Trong chương trình vật lý lớp 9, học sinh sẽ được học nhiều về các khái niệm xung quanh hiện tượng điện từ, trong đó có lực điện từ. Trong bài hôm nay timhieulichsuquancaugiay.edu.vn sẽ tổng hợp kiến thức về lực điện từ và các lý thuyết liên quan về lực điện từ, hy vọng giúp các bạn hiểu rõ hơn và áp dụng được nhiều hơn trong bài tập nhé!
- Gợi ý cách học và làm bài tập làm văn kể chuyện lớp 4 sáng tạo đạt điểm cao
- Memory Palace Technique là gì? Bí quyết ghi nhớ thông tin dài hạn cho trẻ
- Phát âm k: Các cách đọc chữ k trong tiếng Anh (Audio + Ví dụ)
- Cách chia động từ Lend trong tiếng anh
- Vsmart Joy 4 – Smartphone giá rẻ sử dụng chip Snapdragon 665, pin 5000mAh
Lực điện từ là gì?
Lực điện từ (hay thường gọi đơn giản là lực từ) là khái niệm dùng để chỉ lực của từ trường tác dụng lên các hạt mang điện chuyển động.
Bạn đang xem: Tổng hợp kiến thức lực điện từ vật lý 9 & bài tập vận dụng
Tác dụng của từ trường lên dây dẫn mang dòng điện
Một dây dẫn ở trạng thái có dòng điện chạy qua chịu tác dụng của từ trường, không song song với các đường sức từ. Lực điện từ là lực do từ trường tác dụng lên vật dẫn đó.
Thí nghiệm chứng minh (H17.4)
Dụng cụ thí nghiệm bao gồm:
-
nam châm hình chữ U
-
Thanh dây AB được làm bằng đồng
-
Hai thanh ray đồng nằm ngang song song với thanh dây AB
-
Phần dây có phím K
Nhìn vào hình dưới, ta thấy khi khóa K ở trạng thái đóng thì thanh dây đồng AB sẽ có xu hướng chuyển động trên hai thanh ray đồng nằm ngang song song với AB.
Lực điện từ là gì?
Lực điện từ hay gọi tắt là lực từ là khái niệm dùng để chỉ lực của từ trường tác dụng lên các hạt tích điện chuyển động.
Lực điện từ bao gồm hai phần: lực điện do điện trường tạo ra và lực từ do từ trường tạo ra.
Điều này được thể hiện trong biểu thức toán học cổ điển của lực điện từ, khi chúng ta biết tính chất của các hạt tích điện và cường độ của trường điện từ. Biểu thức được thể hiện như sau:
Trong đó:
-
E là vectơ cường độ điện trường tại vị trí của hạt tích điện.
-
q là điện tích của hạt.
-
v là vectơ vận tốc của hạt.
-
B là vectơ cảm ứng từ tại vị trí của hạt.
Ghi chú:
-
Lực điện từ còn được gọi bằng tên khác là lực Lorentz. Lực này được dùng để chỉ thành phần do từ trường gây ra, tuy nhiên đôi khi nó cũng được dùng để chỉ lực điện từ. Bởi vì trong lý thuyết điện từ và thuyết tương đối: Điện trường và từ trường hợp nhất thành một trường và tạo ra một tương tác duy nhất gọi là trường điện từ.
-
Việc thống nhất lực từ và lực điện thành một loại lực điện từ là hoàn toàn phù hợp với quan điểm của lý thuyết “điện động lực học lượng tử”. Theo lý thuyết này, lực điện từ được tạo ra do sự trao đổi của các hạt trường.
Chiều của lực điện từ, quy tắc bàn tay trái
Hướng lực điện từ
Hướng của lực điện từ là hướng của các đường sức từ và hướng của dòng điện chạy trong dây quyết định hướng của lực điện từ tác dụng lên dây.
Có hai yếu tố chi phối hướng của lực điện từ tác dụng lên dây dẫn:
-
Khi đi qua dây dẫn dòng điện có chiều như thế nào?
-
Hướng của đường sức từ.
