Giải SGK Vật lí 12 Cánh diều Bài 2. Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện. Cảm ứng từ có đáp án

Lực từ đặc trưng cho tác dụng lực của từ trường.

Dụng cụ

- Khung dây dẫn (1).

- Nam châm (2)

- Lò xo (3).

- Giá treo (4).

- Dây dẫn được nối đến nguồn điện (5).

Tiến hành

- Lắp đặt các dụng cụ như hình vẽ.

- Treo khung dây để mặt phẳng khung dây vuông góc với đường sức từ của nam châm; cạnh AB của khung nằm ngang trong vùng từ trường đều ở khoảng không gian giữa hai cực của nam châm.

- Cho dòng điện có cường độ I chạy qua khung dây với chiều từ A đến B và quan sát hiện tượng xảy ra với khung dây.

- Đổi chiều cường độ dòng điện I chạy qua khung dây và quan sát hiện tượng xảy ra với khung dây.

Kết quả

- Khi có dòng điện chạy qua khung dây theo chiều từ A đến B, khung dây bị kéo thẳng đứng xuống dưới. Điều này cho thấy, lực từ tác dụng lên AB có phương thẳng đứng, vuông góc với cả đoạn dòng điện AB và đường sức từ.

Sử dụng quy tắc bàn tay phải để xác định.

Hình a: Không xuất hiện lực từ vì dòng điện và đường sức từ cùng chiều.

Hình b: Lực từ có phương vuông góc với mặt phẳng tờ giấy, hướng từ ngoài vào trong.

Hình c: Lực từ có phương thẳng đứng, hướng từ trên xuống dưới.

Dùng quy tắc nắm bàn tay phải để xác định chiều của cảm ứng từ, sau đó dùng quy tắc bàn tay trái để xác định chiều của lực từ.

Hình a: dòng điện I₁ gây ra từ trường có cảm ứng từ tại điểm I₂ có phương thẳng đứng, chiều hướng xuống, do đó lực từ F₁₂ có phương nằm ngang, hướng sang phải. Dòng điện I₂ gây ra từ trường có cảm ứng từ tại điểm I₁ có phương thẳng đứng, chiều hướng xuống, do đó lực từ F₂₁ có phương nằm ngang, chiều hướng sang trái.

Hình b: dòng điện I₁ gây ra từ trường có cảm ứng từ tại điểm I₂ có phương thẳng đứng, chiều hướng xuống, do đó lực từ F₁₂ có phương nằm ngang, hướng sang trái. Dòng điện I₂ gây ra từ trường có cảm ứng từ tại điểm I₁ có phương thẳng đứng, chiều hướng lên, do đó lực từ F₂₁ có phương nằm ngang, chiều hướng sang phải.