TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA SƯ PHẠM
BỘ MÔN SƯ PHẠM VẬT LÝ
----------
TÓM TẮT BÀI BÁO CÁO
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:
BẢN CHẤT VẬT LÝ TRONG CÁC BÀI TẬP
ĐỊNH TÍNH Ở PHẦN ĐIỆN HỌC LỚP 11
Giáo viên hướng dẫn:
Th.S DƯƠNG QUỐC CHÁNH TÍN
SV thực hiện: NGUYỄN VĂN NGỘ
MSSV: 1080236
LỚP: SP VẬT LÝ 02
KHÓA: 34
CẦN THƠ, 2012
LỜI CẢM ƠN
Bốn năm học Đại học trôi qua thật nhanh. Những tri thức mà bốn năm qua em
nhận được, đúc kết được là nhờ vào lòng nhiệt thành, tận tình chỉ dạy của quý thầy cô.
Em xin chân thành cảm ơn công ơn của quý thầy cô. Kiến thức mà quý thầy cô truyền đạt
cho chúng em là nền tảng vững chắc giúp em thực hiện đề tài này, cũng như hành trang
vô cùng quý báu vào đời.
Đặc biệt, em xin chân thành cảm ơn thầy Dương Quốc Chánh Tín, thầy luôn gần
gũi, thân thiện và tận tình chỉ bảo em hoàn thành đề tài này. Thầy đã giúp em định hướng
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
TÓM TẮT LUẬN VĂN
Đề tài: BẢN CHẤT VẬT LÝ TRONG CÁC BÀI TẬP ĐỊNH TÍNH Ở
PHẦN ĐIỆN HỌC LỚP 11.
PHẦN I. MỞ ĐẦU
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Lý do chọn đề tài
3. Đối tượng nghiên cứu ................................................................................................. 1
4. Phạm vi nghiên cứu .................................................................................................... 1
5. Nhiệm vụ nghiên cứu .................................................................................................. 2
6. Phương pháp nghiên cứu............................................................................................. 2
7. Giả thuyết khoa học .................................................................................................... 2
8. Thời gian nghiên cứu .................................................................................................. 2
PHẦN II: NỘI DUNG ........................................................................................................ 3
CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA ĐỀ TÀI ......................................................... 3
1.1. Tâm lý – Giáo dục – Lý luận dạy học....................................................................... 3
1.1.1 Quá trình nhận thức ............................................................................................ 3
1.1.2 Các phương pháp dạy học tích cực ...................................................................... 3
1.1.3 Vai trò bài tập định tính trong dạy học vật lý ....................................................... 5
1.2. Những nội dung kiến thức chính cần để giải quyết các bài tập định tính .................. 8
1.2.1. Điện trường........................................................................................................ 8
1.2.2. Dòng điện không đổi .......................................................................................... 11
1.2.3. Dòng điện trong các môi trường......................................................................... 16
1.2.4. Từ trường ........................................................................................................... 18
CHƯƠNG II: HỆ THỐNG CÁC BÀI TẬP ĐỊNH TÍNH Ở PHẦN ĐIỆN HỌC 11 ..... 21
2.1. Điện trường.............................................................................................................. 21
2.2. Dòng điện không đổi ................................................................................................ 32
GVHD: Th.S Dương Quốc Chánh Tín
SVTH: Nguyễn Văn Ngộ
Bản chất Vật lý trong các bài tập định tính Điện học
2.3. Dòng điện trong các môi trường............................................................................... 41
2.4. Từ trường................................................................................................................. 49
PHẦN III: KẾT LUẬN ...................................................................................................... 59
tích tích cực, chủ động, phát triển tư duy độc lập, sáng tạo góp phần hình thành phương pháp
và nhu cầu tự học, bồi dưỡng hứng thú học tập, tạo niềm tin và niềm vui trong học tập của
học sinh theo sự tổ chức, chỉ đạo của giáo viên.
Một thực trạng vẫn còn tồn động là: một bộ phận học sinh, sinh viên chỉ học thuộc lại
kiến thức nhưng không hiểu nó một cách tường minh; học để đối phó, học để thi cử và kiểm
tra. Bên cạnh đó tinh thần chịu khó, tự ngẫm nghĩ để giải quyết vấn đề còn chưa cao nên
chưa thể biến tri thức của nhân loại thành kiến thức của bản thân, giải quyết vấn đề còn gặp
nhiều vướn mắt. Đối với một bộ phận giáo viên, do chưa hiểu được bản chất của vấn đề nên
chưa tạo được niềm tin, hứng thú nhận thức cho học sinh trong quá trình dạy học.