Quy tắc bàn tay trái xác định chiều của lực điện từ
Để xác định chiều của lực điện từ ta sử dụng quy tắc bàn tay trái. Quy tắc này được thực hiện như sau:
Đặt tay trái sao cho các đường sức từ hướng vào lòng bàn tay, hướng từ cổ tay đến vị trí ngón giữa phải cùng chiều với dòng điện (hướng dòng điện chạy trong ống dây ). Ngón tay cái dang ra 90 độ để chỉ hướng của lực điện từ.
Lưu ý khi thực hiện quy tắc bàn tay trái:
-
Giả sử dây dẫn được đặt ở vị trí song song với các đường sức từ thì dây dẫn sẽ không chịu tác dụng của bất kỳ lực nào.
-
Khung dây chịu tác dụng của lực từ thông thường sẽ có xu hướng quay, nén hoặc giãn.
Lực điện từ – một trong bốn lực cơ bản của tự nhiên
Điện từ là một trong bốn lực cơ bản của tự nhiên. Theo lý thuyết động lực lượng tử, lực điện từ được gây ra bởi sự trao đổi của các hạt trường gọi là photon.
Đây là lực nằm trong bản chất của hầu hết các loại lực mà con người hiện nay có thể quan sát được trong đời sống hàng ngày (trừ lực hấp dẫn của Trái đất). Hầu hết mọi tương tác giữa các nguyên tử đều có thể quy về lực điện từ giữa các proton và electron nằm bên trong. Lực này sẽ tạo ra:
-
Xem thêm : Kênh học tiếng Anh cho bé chất lượng giúp con nâng trình tiếng Anh nhanh chóng
Tương tác giữa các phân tử.
-
Lực kéo, đẩy khi thực hiện tác động cơ học lên vật thể.
-
Tương tác giữa các quỹ đạo của electron.
-
Kiểm soát các phản ứng hóa học.
Xem thêm: Toàn bộ lý thuyết về máy phát điện quan trọng cần nhớ
Bài tập vật lý lực điện từ 9 bài 27
Để ôn tập và luyện tập lý thuyết, dưới đây là các bài tập bài 27: Lực điện từ, vật lý lớp 9 có đáp án.
Bài 1 (Trang 61 SBT): Hình 27.1 SBT mô tả một khung dây có dòng điện chạy qua một từ trường, trong đó khung quay ở vị trí có mặt phẳng vuông góc với các đường sức từ. Về vị trí của khung dây, phát biểu nào sau đây là đúng?
-
Khung không bị ảnh hưởng bởi lực điện từ.
-
Khung chịu tác dụng của lực điện từ nhưng không quay
-
Khung tiếp tục quay do tác dụng của lực điện từ lên khung
-
Khung hình quay nhiều hơn một chút nhưng không phải do tác dụng của lực điện từ mà do quán tính.
Giải pháp:
Lực từ tác dụng lên khung dây được biểu diễn như hình vẽ. Cặp lực này chỉ có tác dụng kéo khung chứ không làm khung.
=> Chọn câu B. Khung chịu tác dụng của lực điện từ nhưng không quay.
Bài 2 (SGK): Hình 27.2 vẽ đoạn dây AB có dòng điện chạy qua đặt giữa hai cực của một nam châm hình chữ U. Biểu thị lực điện từ tác dụng lên AB. Nếu thay đổi chiều dòng điện hoặc thay đổi cực của nam châm thì lực điện từ sẽ như thế nào?
Giải pháp:
Bài 3 (Trang 62 SBT): Khung dây ABCD có dòng điện chạy qua đặt trong từ trường của một nam châm vĩnh cửu (Hình 27.3 SBT). Mặt phẳng của khung dây song song với các đường sức từ. Biểu thị lực điện từ tác dụng lên các cạnh của khung. Các lực này làm cho khung chuyển động như thế nào?
Giải pháp:
Hướng của lực điện từ được thể hiện trên hình 27.3a.
Khung quay theo hướng mũi tên cong trên hình vẽ.
Bài 4 (Trang 62 SBT): Hình 27.4 SBT vẽ một khung dây đứng yên trong từ trường, mặt khung vuông góc với các đường sức từ. Nếu thay đổi chiều dòng điện chạy trong khung thì khung dây có quay không? Giải thích?
