Bài 27. LỰC ĐIỆN TỪ

A. KIẾN THỨC TRỌNG TÂM

1. Dây dẫn có dòng điện chạy qua đặt trong từ trường và không song với đường sức từ thì chịu tác dụng của lực điện từ.

2. Quy tắc bàn tay trái : Đặt bàn tay trái sao cho các đường sức từ hướng vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón tay giữa hướng theo chiều dòng điện thì ngón tay cái choãi ra 90° chỉ chiều của lực điện từ.

Lưu ý : Khi sử dụng bàn tay trái để xác định chiều dòng điện trong dây dẫn hoặc chiều của đường sức từ cần phải thay đổi thứ tự các bước tiến hành trong quy tắc bàn tay trái.

B. HƯỚNG DẪN TRẢ LỜI CÂU HỎI TRONG SGK VÀ GIẢI BÀI TẬP TRONG SBT

C1. Hiện tượng đó chứng tỏ đoạn dây AB đã chịu tác dụng của một lực.

C2. Trong đoạn dây dẫn AB, dòng điện có chiều đi từ B đến A.

C3. Trong đoạn đoạn dây dẫn AB, dòng điện có chiều đi từ A đến B. Đường sức từ của nam châm hướng từ dưới lên trên. Cực Bắc (N) của nam châm ở phía dưới, cực Nam (S) ở phía trên.

C4. - Lực điện từ tác dụng lên các đoạn AB, CD của khung dây dẫn được biểu diễn trên hình 27.1.

- Trong hình 27.1a, các cặp lực điện từ $\vec{F}_{1}$ và $\vec{F}_{2}$ có tác dụng làm cho khung quay xung quanh trục OO' theo chiều kim đồng hồ.

- Trong hình 27.1b, các cặp lực điện từ $\vec{F}_{1}$ và $\vec{F}_{2}$ không có tác dụng làm quay khung.

- Trong hình 27.1c, các cặp lực điện từ $\vec{F}_{1}$ và $\vec{F}_{2}$ có tác dụng làm cho khung quay xung quanh trục OO' theo chiều ngược chiều kim đồng hồ.

27.1. D. Một khung dây dẫn có dòng điện chạy qua đặt trong từ trường thì luôn chịu tác dụng của lực điện từ. Nếu khung dây đang ở vị trí ban đầu như hình vẽ thì khung chịu tác dụng của lực điện từ nhưng nó không quay. Nếu khung quay đến vị trí mà mặt phẳng của khung vuông góc với đường sức từ thì khung sẽ quay tiếp thêm một chút nữa theo quán tính.

27.2. - Lực điện từ tác dụng lên đoạn dây dẫn AB được biểu diễn như hình 27.2.

- Nếu đổi chiều dòng điện trong đoạn dây dẫn, giữ nguyên vị trí các cực của nam châm thì chiều của lực điện từ sẽ thay đổi.

- Nếu đổi cực của nam châm, giữ nguyên chiều dòng điện trong đoạn dây dẫn thì chiều của lực điện từ sẽ thay đổi.

- Nếu đổi chiều dòng điện trong đoạn dây dẫn, đồng thời đổi cực của nam châm thì chiều của lực điện từ không thay đổi.

27.3. - Lực điện từ tác dụng lên các cạnh của khung được biểu diễn như hình 27.3.

- Các lực điện từ này làm cho khung có xu hướng quay quanh trục OO' theo chiều như hình vẽ.

27.4. Các lực điện từ tác dụng lên các cạnh của khung đều nằm trên mặt phẳng của khung nên không có tác dụng làm cho khung quay mà chỉ có xu hướng làm cho khung bị biến dạng. Nếu đổi chiều dòng điện chạy trong khung thì lực điện từ đổi chiều nhưng chúng vẫn nằm trên mặt phẳng của khung nên khung dây vẫn không quay.

27.5. a) Thí nghiệm được mô tả trên hình 27.4

b) Giả sử chiều dòng điện trong đoạn dây dẫn AB như hình vẽ và đoạn dây dẫn AB chuyển động lên trên. Dùng quy tắc bàn tay trái xác định được chiều của các đường sức từ như hình vẽ. Từ đó xác định được tên từ cực của thanh nam châm.

27.6. D;

27.7.C;

27.8. D;

27.9. B.

C. BÀI TẬP BỔ SUNG

27a. Trên hình 27.5, các kí hiệu N là cực Bắc và S là cực Nam của nam châm. Kí hiệu $\bigoplus$ chỉ dòng điện chạy qua một đoạn dây dẫn thẳng được đặt vuông góc với mặt phẳng hình vẽ có chiều đi từ phía trước ra phía sau và kí hiệu chỉ dòng điện chạy qua một đoạn dây dẫn thẳng được đặt vuông góc với mặt phẳng hình vẽ có chiều từ phía sau ra phía trước. Hình nào dưới đây áp dụng đúng quy tắc bàn tay trái ?

27b. Mũi tên trên hình 27.6 chỉ chiều chuyển động của đoạn dây dẫn BC trên hai thanh ray dẫn điện AB và DC. Mạch điện này được đặt trong từ trường có đường sức từ vuông góc với mặt phẳng ABCD và chiều từ sau mặt phẳng hình vẽ ra phía trước. Hãy xác định dấu các cực của nguồn điện.

HƯỚNG DẪN GIẢI

27a. C.

27b. Chiều chuyển động của đoạn dây dẫn BC cũng là chiều của lực điện từ. Dùng quy tắc bàn tay trái xác định được chiều dòng điện đi từ C đến B. Vì vậy cực gần D là cực (+), cực gần A là cực (-).