TRÇn thuý h»ng
ThiÕt kÕ bμi gi¶ng

Nhμ xuÊt b¶n Hμ Néi
www.VNMATH.com
Chơng IV.từ trờngBi 19
từ trờng
I Mục tiêu
1. Về kiến thức
Củng cố, khắc sâu kiến thức về nam châm, lực từ, từ tính của nam châm.
Bổ sung kiến thức về từ tính của dây dẫn.
Phát biểu đợc định nghĩa về từ trờng và quy ớc về hớng của từ trờng tại
một điểm.

gần nhau sẽ đẩy nhau khi
chúng cùng tên và sẽ hút nhau
khi chúng khác tên. Lực tơng
tác đó đợc gọi là lực từ và các
nam châm đợc gọi là có từ
tính.
C1. Phơng án B. Đồng ôxit.
C2. a) Thanh nam châm thứ hai
đặt trong cùng mặt phẳng với
thanh M (mặt phẳng thẳng
đứng) : ở phía dới thanh M,
cực Bắc gần cực N hay gần cực
S của M hoặc ở phía trên thanh
M, cực Nam gần cực N hay gần
cực S của M.
b) Tơng tự câu a.
c) Thanh nam châm thứ hai
O. Nam châm là gì ? Đặc điểm của
nam châm ? Các nam châm tơng tác
với nhau nh thế nào ? Lực tơng tác
đó gọi là gì ? Tại sao nói nam châm có
từ tính ?

Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ.

Cá nhân sử dụng SGK và kết
hợp với lời giảng của GV, trao
đổi nhóm, rút ra kết luận : Lực
từ có thể xuất hiện trong tơng
tác giữa hai dây dẫn có dòng
điện (gọi tắt là hai dòng điện),
giữa hai nam châm, giữa một
dòng điện và một nam châm.
Ta nói dòng điện, nam châm có
từ tính.

. Thực nghiệm đã chứng tỏ rằng dây
dẫn có dòng điện chạy qua cũng có từ
tính nh nam châm. Cụ thể là :
Dòng điện có thể tác dụng lực lên
nam châm và ngợc lại.
Hai dòng điện có thể tơng tác với
nhau.
GV giới thiệu thí ngiệm hình 19.3, 19.4
và 19.5.
O. Lực từ có thể xuất hiện ở những đâu
?
Hoạt động 3
: Định nghĩa từ



. Nh vậy, điện trờng là môi trờng
truyền tơng tác điện giữa những vật
nhiễm điện. Tơng tự nh thế, xung
quanh dòng điện hoặc một nam châm
tồn tại một từ trờng. Chính từ trờng
này đã gây ra lực từ tác dụng lên một
dòng điện khác hay một một nam
châm khác đặt trong đó.
Yêu cầu HS đọc SGK để tìm hiểu định
nghĩa từ trờng.
O. Làm thế nào để phát hiện ra từ
trờng tại một điểm trong một khoảng
không gian ?
O. Nêu quy ớc hớng của từ trờng
tại một điểm ?


. Cũng giống nh điện trờng, chúng
ta không thể nhìn thấy đợc sự tồn tại
của từ trờng trong không gian, để
nhận biết đợc sự tồn tại đó, ngời ta
phải thông qua một khái niệm khác,
đó là đờng sức từ.
Hoạt động 4 :
Tìm hiểu khái
niệm đờng sức từ
từ phổ.
O. Mô tả thí nghiệm từ phổ và giải
thích kết quả thí nghiệm.
Hoạt động 5 :
Tham khảo một số
ví dụ về đờng sức từ và các tính
chất của đờng sức từ

Quy tắc nắm tay phải : Nắm
bàn tay phải, rồi đặt sao cho
bốn ngon stay hớng theo chiều
dòng điện chạy qua các vòng
dây thì ngón tay cái choãi ra chỉ
chiều của đờng sức từ trong
lòng ống dây.
. Trong chơng trình vật lí lớp 9
THCS, chúng ta đã tìm hiểu về từ
trờng của ống dây có dòng điện chạy
qua và quy tắc nắm tay phải nêu lên
mối quan hệ giữa chiều dòng điện
trong ống dây và chiểu của đờng sức

