Trả lời nhanh
Quy tắc bàn tay trái: Đặt bàn tay trái sao cho các đường sức từ xuyên vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón tay giữa trùng với chiều dòng điện. Khi đó ngón tay cái choãi ra 90° chỉ chiều của lực từ (lực điện từ) tác dụng lên đoạn dây dẫn có dòng điện.
Quy tắc bàn tay trái dùng để làm gì?
Khi một đoạn dây dẫn có dòng điện chạy qua đặt trong từ trường (và không song song với đường sức từ), dây sẽ chịu một lực gọi là lực từ, còn gọi là lực điện từ. Quy tắc bàn tay trái cho ta biết chiều của lực này, không cho biết độ lớn.
Muốn biết chiều lực, ta cần hai dữ kiện: chiều dòng điện và chiều đường sức từ. Đổi một trong hai thì chiều lực đổi theo; đổi cả hai thì chiều lực giữ nguyên.
Cách đặt tay từng bước
- Xác định chiều đường sức từ (từ cực Bắc ra, vào cực Nam của nam châm).
- Xoè bàn tay trái, xoay sao cho đường sức từ đi vào lòng bàn tay (lòng bàn tay hứng các đường sức).
- Xoay cổ tay sao cho chiều từ cổ tay tới đầu ngón giữa trùng chiều dòng điện.
- Choãi ngón cái vuông góc với bốn ngón còn lại: ngón cái chỉ chiều lực từ.
Mẹo nhớ: “Vào lòng – Giữa theo dòng – Cái là lực”.
Hình minh hoạ
Hình dưới: đường sức từ hướng vào mặt giấy (dấu ×), dòng điện chạy lên trên thì lực từ hướng sang trái.
Bảng ba vectơ: dòng điện, từ trường, lực
| Đại lượng | Ngón/bộ phận bàn tay trái |
|---|---|
| Đường sức từ | Xuyên vào lòng bàn tay |
| Chiều dòng điện | Từ cổ tay đến ngón tay giữa |
| Lực từ | Ngón cái choãi 90° |
Mở rộng cho học sinh lớp 12
Ở chương trình Vật lí 12, lực từ lên đoạn dây thẳng có độ lớn F = B·I·l·sinα, trong đó α là góc giữa dây và vectơ cảm ứng từ B. Chiều lực vẫn xác định bằng quy tắc bàn tay trái: vectơ B đâm vào lòng bàn tay (nếu B xiên góc thì chỉ lấy thành phần vuông góc với dây).
- Dây vuông góc với đường sức (α = 90°): F lớn nhất, F = BIl.
- Dây song song với đường sức (α = 0°): F = 0.
Với hạt mang điện chuyển động trong từ trường (lực Lo-ren-xơ), ta cũng dùng quy tắc này: ngón giữa chỉ chiều chuyển động của hạt dương; với hạt âm (như electron) thì ngón giữa chỉ ngược chiều chuyển động.
Ví dụ có lời giải
Ví dụ. Dây dẫn thẳng nằm ngang trong mặt phẳng giấy, dòng điện chạy từ trái sang phải. Đường sức từ hướng vào mặt giấy. Lực từ hướng thế nào?
Giải: Đặt bàn tay trái sao cho đường sức từ đi vào lòng bàn tay, ngón giữa hướng sang phải (theo dòng điện). Ngón cái choãi ra chỉ lên trên. Vậy lực từ hướng lên trên, nằm trong mặt phẳng giấy và vuông góc với dây.
Lỗi sai thường gặp
- Dùng nhầm tay phải. Tay phải dùng cho quy tắc nắm tay phải (tìm chiều đường sức từ của dòng điện), còn tay trái dùng tìm chiều lực.
- Cho đường sức đi ra khỏi lòng bàn tay thay vì đi vào, khiến chiều lực bị ngược.
- Nhầm chiều dòng điện với chiều electron khi gặp hạt tải điện: chiều dòng điện quy ước là chiều chuyển động của điện tích dương.
- Quên điều kiện: dây song song với đường sức thì không có lực, không cần áp dụng quy tắc.
Bài luyện tập
- Dây dẫn có dòng điện chạy từ dưới lên trên, đường sức từ hướng ra khỏi mặt giấy (hướng về phía người nhìn). Lực từ hướng nào?
Đáp án: Sang phải. (Đảo chiều đường sức so với hình minh hoạ nên đảo chiều lực.) - Đoạn dây dài 0,2 m có dòng điện 4 A đặt vuông góc với từ trường đều B = 0,5 T. Tính lực từ.
Đáp án: F = 0,5 × 4 × 0,2 = 0,4 N. - Cũng đoạn dây trên nhưng hợp với đường sức một góc 30°. Tính lực từ.
Đáp án: F = 0,5 × 4 × 0,2 × sin30° = 0,2 N.
Câu hỏi thường gặp
Quy tắc bàn tay trái dùng để xác định đại lượng nào?
Dùng xác định chiều của lực từ (lực điện từ) tác dụng lên dây dẫn có dòng điện đặt trong từ trường, khi biết chiều dòng điện và chiều đường sức từ.
Quy tắc bàn tay trái khác quy tắc nắm tay phải ở điểm nào?
Quy tắc nắm tay phải tìm chiều đường sức từ do dòng điện sinh ra (ống dây, dây thẳng). Quy tắc bàn tay trái tìm chiều lực từ tác dụng lên dòng điện đặt trong từ trường có sẵn.
Khi nào lực từ lên dây dẫn bằng 0?
Khi dây dẫn song song với đường sức từ (α = 0° hoặc 180°) hoặc khi không có dòng điện chạy qua dây, vì F = B·I·l·sinα.
Với electron chuyển động trong từ trường, áp dụng quy tắc bàn tay trái thế nào?
Vẫn đặt đường sức từ vào lòng bàn tay, nhưng ngón giữa phải chỉ ngược chiều chuyển động của electron (vì electron mang điện âm), ngón cái chỉ chiều lực.