Vật lí 9 Bài 30: Bài tập vận dụng quy tắc nắm tay phải và quy tắc bàn tay trái

[Tên để làm gì]

[TẶNG BẠN] TRỌN BỘ Bí kíp học tốt 08 môn
Chắc suất Đại học top - Giữ chỗ ngay!!

ĐĂNG BÀI NGAY để cùng trao đổi với các thành viên siêu nhiệt tình & dễ thương trên diễn đàn.

Bài 30: Bài tập vận dụng quy tắc nắm tay phải và quy tắc bàn tay trái​

I. TÓM TẮT LÍ THUYẾT​

1. Áp dụng quy tắc nắm tay phải​

Nắm bàn tay phải, rồi đặt sao cho bốn ngón tay hướng theo chiều dòng điện chạy qua các vòng dây thì ngón tay cái choãi ra chỉ chiều của đường sức từ trong lòng ống dây.

2. Áp dụng quy tắc bàn tay trái

Đặt bàn tay trái sao cho các đường sức từ hướng vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón tay giữa hướng theo chiều dòng điện thì ngón tay cái choãi ra [imath]90^0[/imath] chỉ chiều của lực điện từ.

II. PHƯƠNG PHÁP GIẢI
1. Cách xác định sự định hướng của kim nam châm thử

- Xác định chiều dòng điện trong ống dây.
- Áp dụng quy tắc nắm tay phải để xác định chiều đường sức từ.
- Suy ra định hướng của kim nam châm thử.

2. Xác định sự tương tác giữa hai ống dây có dòng điện

- Áp dụng quy tắc nắm tay phải để xác định chiều đường sức từ khi biết chiều dòng điện.
- Xác định các cực của ống dây từ đó suy ra lực tương tác giữa chúng.

3. Xác định chiều quay của khung dây hay chiều dòng điện trong khung
Áp dụng quy tắc bàn tay trái để:
- Xác định chiều lực từ khi biết chiều dòng điện và chiều của đường sức từ. Từ đó suy ra chiều quay của khung dây.
- Xác định chiều lực từ tác dụng lên khung dây khi biết chiều quay của nó.
- Xác định chiều dòng điện trong khung khi biết chiều của lực từ và chiều của đường sức từ.
Từ đó suy ra chiều dòng điện trong khung dây dẫn.

C1:

Treo thanh nam châm gần một ống dây (hình 30.1 SGK). Đóng mạch điện. a. Có hiện tượng gì xảy ra với thanh nam châm? b. Đổi chiều dòng điện chạy qua các vòng dây, hiện tượng sẽ xảy ra như thế nào? c. Hãy làm thí nghiệm kiểm tra xem các câu trả lời trên của em có đúng không?

Lời giải:
a. Nam châm bị hút vào ống dây. Vì khi đóng mạch điện, dòng điện chạy qua cuộn dây theo chiều từ trong ra ngoài mặt phẳng, sử dụng quy tắc nắm bàn tay phải, ta xác định được chiều từ trường do ống dây gây ra có chiều đi ra từ đầu [imath]B[/imath], nên [imath]B[/imath] là cực Bắc, sẽ hút cực nam [imath]S[/imath] của nam châm bên ngoài.
b. Lúc đầu nam châm bị đẩy ra xa, sau đó nó xoay đi và khi cực Bắc của nam châm hướng về phía đầu [imath]B[/imath] của ống dây thì nam châm bị hút vào ống dây.
Vì khi đổi chiều dòng điện chạy qua các vòng dây thì từ cực tại [imath]B[/imath] sẽ đổi thành cực Nam, cùng cực với nam châm ngoài nên sẽ đẩy ra xa, sau đó nam châm bên ngoài bị xoay đi và cực Bắc của nam châm ngoài sẽ gần đầu [imath]B[/imath] (cực Nam) của ống dây nên bị hút vào.
c. Dụng cụ thí nghiệm: [imath]1[/imath] ống dây, [imath]1[/imath] thanh nam châm và [imath]1[/imath] mạch điện. Tiến hành thí nghiệm theo hình vẽ và kiểm tra kết quả.

C2:

Xác định chiều của lực điện từ, chiều của dòng điện, chiều đường sức từ và tên từ cực trong các trường hợp được biểu diễn trên hình 30.2a, b, c SGK. Cho biết kí hiệu (+) chỉ dòng điện có phương vuông góc với mặt phẳng trang giấy và chiều đi từ phía trước ra phía sau, kí hiệu (•) chỉ dòng điện có phương vuông góc với mặt phẳng trang giấy và có chiều đi từ phía sau ra phía trước.

Lời giải:

Sử dụng quy tắc bàn tay trái ta xác định được định chiều của lực điện từ, chiều của dòng điện, chiều đường sức từ và tên từ cực như hình vẽ:

C3:

Hình 30.3 mô tả khung dây dẫn [imath]ABCD[/imath] (có thể quay quanh trục [imath]OO'[/imath]) có dòng điện chạy qua đặt trong từ trường, chiều của dòng điện và tên các cực của nam châm đã chỉ rõ trên hình. a) Hãy vẽ lực [imath]F_1[/imath]→ tác dụng lên đoạn dây dẫn [imath]AB[/imath] và lực [imath]F_2[/imath]→ tác dụng lên đoạn dây dẫn [imath]CD[/imath]. b) Các cặp lực [imath]F_1[/imath]→, [imath]F_2[/imath]→ làm cho khung quay theo chiều nào? c) Để cho khung dây [imath]ABCD[/imath] quay theo chiều ngược lại thì phải làm thế nào?

