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

GIÁO ÁN VẬT LÝ 11 
BÀI 
LỰC TỪ TÁC DỤNG LÊN MỘT KHUNG DÂY MANG DÒNG ĐIỆN 
27/4/2004 
1 
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 
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 
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 
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 
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 
* 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 
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 
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