(Ôn thi ĐGNL, ĐGTD) Chuyên đề: Từ trường

HOT Ra mắt Sách tổng ôn 12 (2k8) toán, văn, anh.... (từ 80k/1 cuốn)

Chuyên đề Từ trường trong tài liệu ôn thi Đánh giá năng lực, Đánh giá tư duy theo cấu trúc mới nhất đầy đủ lý thuyết trọng tâm, các dạng bài & bài tập đa dạng từ cơ bản đến nâng cao giúp Giáo viên & học sinh có thêm tài liệu ôn thi ĐGNL HSA, VACT và ĐGTD TSA đạt kết quả cao.

(Ôn thi ĐGNL, ĐGTD) Chuyên đề: Từ trường

Xem thử Tài liệu & Đề thi HSA Xem thử Tài liệu & Đề thi VACT Xem thử Tài liệu & Đề thi TSA Xem thử Tài liệu & Đề thi SPT

Chỉ từ 200k mua trọn bộ Đề thi & Tài liệu ôn thi ĐGNL - ĐGTD năm 2025 của các trường theo cấu trúc mới bản word có lời giải chi tiết:

B1: gửi phí vào tk: 1053587071 - NGUYEN VAN DOAN - Ngân hàng Vietcombank (QR)
B2: Nhắn tin tới Zalo VietJack Official - nhấn vào đây để thông báo và nhận đề thi

Quảng cáo

A. KIẾN THỨC TRỌNG TÂM

I. TỪ TRƯỜNG

1. Từ trường

• Xung quanh mỗi nam châm hay mỗi dòng điện tồn tại một từ trường.

• Từ trường là trường lực gây ra bởi dòng điện hoặc nam châm, là dạng vật chất tồn tại xung quanh dòng điện hoặc nam châm mà biểu hiện cụ thể là sự xuất hiện của lực từ tác dụng lên một dòng điện hay một nam châm khác đặt trong đó.

• Đường sức từ là những đường vẽ trong không gian có từ trường, sao cho tiếp tuyến với nó tại mỗi điểm có phương trùng với phương của kim nam châm nhỏ nằm cân bằng tại điểm đó.

• Các tính chất của đường sức từ:

+ Tại mỗi điểm trong từ trường chỉ vẽ được một đường sức từ.

+ Các đường sức từ là các đường cong kín, còn gọi là từ trường xoáy.

+ Nơi nào cảm ứng từ lớn thì các đường sức từ dày hơn, nơi nào cảm ứng từ nhỏ hơn thì đường sức từ ở đó sẽ thưa hơn.

(Ôn thi ĐGNL, ĐGTD) Chuyên đề: Từ trường

Từ trường xung quanh một nam châm vĩnh cửu

Quảng cáo

2. Từ trường của một số dòng điện có dạng đặc biệt

a) Từ trường của dòng điện thẳng dài

+ Dòng điện thẳng dài là dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài.

+ Dạng của các đường sức từ: Các đường sức từ của dòng điện thẳng dài là các đường tròn đồng tâm nằm trong mặt phẳng vuông góc với dòng điện. Tâm của các đường sức từ là giao điểm của mặt phẳng và dây dẫn.

+ Chiều của các đường sức từ được xác định theo quy tắc nắm bàn 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 kia khum lụi cho ta chiều của các đường sức từ”.

(Ôn thi ĐGNL, ĐGTD) Chuyên đề: Từ trường

b) Từ trường của dòng điện tròn

+ Dòng điện tròn là dòng điện chạy trong dây dẫn được uốn thành vòng tròn.

Quảng cáo

+ Dạng của các đường sức từ: “Các đường sức từ của dòng điện tròn là những đường cong có chiều đi vào mặt Nam, đi ra ở mặt Bắc của dòng điện tròn ấy (hình vẽ bên dưới). Trong số đó, có đường sức từ đi qua tâm O là đường thẳng vô hạn ở hai đầu”.

(Ôn thi ĐGNL, ĐGTD) Chuyên đề: Từ trường

+ Chiều của các đường sức từ được xác định bởi quy tắc nắm tay phải: “Khum bàn tay phải theo vòng dây của khung dây sao cho chiều từ cổ tay đến các ngón tay trùng với chiều dòng điện trong khung; ngón cái choãi ra chỉ chiều các đường sức từ xuyên qua mặt phẳng dòng điện”

(Ôn thi ĐGNL, ĐGTD) Chuyên đề: Từ trường

c) Từ trường của dòng điện trong ống dây

+ Dạng các đường sức từ: Bên trong ống dây, các đường sức từ song song với trục ống dây và cách đều nhau. Bên ngoài ống dây, dạng các đường sức giống như ở một nam châm thẳng.

