Bài 24. TỪ TRƯỜNG CỦA ỐNG DÂY CÓ DÒNG ĐIỆN CHẠY QUA

A. KIẾN THỨC TRỌNG TÂM

1. Phần từ phổ ở bên ngoài ống dây có dòng điện chạy qua rất giống phần từ phổ ở bên ngoài thanh nam châm.

2. Quy tắc nắm tay phải : Nắm bàn tay phải, rồi đặt sao cho bốn ngón tay hướng theo chiều dòng điện chạy qua các vòng dây thì ngón tay cái choãi ra chỉ chiều của đường sức từ trong lòng ống dây.

Lưu ý : Ngoài việc dùng quy tắc nắm tay phải để xác định chiều đường sức từ trong lòng ống dây điện, còn có thể xác định chiều đường sức từ trong lòng ống dây điện như sau : Nhìn vào một đầu ống dây điện, nếu dòng điện chạy cùng chiều kim đồng hồ thì đầu đó là cực Nam, nếu ngược chiều kim đồng hồ thì đầu đó là cực Bắc.

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

C1. - Phần từ phổ ở bên ngoài ống dây có dòng điện chạy qua và phần từ phổ ở bên ngoài thanh nam châm giống nhau.

- Khác nhau : Ta không tạo được phần từ phổ trong lòng thanh nam châm nhưng ta lại tạo được phần từ phổ trong lòng ống dây có dòng điện chạy qua.

C2. Đường sức từ ở trong lòng ống dây và bên ngoài ống dây tạo thành những đường cong khép kín.

C3. Giống như thanh nam châm, tại hai đầu ống dây, các đường sức từ cùng đi vào đầu này và cùng đi ra ở đầu kia của ống dây.

C4. - Dựa vào sự định hướng của kim nam châm, vẽ một đường sức từ trùng với trục kim nam châm và trục của ống dây.

- Xác định chiều của đường sức từ là chiều đi vào ở đầu A và đi ra ở đầu B của ống dây. Vì vậy đầu A của ống dây là cực Nam còn đầu B là cực Bắc.

C5. Kim nam châm 1 và 4 cùng nằm trên một đường sức từ, nếu kim 1 đúng chiều thì kim 4 cũng đúng chiều. Kim nam châm 2 và 3 cùng nằm trên một đường sức từ và cũng có chiều như kim nam châm 1 và 4. Kim nam châm 5 có chiều ngược lại với tất cả các kim nam châm. Như vậy kim nam châm 5 bị vẽ sai chiều.

Dòng điện trong ống dây có chiều đi vào ở đầu A và đi ra ở đầu B của ống dây.

C6. Hình 24.1.

- Vẽ một vài đường sức từ trong lòng ống dây.

- Dùng quy tắc nắm tay phải để xác định chiều của các đường sức từ vừa vẽ.

- Các đường sức từ có chiều đi ra ở đầu A của ống dây nên đầu A là cực Bắc, đầu B là cực Nam.

24.1. a) Chiều của dòng điện trong cuộn dây đi ra ở đầu Q. Dùng quy tắc nắm tay phải xác định được chiều của đường sức từ trong lòng cuộn dây đi ra ở đầu Q nên đầu Q là cực Bắc. Từ đó suy ra đầu A của thanh nam châm là cực Bắc, đầu B là cực Nam.

b) Thanh nam châm quay đi và đầu B (cực Nam) của thanh nam châm bị hút về phía đầu Q(cực Bắc) của cuộn dây.

c) Nếu ngắt công tắc K thì thanh nam châm sẽ quay trở lại đúng hướng ban đầu (hướng Nam - Bắc) là hướng kim nam châm đứng cân bằng ở trạng thái tự do khi chưa đóng công tắc.

24.2. a) Dùng quy tắc nắm tay phải xác định chiều của các đường sức từ trong lòng hai cuộn dây. Từ đó xác định được hai đầu ở gần nhau của hai cuộn dây đều là cực Bắc nên hai cuộn dây đẩy nhau.

b) Nếu đổi chiều dòng điện một trong hai cuộn dây thì hai đầu gần nhau của hai cuộn dây sẽ là hai từ cực khác tên. Vì vậy hai cuộn dây sẽ hút nhau.

24.3. a) Dùng quy tắc nắm tay phải xác định được chiều của đường sức trong lòng ống dây đi ra ở đầu B của ống dây. Như vậy thanh nam châm phải quay sao cho cực Bắc của thanh nam châm hướng về đầu B của ống dây và kim chỉ thị thì quay sang bên phải.

b) Không. Vì khi chưa có dòng điện trong ống dây thì kim chỉ thị nằm ở giữa bảng chia độ, khi có dòng điện chạy qua ống dây thì tuỳ theo chiều dòng điện, kim chỉ thị có thể quay sang trái hoặc sang phải bảng chia độ.

24.4. a) Dòng điện trong cuộn dây có chiều đi ra ở đầu B. Dùng quy tắc nắm tay phải xác định được chiều của đường sức trong lòng cuộn dây đi vào ở đầu B nên đầu B là cực Nam. Cực của kim nam châm hướng về đầu B của cuộn dây là cực Bắc.

b) Đầu D của cuộn dây điện là cực Bắc nên đường sức từ trong lòng cuộn dây có chiều đi ra ở đầu D. Dùng quy tắc nắm tay phải xác định được chiều của dòng điện trong cuộn dây đi vào ở đầu C.

24.5. Đường sức từ trong lòng nam châm điện có chiều đi vào ở cực S, đi ra ở cực N. Dùng quy tắc nắm tay phải xác định được chiều dòng điện trong cuộn dây của nam châm điện đi về cực B của nguồn điện. Vì vậy cực B của nguồn điện là cực âm (-), cực A của nguồn điện là cực dương (+).

24.6. D;

24.7. D;

24.8.C;

24.9. C.

C. BÀI TẬP BỔ SUNG

24a. Hai cuộn dây cùng có lõi sắt non, được đặt gần nhau như hình 24.2, trục đối xứng của chúng trùng nhau. Hai cuộn dây đang hút nhau.

Khi bàn về dòng điện chạy trong hai cuộn dây thì ý kiến nào sau đây không đúng ?

A. Chỉ cuộn dây A có dòng điện chạy qua

B. Chỉ cuộn dây B có dòng điện chạy qua.

C. Dòng điện chạy trong hai cuộn dây cùng chiều.

D. Dòng điện chạy trong hai cuộn dây ngược chiều.

24b. Sự giống nhau giữa một ống dây dẫn có dòng điện chạy qua và thanh nam châm là

A. tiêu thụ điện năng.

B. có thể thay đổi tên các từ cực.

C. có thể tạo từ phổ xung quanh và trong lòng vật.

D. đường sức từ trong lòng vật là những đường thẳng song song.

HƯỚNG DẪN GIẢI

24a. D.

- Nếu cuộn dây A có dòng điện chạy qua thì nó sẽ hút lõi sắt non trong cuộn dây B và ngược lại. Như vậy các phương án A, B đều đúng.

- Vì hai cuộn dây đang hút nhau nên hai đầu gần nhau của hai cuộn dây phải là hai từ cực khác tên. Như vậy các đường sức từ trong lòng hai cuộn dây cùng chiều.

- Dùng quy tắc nắm tay phải, xác định được dòng điện chạy trong hai cuộn dây cùng chiều. Như vậy phương án C đúng.

24b. D.