MỞ ĐẦU Học phần nghiên cứu chương trình Vật lý phổ thông có nhiệm vụ nghiên cứu cấu trúc chương trình, nội dung kiến thức thể sách giáo khoa Vật lý phổ thông cách tổ chức dạy học số kiến thức cụ thể Việc hiểu sâu sắc nội dung kiến thức phổ thông cách trình bày kiến thức sách giáo khoa điều kiện để giáo viên thực tốt công tác giảng dạy Cũng với mục đích nên chọn đề tài: ''Phân tích kiến thức phần Từ trường " làm tiểu luận môn học Trong khuôn khổ tiểu luận này, tập trung vào nhiệm vụ phân tích kiến thức phần “Từ trươngf” Để thực nhiệm vụ trên, sử dụng phương pháp nghiên cứu lí thuyết để nghiên cứu tài liệu Bao gồm : thu thập, lựa chọn, phân tích, tổng hợp từ tài liệu liên quan sách giáo khoa, sách giáo viên, giáo trình Vật lý đại cương, tài liệu Internet Trong cách trình bày kiến thức cố gắng quan tâm nhiều đến ý nghĩa vật lý kiến thức, hạn chế đến mức tối thiểu việc sử dụng công cụ toán học phức tạp Tuy nhiên, đặc thù nội dung phần này, phép tính vec tơ tích phân dùng đến nhằm để làm rõ xác kiến thức CHƯƠNG IV : TỪ TRƯỜNG NỘI DUNG Phần I:Từ trường gồm khái niệm: tương tác từ, từ trường, từ trường đều, từ trường Trái Đất, đường sức từ, cảm ứng từ, từ hóa chất, tượng từ trễ Phần II: Từ trường dòng điện mạch đơn giản Phần III: Lực từ gồm lực Lo-ren-xơ, Mômen ngẫu lực từ PHÂN TÍCH CÁC KIẾN THỨC CƠ BẢN PHẦN I: TỪ TRƯỜNG 2.1 Khái niệm tương tác từ Từ xa xưa, người ta phát số mẫu quặng có khả hút vật nhỏ sắt Ban đầu loại quặng gọi "đá nam châm'', thực chất nam châm tự nhiên mà ngày biết Mỗi nam châm có hai cực khác gọi cực bắc cực nam Nếu hai cực tên nam châm gần chúng đẩy nhau; hai cực khác tên gần chúng hút Sự tương tác nam châm gọi tương tác từ Như vậy, lịch sử phát tương tác từ có từ lâu, sớm tương tác điện nhiều Năm 1600, nhà bác học Gin-bơt (William Gillbert, 1540 – 1603) trình bày sở ban đầu điện học từ học Ginbơt chế tạo nam châm mà ông gọi “terralla” nghiên cứu tác dụng kim nam châm với “terralla” Ông thấy có tác dụng từ chúng Gin-bớt nghiên cứu tượng điện cách có hệ thống Khi khảo sát tượng điện từ, ông đến kết luận chúng khác liên quan với Như vậy, Gin-bơt thấy tương tác điện tương tác từ hai loại tương tác khác nhau, song ông chưa thấy mối quan hệ tượng điện từ Quan niệm Gin-bơt tồn năm 1820, trước nhà Vật lý người Đan Mạch Ơ-xtét (Han Christian Oersted, 1777-1851) phát minh từ trường dòng điện Ông thấy đặt dây dẫn cạnh kim nam châm cho dòng diện chạy qua dây dẫn kim nam châm quay lệch Khi đổi chiều dòng điện chạy qua kim nam châm lệch theo chiều ngược lại Thí nghiệm chứng tỏ dòng điện tác dụng lên nam châm có mối liên hệ mật thiết chiều dòng điện với chiều lực tương tác Như dòng điện nam châm có chung chất Do suy luận lôgic, nam châm tác dụng lên dòng điện Thật vậy, đưa nam châm lại gần cuộn dây có dòng điện, cuộn dây bị hút đẩy nam châm Tương tác nam châm với dòng điện có chất với tương tác hai nam châm, gọi tương tác từ Cũng lập luận tương tự, nam châm có tương tác, nam châm dòng điện có tương tác, dòng điện có tương tác Điều nhà Vật lý người Pháp Am-pe (André