(Ôn thi ĐGNL, ĐGTD) Chuyên đề: Từ trường

Quảng cáo

+ Chiều của đường sức từ: được xác định theo quy tắc nắm bàn tay phải: “Khum bàn tay phải sau cho chiều từ cổ tay đến các ngón tay trùng với chiều dòng điện trong ống dây; ngón cái choãi ra chỉ chiều các đường sức từ trong ống dây”.

II. LỰC TỪ TÁC DỤNG LÊN ĐOẠN DÂY DẪN MANG DÒNG ĐIỆN

+ Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn có chiều dài ℓ, mang dòng điện I chạy qua đặt trong từ trường:

(Ôn thi ĐGNL, ĐGTD) Chuyên đề: Từ trường

− Có điểm đặt tại trung điểm của đoạn dây;

− Có phương vuông góc với đoạn dây và đường sức từ;

− Có chiều xác định theo quy tắc bàn tay trái: Để bàn tay trái sao cho vectơ cảm ứng từ $\vec{B}$ hướng vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến các ngón tay là chiều dòng điện chạy trong đoạn dây, khi đó chiều ngón tay cái choãi ra 90^o chỉ chiều lực từ $\vec{F}$ tác dụng lên dòng điện.

− Độ lớn: $F = B . I . l . \sin α$ với α là góc hợp bởi dòng điện và chiều cảm ứng từ.

III. CẢM ỨNG TỪ

Tại mỗi điểm trong không gian có từ trường xác định một vectơ cảm ứng từ:

− Có hướng trùng với hướng của từ trường;

− Có độ lớn bằng $B = \frac{F}{I . l \sin α}$ ; với F là độ lớn của lực tương tác giữa từ trường và đoạn dây dẫn có chiều dài ℓ mang dòng điện có cường độ I, α là góc hợp bởi chiều dòng điện và chiều của cảm ứng từ.

− Đơn vị cảm ứng từ là tesla (T).

− Từ trường đều là từ trường mà cảm ứng từ tại mọi điểm đều bằng nhau. Đường sức từ của từ trường đều là các đường thẳng song song, cách đều nhau.

IV. CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ

1. Từ thông.

Từ thông qua một vòng dây diện tích S đặt trong từ trường đều: $Φ = B S \cos α = B S \cos (\vec{n}; \vec{B})$

(Ôn thi ĐGNL, ĐGTD) Chuyên đề: Từ trường

Trong đó:

B (T): Độ lớn cảm ứng từ của từ trường.

S (m²): Tiết diện của khung dây.

α : góc hợp bởi vectơ pháp tuyến $\vec{n}$ của mặt phẳng khung và $\vec{B}$ .

Do cosα có thể âm hoặc dương nên từ thông $Φ$ là một đại lượng đại số.

- Khi góc α nhọn thì $\cos α > 0 \Rightarrow Φ > 0$

- Khi góc α tù thì $\cos α < 0 \Rightarrow Φ < 0$

- Khi góc α = 90° thì $\cos α = 0 \Rightarrow Φ = 0$

- Khi góc α = 0° thì $\cos α = 1 \Rightarrow Φ = B S$

Đặc biệt từ thông qua khung dây có N vòng dây: $Φ = N B S \cos α = N B S \cos (\vec{n}; \vec{B})$

Đơn vị từ thông là vêbe (Wb): 1Wb = 1T.1m²

2. Hiện tượng cảm ứng điện từ

Mỗi khi từ thông qua mạch kín (C) biến thiên thì trong mạch kín (C) xuất hiện một dòng điện gọi là dòng điện cảm ứng. Hiện tượng xuất hiện dòng điện cảm ứng trong (C) gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ.

(Ôn thi ĐGNL, ĐGTD) Chuyên đề: Từ trường

Định luật Lenz

Chiều dòng điện cảm ứng được xác định dựa vào định luật Len-xơ:

“Dòng điện cảm ứng xuất hiện trong mạch kín có chiều sao cho từ trường cảm ứng có tác dụng chống lại sự biến thiên của từ thông ban đầu qua mạch kín”.

3. Suất điện động cảm ứng

• Khi từ thông qua mạch kín (C) biến thiên thì trong mạch kín đó xuất hiện suất điện động cảm ứng và do đó tạo ra dòng điện cảm ứng.