+ Các đờng sức từ là những
đờng cong khép kín hoặc vô
hạn ở hai đầu.
+ Chiều của các đờng sức từ
tuân theo những quy tắc xác
định tuỳ thuộc vào hình dạng
của dòng điện.
+ Quy ớc vẽ các đờng sức từ :
nơi có từ trờng mạnh thì vẽ
mau, nơi có từ trờng yếu thì vẽ
tha.
C3. Nhìn từ trên xuống, dòng
điện chạy trong vòng tròn C có
chiều ngợc chiều kim đồng hồ.
Yêu cầu HS đọc SGK để tìm hiểu về từ
trờng của dòng điện thẳng rất dài và
yêu cầu một số HS lên bảng xác định
một trong hai yếu tố (chiều dòng điện
trong dây dẫn và chiều đờng sức từ)
trong một số ví dụ cụ thể.
Tiếp tục yêu cầu HS tìm hiểu về từ
trờng của dòng điện tròn. Đặc biệt,
cho HS đọc kĩ và áp dụng vào ví dụ cụ
thể cách xác định nhanh chiều dòng
điện của một dòng điện tròn tại mặt
Nam hay mặt Bắc.
O. Đờng sức từ có những đặc điểm
gì ? (Gợi ý : số đờng sức từ tại một
điểm trong không gian, hình dạng các
đờng sức từ, chiều của các đờng sức
Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ. Cá nhân hoàn thành bài tập 5,
6.
GV có thể dùng bảng so sánh sau để
khắc sâu kiến thức cho HS (cũng có
thể yêu cầu HS tự lập bảng so sánh).
Điện trờng Từ trờng
- Là môi trờng
vật chất bao
quanh điện tích.
- Là môi trờng

- Trong từ
trờng có các
đờng sức từ.
- Điện trờng tác
dụng lực điện lên
các điện tích
khác đặt trong
nó.
- Từ trờng tác
dụng lực từ lên
các nam châm
hoặc dòng điện
khác đặt trong
www.VNMATH.com
Bài 5. Phơng án B. Lực từ
không phải là lực tơng tác
giữa hai điện tích.
Bài 6. Phơng án B. Từ trờng
không tơng tác với các điện
tích đứng yên.

nó.
O. Hoàn thành yêu cầu của bài tập 5, 6
SGK.
Hoạt động 8 :
Tổng kết bài học Cá nhân nhận nhiệm vụ học
tập.

G

www.VNMATH.com
Từ công thức :
FIlB=
GG
suy ra đợc quy tắc xác định lực từ
F
G
tác dụng
lên phần tử dòng điện.
2. Về kĩ năng
Biết cách xác định chiều các đờng sức từ của : dòng điện chạy trong dây
dẫn thẳng dài vô hạn ; dòng điện chạy trong dây dẫn tròn.
Biết cách xác định mặt Nam hay Bắc của một dòng điện chạy trong một mạch
kín.
Có kĩ năng quan sát thí nghiệm, phân tích, tổng hợp để rút ra các kết luận cần
thiết.
II Chuẩn bị
Giáo viên
Các thí nghiệm chứng minh về lực tơng tác từ và từ phổ.
Hình vẽ 19.3, 19.4 phóng to.
Học sinh
Đọc SGK THCS để ôn lại những kiến thức đã học về từ trờng, quy tắc bàn
tay trái.
Ôn kiến thức về hợp các lực đồng quy, tích các vectơ.
III Thiết kế hoạt động dạy học
Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên
Hoạt động 1
: Kiểm tra kiến thức

lực từ

Đọc SGK, trả lời chung :
Có thể tạo ra từ trờng đều
bằng cách dùng nam châm hình
chữ U và xét từ trờng giữa hai
cực của nam châm đó.
. Để dễ dàng đo đạc và khảo sát lực
từ, trớc hết chúng ta tạo ra một từ
trờng đều.
O. Thế nào là từ trờng đều ? Chúng
ta có thể tạo ra từ trờng đều bằng
cách nào ?

. Từ trờng đều là từ trờng mà đặc
tính của nó giống nhau tại mọi điểm ;
các đờng sức từ là những đờng
thẳng song song, cùng chiều và cách
đều nhau.
GV giới thiệu thí nghiệm hình 20.2a,
chú ý cho HS phơng đặt dây dẫn
M
1
M

G
G
thẳng hàng
với dây treo.
Gọi

là góc lệch giữa dây treo
và phơng thẳng đứng, ta có :
tan tan
F
Fmg
mg

== Quy tắc bàn tay trái : Đặt bàn
tay trái sao cho các đờng sức từ
hớng vào lòng bàn tay, chiều từ
cổ tay đến ngón tay giữa hớng
theo chiều dòng điện thì ngón
tay cái choãi ra 90
o
chỉ chiều của
lực điện từ.
và yêu cầu HS hoàn thành câu C1.


,
B
G
và
F
G
không
đồng phẳng tạo nên một tam diện
thuận khi chúng thoả mãn quy tắc
bàn tay trái.
O. Hãy nghiệm lại nhận xét trên.
Nếu HS gặp khó khăn, có thể đa ra
hình vẽ sau :

www.VNMATH.com
Hoạt động 3
: Tìm hiểu khái niệm
cảm ứng từ
HS quan sát thí nghiệm, thu
thập và xử lí số liệu theo yêu cầu
của GV.
Có thể đa ra nhận xét : khi tích
số Il tăng thì F cũng tăng và
ngợc lại.

không thay đổi (khi bỏ qua những sai
số có thể chấp nhận đợc). Thơng số
đó chỉ phụ thuộc vào tác dụng của từ
trờng tại vị trí đặt đoạn dây dẫn
M
1
M
2
. Nói cách khác, có thể coi
thơng số đó đặc trng cho tác dụng
của từ trờng tại vị trí khảo sát.
Ngời ta goi đại lợng đặc trng đó là
cảm ứng từ tại vị trí đang xét, kí hiệu
là B.
F
B
Il
=

Trong công thức trên, ta đã chọn đơn
vị đo các đại lợng sao cho hệ số tỉ lệ
bằng 1. Nghĩa là F có đơn vị là N
www.VNMATH.com
một số giá trị cảm ứng từ của
một số từ trờng.

(niutơn), I có đơn vị là A (ampe), l có
đơn vị là m (mét), do đó B có đơn vị là
T (tesla).




. Trớc hết, ta định nghĩa vectơ
phần tử dòng điện
Il
G
là vectơ
1
2
IM M ,
JJJJJG
cùng hớng với dòng điện và
có độ lớn bằng Il.
O. Dựa vào những kết quả thực
nghiệm đã nêu ở trên, hãy xác định
lực từ
F
G

, kí hiệu là
cab=
G
GG
,
đợc xác định nh sau :

Gốc : cùng gốc với
a
G
và
b
G
;

Phơng : vuông góc với mặt
phẳng chứa
a
G
và
b
G
;

Chiều : thuận với chiều quay từ
www.VNMATH.com
Nhớ lại những kiến thức về tích

.
a
G
sang
b
G
;

Độ lớn :
sin
cab

=
G
G G
(với


là góc giữa
a
G
và
b
G
.

Hoạt động 5

G
GG

Cùng
phơng, cùng
chiều với
E
G

Vuông góc
với
Idl
G
và
B
G
,
chiều tuân
Yêu cầu HS :

Phát biểu định nghĩa từ trờng đều,
lực từ, cảm ứng từ.

Biểu diễn các vectơ
,,
EFB
G GG
và
l
G

theo hớng của đờng sức từ.

O. Hoàn thành bài tập 4, 5 (SGK).

Hoạt động 6
: Tổng kết bài học Cá nhân nhận nhiệm vụ học tập.
GV nhận xét, đánh giá giờ học.
Yêu cầu HS về nhà :
Làm bài tập 6, 7 SGK.
Ôn lí thuyết bài 19, 20. Chú ý đến
quan hệ giữa chiều dòng điện và
chiều cảm ứng từ (chiều đờng sức
từ).
www.VNMATH.com
Bi 21
từ trờng của dòng điện trong các dây dẫn
có hình dạng đặc biệt
I Mục tiêu
1. Về kiến thức
Phát biểu đợc cách xác định phơng, chiều và viết đợc công thức tính
cảm ứng từ

Cá nhân nhận thức đợc vấn đề
cần nghiên cứu. O. Vectơ cảm ứng từ
B
G
tại mỗi điểm
trong không gian có từ trờng có đặc
điểm gì ? Các yếu tố của lực từ
F
G
tác
dụng lên phần tử dòng điện
Il
G
đặt
trong từ trờng đều mà tại đó cảm ứng

Sau đây chúng ta sẽ xét một số dòng
điện với giả thiết môi trờng là chân
không.
Hoạt động 2
: Tìm hiểu từ trờng
của dòng điện chạy trong dây dẫn
thẳng dài Nhớ lại kiến thức bài 19, trả lời
chung :
Đờng sức đi qua M là đờng
tròn nằm trong mặt phẳng đi
qua M vuông góc với dây dẫn,
có tâm O nằm tren dây dẫn.
Vectơ cảm ứng từ
B
G
tiếp xúc
với đờng tròn đó tại M.
Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ.

cũng vuông góc với
dây dẫn. Nh vậy,
B
G
vuông góc với
mặt phẳng tạo bởi M và dây dẫn.
GV vẽ hình 21.2.a để cho HS thấy
đợc cách xác định chiều của
B
G
.

