Bài giảng Vật lí Lớp 11 - Bài: Lực từ tác dụng lên một khung dây mang dòng điện

GIÁO ÁN VẬT LÝ 11 
BÀI 
LỰC TỪ TÁC DỤNG LÊN MỘT KHUNG DÂY MANG DÒNG ĐIỆN 
27/4/2004 
1 
sv:hong nhi 
Trọng tâm của bài 
Hiểu được ngẫu lực từ tác dụng lên khung làm khung quay về vị trí cân bằng bền . 
Cách tính momen ngẫu lực từ tác dụng lên khung dây mang dòng điện . 
27/4/2004 
2 
sv:hong nhi 
1.Trường hợp mặt phẳng khung dây vuông góc với đường cảm ứng từ 
Khung dây hình chữ nhật ABCD có thể quay xung quanh trục thẳng đứng OO’ , đặt trong từ trường đều vuông góc mặt phẳng khung dây . 
AD = BC = a 
AB = DC = b 	 
F 4 
a 
O 
O ’ 
A 
B 
C 
D 
b 
F 1 
F 2 
F 3 
B 
27/4/2004 
3 
sv:hong nhi 
Khung dây ABCD mang điện đặt trong từ trường đều B chịu lực từ tác dụng lên các cạnh AB , BC , CD , DA lần lượt là F 1 , F 2 , F 3 , F 4 có : 
 Điểm đặt : trung điểm mỗi cạnh 
 Phương chiều : hướng ra ngoài khung như hình vẽ 
 Độ lớn : 
	 F 1 = F 3 = B I b 
	 F 2 = F 4 = B I a 	 
Tạo thành 2 cặp lực cân bằng : F 1 và F 3 , F 2 và F 4 
Không làm quay khung , chỉ có tác dụng kéo dãn khung 
27/4/2004 
4 
sv:hong nhi 
Đây là vị trí cân bằng bền của khung 
Đổi chiều dòng điện hoặc chiều vecter cảm ứng từ 
Lý luận tương tự ta được : các lực từ tác dụng lên khung như hình vẽ : 
A 
D 
B 
C 
O 
O’ 
F 1 
F 2 
F 3 
F 4 
B 
Lực từ tác dụng lên khung không làm quay khung , chỉ kéo khung co lai vị trí cân bằng không bền . 
27/4/2004 
5 
sv:hong nhi 
2. Trường hợp mp khung dây song song với đường cảm ứng từ 
Đoạn dây AD , BC song song đường cảm ứng từ nên không có lực từ tác dụng lên chúng . 
Lực từ F 1 , F 2 do từ trường B tác dụng lên AB và CD có phương , chiều như hình ve 
F 1 
F 2 
A 
B 
C 
D 
O 
O’ 
a 
b 
B 
 Độ lớn : F 1 = F 2 = IBb 
 Cặp lực F 1 , F 2 tạo thành ngẫu lực làm cho khung quay quanh trục OO’ và trở về vị trí cân bằng bền . 
27/4/2004 
6 
sv:hong nhi 
* Nhận xét : 
Khung dây mang dòng điện đặt trong từ trường đều thì có ngẫu lực từ tác dụng lên khung làm khung quay xung quanh một trục 
27/4/2004 
7 
sv:hong nhi 
3. Momen lực từ tác dụng lên khung dây mang dòng điện . 
a/ Trường hợp mặt phẳng không dây B 
 Xét ngẫu lực F 1 , F 2 tác dụng lên khung dây ABCD mang điện đặt song song với đường cảm ứng từ 
 Momen ngẫu lực từ ( cực đại ) 
 M = F 1 * a với F 1 = BI b 
 M = BI b.a 
 Gọi S là diện tích phần mp giới hạn bởi khung dây : S = a.b 
27/4/2004 
8 
sv:hong nhi 
Momen ngẫu lực từ tác dụng lên khung dây mang dòng điện I và song song đường cảm ứng từ là : 
 M =I B S 
b/ Trường hợp B hợp với pháp tuyến khung dây một góc b 
Ta chứng minh được : M = B I S sin b 
27/4/2004 
9 
sv:hong nhi