• Định luật Faraday về suất điện động cảm ứng đối với một khung dây kín:

$e_{c} = - \frac{Δ Φ}{Δ t}$

• Độ lớn suất điện động: $|e_{c}| = |\frac{Δ Φ}{Δ t}|$

Trong đó: $Δ Φ$ là độ biến thiên từ thông trong khoảng thời gian ∆t

• Độ lớn suất điện động cảm ứng trong một đoạn dây dẫn chuyển động trong từ trường: $|e_{C}| = B l v \sin θ$

4. Mô hình sóng điện từ

a. Điện từ trường

+ Khi điện trường biến thiên theo thời gian sinh ra từ trường biến thiên theo thời gian trong không gian xung quanh và ngược lại khi từ trường biến thiên theo thời gian sinh ra điện trường xoáy trong không gian xung quanh.

+ Hai trường biến thiên này liên quan mật thiết với nhau và là hai thành phần của một trường thống nhất, gọi là điện từ trường.

b. Sóng điện từ

Sóng điện từ là điện từ trường lan truyền trong không gian.

(Ôn thi ĐGNL, ĐGTD) Chuyên đề: Từ trường

Trong quá trình truyền sóng điện từ, tại một điểm, cường độ điện trường và cảm ứng từ biến thiên cùng pha theo các phương vuông góc với nhau và cùng vuông góc với phương truyền sóng.

V. ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

1. Dòng điện xoay chiều và điện áp xoay chiều

• Suất điện động cảm ứng xoay chiều trong khung dây dẫn phẳng có diện tích S quay đều với tốc độ góc ω quanh một trục vuông góc với các đường sức của một từ trường đều có cảm ứng từ $\vec{B}$ là

$e = E_{0} \cos (ω t + φ_{0})$

trong đó, $T = \frac{2 π}{ω}$ là chu kì, $f = \frac{1}{T} = \frac{ω}{2 π}$ là tần số, ω₀ là pha ban đầu và E₀ là giá trị cực đại của suất điện động; nếu khung dây dẫn có N vòng thì: E₀ = NBSω

• Điện áp xoay chiều giữa hai đầu một đoạn mạch là: $u = U_{0} \cos (ω t + φ_{u})$

• Cường độ dòng điện xoay chiều trong đoạn mạch là: $i = I_{0} \cos (ω t + φ_{i})$

• Độ lệch pha của điện áp so với cường độ dòng điện là: $φ = φ_{u} - φ_{i}$

2. Giá trị hiệu dụng

Giả sử cho dòng điện $i = I_{0} \cos ω t$ qua điện trở thì công suất tức thời: $ω = R i^{2} = R I_{0}^{2} \cos^{2} ω t$

Công suất trung bình trong 1 chu kì: $P = \bar{p} = R I_{0}^{2} \bar{\cos^{2} ω T} = R I_{0}^{2} . \frac{1}{2} = R . {(\frac{I_{0}}{\sqrt{2}})}^{2}$

Ta có thể đưa về dạng dòng điện không đổi: P = RI²

Vậy $I = \frac{I_{0}}{\sqrt{2}}$ gọi là cường độ dòng điện hiệu dụng.

Cường độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều bằng cường độ của một dòng điện không đổi, sao cho khi đi qua cùng một điện trở R thì công suất tiêu thụ trong R bởi hai dòng điện đó là như nhau.

Cường độ hiệu dụng và điện áp hiệu dụng: $I = \frac{I_{0}}{\sqrt{2}}; U = \frac{U_{0}}{\sqrt{2}}$ .

3. Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều

Khi từ thông qua một vòng dây biến thiên điều hòa, trong vòng dây xuất hiện một suất điện động cảm ứng xoay chiều.

(Ôn thi ĐGNL, ĐGTD) Chuyên đề: Từ trường

Nếu từ thông qua mỗi vòng dây biến thiên theo quy luật $Φ_{1} = Φ_{0} \cos ω t$ và trong cuộn dây có N vòng giống nhau, thì suất điện động xoay chiều trong cuộn dây là: $e = - N \frac{d Φ_{1}}{d t} = ω N Φ_{0} \sin ω t$ hay $e = ω Φ_{0} N \cos (ω t - \frac{π}{2})$ (1)

Trong đó $Φ_{0}$ thông cực đại qua một vòng dây.

Biên độ của suất điện động là: $E_{0} = ω N Φ_{0}$ (2)

Có hai cách tạo ra suất điện động xoay chiều thường dùng trong các máy điện:

− Từ trường cố định, các vòng dây quay trong từ trường.