Mari Amperè, 1775 – 1836) tìm thực nghiệm Ông nhận thấy hai dây dẫn thẳng đặt song song với với hút hai dây dẫn có dòng điện chiều đẩy có dòng điện trái chiều Như vậy, thực nghiệm cho thấy có tương tác dòng điện với nam châm, hai dòng điện với nhau, nam châm, tương tác gọi chung tương tác từ Một điều lưu ý tượng điện từ có mối liên hệ với tương tác từ có chất khác với tương tác điện Tương tác điện xuất có điện tích phụ thuộc vào vị trí, độ lớn điện tích Tương tác từ xuất có dòng điện phụ thuộc vào dòng điện Chính xác hơn, tương tác từ xuất điện tích chuyển động phụ thuộc vào tính chất chuyển động Giữa dòng điện có tương tác từ dòng điện dòng điện tích chuyển động Giữa nam châm với dòng điện có tương tác từ nam châm có dòng điện mà Am-pe gọi dòng điện phân tử Ngày nay, dòng điện phân tử hiểu dòng điện vận động nội hạt mang điện nguyên tử hạt nhân gây Bản chất quy luật vận động nội làm rõ khuôn khổ học lượng tử Cũng cần nói thêm rằng, tương tác điện tương tác từ hai loại tương tác sau Mắc-xoen (James Clerk Maxell, 1831 - 1879) thống hai loại tương tác gọi chung tương tác điện từ Lực tương tác từ phần lực tương tác điện từ hạt tích điện chuyển động 2.2 Khái niệm từ trường Khi xét tương tác từ, tương tự xét tương tác điện tích Thường gặp câu hỏi như:Tại hai dây dẫn mang dòng điện đặt gần lại có tương tác? Khi có dòng điện không gian quanh có biến đổi không? Lịch sử Vật lý xuất hai cách trả lời cho câu hỏi Cách thứ theo quan điểm tương tác xa Theo quan điểm này, dòng điện I sẵn có khả tác dụng lên dòng I xa nó, không cần truyền tương tác Khi dòng điện I1 xuất hiện, dù xa dòng điện tác dụng lên dòng I Như vậy, vận tốc truyền tương tác vô hạn, không cần không gian truyền tương tác không gian xung quanh biến đổi không tham gia vào trình tương tác Cách trả lời siêu hình thiếu thuyết phục Cách thứ hai quan điểm tương tác gần Quan điểm lần Pha-ra-đây nêu lên sau Moắc-xoen hoàn thiện Theo đó, hai dòng điện có tương tác xung quanh dòng điện có từ trường Ngày người ta cho tác dụng từ dòng điện I lên dòng điện I2 đặt gần nhờ dạng vật chất phân bố liên tục, tồn xung quanh dòng điện I Dạng vật chất gọi từ trường dòng điện I Ngược lại dòng điện I2 tác dụng lên dòng điện I1 thông qua từ trường Như có dòng điện không gian xung quanh biến đổi có xuất từ trường Từ trường gắn liền với dòng điện điện trường gắn liền với điện tích Vật lý học đại xác nhận đắn cách trả lời thứ hai Vậy, từ trường môi trường xung quanh hạt mang điện chuyển động Tính chất từ trường có tác dụng từ lên hạt mang điện khác chuyển động Nhờ tính chất này, ta nhận biết diện từ trường khảo sát đặc trưng Kim nam châm nhỏ thường dùng để phát từ trường gọi nam châm thử Vai trò nam châm thử tương tự vai trò điện tích thử khảo sát điện trường Từ trường khái niệm trừu tượng dùng để mô tả tương tác từ mà thực thể vật lý tồn khách quan giống điện trường Điện tích đứng yên nguồn gốc điện trường tĩnh Các điện tích chuyển động vừa nguồn gốc điện trường vừa nguồn gốc từ trường Nghiên cứu từ phổ từ trường dòng điện, người ta nhận thấy