Công thức tính cảm ứng từ tổng hợp hay nhất - Vật lí lớp 11

Luyện 100 đề thi thử 2021. Đăng ký ngay!

Công thức tính cảm ứng từ tổng hợp hay nhất

Với loạt bài Công thức tính cảm ứng từ tổng hợp hay nhất Vật Lí lớp 11 sẽ giúp học sinh nắm vững công thức, từ đó có kế hoạch ôn tập hiệu quả để đạt kết quả cao trong các bài thi môn Vật Lí 11.

Bài viết Công thức tính cảm ứng từ tổng hợp hay nhất gồm 4 phần: Định nghĩa, Công thức - Đơn vị đo, Mở rộng và Bài tập minh họa áp dụng công thức trong bài có lời giải chi tiết giúp học sinh dễ học, dễ nhớ Công thức tính cảm ứng từ tổng hợp hay nhất Vật Lí 11.

Công thức tính cảm ứng từ tổng hợp hay nhất

1. Định nghĩa

- Nguyên lí chồng chất từ trường: Véctơ cảm ứng từ tại một điểm do nhiều dòng điện gây ra bằng tổng các véc tơ cảm ứng từ do từng dòng điện gây ra tại điểm đó.

- Quy tắc nắm tay phải đối với ống dây hình trụ: Khum bàn tay phải theo các vòng dây sao cho chiều từ cổ tay đến các ngón tay trùng với chiều dòng điện trong vòng dây, ngón tay cái choãi ra 90⁰chỉ chiều các đường sức từ trong lòng ống dây.

Công thức tính cảm ứng từ tổng hợp hay nhất

2. Công thức – đơn vị đo

Nguyên lí chồng chất từ trường: Công thức tính cảm ứng từ tổng hợp hay nhất

Trong đó:

+ Công thức tính cảm ứng từ tổng hợp hay nhất là vectơ cảm ứng từ do nhiều dòng điện gây ra tại điểm ta xét.

+ Công thức tính cảm ứng từ tổng hợp hay nhất … là vectơ cảm ứng do từng dòng điện riêng lẻ gây ra tại điểm mà ta xét.

- Việc cộng các vectơ cảm ứng từ thực hiện theo quy tắc hình hình hành.

- Nếu tại điểm xét có hai vectơ cảm ứng từ Công thức tính cảm ứng từ tổng hợp hay nhất lần lượt do I₁ và I₂ gây ra thì

Cảm ứng từ tổng hợp tại điểm xét là:

+ Khi Công thức tính cảm ứng từ tổng hợp hay nhất hợp với nhau một góc thì, độ lớn cảm ứng từ tổng hợp:

Công thức tính cảm ứng từ tổng hợp hay nhất

Nếu B₁ = B₂; Công thức tính cảm ứng từ tổng hợp hay nhất

Công thức tính cảm ứng từ tổng hợp hay nhất

+ Khi Công thức tính cảm ứng từ tổng hợp hay nhất cùng chiều thì B = B₁ + B₂, và cùng chiều với

Công thức tính cảm ứng từ tổng hợp hay nhất

+ Khi Công thức tính cảm ứng từ tổng hợp hay nhất ngược chiều thì B = |B₁ - B₂|, và cùng chiều với vecto cảm ứng từ nào lớn hơn.

Công thức tính cảm ứng từ tổng hợp hay nhất

+ Khi Công thức tính cảm ứng từ tổng hợp hay nhất vuông góc với nhau thì

Công thức tính cảm ứng từ tổng hợp hay nhất

3. Mở rộng

Khi trong không gian có nhiều dòng điện gây ra từ trường, cần sử dụng các kiến thức sau để xác định từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn có hình dạng đặc biệt:

1, Từ trường của dòng diện chạy trong dây dẫn thẳng dài

Véc tơ cảm ứng từ tại điểm cách dây dẫn một khoảng r:

- Có điểm đặt tại điểm ta xét;

- Có phương vuông góc với mặt phẳng chứa dòng điện và điểm ta xét;

- Có chiều xác định theo qui tắc nắm tay phải;

- Có độ lớn: Công thức tính cảm ứng từ tổng hợp hay nhất

Trong đó:

+ B là cảm ứng từ, có đơn vị tesla (T);

+ I là cường độ dòng điện, có đơn vị ampe (A);

+ r là khoảng cách từ dòng điện đến vị trí ta xét, có đơn vị mét (m).

