua và chỉ một mà thôi

 Các đường sức từ là những đường cong khép kín hoặc vô hạn ở hai đầu

 Nơi nào cảm ứng từ lớn hơn thì các đường sức từ ở đó vẽ mau hơn (dày hơn), nơi nào cảm ứng từ nhỏ hơn thì các đường sức từ ở đó vẽ thưa hơn

 Chiều của đường sức từ tuân theo những quy tắc xác định (quy tắc nắm tay phải, quy tắc vào Nam ra Bắc

+ Quy tắc nắm tay phải “Để bàn tay phải sao cho ngón cái nằm dọc theo dây dẫn và chỉ theo chiều dòng điện, khi đó các ngón tay khum lại chỉ chiều đường sức từ”

 Các đường sức từ không cắt nhau

a Dòng điện thẳng b Dòng điện quấn tròn c Ống dây

Áp dụng quy tắc nắm tay phải

CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM NHIỀU PHƯƠNG ÁN LỰA CHỌN Câu 1: Nhận định nào sau đây không đúng về nam châm?

A Hướng bắc – nam của nam châm là hướng của từ trường tại điểm đặt nam châm

B Các cực cùng tên của các nam châm thì đẩy nhau

C Mọi nam châm đều hút được sắt

D Mọi nam châm bao giờ cũng có hai cực

B Lực Trái đất tác dụng lên kim nam châm ở trạng thái tự do làm nó định hướng theo phương bắc nam

C Lực nam châm tác dụng lên dây dẫn bằng nhôm mang dòng điện

D Lực hai dây dẫn mang dòng điện tác dụng lên nhau

Hướng dẫn giải

Lực Trái Đất tác dụng lên vật nặng là trọng lực( lực hấp dẫn)

Câu 4: Từ trường là dạng vật chất tồn tại trong không gian và

A tác dụng lực hút lên các vật B tác dụng lực điện lên điện tích

C tác dụng lực từ lên nam châm và dòng điện D tác dụng lực đẩy lên các vật đặt trong nó

Hướng dẫn giải

Tác dụng đặc trưng của từ trường là tác dụng lực từ lên nam châm và dòng điện đặt trong nó

Câu 5: Đặc điểm nào sau đây không phải của các đường sức từ biểu diễn từ trường sinh bởi dòng điện chạy

trong dây dẫn thẳng dài?

A Các đường sức là các đường tròn

B Mặt phẳng chứa các đường sức thì vuông góc với dây dẫn

C Chiều các đường sức được xác định bởi quy tắc bàn tay trái

D Chiều các đường sức không phụ thuộc chiều dòng điện

Hướng dẫn giải

Chiều các đường sức được xác định bởi quy tắc nắm bàn tay phải

Câu 6: Các đường sức từ là các đường cong vẽ trong không gian có từ trường sao cho

A pháp tuyến tại mọi điểm trùng với hướng của từ trường tại điểm đó

B tiếp tuyến tại mọi điểm trùng với hướng của từ trường tại điểm đó

C pháp tuyến tại mỗi điểm tạo với hướng của từ trường một góc không đổi

D tiếp tuyến tại mọi điểm tạo với hướng của từ trường một góc không đổi

Hướng dẫn giải

Theo định nghĩa đường sức từ là những đường vẽ trong không gian có từ trường sao cho tiếp tuến ại mỗi điểm đường sức từ tại một điểm là chiều của từ trường tại điểm đó nên tiếp tuyến tại mọi điểm có phương trùng với phương của từ trường tại điểm đó Đồng thời cũng quy ước chiều của trùng với hướng của từ trường tại điểm đó