đường cảm ứng từ đường cong khép khép kín Mà từ trường có đường sức khép kín gọi trường xoáy Do đó, từ trường trường xoáy hay có tính chất xoáy điểm khác điện trường từ trường Như ta biết, đường sức điện trường tĩnh từ hạt mang điện dương vào hạt mang điện âm, chúng đường cong hở Vì vậy, điện trường tĩnh trường xoáy Trái lại đường cảm ứng từ đường cong kín, chúng điểm xuất phát điểm tận Từ đó, người ta cho tự nhiên không tồn "từ tích" Bởi có hạt mang từ tích nguồn gốc sinh từ trường (giống hạt mang điện tích đứng yên nguồn gốc sinh điện trường tĩnh ) đường cảm ứng từ phải xuất phát từ loại hạt mang từ tích dương (quy ước "từ tích dương" chẳng hạn) tận hạt mang từ tích âm phải đường cong hở Và tồn nam châm đơn cực từ, song chưa phát chế tạo nam châm đơn cực từ giả thuyết "từ tích" bị bác bỏ 2.3 Khái niệm cảm ứng từ 2.3.1 Định luật Bi-ô - Sa-va - La-pla-xơ ur B Từ trường có đặc trưng tác dụng lực từ lên hạt mang điện chuyển động Đại lượng vật lý đặc trưng cho từ trường mặt tác dụng lực cảm ứng từ kí hiệu Cảm ứng từ đại lượng vectơ, có vai trò tương tự vectơ cường độ điện trường điện trường Từ công thức định luật Am-pe tương tác hai phần tử dòng điện: uur uu rr   I ∆ l I ∆ l.r   uur 1    ∆F= k r Ta thấy uu rr  I∆l.r  uuu r ∆B= k   r không chứa phần tử tử dòng điện tạo từ trường dòng điện uur I1 ∆l1 uu r I ∆l uur I1 ∆l1 , phụ thuộc vào phần vào vị trí điểm M ta đặt phần tử uu rr  I∆l.r  uuu r ∆B= k   r Vec tơ (2.4.1) định nghĩa vectơ cảm ứng từ phần tử dòng điện uu r I ∆l tạo M Biểu thức (2.4.1) công thức định luật Bi-ô - Sa-va - La-pla-xơ Nội dung định luật phát biểu sau: Cảm ứng từ phần tử dòng điện - uuu r ΔB uu r I ∆l phần tử dòng điện uu r I ∆l tạo điểm M cách khoảng r vectơ có: Gốc điểm M; Phương vuông góc với mặt phẳng chứa phần tử dòng điện - M; Chiều cho ba vectơ - uu r r I ∆l r , uuu r ΔB Độ lớn ∆B điểm theo thứ tự hợp thành tam diện thuận; - uu r I ∆l xác định công thức : ∆B = k I∆l.sinθ r2 (θ góc vec tơ uu r I ∆l r r ) (2.4.2) Đơn vị cảm ứng từ T (Tesla) Thông thường người ta nói "từ trường " ta ngầm hiểu cách gọi tắt, thực phải nói "cảm ứng từ " Ngoài ra, "hướng từ trường" ta hiểu "hướng vec tơ cảm ứng từ" Sau định nghĩa cảm ứng từ, ta viết lại lực tác dụng phần tử dòng điện uu r I ∆l lên phần tử dòng điện uur I1 ∆l1 sau: uur uur uuu r uur uuu r ΔF=  I1 Δl1 ΔB  = I1 Δl1 ΔB  (2.4.3) Biểu thức (2.4.3) cho thấy lực tác dụng lên phần tử từ uuu r ΔB phần từ dòng điện uu r I ∆l gây điểm đặt uuu r ΔB uur I1 ∆l1 tỉ lệ với cảm ứng Như vậy, định luật Bi-ô - Sa-va - La-pla-xơ cho ta tính cảm ứng từ phần từ dòng điện gây không gian Vậy cảm ứng từ dòng điện hệ nhiều dòng điện gây điểm xác định nào? Khi ta phải sử dụng nguyên lí gọi nguyên lí chồng chất từ trường 2.3.2 Nguyên lý chồng chất từ trường Điện trường tuân theo nguyên lý chồng chất điện trường Từ trường tuân theo nguyên lý chồng chất Nguyên lí có nội dung sau: - Vectơ cảm ứng từ r B dòng điện tạo điểm M tổng vectơ cảm ứng từ uuu r ΔB tất phần tử nhỏ dòng điện tạo điểm uuu r r B= ∑ ∆B ; (2.4.4) - Nếu từ trường nhiều