Với giải Em có thể trang 60 Vật lí 12 Kết nối tri thức chi tiết trong Bài 14: Từ trường dung lên dây dẫn mang dòng điện. 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 14: Từ trường dung lên dây dẫn mang dòng điện. Cảm ứng từ

Em có thể trang 60 Vật Lí 12:

• Giải thích được nguyên tắc hoạt động của la bàn.

• Nêu được ứng dụng của nam châm trong cuộc sống như tàu đệm từ, nam châm điện.

Lời giải:

Nguyên tắc hoạt động của La bàn

Trái Đất của chúng ta có bản chất là một nam châm khổng lồ, giống như các nam châm thẳng khác có cực Bắc và cực Nam. Bao quanh Trái Đất là các đường sức từ trường định hướng theo quy tắc có chiều đi ra từ cực Bắc và đi vào từ cực Nam.

Hình ảnh Địa cực từ, các các cực địa lý của Trái Đất

Khi ta sử dụng la bàn, kim nam châm của la bàn sẽ nằm dọc theo đường sức từ trường của Trái Đất và luôn định hướng theo một hướng cố định. Người ta quy ước hướng chỉ kim nam châm của la bàn hướng về cực Bắc của Trái Đất là hướng Bắc ngược lại là hướng Nam.

• Ứng dụng của nam châm trong cuộc sống như tàu đệm từ

Tàu đệm từ là một phương tiện giao thông chạy trên đệm từ trường, tàu vận hành rất êm, không rung lắc và không gây ra nhiều tiếng ồn như tàu truyền thống. Tàu sử dụng cơ chế nâng, đẩy và dẫn lái để khi di chuyển với tốc độ cao mà tàu không bị bay ra khỏi bề mặt đường ray. Cơ chế đẩy: Khi từ trường của các nam châm điện đặt ở hai bên thành đường ray tương tác với từ trường của nam châm siêu dẫn đặt trên thành tàu sẽ sinh ra lực đẩy tàu hướng về phía trước (Hình 15.7).

Cơ chế nâng: Cơ chế này tương tự như cơ chế đấy nhưng với mục đích nâng tàu lên. Bánh xe sẽ được nâng lên khi tàu đạt tới tốc độ tới hạn. Ở tốc độ tới hạn, lực từ lúc này đủ lớn để nâng tàu lướt trên đường ray (Hình 15.8). Hệ thống dẫn lái: Bằng cách sử dụng tính chất của nam châm, cùng cực thì đẩy nhau, khác cực thì hút nhau, hệ thống lái có nhiệm vụ giúp tàu cân bằng, ổn định tàu với đường ray khi di chuyển.

Lý thuyết Đường sức từ

1. Từ phổ

- Hình ảnh những đường tạo ra bởi các mạt sắt được gọi là từ phổ. Từ phổ cho ta thấy hình ảnh trực quan của từ trường

2. Đường sức từ

- Đường sức từ là những đường vẽ ở trong không gian có từ trường sao cho tiếp tuyến với nó tại mỗi điểm trùng với phương của véctơ cảm ứng từ tại điểm đó. Chiều của đường sức từ là chiều của véctơ cảm ứng từ

- Các đặc điểm của đường sức từ

+ Tại mỗi điểm trong từ trường, chỉ có thể vẽ được một đường sức từ đi qua và chỉ một mà thôi

+ Các đường sức từ là những đường cong khép kín

+ Nơi nào từ trường mạnh hơn thì các đường sức từ ở đó vẽ dày hơn, nơi nào từ trường yếu hơn thì các đường sức từ vẽ thưa hơn

- Xác định chiều của đường sức từ bằng nam châm thử hoặc quy tắc nắm bàn tay phải.

- Quy tắc nắm bàn tay phải:

+ Đối với dòng điện thẳng: Giơ ngón cái của bàn tay phải hướng theo chiều dòng điện, khum bốn ngón tay kia xung quanh dây dẫn thì chiều từ cổ tay đến bốn ngón tay đó là chiều của đường sức từ.

+ Đối với dòng điện tròn và ống dây: Khum bàn tay phải sao cho chiều từ cổ tay đến các ngón tay trùng với chiều dòng điện chạy qua các vòng dây thì chiều ngón tay cái choãi ra chỉ chiều của đường sức từ