Giải pháp:
-
Khi mặt phẳng khung dây vuông góc với các đường sức từ thì lực từ tác dụng lên các cạnh của khung dây sẽ nằm trong mặt phẳng của khung dây và vuông góc với các cạnh. Vì vậy, các lực này có tác dụng làm căng khung dây như hình 27.4a.
-
Nếu bạn thay đổi chiều dòng điện chạy trong khung thì lực từ sẽ cùng chiều và ngược chiều với lực ban đầu. Vì vậy, các lực từ này có tác dụng nén khung nhưng không có tác dụng làm khung quay.
Bài 5 (SGK trang 62): Một nam châm thẳng đã bị bong hết lớp sơn, mất dấu các cực. Để xác định tên cực từ, ta có thể cho từ trường của nam châm này tác dụng lên một dây dẫn thẳng có dòng điện chạy qua.
a) Vẽ hình mô tả phương pháp này
b) Nêu rõ cách xác định tên cực từ của thanh nam châm lúc đó
Giải pháp:
-
Xem thêm : Những điểm đổi mới trong sách tiếng việt lớp 2 Cánh Diều
Bố trí thí nghiệm như trong Hình 27.5.
-
Nếu dây di chuyển lên trên thì đầu N của nam châm là cực Bắc. Dùng quy tắc bàn tay trái để xác định cực từ của nam châm.
Bài 6 (SGK trang 62): Áp dụng quy tắc nào sau đây để xác định chiều của lực điện từ:
-
Quy tắc bàn tay phải
-
Quy tắc nắm tay trái
-
Quy tắc bàn tay phải
-
Quy tắc bàn tay trái
Giải pháp:
=> Chọn D. Quy tắc bàn tay trái
Bài 7 (SGK trang 63): Để xác định chiều của lực điện từ tác dụng lên một đoạn dây thẳng có dòng điện chạy qua đặt tại một điểm trong từ trường, cần biết những hệ số nào?
-
Chiều dòng điện trong dây và chiều dài của dây
-
Hướng của đường sức từ và cường độ lực điện từ tại điểm đó
-
Chiều dòng điện và chiều đường sức từ tại điểm đó.
-
Hướng và cường độ dòng điện, hướng và cường độ lực từ tại điểm đó.
Giải pháp:
=> Chọn C. Chiều dòng điện và chiều đường sức từ tại điểm đó.
Bài 8 (SGK trang 63): Khi một sợi dây thẳng có dòng điện chạy qua đặt song song với các đường sức từ thì lực điện từ có chiều hướng như thế nào?
-
Cùng hướng với dòng điện
-
Cùng hướng với các đường sức từ.
-
vuông góc với cả dây dẫn và đường sức từ.
-
Không có lực điện từ.
Giải pháp:
=> Chọn D. Không có lực điện từ.
Bài 9 (SGK trang 63): Một khung dây hình chữ nhật có dòng điện chạy qua đặt trong từ trường giữa hai nhánh của một nam châm hình chữ U. Khung dây sẽ quay đến vị trí nào trước khi dừng lại:
-
Bề mặt khung dây song song với các đường sức từ.
-
Bề mặt khung dây vuông góc với các đường sức từ.
-
Bề mặt của khung dây tạo thành một góc 60 độ với các đường sức từ.
-
Bề mặt của khung dây tạo thành một góc 45o với các đường sức của từ trường.
Giải pháp:
=> Chọn B. Bề mặt khung dây vuông góc với các đường sức từ.
Vì khi đó các lực từ tác dụng lên các cạnh của khung dây sẽ nằm trong mặt phẳng của khung dây và vuông góc với các cạnh. Các lực này sẽ có tác dụng kéo giãn (hoặc nén) khung dây nhưng sẽ không làm khung dây bị xoay nữa.
Bài viết trên đã tổng hợp các kiến thức về lực điện từ cũng như các khái niệm liên quan đến lực điện từ. Hy vọng qua bài viết này các bạn có thể nắm vững kiến thức và áp dụng được vào nhiều bài tập. Cảm ơn bạn đã đọc bài viết này.
Nguồn: https://timhieulichsuquancaugiay.edu.vn
Danh mục: Giáo dục
Ý kiến bạn đọc (0)