dòng điện tạo r r r r B =B1 + B2 + + Bn = r B ∑ i n i=1 (2.4.5) Vận dụng công thức (2.4.1), (2.4.4) (2.4.5) ta xác định cảm ứng từ hệ dòng điện gây điểm điểm không gian Nguyên lí chồng chất trường nguyên lí phổ biến nghiên cứu trường lực Thực chất nguyên lí hình thức khác nguyên lí thừa nhận rộng rãi học Niu-tơn nguyên lí độc lập lực tác dụng 2.3.3 Từ trường điện tích chuyển động Tính tương đối điện trường từ trường Cảm ứng từ dòng điện gây khảo sát mục trước Dòng điện dòng chuyển dời có hướng điện tích, từ trường dòng điện thực chất chồng chất từ trường điện tích chuyển động gây quỹđạo chuyểnđộng l  v  B  vt F Vì vậy, quỹ đạo hạt đường xoắn ốc hình trụ, có trục trùng với phương vectơ cảm ứng từ  B Bước đường xoắn ốc : l = vtT = 2πvcosα q B m 2.9.2.2 Sự lái chùm tia điện tử đèn hình CRT Đèn hình CRT phận dùng để hiển thị hình ảnh TV, máy vi tính, dao động kí Một chùm tia điện tử mảnh phóng từ ca tôt (cathode) nung nóng, tia điện tử gia tốc điện trường anôt thứ (slits) Nếu không làm lệch điện trường từ trường tia điện tử bay thẳng đập vào vị trí huỳnh quang, có chấm sáng Để hiển thị hình ảnh ta thấy chùm tia điện tử cần điều khiển quét khắp huỳnh quang Cơ cấu thực nhiệm vụ cuộn dây cặp tụ điện Chùm tia điện tử bị lệch từ trường cuộn dây lực Lo-ren-xơ lệch điện trường tụ điện lực điện Việc làm lệch chùm tia điện tử điều khiển nhờ tín hiệu đưa vào cặp tụ cuộn dây Tín hiệu điều khiển lệch chùm tia theo phương dọc ngang Vì điện tử có khối lương bé nên quán tính nhỏ, thay đổi hướng vận tốc thực dễ dàng Chùm tia điện tử quét nhanh tạo phát sáng điểm hình Tập hợp điểm sáng khác hình tạo thành hình ảnh hiển thị 2.9.2.3 Nguyên tắc hoạt động máy gia tốc xiclôtrôn phép đo động lượng điện tích * Nguyên tắc hoạt động máy gia tốc xiclôtrôn Bài toán điện tích chuyển động từ trường vuông góc với vận tốc ban đầu cho thấy quỹ đạo điện tích đường tròn Chu kì quay điện tích không phụ thuộc vào vận tốc Tính chất ứng dụng máy gia tốc xiclôtrôn Đây thiết bị quan trong nghiên cứu vật lý hạt nhân hạt Cấu tạo xiclôtrôn hình vẽ Nó gồm hai điện cực, có dạng hai nửa hình hộp hình chữ D (D 1, D2) đặt buồng chân không Hai hộp chữ D đặt cách khe hẹp Đặt hiệu điện thay đổi tuần hoàn vào hai hộp, hai hộp D1và D2 trở thành hai điện cực Khoảng khe hẹp có điện trường thay đổi tuần hoàn Toàn hai hộp đặt từ trường nam châm điện cực mạnh có cảm ứng từ  B vuông góc với mặt hộp hiệuđiện cao tần, xoay chiều hạt bay tạiđây cực Bắc nam châm Những hạt mang điện cung cấp từ nguồn P, đặt khe khe hở hai cực Quá trình gia tốc hạt mang điện thực làm nhiều bước Giả sử, hiệu điện hai cực lớn nhất, khe hai cực có hạt mang điện dương; hạt chịu tác dụng điện trường bị hút vào điện cực âm Khoảng không gian điện cực đẳng thế, hạt chịu tác dụng từ trường Với vận tốc vừa thu tác dụng từ trường, hạt chuyển động tròn, có bán kính tỷ lệ với vận tốc (theo công thức (2.8.5)) Người ta chọn tần số hiệu điện xoay chiều tần số xiclôtrôn hạt (xác định công thức (2.8.7)) Sau hạt chuyển động nửa vòng tròn đến khe hở hai điện cực, lúc hiệu