Câu 7: Từ trường đều là từ trường mà các đường sức từ là các đường

Câu 8: Hai dây dẫn thẳng, song song, dây một được giữ cố định, dây hai có thể dịch chuyển Dây hai sẽ dịch

chuyển ra xa dây một khi

A có hai dòng điện ngược chiều chạy qua

B chỉ có dòng điện mạnh chạy qua dây một

C có hai dòng điện cùng chiều chạy qua

D dòng điện chạy qua dây hai lớn hơn dòng điện chạy qua dây một

Hướng dẫn giải

Khi hai dòng điện thẳng ngược chiều đặt gần nhau chúng sẽ đẩy nhau

Câu 9: Hai dây dẫn thẳng, song song, dây một được giữ cố định, dây hai có thể dịch chuyển Dây hai sẽ dịch

chuyển về phía dây một khi

A có hai dòng điện ngược chiều chạy qua

B chỉ có dòng điện mạnh chạy qua dây một

C có hai dòng điện cùng chiều chạy qua

D dòng điện chạy qua dây hai lớn hơn dòng điện chạy qua dây một

Hướng dẫn giải

Dây hai sẽ dịch chuyển về phía dây một khi có hai dòng điện cùng chiều chạy qua

Câu 10: Trong từ trường, cảm ứng từ tại một điểm

A nằm theo hướng của lực từ B ngược hướng với đường sức từ

C nằm theo hướng của đường sức từ D ngược hướng với lực từ

Câu 11: Phát biểu nào sau đây không đúng?

A Đi qua mỗi điểm trong từ trường chỉ có một đường sức từ

B Tương tác giữa hai dòng điện là tương tác từ

C Xung quanh mỗi điện tích đứng yên tồn tại điện trường và từ trường

D Cảm ứng từ là đại lượng đặc trưng cho từ trường về mặt gây ra lực từ

Câu 12: Từ trường là dạng vật chất tồn tại trong không gian và tác dụng

A lực hút lên các vật đặt trong nó

B lực điện lên điện tích đặt trong nó

C lực từ lên nam châm và dòng điện đặt trong nó

D lực đẩy lên các vật đặt trong nó

Hướng dẫn giải

Tính chất nổi bật của từ trường là tác dụng lực từ lên dòng điện hoặc nam châm đặt trong nó

Câu 13: Phát biểu nào sau đây sai? Người ta nhận ra từ trường tồn tại xung quanh dây dẫn mang dòng điện vì

có lực từ tác dụng lên một

A dòng điện khác đặt song song cạnh nó B kim nam châm đặt song song cạnh nó

C hạt mang điện chuyển động dọc theo nó D hạt mang điện đứng yên đặt bên cạnh nó

Hướng dẫn giải

Từ trường tác dụng lực từ lên dòng điện (hoặc các điện tích chuyển động) và nam châm đặt trong nó, nhưng không tác dụng lực từ lên hạt mang điện đứng yên

Câu 14: Tính chất cơ bản của từ trường là gây ra

A lực từ tác dụng lên nam châm hoặc lên dòng điện đặt trong nó

B lực hấp dẫn lên các vật đặt trong nó

C lực đàn hồi tác dụng lên các dòng điện và nam châm đặt trong nó

D sự biến đổi về tính chất điện của môi trường xung quanh

Hướng dẫn giải

Theo khái niêm của tương tác từ là tương tác giữa nam châm với nam châm Nam châm với dòng điện, lực tương tác đó gọi là lực từ

Câu 15: Phát biểu nào sau đây là sai?

A Qua bất kỳ điểm nào trong từ trường ta cũng có thể vẽ được một đường sức từ

B Đường sức từ do nam châm thẳng tạo ra xung quanh nó là những đường thẳng

C Đường sức mau ở nơi có cảm ứng từ lớn, đường sức thưa ở nơi có cảm ứng từ nhỏ

D Các đường sức từ là những đường cong kín

Hướng dẫn giải

Đường sức là những đường thẳng chỉ có ở từ trường đều, nam châm thẳng không sinh ra từ trường đều

Câu 16: Để xác định 1 điểm trong không gian có từ trường hay không, ta đặt tại nó một

A điện tích B kim nam châm C sợi dây dẫn D sợi dây tơ

Câu 17: Phát biểu nào dưới đây là sai?

