Tổng hợp kiến thức lực điện từ vật lý 9 & bài tập vận dụng

Trong chương trình vật lý 9, các em sẽ được tìm hiểu rất nhiều về những khái niệm xung quanh điện từ học, bao gồm cả lực điện từ. Trong bài viết hôm nay, Monkey sẽ tổng hợp lại kiến thức về lực điện từ và những lý thuyết liên quan về lực điện từ, hy vọng có thể giúp các em hiểu rõ hơn và áp dụng được nhiều trong các bài tập nhé!

Thành thạo 2.000 + từ và 6.000 câu tiếng anh Phát triển tổng lực 4 kiến thức và kỹ năng tiếng anh Giỏi Toán – tiếng Anh theo chiêu thức tân tiến Phát triển EQ và năng lực tiếng ViệtĐăng ký ngay để được Monkey tư vấn mẫu sản phẩm tương thích cho con .

10 triệu++ trẻ em tại 108 nước đã giỏi tiếng Anh như người bản xứ & phát triển ngôn ngữ vượt bậc qua các app của Monkey

Bạn đang đọc: Tổng hợp kiến thức lực điện từ vật lý 9 & bài tập vận dụng

Lực điện từ là gì? 

Lực điện từ (hay còn thường được gọi ngắn gọn là lực từ) là khái niệm được dùng để chỉ lực của từ trường tác dụng lên hạt mang điện tích chuyển động.

Tác dụng của từ trường lên dây dẫn có dòng điện 

Một dây dẫn ở trong trạng thái có dòng điện chạy qua, chịu công dụng lực của một từ trường, không song song với đường sức từ. Lực điện từ chính là lực mà từ trường tính năng lên dây dẫn đó .

Thí nghiệm chứng minh (H17.4)

Các dụng cụ thí nghiệm gồm :

• Nam châm chữ U
• Thanh dây AB bằng đồng
• Hai thanh ray bằng đồng nằm ngang song song thanh dây AB
• Đoạn dây dẫn có khóa K

Quan sát hình bên dưới, ta nhận thấy khi khóa K ở trong trạng thái đóng, thanh dây AB có cấu trúc bằng đồng sẽ có xu thế chuyển dời trên hai thanh ray cấu trúc bằng đồng nằm ngang song song với AB.

Lực điện từ là gì 

Lực điện từ hay gọi tắt là lực từ là khái niệm được dùng để chỉ lực của từ trường tác dụng lên hạt mang điện tích chuyển động.

Lực điện từ gồm có hai phần: gồm lực điện do điện trường tạo ra và lực từ do từ trường tạo ra.

Điều này được biểu lộ trong biểu thức toán học cổ xưa về lực điện từ, khi tất cả chúng ta đã biết đặc thù của hạt mang điện và cường độ điện từ trường. Biểu thức được biểu lộ như sau :

F = q.(E + vB)

Trong đó :

• E là véc-tơ cường độ điện trường tại vị trí của hạt mang điện tích .
• q là điện tích của hạt .
• v là véc-tơ tốc độ của hạt .
• B là véc-tơ cảm ứng từ tại vị trí của hạt .

Lưu ý:

• Lực điện từ còn được gọi với một tên gọi khác, đó là lực Lorentz. Đây là lực được dùng để chỉ thành phần gây ra bởi từ trường, tuy nhiên đôi khi nó được dùng để chỉ cả lực điện từ. Bởi vì trong lý thuyết về điện từ và lý thuyết tương đối: Điện trường và từ trường được thống nhất thành một trường và tạo ra tương tác duy nhất được gọi là trường điện từ.

• Việc thống nhất giữa lực từ và lực điện thành một loại lực điện từ là trọn vẹn tương thích với quan điểm của triết lý “ điện động lực học lượng tử ”. Theo như kim chỉ nan này, lực điện từ được tạo ra bởi sự trao đổi của hạt trường .

Chiều của lực điện từ, quy tắc bàn tay trái 

Chiều lực điện từ 

Chiều của lực điện từ là chiều của đường sức từ và chiều của dòng điện chạy ở phía bên trong dây dẫn quyết định hành động chiều của lực điện từ công dụng lên dây dẫn .
Có hai yếu tố chi phối đến chiều của một lực điện từ công dụng lên một dây dẫn là :

• Khi qua dây dẫn, dòng điện mang một chiều như thế nào .
• Chiều của đường sức từ .