điện đổi dấu (sau nửa chu kỳ) đạt giá trị cực đại Hạt lại điện trường hai khe tăng tốc thêm, bay vào cực thứ hai, với vận tốc lớn hơn, quỹ đạo hạt có bán kính lớn trước thời gian chuyển động hạt điện cực D 1, D2 không đổi (bằng nửa chu kỳ) Quá trình tăng tốc tiếp tục Quỹ đạo hạt có dạng gần đường xoắn ốc Năng lượng cực đại W max cung cấp cho hạt phụ thuộc vào cảm ứng từ nam châm điện, vào bán kính quỹ đạo cực đại rmax hạt rmax bán kính hộp) rmax = R = Theo (2.8.5) Wmax = đó: v max , q B m mv 2max q 2 = R B 2m Đối với máy gia tốc xiclôtrôn, Wmax đạt tới vài chục MeV Bởi hạt thu lượng lớn tới mức khối lượng m hạt tăng lên hiệu ứng tương đối tính dẫn đến điện tích riêng giảm Theo (2.8.7) tần số xiclôtrôn giảm, đồng tần xiclôtrôn tần số điện trường không hạt không tăng tốc Khi đó, muốn cho lượng hạt lớn, cần phải thay đổi tần số hiệu điện tăng tốc (trong máy gia tốc phazôtrôn) thay đổi từ trường cho tỷ số m B không đổi (trong máy xinclôtrôn) tần số hiệu điện tăng tốc lẫn từ trường biến đổi Lúc hạt gia tốc tới lượng hàng chục GeV.[4] * Phép đo động lượng điện tích Trong phòng thí nghiệm nghiên cứu hạt bản, quỹ đạo chuyển động hạt ghi lại Nếu hạt mang điện thu quỹ đạo tròn tác dụng lực Lo-ren-xơ từ trường Đo bán kính quỹ đạo tính động lượng hạt Từ p= mv v= mà q.B.R m nên p = q.B.R 2.10 Mô men ngẫu lực từ tác dụng lên khung dây có dòng điện Xét khung dây hình chữ nhật MNPQ có cạnh a b có dòng điện I chạy qua, đặt từ trường có cảm ứng từ r B vuông góc với cạnh b Giả sử khung cứng, không bị biến dạng Kí hiệu góc vectơ pháp tuyến khung vectơ cảm ứng từ  B α Xét lực từ tác dụng lên cạnh khung, ta thấy: - Hai lực tác dụng lên hai cạnh a có phương vuông góc với chúng với từ trường, lực có tác dụng kéo giãn khung; - Hai lực tác dụng lên hai cạnh b có độ lớn F = BIb, có phương vuông góc với cạnh b hướng ngược chiều Chúng tạo thành ngẫu lực có tác dụng quay khung cho pháp tuyến dương  n khung trùng với hướng cảm ứng từ mặt phẳng khung vuông góc với vectơ IBS.sin α, với S = a.b diện tích mặt khung, α  B  B , tức Ngẫu lực có mômen : M = góc pháp tuyến  n Mô men ngẫu lực từ đại lượng vec tơ, định nghĩa  B uu r ur ur M = I S B  đó, r S , (2.7.5) vec tơ có độ lớn S diện tích khung dây, chiều chiều pháp tuyến mặt phẳng khung dây Ta làm rõ thêm lực từ tác dụng lên khung dây mang dòng điện hai trường hợp đơn giản sau 2.10.1 Đường sức từ nằm song song với mặt phẳng khung dây Giả sử dòng điện khung có chiều ABCDA Lực từ tác dụng lên cạnh AB CD khung không cạnh song song với đường sức từ Vì từ trường nên lực từ  FBC  FAD tác dụng lên cạnh AD, BC có độ lớn Dùng quy tắc bàn tay trái, ta thấy  FBC hướng phía sau  FAD hướng phía trước mặt phẳng hình vẽ Như khung chịu tác dụng ngẫu lực Ngẫu lực có tác dụng làm khung quay Mômen ngẫu lực từ tác dụng lên khung dây có giá trị cực đại M = IBS Trong trường hợp đường sức từ không nằm mặt phẳng khung dây momen ngẫu lực tính theo công thức: M = IBSsin θ 2.10.2 Đường sức từ vuông góc với mặt phẳng khung dây Xét khung dây ABCD mang dòng điện cường độ I, đặt điện