A Dựa vào hình ảnh của “đường mạt sắt” ta có thể biết chiều của đường sức từ

B Sử dụng quy tắc nắm bàn tay phải để xác định chiều của đường sức

C Dùng nam châm thử đặt trên đường sức từ cho ta biết chiều của đường sức từ

D Với dòng điện thẳng các “đường mạt sắt” trên tờ bìa là những đường tròn đồng tâm

Câu 18: Dây dẫn mang dòng điện không tương tác với

A các điện tích đang chuyển động B nam châm đứng yên

A qua mỗi điểm trong không gian chỉ vẽ được một đường sức

B các đường sức là các đường cong khép kín hoặc vô hạn ở hai đầu

C chiều của các đường sức là chiều của từ trường

D các đường sức của cùng một từ trường có thể cắt nhau

Hướng dẫn giải

Các đường sức của cùng một từ trường không bao giờ cắt nhau

Câu 20: Đặt một kim nam châm nhỏ trên mặt phăng vuông góc với một dòng điện thẳng Khi cân bằng, kim

nam châm đó sẽ nằm theo hướng

A song song với dòng điện

B cắt dòng điện

C theo hướng một đường sức từ của dòng điện thẳng

D theo hướng vuông góc với một đường sức từ của dòng điện thẳng

Câu 21: Câu nào dưới đây nói về từ trường là không đúng?

A Xung quanh mỗi nam châm đều ton tại một từ trường

B Xung quanh mồi dòng điện cũng tồn tại một từ trường

C Hướng của từ trường tại một điểm là hướng Nam (S)- Bắc (N) của một kim loại nam châm nhỏ nam cân

bằng tại điểm đó

D Kim nam châm đặt ở gàn một nam châm hoặc một dòng điện luôn quay theo hướng Nam (S) – Bắc (N)

của từ trường Trái Đất

Câu 22: Phát biểu nào dưới đây nói về đường sức từ là không đúng?

A Đường sức từ là những đường vẽ trong không gian sao cho tiếp tuyến với nó tại mỗi điểm đều có phương

trùng phương của từ trường tại điểm đó

B Có thể quan sát sự phân bố các đường sức từ bằng thí nghiệm từ pho khi rắc nhẹ các mạt sắt nhỏ lên mặt

tấm nhựa phẳng đặt trong từ trường, nếu mặt phẳng của tấm nhựa trùng với mặt phẳng chứa các đường sức

C Các đường sức từ của dòng điện thẳng dài là các đường tròn nằm trong các mặt phẳng vuông góc với

dòng điện thẳng, có tâm nằm trên dòng điện và có chiều xác định theo quy tắc bàn tay trái

D Các đường sức từ là những đường cong khép kín hoặc vô hạn ở hai đầu và được quy ước vè sao cho chỗ

nào từ trường càng mạnh thì các đường sức từ càng mau (sít nhau) hơn

Câu 23: Câu nào dưới đây nói về lực từ là không đúng?

A Lực từ tương tác giữa hai thanh nam châm có các cực cùng tên đặt thẳng hàng đối diện sát nhau là các

lực đẩy cùng phương ngược chiều

B Lực từ tương tác giữa hai dây dẫn thẳng song song đặt gần nhau có dòng điện không đổi cùng chiều chạy qua là các lực đẩy vuông góc với hai dây

C Lực từ do nam châm tác dụng lên dây dẫn thẳng có dòng điện không đổi chạy qua có thể là lực đẩy hoặc

hút tùy thuộc chiều dòng điện và chiều từ trường

D Lực từ tác dụng lên hai dây dẫn thẳng song song đặt gần nhau có dòng điện không đổi ngược chiều Câu 24: Từ trường của một nam châm giống từ trường được tạo bởi

A một dây dẫn thẳng có dòng điện chạy qua B một ống dây có dòng điện chạy qua

C một nam châm hình móng ngựa D một vòng dây tròn có dòng điện chạy qua

Hướng dẫn giải

Từ trường của một nam châm giống từ trường được tạo bởi một ống dây có dòng điện chạy qua