Quy tắc bàn tay trái xác định chiều của lực điện từ 

Để xác định được chiều của lực điện từ chúng ta sẽ sử dụng quy tắc bàn tay trái. Quy tắc này được thực hiện như dưới đây:

Thực hiện đặt bàn tay trái sao cho những đường sức từ hướng vào trong lòng bàn tay, chiều từ vị trí cổ tay đến vị trí ngón giữa phải hướng theo chiều của dòng điện ( chiều của dòng điện chạy bên trong ống dây ), ngón tay cái choãi ra 90 độ chỉ chiều của lực điện từ .

Lưu ý khi triển khai quy tắc bàn tay trái :

• Giả sử, dây dẫn đặt ở vị trí song song so với đường sức từ thì dây dẫn sẽ không chịu tính năng của bất kỳ một lực nào .
• Một khung dây chịu tính năng của lực từ thường thì sẽ có khuynh hướng quay tròn, bị nén hoặc bị kéo dãn .

Lực điện từ – một trong 4 lực cơ bản của tự nhiên

Lực điện từ là một trong số bốn nguồn lực cơ bản của tự nhiên. Theo kim chỉ nan động lực học lượng tử, lực điện từ được gây ra bởi quy trình trao đổi hạt trường là hạt photon .

Đây là lực nằm trong thực chất của hầu hết những loại lực mà lúc bấy giờ con người hoàn toàn có thể quan sát được trong đời sống hàng ngày ( ngoại trừ lực mê hoặc của toàn cầu ). Hầu như mọi tương tác giữa những nguyên tử đều hoàn toàn có thể quy được về lực điện từ giữa proton và electron nằm bên trong. Lực này sẽ sinh ra :

• Tương tác giữa những phân tử .
• Các lực kéo và đẩy khi triển khai ảnh hưởng tác động cơ học vào những vật .
• Tương tác giữa những quỹ đạo của Electron .
• Điều khiển những phản ứng hóa học .

Xem thêm: Toàn bộ lý thuyết về máy phát điện xoay chiều quan trọng cần nhớ

Bài tập lực điện từ vật lý 9 bài 27 

Để ôn lại và rèn luyện chắc phần kim chỉ nan, dưới đây là phần bài tập trong bài 27 : Lực điện từ, vật lý 9 có đáp án .

Bài 1 (Trang 61 SBT): Hình 27.1 SBT mô tả khung dây có dòng điện chạy qua được trong từ trường, trong đó khung quay đang có vị trí mà mặt phẳng khi vuông góc với đường sức từ. Về vị trí này của khung dây, ý kiến nào dưới đây là đúng?

1. Khung không chịu công dụng của lực điện từ .
2. Khung chịu công dụng của lực điện từ nhưng nó không quay
3. Khung liên tục quay do tính năng của lực điện từ lên khung
4. Khung quay tiếp một chút ít nữa nhưng không phải do công dụng của lực điện từ mà do quán tính .

Lời giải :

Các lực từ công dụng lên khung dây được màn biểu diễn như hình vẽ. Cặp lực này chỉ có công dụng kéo dãn khung chứ không có công dụng làm quay .
=> Chọn câu B. Khung chịu công dụng của lực điện từ nhưng nó không quay .

Bài 2 (Trang 61 SBT): Hình 27.2 mô tả đoạn dây AB có dòng điện đi qua được đặt ở khoảng giữa hai cực của nam châm hình chữ U. Biểu diễn lực điện từ tác dụng vào AB. Nếu đổi chiều dòng điện hoặc đổi cực của nam châm thì lực điện từ sẽ ra sao?

Xem thêm: Cơ Hội Cho Ai Tập 11 Full – 16/1/2021 – Mùa 2 | Lịch phát sóng truyền hình mới nhất

Lời giải :

• Lực từ công dụng lên dây AB được màn biểu diễn như hình vẽ .

• Nếu đổi chiều dòng điện hoặc đổi cực của nam châm từ thì lực điện có chiều đi từ ngoài vào trong lòng nam châm hút ( hình 27.2 b ) .

Bài 3 (Trang 62 SBT): Khung dây dẫn ABCD có dòng điện chạy qua được đặt trong từ trường của nam châm vĩnh cửu (hình 27.3 SBT). Mặt phẳng của khung dây song song với các đường sức từ. Hãy biểu diễn lực điện từ tác dụng lên các cạnh của khung. Các lực này làm cho khung có xu hướng chuyển động như thế nào?

Lời giải :
Chiều của lực điện từ được trình diễn trên hình 27.3 a .
Khung quay theo chiều mũi tên cong trên hình vẽ .