. Khi xác định chiều của cảm ứng từ
B
G
thì chú ý cân nhắc việc chọn mặt
phẳng hình vẽ là chứa dây dẫn hay
vuông góc với dây dẫn đó.
GV sử dụng hình vẽ sau để minh hoạ
cho HS cách lựa chọn mặt phẳng hình
www.VNMATH.com
vẽ.
7


7
2.10
I
B
r

=

Trong đó đơn vị của I là ampe (A),
đơn vị của r là mét (m), đơn vị của B là
Tesla (T).

Hoạt động 3
: Tìm hiểu từ trờng
của dòng điện chạy trong dây dẫn
uốn thành vòng tròn
Nhớ lại kiến thức bài 19, trả lời
chung :
GV vẽ hình 21.3 lên bảng nhng chỉ vẽ
mặt phẳng và dòng điện mà cha vẽ
các đờng sức từ.
O. Hình dạng của đờng sức từ của
dòng điện tròn ? Điểm đặc biệt của các
www.VNMATH.com
Đờng sức từ của dòng điện
tròn là những đờng cong có
chiều đi vào mặt Nam, đi ra

Chiều của vectơ cảm ứng từ
B
G
tại tâm O có phơng vuông
góc với mặt phẳng chứa dòng
điện và có chiều đi vào mặt
Nam, đi ra mặt Bắc của dòng
điện tròn đó.
Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ.
. Theo kết quả tính toán, độ lớn của
cảm ứng từ tại O đợc xác định bởi
công thức :
7
2.10
I
B
R


=

với R là bán kính của khung dây tròn.
Nếu khung dây tròn tạo bởi N vòng
dây sít nhau thì ta có :

O. Hình dạng các đờng sức từ trong
lòng ống dây khi cho dòng điện I đi
vào dây dẫn ?
Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ.

Chiều các đờng sức từ của
ống dây dẫn hình trụ cũng có
thể đợc xác định bằng quy tắc
nắm tay phải : Nắm bàn tay
phải, rồi đặt sao cho bốn ngón
tay hớng theo chiều dòng điện
chạy qua các vòng dây thì ngón
tay cái choãi ra chỉ chiều của
đờng sức từ trong lòng ống
dây.


. Từ trờng trong lòng ống dây là từ
trờng đều. Ngời ta đã tính toán
đợc, cảm ứng từ trong lòng ống dây
có dòng điện I chạy qua đợc tính nh

. Trong chơng trình vật lí lớp 9
chúng ta đã biết, khi ống dây có dòng
điện chạy qua thì có tác dụng nh một
nam châm thẳng.
O. Hãy hoàn thành yêu cầu C2.
GV vẽ lên bảng một số trờng hợp ống
www.VNMATH.com
Cá nhân hoàn thành yêu cầu
của GV.
dây có dòng điện chạy qua, thay đổi
chiều dòng điện chạy qua các vòng dây
và cho HS nghiệm lại rằng, chiều các
đờng sức từ của ống dây điện hình
trụ cũng đợc xác định bằng quy tắc
nắm tay phải.
Đờng sức từ trong lòng ống
dây có chiều từ trái sang phải.
Bên trái của ống dây (phần xa
nam châm) là cực từ Nam, bên
phải của ống dây (phần gần
nam châm) là cực từ Bắc.
Nam châm bị hút về phía ống
dây.
a) Hãy xác định chiều đờng sức từ,
cực từ của ống dây và tác dụng của
ống dây lên nam châm trong hình vẽ
sau :


b)

+
c)
+

a)
S N
+

b)
N S

+
c)
S N
www.VNMATH.comHoạt động 5
: Tìm hiểu nguyên lí
chồng chất từ trờng Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ.

. Phơng pháp tính toán đợc áp
dụng tơng tự cho trờng hợp điện
trờng gây bởi nhiều điện tích điểm,
www.VNMATH.comLàm việc cá nhân.
C3. Điểm phải tìm nằm tại
trung điểm của O
1
O
2
.
Bài 3. Câu A. Độ lớn cảm ứng
từ tại tâm của một dòng điện
tròn tỉ lệ với cờng độ dòng
điện.
Bài 4. Câu C. Cảm ứng từ trong
lòng ống dây điện hình trụ là
đồng đều (hay nói cách khác từ
trờng đó là từ trờng đều).
O. Hoàn thành yêu cầu C3 và bài tập 3,
4.
Hoạt động 7
: Tổng kết bài học Cá nhân nhận nhiệm vụ học