Bài giảng Môn Vật lý lớp 11 - Phương và chiều của lực từ tác dụng lên dòng điện

BỘ THÍ NGHIỆM VỀ TỪ TRƯỜNG
Thí nghiệm biểu diễn 1
PHƯƠNG VÀ CHIỀU CỦA LỰC TỪ TÁC DỤNG LÊN DÒNG ĐIỆN
1. Mục đích thí nghiệm
- Xác định phương và chiều của lực từ trường tác dụng lên dòng điện.
2. Cơ sở lí thuyết
- Lực từ được xác định tuân theo quy tắc bàn tay trái.
3. Dụng cụ thí nghiệm
- Hộp gỗ 390mmx200mmx150mm, có chưa nam châm điện 800 vòng với khe từ rộng 40mm, 2 ampe kế 2A và hai biến trở.
- Cán cân thăng bằng có dây nối.
- Lực kế 0,4N.
- 3 khung dây dẫn 100 vòng có chiều dài 80mm; 60mm; 22mm. Khung 22mm có trục xoay và góc đo độ xoay.
- Nam châm vĩnh cửu.
- Tấm khép kín từ.
- 2 chân đế tạo khe từ.
- Giá treo con lắc.
- 1 dây nối kép có ổ cắm ở đầu.
- 1 biến thế có 2 đầu ra độc lập 12v-2A.
- Điện kế biểu diễn.
4. Tiến hành thí nghiệm
- Cắm giắc ở khung dây vào đòn cân bên phải. Nối các ổ cắm của khung dây và nam châm vào nguồn điện.
- Bật các công tắc, quan sát chiều dịch chuyển của cuộn dây, dựa vào sự lệch của kim trên ampe kế xác định chiều dòng điện qua khung dây. Dựa vào chiều sang mũi tên xác định được chiều từ trường. Thay đổi chiều từ trường rồi thay đổi chiều dòng điện quan sát chiều dịch chuyển của ống dây, từ đó xác định được mối quan hệ giữa chiều dòng điện, chiều từ trường và chiều lực từ.
Thí nghiệm biểu diễn 2
CÁC THÍ NGHIỆM VỀ CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ
1. Mục đích thí nghiệm
- Phát hiện dòng điện cảm ứng bằng phương pháp làm biến thiên từ thong qua các khung dây khác nhau.
2. Cơ sở lí thuyết
- Khi từ thông xuyên qua cuộn dây thay đổi thì trong cuộn dây xuất hiện một dòng điện cảm ứng.
3. Dụng cụ thí nghiệm
- Khung dây dẫn 100 vòng có chiều dài 22mm.
- Nam châm vĩnh cửu.
- 6 dây nối có phích cắm.
- 1 dây nối kép có ổ cắm ở đầu.
- 1 biến thế có hai đầu ra độc lập 12v-2A.
- Điện kế biểu diễn.
- Khoá đóng ngắt mạch.
- Biến trở con chạy.
4. Tiến hành thí nghiệm
- Nối khung dây 22mm với điện nghiệm biểu diễn.
- Đưa nam châm vào gần hoặc ra xa ống dây thấy kim điện kế bị lệch.
- Đưa mặt phẳng khung dây vuông góc với đường cảm ứng từ của nam châm điện. Thay đổi dòng điện qua nam châm điện bằng cách xoay biến trở hoặc bật tắt công tắc điện ta thấy kim điện kế bị lệch.
- Đặt khung dây trong từ trường của nam châm điện và quay núm của khung dây ta thấy kim điện kế lệch. Chứng tỏ có dòng điện cảm ứng.
Thí nghiệm biểu diễn 3
DÒNG ĐIỆN FU-CÔ
1. Mục đích thí nghiệm
- Chứng tỏ có dòng điện fu-cô khi tấm kim loại đặt trong từ trường biến thiên.
2. Cơ sở lí thuyết
- Dòng điện cảm ứng xuất hiện trong tấm kim loại làm cho tấm kim loại bị nóng lên khi từ thông qua tấm kim loại thay đổi.
3. Dụng cụ thí nghiệm
- Hộp gỗ 390mmx200mmx150mm, có chưa nam châm điện 800 vòng với khe từ rộng 40mm, 2 ampe kế 2A và hai biến trở.
- 2 chân đế tạo khe từ.
- Giá treo con lắc.
- 1 con lắc có xẻ rãnh.
- 1 con lắc không xẻ rãnh.
- 1 biến thế có 2 đầu ra độc lập 12v-2A.
4. Tiến hành thí nghiệm
- Đặt 2 chân đế lên hai cực của nam châm điện. Bắt lên đó giá treo con lắc. Treo 2 con lắc vào giá.
- Kéo hai con lắc khỏi vị trí cân bằng rồi thả đồng thời, ta thấy con lắc không xẻ rãnh tắt dần lâu hơn vì khối lượng lớn hơn.
- Bật nam châm điện rối lặp lại thí nghiệm. Kết quả cho thấy con lắc không xẻ rãnh tắt dao động nhanh hơn con lắc có xẻ rãnh.
- Kết quả này chúng tỏ lực từ cản trở chuyển động tác dụng lên dòng fu-cô ở con lắc không xẻ rãnh lớn hơn và bị tắt dần nhanh hơn, vì trên tấm kim loại không xẻ rãnh mật độ dòng fu-cô lớn, còn ở con lắc xẻ rãnh dòng chỉ có ở chỗ có kim loại nên mật độ dòng fu-cô nhỏ.