Bài giảng Vật lý đại cương - Chương IV: Từ trường không đổi (Phần 3)

Nội dung text: Bài giảng Vật lý đại cương - Chương IV: Từ trường không đổi (Phần 3)

1. GS Vũ Đình Cự
2. 4.4. Mạch từ μ0 nI μ S B = l n μ0 nI μ nI l(C) Φm =BS = S = l l μ0 S μ l R m = từ trở ε μS μ m 0 Φm = R m εm=nI suất từ động Từ trở mắc nối tiếp vμ song song cũng đ−ợc tính t−ơng tự nh− đối với điện trở
3. 5. Tác dụng của từ tr−ờng lên dòng điện 5.1. Tác dụng của từ tr−ờng lên phần tử dòng r r r điện, lực Ampe r d l , B , d F Id l r r r r theo thứ tự đó hợp d F= I d l ì dB B r 0 0 d F r r r thμnh tam diện d F= Id ì l B thuận. Qui tắc bμn tay trái Giá trị lực bằng: r B dF Idl= . Bα . sin r d F α - góc giữa véc tơ dl vμ véc tơ cảm ứng r từ B Id l
4. 5.2. Tác dụng t−ơng hỗ giữa hai dòng điện thẳng song song dμivôhạn I1 I2 μ0μI 1 Lực tác dụng lên r B1 = F2 2π d ⊕ r đoạn dây dμil B d 1 r r r μ0Iμ 1 I 2 l F2= I 2 l ì B 1 F = 2 2π d -7 d=1m, I1=I2=1A => F=2.10 N/m Định nghĩa Ampe: Ampe lμ c−ờng độ dòng không đổi chạy qua 2 dây thẳng song song dμi vô hạn trong chân không cách nhau 1m gây ra lực tác dụng trên mỗi m dây lμ 2.10-7N
5. 5.3. Tác dụng của từ tr−ờng đều lên một mạch điện kín r Δ F//D • Từ lực tác dụng lên AD vμ BC r I F' ssong Δ vμ ng−ợc chiều nhau A ⊥ r • Từ lực tác dụng lên AB a α B r r F n vμ CD vuông góc với dây ⊥ C r vμ tạo thμnh ngẫu lực b F' r B // F' F =I.a.B d ⊥ r ⊥ C Pm cùng ph−ơng vμ chiều với véc b r α α B tơ pháp tuyến của ABCD vμ từ r B r P tr−ờng do khung gây ra r n m F⊥ Mômen của ngẫu lực μ= F⊥.d
6. μ= F⊥.d=I.aBb.sinα=ISBsinα r r r μ =PBm ì = Pm.B.sinα •Năngl−ợng t−ơng tác giữa mạch điện vμ từ tr−ờng: Khi khung quay đi góc dα, ngẫu lực thực hiện công: dA= -μdα= -Pm.B.sinα dα Dấu - do góc giảm -> giảm năng l−ợng Ngẫu lực từ0 sinh công đ−a góc α về 0: A (= P −B∫ sinm α ) d α =m P B − ( 1 α cos ) Công nμybằngα độgiảmnăngl−ợng của khung trong từ tr−ờng: Wm(α)-Wm(0) = Pm.B.(1-cosα)
7. Có thể viết thμnh: Wm(α)-Wm(0) = -Pm.B cosα-(-Pm.B cos0) Wm(α) = -Pm.B cosα r r W()P.Bαm =m − B B’ 5.4. Công của từ lực r - r F Từ lực tác dụng lên AB: B + • l F=I.l.B I rsd A A’ dA=F.ds=IlBds=IBdS=IdΦm Công của từ lực lμm mạch từ 1->2 dA=IdΦm 2 bằng tích I với độ biến =A Φ∫ Idm =m Φ I 2 ( − m) 1 Φ 1 thiên từ thông qua mạch
8. 6. Chuyển động của hạt điện trong từ tr−ờng r 6.1. Lực Lorentz B r r r r r d F= Id ì lId B l≡ r q v v r r r ⊕ Lực Lorentz:FL= q v ì B r FL Độ lớn lực: F qv= . B .α sin r B r α - góc giữa véc tơ F r vận tốc v vμ véc tơ L v cảm ứng từ B -
9. 6.2. Chuyển động của hạt điện trong từ rt−ờng r r r r Lực Lorentz:FL= q v ì B B ( 0 , 0 , B ) dv x FLx= m =qBv y r dt v ( vx , v y , z v ) dv y FLy= m =qBv − x r rr (= r x , y , z ) dt r z B dv z r r r FLz= m =0 i j k dt r r vìv B =x v y z v y 0 0 B r Vớivr⊥ B x
10. r qB dv z B Đặt:ω = x= ωv m dt y dv =y −v ω x y dt v 0 x vx=v0 sin(ωt+ϕ) v0x= v0sinϕ, x0=-v0 cosϕ/ω vy=v0 cos(ωt+ϕ) v0y=v0cosϕ, y0= v0sinϕ/ω v v x= − cos(0 ω + tx ϕ 2 ) + y 2 = )R (0 2= 2 ω v0 ω 2π v0 ω = T = y = sin(ω + t ϕ ) ω ω R r Quĩ đạo tròn vuông góc với B