Công thức tính cảm ứng từ tổng hợp hay nhất

2, Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn uốn thành vòng tròn

Véc tơ cảm ứng từ Công thức tính cảm ứng từ tổng hợp hay nhất tại tâm O của vòng dây:

- Có điểm đặt tại tâm vòng dây;

- Có phương vuông góc với mặt phẳng chứa vòng dây.

- Có chiều tuân theo quy tắc: vào mặt Nam ra mặt Bắc;

- Có độ lớn: Công thức tính cảm ứng từ tổng hợp hay nhất

Nếu khung dây tròn tạo bởi N vòng dây sít nhau thì: Công thức tính cảm ứng từ tổng hợp hay nhất

Trong đó:

+ B là cảm ứng từ, có đơn vị tesla (T);

+ I là cường độ dòng điện, có đơn vị ampe (A);

+ R là bán kính vòng dây mang dòng điện, có đơn vị mét (m).

+ N là số vòng dây

Công thức tính cảm ứng từ tổng hợp hay nhất

3, Từ trường của dòng điện chạy trong ống dây dẫn hình trụ.

+ Véc tơ cảm ứng từ Công thức tính cảm ứng từ tổng hợp hay nhất trong lòng ống dây (tại vùng có từ trường đều):

- Có điểm đặt: tại điểm ta xét;

- Có phương song song với trục ống dây;

- Có chiều vào Nam ra Bắc hoặc xác định theo qui tắc nắm tay phải;

- Có độ lớn: Công thức tính cảm ứng từ tổng hợp hay nhất

Trong đó:

+ B là cảm ứng từ, có đơn vị tesla (T);

+ I là cường độ dòng điện, có đơn vị ampe (A);

+ N là tổng số vòng dây;

+ l là chiều dài ống dây, có đơn vị mét (m);

+ n = Công thức tính cảm ứng từ tổng hợp hay nhất là số vòng dây quấn trên một đơn vị dài của ống dây.

Công thức tính cảm ứng từ tổng hợp hay nhất

4. Ví dụ minh họa

Bài 1:

Hai dây dẫn thẳng, dài song song cách nhau 32 (cm) trong không khí, dòng điện chạy trên dây 1 là I₁ = 5 (A), dòng điện chạy trên dây 2 là I₂ = 1 (A) ngược chiều với I₁. Điểm M nằm trong mặt phẳng của 2 dòng điện ngoài khoảng hai dòng điện và cách dòng điện I₁ 8 (cm). Cảm ứng từ tại M có độ lớn là bao nhiêu ?

Bài giải :

Áp dụng quy tắc nắm tay phải ta xác định được các vecto cảm ứng từ Công thức tính cảm ứng từ tổng hợp hay nhất như hình vẽ.

Công thức tính cảm ứng từ tổng hợp hay nhất

Cảm ứng từ do dòng điện I₁ gây ra tại M là :

Công thức tính cảm ứng từ tổng hợp hay nhất

Điểm M cách dòng điện I₂ một khoảng là r₂ = 8 + 32 = 40 cm = 0,4 m

Cảm ứng từ do dòng điện I₂ gây ra tại M là :

Công thức tính cảm ứng từ tổng hợp hay nhất

Áp dụng nguyên lý chồng chất từ trường

Công thức tính cảm ứng từ tổng hợp hay nhất

Vì Công thức tính cảm ứng từ tổng hợp hay nhất nên B = |B₁ – B₂| = |1,25.10^-5 – 0,05.10^-5| = 1,2.10^-5 (T)

Và vecto Công thức tính cảm ứng từ tổng hợp hay nhất cùng chiều với vecto cảm ứng từ

Bài 2:

Hai dây dẫn thẳng, dài song song cách nhau 32 (cm) trong không khí, dòng điện chạy trên dây 1 là I₁ = 5 (A), dòng điện chạy trên dây 2 là I₂ = 1 (A) ngược chiều với I₁. Điểm M nằm trong mặt phẳng của hai dây và cách đều hai dây. Cảm ứng từ tại M có độ lớn và chiều như thế nào?

Bài giải:

Áp dụng quy tắc nắm tay phải ta xác định được các vecto cảm ứng từ Công thức tính cảm ứng từ tổng hợp hay nhất như hình vẽ.