− Từ trường quay, các vòng dây đặt cố định.

4. Máy phát điện xoay chiều một pha

a. Các bộ phận chính

Mỗi máy phát điện xoay chiều đều có hai bộ phận chính là phần cảm và phần ứng.

- Phần cảm là nam châm điện hoặc nam châm vĩnh cửu. Đó là phần tạo ra từ trường.

- Phần ứng là những cuộn dây, trong đó xuất hiện suất điện động cảm ứng khi máy hoạt động.

Một trong hai phần đặt cố định, phần còn lại quay quanh một trục. Phần cố định gọi là stato phần quay gọi là rôto.

b. Hoạt động

Các máy phát điện xoay chiều một pha có thể được cấu tạo theo hai cách:

− Cách thứ nhất: phần ứng quay, phần cảm cố định.

− Cách thứ hai: phần cảm quay, phần ứng cố định.

Các máy được cấu tạo theo cách thứ nhất có stato là nam châm đặt cố định, rôto là khung dây quay quanh một trục trong từ trường tạo bởi stato.

Các máy được cấu tạo theo cách thứ hai có rôto là nam châm (gồm p cặp cực), thường là nam châm điện được nuôi bởi dòng điện một chiều; stato gồm nhiều cuộn dây có lõi sắt, xếp thành một vòng tròn. Các cuộn dây của rôto cũng có lõi sắt và xếp thành vòng tròn, quay quanh trục qua tâm vòng tròn với tốc độ n vòng/giây.

c. Công suất hao phí

Điện năng truyền tải đi xa thường bị tiêu hao đáng kể, chủ yếu do tỏa nhiệt trên đường dây. Gọi r là điện trở đường dây. P_phát là công suất truyền đi, U là điện áp ở nơi phát, cosφ là hệ số công suất của mạch điện thì công suất hao phí trên dây là: $P_{h a o p h i} = r I^{2} = r {(\frac{P_{p h a t}}{U})}^{2}$ .

B. CÂU HỎI VẬN DỤNG

Câu 1. Điện áp tức thời giữa hai đầu đoạn mạch điện xoay chiều là u = 311cos100πt (V). Giá trị hiệu dụng của điện áp đó là

A. 311V.

B. 220V.

C. 156V.

D. 440V.

Câu 2. Phát biểu nào sau đây là sai?

A. Xung quanh dòng điện có từ trường.

B. Tương tác giữa hai dòng điện là tương tác từ.

C. Xung quanh điện tích chuyển động có cả điện trường và từ trường.

D. Các đường sức từ là các đường cong hở.

Câu 3. Trường hợp nào sau đây không có từ trường?

A. Xung quanh một quả cầu mang điện.

B. Xung quanh một dòng điện.

C. Ở gần một chùm tia electron.

D. Giữa hai cực của nam châm hình chữ U.

Câu 4. Phát biểu nào sau đây là sai?

Lực từ tác dụng lên một đoạn dây có dòng điện đặt trong từ trường đều tỉ lệ với

A. cường độ dòng điện trong đoạn dây.

B. chiều dài của đoạn dây.

C. góc hợp bởi đoạn dây và đường sức từ.

D. cảm ứng từ tại điểm đặt đoạn dây.

Câu 5. Một đoạn dây dẫn dài 10 cm đặt trong từ trường đều và vuông góc với vectơ cảm ứng từ. Dòng điện qua dây có cường độ 2 A. Lực từ tác dụng lên đoạn dây đó là 0,004 N. Cảm ứng từ trong đoạn dây có độ lớn là

A. 0,02 T.

B. 0,2 T.

C. 0,04 T.

D. 0,002 T.

Câu 6. Một đoạn dây dài đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 0,5 T hợp với đường cảm ứng từ một góc 30°. Dòng điện qua dây có cường độ 0,5 A thì lực từ tác dụng lên đoạn dây là 4.10^-2 N. Chiều dài đoạn dây dẫn là

A. 32 cm.

B. 3,2 cm.

C. 16 cm.

D. 1,6 cm.

Câu 7. Một đoạn dây được uốn gập thành khung dây có dạng tam giác AMN vuông góc tại A. Đặt khung dây vào một từ trường đều có các vectơ cảm ứng từ nằm trong mặt phẳng ngang, có chiều từ trái qua phải như hình vẽ. Coi khung dây nằm cố định trong mặt phẳng hình vẽ và AM = 8 cm, AN = 6 cm, B = 3.10^-3T, I = 5 A. Lực từ tác dụng lên cạnh MN