Lời giải:
a)

Các lực tác dụng lên dây dẫn [imath]AB[/imath] và [imath]CD[/imath] được biểu diễn như trên hình 30.3a

b) Khung dây quay ngược chiều kim đồng hồ
c) Muốn khung dây quay theo chiều ngược lại thì hai lực [imath]F_1[/imath]→, [imath]F_2[/imath]→phải có chiều ngược lại. Do vậy phải đổi chiều dòng điện trong khung hoặc đổi chiều từ trường.

----
Xem thêm:
[Vật Lí 9] Hệ thống mục lục các bài

 

[Tên để làm gì]

BÀI 30 - SÁCH BÀI TẬP​

Bài 5: Nếu dùng bàn tay phải thay cho bàn tay trái và giữ nguyên các quy ước về chiều dòng điện và chiều đường sức từ thì chiều của đường sức từ sẽ được xác định như thế nào?

Lời giải:
Nếu dùng bàn tay phải thay cho bàn tay trái và giữ nguyên các quy ước về chiều dòng điện và chiều của đường sức từ thì chiều của lực điện từ sẽ được xác định là chiều ngược lại với chiều ngón tay cái choãi ra. (cùng phương nhưng ngược chiều).

Bài 6:

Xác định phương và chiều của lực điện từ tác dụng vào điểm [imath]M[/imath] trên đoạn dây dẫn [imath]AB[/imath] khi đóng công tắc [imath]K[/imath] trên hình 30.8 A. Phương thẳng đứng chiều từ trên xuống dưới B. Phương thẳng đứng chiều từ dưới lên trên C. Phương nằm ngang vuông góc với [imath]AB[/imath], chiều từ ngoài vào trong mặt phẳng hình vẽ. D. Phương nằm ngang vuông góc với [imath]AB[/imath], chiều từ trong ra ngoài mặt phẳng hình vẽ.

Lời giải:
Chọn [imath]D[/imath].

Phương nằm ngang vuông góc với [imath]AB[/imath], chiều từ ngoài vào trong mặt phẳng hình vẽ.

Bài 7:

Một khung dây dẫn hình chữ nhật [imath]ABCD[/imath] có dòng điện một chiều chạy qua như hình 30.7 đặt trong từ trường của một nam châm hình chữ [imath]U[/imath]. Lúc đầu đặt khung ở vị trí nào thì khung không quay được? Vì sao?

Lời giải:

Nếu khung nằm ngang như hình vẽ, áp dụng quy tắc bàn tay trái ta xác định các lực từ tác dụng lên khung như hình 30.7a, các lực này làm khung quay theo chiều ngược kim đồng hồ. Do vậy muốn khung không quay thì lúc đầu đặt khung dây thẳng đứng (cạnh [imath]AB[/imath] ở trên, cạnh [imath]CD[/imath] ở dưới) vì gặp lực từ [imath]F, F’[/imath] có tác dụng trong lúc này là làm biến dạng khung dây chứ không làm khung quay.

Bài 8:

Trên hình 30.6, ống dây [imath]B[/imath] sẽ chuyển động như thế nào khi đóng công tắc [imath]K[/imath] của ống dây [imath]A[/imath]? Vì sao? Biết ống dây [imath]A[/imath] được giữ đứng yên

Lời giải:

Khi đóng khóa [imath]K[/imath] cuộn dây [imath]A[/imath] trở thành nam châm điện và đầu của ống dây [imath]A[/imath] gần ống dây [imath]B[/imath] là cực Bắc. Mặt khác dòng điện chạy trong ống [imath]B[/imath] có chiều như hình vẽ 30.6a. Vì vậy [imath]B[/imath] cũng biến thành nam châm điện có cực Bắc ([imath]N[/imath]) là đầu gần ống [imath]A[/imath]. Do đó hai ống dây này sẽ đẩy nhau. Do ống [imath]A[/imath] được giữ cố định nên ống [imath]B[/imath] bị đẩy ra xa.

Bài 9:

Hãy biểu diễn lực điện từ tác dụng lên dây dẫn thẳng có dòng điện chạy qua được đặt trong từ trường của một nam châm điện (hình 30.5 SBT). Dòng điện chạy qua dây dẫn có phương vuông góc với mặt phẳng trang giấy, chiều đi từ phía sau ra phía trước trang giấy.

Lời giải:

Vận dụng quy tắc bàn tay phải, xác định các tên cực của nam châm điện, sau đó vận dụng quy tắc bàn tay trái để xác định chiều của lực điện từ. Kết quả được biểu diễn trên hình 30.5a.

---------
Xem thêm:
[Vật Lí 9] Hệ thống mục lục các bài