Với giải Câu hỏi 4 trang 68 Vật lí 12 Chân trời sáng tạo chi tiết trong Bài 10: Lực từ. Cảm ứng từ giúp học sinh dễ dàng xem và so sánh lời giải từ đó biết cách làm bài tập Vật lí 12. Mời các bạn đón xem:

Giải bài tập Vật lí 12 Bài 10: Lực từ. Cảm ứng từ

Câu hỏi 4 trang 68 Vật Lí 12: Xét đoạn dây dẫn thẳng mang dòng điện được đặt trong từ trường có các đường sức từ song song với đoạn dây. Có thể sử dụng quy tắc bàn tay trái để xác định lực từ tác dụng lên đoạn dây dân trong trường hợp này không? Thảo luận để rút ra lưu ý của quy tắc bàn tay trái.

Lời giải:

- Trong trường hợp này, các đường sức từ song song với đoạn dây dẫn, do đó không có chiều nào "từ cổ tay đến các ngón tay". Việc áp dụng quy tắc bàn tay trái theo cách thông thường sẽ gặp khó khăn.

- Quy tắc bàn tay trái là một công cụ hữu ích để xác định chiều của lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện đặt trong từ trường. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng quy tắc này chỉ áp dụng cho trường hợp các đường sức từ cắt ngang đoạn dây dẫn. Trong trường hợp đặc biệt khi các đường sức từ song song với đoạn dây dẫn, ta cần thay đổi hướng của lòng bàn tay để áp dụng quy tắc này một cách chính xác.

Ngoài ra, quy tắc bàn tay trái còn có một số hạn chế sau:

+ Quy tắc này không cung cấp thông tin về độ lớn của lực từ.

+ Quy tắc này chỉ áp dụng cho trường hợp từ trường đều.

Để khắc phục những hạn chế này, ta cần sử dụng các công thức vật lý để tính toán độ lớn của lực từ và áp dụng các phương pháp khác để xác định lực từ trong trường hợp từ trường không đều.

Lý thuyết Thí nghiệm khảo sát phương và chiều của lực từ tác dụng lên dòng điện

Bước 1: Bố trí thí nghiệm như Hình 10.2.

Bước 2: Điều chỉnh cho mặt phẳng khung dây song song với mặt phẳng (Oxz). Điều chỉnh để đòn cân nằm ngang và thước đo góc chỉ vạch số 0.

Bước 3: Bật công tắc của nguồn điện để cho dòng điện chạy qua cuộn dây của nam châm điện.

Bước 4: Bật công tắc để cho dòng điện qua khung dây, quan sát chiều dịch chuyển của khung dây.

Bước 5: Ngắt dòng điện qua khung dây, điều chỉnh cho đòn cân nằm ngang. Sau đó đóng công tắc để đổi chiều dòng điện qua khung dây, quan sát chiều dịch chuyển của khung dây.

Bước 6: Đổi chiều từ trường bằng cách đổi chiều dòng điện qua cuộn dây của nam châm điện, quan sát chiều dịch chuyển của khung dây.

Hình 10.3 biểu diễn trường hợp lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn nằm trong từ trường của nam châm, làm khung dây đi xuống.

Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện đặt trong từ trường đều có:

- Điểm đặt là tại trung điểm của đoạn dây.

- Phương vuông góc với mặt phẳng chứa đoạn dây dẫn mang dòng điện và vectơ cảm ứng từ.

- Chiều được xác định bằng 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 các ngón tay trùng với chiều dòng điện, khi đó ngón cái choãi ra 90° chỉ chiều của lực từ tác dụng lên dòng điện (Hình 10.4).