trường có uu r B vuông góc với mặt phẳng khung dây Giả sử chiều dòng điện chiều đường sức từ hình vẽ Kết áp dụng quy tắc bàn tay trái cho thấy lực từ tác dụng lên cạnh khung có chiều hình vẽ Các lực không làm quay khung mà có tác dụng làm khung bị biến dạng Vị trí khung dây trạng thái cân bền Bởi khung bị lệch khỏi vị trí xuất mô men ngẫu lực từ kéo khung trở vị trí cũ Bây giữ nguyên chiều dòng điện đổi chiều cảm ứng từ mô men ngẫu lực từ tác dụng lên khung dây vị trí cân không bền Vì lệch khỏi vị trí mô men ngẫu lực từ kéo khung lệch xa khỏi vị trí Từ việc khảo sát khung dây từ trường, ta thấy mô men ngẫu lực từ có xu hướng đưa khung vị trí cân bền (hình a) Ở vị trí vec tơ mô men từ uu r M= ur S phương, chiếu với cảm ứng từ Đó lí giải thích nam châm thử nằm cân theo hướng đường sức từ trường  B  FCD  FAB  FBC  FAD D B 2.10.3 Ứng dụng lực từ tác dụng lên dòng điện 2.10.3.1 Điện kế khung quay A Cấu tạo điện kế khung quay rõ hình vẽ trên, gồm: 1- nam châm; 2- lò xo xoắn; 3- chốt giữ lò xo; 4-thước chia độ; 5-khung dây dẫn; 6- kim thị Nguyên tắc hoạt động điện kế khung quay sau: Khi dòng điện chiều chạy qua khung dây làm xuất mô men ngẫu lực từ làm khung bị quay Lúc lò xo đồng thời bị xoắn lại tạo mô men cản Khi có cân mô men cản mô men ngẫu lực từ kim giá trị xác định thước đo Vị trí đầu kim thước đo tương ứng với cường độ dòng điện qua cuộn dây hiệu điện hai đầu điện kế.Ngoài ra, điện kế thực tế có thêm chế để làm tắt nhanh dao động kim cường độ dòng điện thay đổi, kim quay nhẹ nhàng theo thay đổi dòng điện mà không bị rung Một chế giảm dao động dùng ứng dụng chuyển hóa lượng dao động sang nhiệt nhờ dòng điện Phucô(Foucault) Cuộn dây gắn lõi kim loại nằm từ trường nam châm Mọi dao động cuộn dây đĩa sinh dòng Phu-cô đĩa Dòng điện cản trở chuyển động lõi kim loại, lõi bị nóng lên, tiêu hao lượng dao động dập tắt dao động Để tạo thành vôn kế ampe kế, điện kế mắc thêm điện trở phụ Với vôn kế, điện trở phụ mắc nối tiếp với khung dây có giá trị lớn Với ampe kế, điện trở phụ gọi sơn mắc song song với khung dây, điện trở sơn có giá trị nhỏ Trong thực tế, để giúp đọc kết xác, số điện kế kế lắp thêm gương tạo ảnh kim nằm sau thước đo Điều đảm bảo mắt nhìn thẳng vào thước đo đọc kết 2.10.3.2 Động điện chiều Động điện chiều dùng phổ biến thiết bị điện Nó ứng dụng lực từ tác dụng lên dòng điện kĩ thuật Mô hình động điện chiều có cấu tạo hình vẽ Các chiều quay khung dây nam châm vành bán khuyên ổđỡ chổi quét phận bao gồm: nam châm vĩnh cửu, khung dây, góp điện (gồm hai vành bán khuyên hai chổi quét than chì) Nguyên tắc hoạt động động điện chiều dựa vào tác dụng làm quay khung dây từ trường Mô men ngẫu lực từ có tác dụng đưa khung trạng thái mà vec tơ mô men ngẫu lực từ hướng với cảm ứng từ Ở đây, góp điện có tác dụng đổi chiều dòng điện khung dây từ trường qua khung dây đổi chiều Do đó, chiều quay khung dây từ trường không đổi Hoạt động động điện chiều minh họa hình vẽ 2.10.3.3 Loa điện động Loa điện động có cấu tạo gồm phận chính: nam châm trònvà lõi thép, cuộn dây, màng loa, giá đỡ Nam châm tròn lõi thép tạo khe từ có từ trường xuyên tâm Cuộn dây đặt khe từ gắn với màng loa Màng loa có nếp gấp để màng loa cuộn dây chuyển động vào dọc khe từ cách dễ dàng Tín hiệu âm sau biến điệu thành tín hiệu điện đưa vào cuộn dây loa Đây tín hiệu điện có chiều thay đổi, lực từ tác dụng lên cuộn dây thay đổi theo Cuộn dây chuyển động vào dọc khe từ kéo theo màng loa dao động theo Dao động màng loa làm nén giãn miền không khí xung quanh tạo nên âm Âm phát loa giống âm biến điệu thành tín hiệu điện đưa vào cuộn dây KẾT LUẬN Trong trình hoàn chỉnh tiểu luận này, hiểu sâu sắc kiến thức phần Cảm ứng điện từ Điều tạo điều kiện cho phân tích cách trình bày kiến thức tác giả SGK tiểu luận sau Học phần giúp rèn luyện phương pháp nghiên cứu tài liệu, đặc biệt cách nghiên cứu phân tích cách trình bày kiến thức SGK Điều cần thiết công tác nghiên cứu khoa học giảng dạy thân sau Qua theo dõi báo cáo học viên lớp, hiểu sâu sắc kiến thức chương trình vật lý phổ thông Trong buổi học, trao đổi với học viên giáo viên giảng dạy vấn đề quan tâm thắc mắc, bổ sung cho thiếu sót mặt kiến thức Mặc dù thân có nhiều cố gắng nhận ý kiến đóng góp anh chị em học viên, bảo giáo viên giảng dạy song với thời gian có hạn lực thân hạn chế nên không tránh khỏi thiếu sót Vì mong tiếp tục nhận góp ý chân thành anh chị học viên quý thầy để hoàn chỉnh tiểu luận [...]... U là từ trường đều 2.5 Khái niệm sự từ hóa các chất 2.5.1 Định nghĩa sự từ hóa các chất Đặc điểm của sự từ hóa làsự xuất hiện một từ trường phụ khi đặt vật chất trong từ trường ngoài Các chất khác nhau thì đặc điểm từ trường phụ khác nhau Các chất khi đặt trong từ trường ngoài thì được gọi là từ môi hay vật liệu từ; 2.5.2 Phân loại vật liệu từ Căn cứ vào đặc điểm của từ trường phụ, người ta phân loại... ở giữa các nam châm 2.4.4 Khái niệm từ trường đều Từ trường có cảm ứng từ tại mọi điểm đều bằng nhau gọi là từ trường đều Theo định nghĩa và tính chất của đường sức từ thì từ trường đều có các đường sức là các đường thẳng song song và cách đều nhau Thật vậy, theo định nghĩa đường sức từ, nếu các đường sức từ không phải là các đường thẳng song song thì cảm ứng từ r B không thể cùng phương Nếu các đường... = ri2 μ 0 I sinθ i Δs i ∑ r2 4π i i ∑ 4π i (2.6.3) trong đó, chỉ số i dùng để phân biệt các vị trí khác nhau trên dây dẫn Việc tính tổng này thực tế được thay bằng phép tính tích phân Trong phép tính tích phân, phần tử chiều dài dây dẫn Δs được thay bằng vi phân chiều dài ds Giá trị biểu thức (2.6.3) được tính bằng tích phân sau B= ∫ dB= ∫ μ 0 I.sinθ.ds 4π r2 x = a.cotgθ; r = Đổi biến số: ds = dx... không cách đều nhau thì độ lớn cảm ứng từ theo quy ước sẽ khác nhau Có thể tạo ra từ trường đều giữa các nam châm Nếu các cực khác tên càng nằm gần nhau và mặt phẳng của các đầu mút của nam châm càng lớn thì từ trường càng đều Từ phổ của một nam châm hình chữ U cho thấy các “đường mạt sắt” ở giữa hai cực của nam châm là các đường gần như song song với nhau và cách nhau khá đều Từ đó, có thể coi từ trường. .. tác giữa các điện tích trong hệ quy chiếu các điện tích đứng yên là tương tác điện nhưng trong hệ quy chiếu mà các điện tích chuyển động lại là tương tác từ Như vậy, nguồn gốc của tính tương đối giữa điện trường và từ trường là do việc chọn các hệ quy chiếu gây nên Công thức (2.4.6) chỉ áp dụng đối với hạt mang điện chuyển động nhỏ so với vận tốc ánh sáng Trong trường hợp tổng quát, thuyết tương đối đã... trường tổng hợp của cả mẫu chất sắt từ bằng không Khi đó các chất sắt từ không có từ tính (hình a) Nếu mẫu chất sắt từ được đặt trong từ trường ngoài thì dưới tác dụng của từ trường ngoài, các đô men từ có mô men từ hợp với từ trường ngoài một góc nhọn sẽ được mở rộng ra còn các đô men từ có mô men từ hợp với từ trường ngoài một góc tù sẽ bị thu hẹp dần và biến mất Toàn bộ khôi sắt từ chỉ bao gồm các. .. từ trường 2.4.2 Tính chất của đường sức từ Đường sức từ có các tính chất sau: - Tại mỗi điểm trong từ trường, có thể vẽ được một đường sức từ đi qua và chỉ một mà thôi; - Các đường sức từ là những đường cong kín Trong trường hợp từ trường nam châm, ở ngoài nam châm các đường sức từ đi ra từ cực Bắc, đi vào ở cực Nam của nam châm; - Các đường sức từ không cắt nhau; - Nơi nào cảm ứng từ lớn hơn thì các. .. ứng từ trong ống dây Công thức (2.6.12) cho thấy từ trường trong ống dây dài là đều Dùng thí nghiệm từ phổ xác nhận được sự đúng đắn của nhận xét này Nếu ống ống dây không đủ dài hoặc mật độ dài n bé thì từ trường trong ống dây gần đều Hình vẽ dưới đây mô tả hình dạng và sự phân bố các đường sức từ xung quanh ống dây tròn 2.7.4 Ứng dụng từ trường của các dòng điện Từ trường do các dòng điện tạo ra mạnh... nhất là các hành tinh nằm gần Mặt Trời và có từ quyển (như Sao Kim) cũng có hiện tượng tương tự Giải thích Các dòng hạt mang điện phóng ra từ Mặt Trời sinh ra một từ trường, có độ lớn vào khoảng 6.10-9 tesla Trường này ép lên từ trường Trái Đất làm cho từ trường nơi bị ép tăng lên Khi từ trường Trái Đất tăng lên, từ thông sẽ biến thiên và sinh ra một dòng điện cảm ứng chống lại sự tăng từ trường của... cực quang PHẦN II: TỪ TRƯỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MẠCH ĐƠN GIẢN 2.7 Khái niệm từ trường của những dòng điện trong mạch có dạng đơn giản Để tính cảm ứng từ của một dòng điện có hình dạng bất kỳ cần vận dụng định luật Bi-ô – Sa-va - la-pla-xơ và nguyên lý chồng chất từ trường Theo (2.4.1), các phần tử dòng điện gây ra cảm ứng từ : uu rr  I∆l.r  uuu r ∆B= k  3  r (2.6.1) Cảm ứng từ toàn phần do ... trường dòng điện mạch đơn giản Phần III: Lực từ gồm lực Lo-ren-xơ, Mômen ngẫu lực từ PHÂN TÍCH CÁC KIẾN THỨC CƠ BẢN PHẦN I: TỪ TRƯỜNG 2.1 Khái niệm tương tác từ Từ xa xưa, người ta phát số mẫu quặng... i dùng để phân biệt vị trí khác dây dẫn Việc tính tổng thực tế thay phép tính tích phân Trong phép tính tích phân, phần tử chiều dài dây dẫn Δs thay vi phân chiều dài ds Giá trị biểu thức (2.6.3)... điện tích, điện tự có phần tử Vì phần tử Δl Δl S.Δl.n số hạt mang bé so với r nên cảm ứng từ điện tích tự gây M Từ đó, cảm ứng từ hạt mang điện gây M là: rr  v.r  r B= k.e   r Ở công thức