(Ôn thi ĐGNL, ĐGTD) Chuyên đề: Từ trường

A. nằm trong mặt phẳng hình vẽ, vuông góc với MN và có độ lớn là 0,6 mN.

B. vuông góc với hình vẽ, hướng vào trong mặt phẳng hình vẽ và có độ lớn 1,2 mN.

C. vuông góc với hình vẽ, hướng ra ngoài mặt phẳng hình vẽ và có độ lớn 1,2 mN.

D. nằm trong mặt phẳng hình vẽ, có hướng đi lên và có độ lớn 0,6 mN.

Câu 8. Giữa hai cực của một nam châm hình chữ U có một từ trường đều. Vectơ cảm ứng từ thẳng đứng, có độ lớn B = 0,5 T. Người ta treo một đoạn dây dẫn thẳng dài l = 5cm, khối lượng m = 5 g nằm ngang trong từ trường bằng hai dây dẫn mảnh nhẹ. Tìm góc lệch α của dây treo so với phương thẳng đứng khi cho dòng điện I = 2 A chạy qua dây. Biết g = 10 m/s².

A. 30°.

B. 60°.

C. 45°.

D. 90°.

Câu 9. Treo đoạn dây dẫn có chiều dài l = 10 cm; khối lượng m = 5 g bằng hai dây mảnh, nhẹ sao cho dây dẫn nằm ngang. Biết cảm ứng từ của từ trường hướng thẳng đứng lên trên (hình bên), có độ lớn B = 0,05 T và dòng điện chạy qua dây dẫn là $I = 10 \sqrt{3} A$ . Nếu lấy g = 10 m/s² thì góc lệch a của dây treo so với phương thẳng đứng là

(Ôn thi ĐGNL, ĐGTD) Chuyên đề: Từ trường

A. 60°.

B. 30°.

C. 15°.

D. 45°.

Câu 10. Một thanh nhôm MN, khối lượng 0,20 kg chuyển động trong từ trường đều và luôn tiếp xúc với hai thanh ray đặt song song cách nhau 1,6 m nằm ngang, nằm trong mặt phẳng hình vẽ. Từ trường ngược hướng với trọng lực, có độ lớn B = 0,05 T. Hệ số ma sát giữa thanh nhôm MN và hai thanh ray là m = 0,40. Biết thanh nhôm chuyển đều và điện trở của mạch không đổi. Lấy g = 10 m/s². Bỏ qua hiện tượng cảm ứng điện từ. Thanh nhôm chuyển động về phía

(Ôn thi ĐGNL, ĐGTD) Chuyên đề: Từ trường

A. gần nguồn và có I = 10A.

B. xa nguồn và có I = 10 A.

C. gần nguồn và có I = 5 A.

D. xa nguồn và có I = 5 A.

................................

Xem thử Tài liệu & Đề thi HSA Xem thử Tài liệu & Đề thi VACT Xem thử Tài liệu & Đề thi TSA Xem thử Tài liệu & Đề thi SPT

Xem thêm tài liệu ôn thi đánh giá năng lực HSA, VACT, đánh giá tư duy TSA hay khác:

HOT 500+ Đề thi thử tốt nghiệp THPT, ĐGNL các trường ĐH fle word có đáp án (2025).

Sách VietJack thi THPT quốc gia 2025 cho 2k7:

TÀI LIỆU FILE WORD DÀNH CHO GIÁO VIÊN VÀ PHỤ HUYNH LỚP 12

+ Bộ giáo án, đề thi tốt nghiệp THPT, DGNL các trường các trường có lời giải chi tiết 2025 tại https://tailieugiaovien.com.vn/

+ Hỗ trợ zalo: VietJack Official

+ Tổng đài hỗ trợ đăng ký : 084 283 45 85

500+ đề thi thử tốt nghiệp THPT Quốc gia form 2025

( 128 tài liệu )

100+ đề thi ĐGNL ĐHQG Hà Nội, Tp.Hồ Chí Minh...

( 84 tài liệu )

Đề thi giữa kì, cuối kì 12

( 143 tài liệu )

Bài giảng Powerpoint Văn, Sử, Địa 12....

( 31 tài liệu )

Chuyên đề dạy thêm Toán, Lí, Hóa ...12

( 104 tài liệu )

Đề thi HSG 12

( 4 tài liệu )

xem tất cả

Đã có app VietJack trên điện thoại, giải bài tập SGK, SBT Soạn văn, Văn mẫu, Thi online, Bài giảng....miễn phí. Tải ngay ứng dụng trên Android và iOS.