Bài 4 (Trang 62 SBT): Hình 27.4 SBT mô tả một khung dây dẫn đứng yên trong từ trường, mặt của khung vuông góc với đường sức từ. Nếu đổi chiều dòng điện chạy trong khung thì khung dây có quay không? Giải thích?

Lời giải :

• Khi mặt phẳng của khung dây vuông góc với đường sức từ thì lực từ công dụng lên những cạnh của khung dây sẽ nằm trong mặt phẳng khung dây và vuông góc với những cạnh. Vì vậy những lực này có công dụng kéo căng khung dây như hình 27.4 a .
• Nếu đổi chiều dòng điện chạy trong khung thì lực từ sẽ hướng cùng phương và ngược chiều với những lực bắt đầu. Vì vậy những lực từ này có công dụng nén khung chứ không có tính năng làm quay khung .

Bài 5 (Trang 62 SBT): Một thanh nam châm thẳng đã bị tróc hết vỏ sơn, mất dấu các cực. Để xác định tên từ cực, ta có thể cho từ trường của thanh nam châm này tác dụng lên một dây dẫn thẳng có dòng điện chạy qua.

a ) Hãy vẽ hình miêu tả cách làm này
b ) Nêu rõ cách xác lập tên từ cực của thanh nam châm từ khi đó
Lời giải :

• Bố trí thí nghiệm như hình 27.5 .
• Nếu dây dẫn hoạt động lên trên thì đầu N của nam châm từ là cực Bắc. Vận dụng quy tắc bàn tay trái để xác lập tên từ cực của nam châm hút .

Bài 6 (Trang 62 SBT): Dùng quy tắc nào dưới đây để xác định chiều của lực điện từ:

1. Quy tắc nắm tay phải
2. Quy tắc nắm tay trái
3. Quy tắc bàn tay phải
4. Quy tắc bàn tay trái

Lời giải :
=> Chọn D. Quy tắc bàn tay trái

Bài 7 (Trang 63 SBT): Muốn xác định được chiều của lực điện từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn thẳng có dòng điện chạy qua đặt tại một điểm trong từ trường thì cần phải biết yếu tố nào?

1. Chiều của dòng điện trong dây dẫn và chiều dài của dây
2. Chiều của đường sức từ và cường độ lực điện từ tại điểm đó
3. Chiều của dòng điện và chiều của đường sức từ tại điểm đó .
4. Chiều và cường độ của dòng điện, chiều và cường độ của lực từ tại điểm đó .

Lời giải :
=> Chọn C. Chiều của dòng điện và chiều của đường sức từ tại điểm đó .

Bài 8 (Trang 63 SBT): Khi dây dẫn thẳng có dòng điện chạy qua được đặt song song với các đường sức từ thì lực điện từ có xu hướng như thế nào.?

1. Cùng hướng với dòng điện
2. Cùng hướng với đường sức từ .
3. Vuông góc với cả dây dẫn và đường sức từ .
4. Không có lực điện từ .

Lời giải :
=> Chọn D. Không có lực điện từ .

Bài 9 (Trang 63 SBT): Một khung dây dẫn hình chữ nhật có dòng điện chạy qua được đặt trong từ trường giữa hai nhánh của một nam châm hình U. Khung dây sẽ quay đến vị trí nào thì dừng lại:

1. Mặt khung dây song song với những đường sức từ .
2. Mặt khung dây vuông góc với những đường sức từ .
3. Mặt khung dây tạo thành một góc 60 o với đường sức từ .
4. Mặt khung dây tạo thành một góc 45 o với đường sức từ .

Lời giải:

Xem thêm: Nghị luận hãy nắm bắt cơ hội để thành công – Allavida – Chia Sẻ Kiến Thức Điện Máy Việt Nam

=> Chọn B. Mặt khung dây vuông góc với những đường sức từ .
Vì khi đó những lực từ công dụng lên những cạnh của khung dây sẽ nằm trong mặt phẳng khung dây và vuông góc với những cạnh. Các lực này sẽ có công dụng kéo căng ( hoặc nén ) khung dây nhưng không làm quay nó nữa .

Bài viết trên đã tổng hợp các kiến thức về lực điện từ cũng như những khái niệm liên quan đến lực điện từ. Hy vọng rằng, thông qua bài viết này, các em có thể nắm vững được kiến thức và áp dụng được nhiều vào trong các bài tập. Cảm ơn các em đã đón đọc bài viết.

Source: https://vh2.com.vn
Category : Cơ Hội