Câu 25: Từ phổ là

A hình ảnh của các đường mạt sắt cho ta hình ảnh của các đường sức từ của từ trường

B hình ảnh tương tác của hai nam châm với nhau

C hình ảnh tương tác giữa dòng điện và nam châm

D hình ảnh tương tác của hai dòng điện chạy trong hai dây dẫn thẳng song song

Hướng dẫn giải

Từ phổ là hình ảnh của các đường mạt sắt cho ta hình ảnh của các đường sức từ của từ trường

Câu 26: (Đề tham khảo của BGD-ĐT - 2018) Trong từ trường, cảm ứng từ tại một điểm

A nằm theo hướng của lực từ B ngược hướng với đường sức từ

C nằm theo hướng của đường sức từ D ngược hướng với

Câu 27: Các đường sức từ của dòng điện chạy qua dây dẫn thẳng dài có dạng là các đường

A thẳng vuông góc với dòng điện

B tròn đồng tâm vuông góc với dòng điện

C tròn đồng tâm vuông góc với dòng điện, có tâm nằm trên dòng điện

D tròn vuông góc với dòng điện

Câu 28: Các đường sức từ trường bên trong ống dây mang dòng điện có dạng

A là các đường tròn và là từ trường đều

B là các đường thẳng vuông góc với trục ống cách đều nhau, là từ trường đều

C là các đường thẳng song song với trục ống cách đều nhau, là từ trường đều

D các đường xoắn ốc, là từ trường đều

Câu 29: Tại điểm nào có kí hiệu không đúng với chiều của từ

trường tạo bởi dùng điện không đổi I chạy trong một vòng dây

Câu 30: Trong các hình vẽ sau, hình vẽ nào biểu diễn đúng hướng của đường cảm ứng từ của dòng điện trong

dây dẫn thẳng dài vô hạn vuông góc với mặt phẳng hình vẽ?

Câu 31: Hình vẽ nào dưới đây xác định đúng hướng của véc tơ cảm ứng từ tại M gây bời dòng điện trong dây

Theo quy tắc cái đinh ốc 1 thì ở hình c cảm ứng từ phải có phương song song với dòng điện I

Câu 33: Hình vẽ nào dưới đây xác định đúng hướng của véc tơ cảm ứng từ tại M gây bởi dòng điện trong dây

dẫn thẳng dài vô hạn?

A

BM

D

I

MB

Hướng dẫn giải

Các đường sức từ ở hình D có chiều đi từ ngoài vào trong nên với chiều dòng điện như hình vẽ, sử dụng quy tắc cái đinh ốc 1 ta được cảm ứng từ B như hình vẽ

Câu 36: Trong các hình vẽ sau, hình vẽ nào biểu diễn đúng hướng của véc tơ cảm ứng từ tại tâm vòng dây

của dòng điện trong vòng dây tròn mang dòng điện?

Hướng dẫn giải

Sử dụng quy tắc cái đinh ốc 2 ta được dòng điện ở hình A có các đường sức đi từ trong ra ngoài nên cảm ứng từ sẽ có hướng như trên

Câu 37: Trong các hình vẽ sau, hình vẽ nào biểu diễn sai hướng của véc tơ cảm ứng từ tại tâm vòng dây của

dòng điện trong vòng dây tròn mang dòng điện?

Câu 38: Trong các hình vẽ sau, hình vẽ nào biểu diễn đúng hướng của véc tơ cảm ứng từ tại tâm vòng dây

của dòng điện ữong vòng dây tròn mang dòng điện?

Hình vẽ D chính là biểu diễn của cảm ứng từ trong khung dây tròn ở tâm

Câu 39: Trong các hình vẽ sau, hình vẽ nào biểu diễn đúng hướng của véc tơ cảm ứng từ tại tâm vòng dây

của dòng điện trong vòng dây tròn mang dòng điện?

Câu 40: Trong các hình vẽ sau, hình vẽ nào biểu diễn sai hướng của véc tơ cảm ứng từ tại tâm vòng dây của

dòng điện trong vòng dây tròn mang dòng điện?