1. Kiến thức trọng tâm
1.1. Từ trường
• Từ trường là một dạng vật chất tồn tại xung quanh nam châm, dòng điện và điện tích chuyển động.
• Từ trường tác dụng lực từ lên nam châm, dòng điện hoặc điện tích chuyển động đặt trong nó.
• Từ trường là môi trường truyền tương tác từ.
1.2. Từ phổ
• Từ phổ là hình ảnh các đường mạt sắt sắp xếp trong từ trường.
• Từ phổ cho biết hình dạng và sự phân bố của từ trường.
• Nơi mạt sắt xếp dày đặc hơn thì từ trường mạnh hơn.
• Nơi mạt sắt xếp thưa hơn thì từ trường yếu hơn.
1.3. Đường sức từ
• Đường sức từ là những đường vẽ biểu diễn từ trường.
• Tiếp tuyến với đường sức từ tại mỗi điểm cho phương của vectơ cảm ứng từ tại điểm đó.
• Chiều đường sức từ là chiều của vectơ cảm ứng từ.
Đặc điểm của đường sức từ:
• Qua mỗi điểm trong từ trường chỉ có một đường sức từ.
• Các đường sức từ không cắt nhau.
• Các đường sức từ là những đường cong khép kín.
• Nơi đường sức từ mau thì từ trường mạnh.
• Nơi đường sức từ thưa thì từ trường yếu.
1.4. Cảm ứng từ
• Đại lượng đặc trưng cho từ trường tại một điểm là vectơ cảm ứng từ .
• Tại mỗi điểm trong từ trường, phương và chiều của vectơ cảm ứng từ trùng với phương và chiều của đường sức từ tại điểm đó.
• Đơn vị của cảm ứng từ là tesla (T).
• Cảm ứng từ càng lớn thì từ trường càng mạnh.
1.5. Từ trường của nam châm
• Bên ngoài nam châm, đường sức từ đi ra từ cực Bắc (N) và đi vào cực Nam (S).
• Bên trong nam châm, đường sức từ đi từ cực Nam (S) đến cực Bắc (N).
• Các đường sức từ của nam châm là những đường cong khép kín.
1.6. Từ trường của dây dẫn thẳng có dòng điện
• Xung quanh dây dẫn thẳng có dòng điện xuất hiện từ trường.
• Các đường sức từ là những đường tròn đồng tâm nằm trong mặt phẳng vuông góc với dây dẫn.
• Chiều đường sức từ được xác định bằng quy tắc nắm tay phải.
1.7. Từ trường của ống dây có dòng điện
• Từ trường của ống dây có dòng điện giống từ trường của nam châm thẳng.
• Một đầu ống dây là cực Bắc (N), đầu còn lại là cực Nam (S).
• Các đường sức từ bên trong ống dây gần như song song với nhau.
• Chiều từ trường được xác định bằng quy tắc nắm tay phải.
1.8. Quy tắc nắm tay phải
a) Dòng điện trong dây dẫn thẳng dài
• Đặt ngón cái của bàn tay phải chỉ theo chiều dòng điện.
• Các ngón còn lại khum tự nhiên chỉ chiều các đường sức từ bao quanh dây dẫn.
b) Dòng điện trong vòng dây tròn
• Khum các ngón tay phải theo chiều dòng điện chạy trong vòng dây.
• Ngón cái choãi ra chỉ chiều của vectơ cảm ứng từ tại tâm vòng dây và bên trong vòng dây.
c) Dòng điện trong ống dây (solenoid)
• Khum các ngón tay phải theo chiều dòng điện chạy qua các vòng dây.
• Ngón cái choãi ra chỉ chiều của vectơ cảm ứng từ bên trong ống dây, đồng thời chỉ về phía cực Bắc của ống dây.
Áp dụng: Dây dẫn thẳng dài, vòng dây tròn, ống dây.
1.9. Xác định cực của ống dây
Khi nhìn trực diện vào một đầu ống dây:
• Dòng điện chạy ngược chiều kim đồng hồ ⇒ đầu đó là cực Bắc (N).
• Dòng điện chạy cùng chiều kim đồng hồ ⇒ đầu đó là cực Nam (S).
2. Giúp hiểu sâu
💡 Từ trường là môi trường truyền tương tác từ giữa các nam châm, dòng điện và điện tích chuyển động.
💡 Đường sức từ không phải là những đường có thật mà chỉ là cách biểu diễn từ trường.
💡 Dòng điện thực chất là dòng chuyển dời có hướng của các điện tích, vì vậy dòng điện tạo ra từ trường.
💡 Từ trường của ống dây có dòng điện và từ trường của nam châm thẳng có dạng tương tự nhau.
3. Lưu ý cho học sinh
• Không nhầm chiều đường sức từ với chiều dòng điện.
• Vectơ cảm ứng từ tại một điểm luôn tiếp tuyến với đường sức từ đi qua điểm đó.
• Không được xác định chiều từ trường bằng cách suy đoán, phải áp dụng quy tắc nắm tay phải.
• Khi nhìn trực diện vào một đầu ống dây:
Ngược chiều kim đồng hồ ⇒ cực Bắc.
Cùng chiều kim đồng hồ ⇒ cực Nam.
• Mật độ đường sức từ càng dày thì từ trường càng mạnh.
• Không nhầm chiều đường sức từ bên ngoài nam châm với chiều đường sức từ bên trong nam châm .
• Từ phổ chỉ cho biết hình dạng và sự phân bố của từ trường; chiều từ trường phải xác định bằng đường sức từ hoặc kim nam châm thử.