Là một sinh viên chuyên ngành sư phạm Vật lý, hiểu được những vấn đề trên tôi
quyết định chọn đề tài: “Bản chất Vật lý trong các bài tập định tính ở phần Điện học lớp 11”.
2. Mục đích nghiên cứu
Xây dựng kỹ năng vận dụng lý thuyết để giải quyết các bài tập định tính trong
chương trình Điện học và giải thích các hiện tượng vật lý thường gặp trong tự nhiên.
3. Đối tượng nghiên cứu
Bản chất vật lý trong các bài tập định tính ở phần Điện học lớp 11.
4. Phạm vi nghiên cứu
Điện trường
Dòng điện không đổi
Dòng điện trong các môi trường
GVHD: Th.S Dương Quốc Chánh Tín
Trang 2
SVTH: Nguyễn Văn Ngộ
Bản chất Vật lý trong các bài tập định tính Điện học
PHẦN II: NỘI DUNG
CHƯƠNG I:
CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA ĐỀ TÀI
1.1. Tâm lý – Giáo dục – Lý luận dạy học
1.1.1. Quá trình nhận thức
Nhận thức là một quá trình phức tạp đòi hỏi con người vừa phải đi từ trực quan sinh
động tới tư duy trừu tượng, vừa phải đi từ tư duy trừu tượng đến thực tiễn.
Trực quan sinh động (giai đoạn nhận thức cảm tính) là giai đoạn đầu tiên của quá
trình nhận thức, gắn liền với thực tiễn và phản ánh các sự vật hiện tượng trong tự nhiên
thông qua cảm giác, tri giác và biểu tượng. Giai đoạn tiếp theo trong quá trình nhận thức của
con người là tư duy trừu tượng (nhận thức lí tính). Thông qua giai đoạn này con người có thể
nhận thức được bản chất và các qui luật chi phối sự vận động và phát triển của các sự vật và
hiện tượng.
Tư duy trừu tượng là giai đoạn tiếp theo cao hơn của quá trình nhận thức dựa trên nền
tảng của giai đoạn nhận thức cảm tính, phản ảnh hiện thực khách quan một cách gián tiếp và
khái quát. Do đó, nó phản ánh “sâu sắc hơn”, “chính xác hơn”, “đầy đủ hơn” thông qua các
khái niệm, phán đoán và suy luận. Nhưng tư duy trừu tượng là sự phản ánh gián tiếp hiện
thực khách quan nên có nguy cơ phản ánh sai hiện thực. Do vậy, cần phải trở về thực tiễn để
kiểm tra sự đúng đắn của nó, phân biệt những tri thức đúng đắn và sai lầm. Áp dụng tư duy
trừu tượng vào thực tiễn, giúp cho hoạt động nhận thức có hiệu quả.
1.1.2. Các phương pháp dạy học
Quá trình dạy học - Ý nghĩa.
Quá trình dạy học là sự hoạt động phối hợp hữu cơ biện chứng của thầy và trò, trong đó
Cải tiến, chế tạo đồ dùng dạy học Vật lý
Một số phương pháp dạy học tích cực
Phương pháp vấn đáp
Phương pháp tự học
Phương pháp hoạt động nhóm
Phương pháp trực quan
Phương pháp dạy học nêu vấn đề và phương pháp dạy học khám phá
Dạy học nêu vấn đề là tập hợp nhiều phương pháp dạy học đơn giản nhất (diễn giảng, thí
nghiệm, đàm thoại, đọc sách…). Mà trong đó có sự phối hợp thống nhất giữa thầy và trò sao
cho trò tự giác chấp nhận nhiệm vụ học tập là nhiệm vụ của chính mình, tích cực, tự lực,
sáng tạo tìm tòi cách giải quyết nhiệm vụ học tập ấy thông qua việc kiểm tra các giả thuyết
mà mình đã đặt ra.
GVHD: Th.S Dương Quốc Chánh Tín
Trang 4
SVTH: Nguyễn Văn Ngộ
Bản chất Vật lý trong các bài tập định tính Điện học
Nếu hiểu theo mục đích của quá trình dạy học thì dạy học nêu vấn đề là dạy cách giải
quyết một nhiệm vụ học tập.
Nếu hiểu theo cách tổ chức thì dạy học nêu vấn đề là kiểu dạy học trong đó nêu vấn đề
bằng việc xây dựng tình huống có vấn đề và tổ chức các hoạt động để tạo điều kiện cho trò
tìm tòi giả thuyết, kiểm tra giả thuyết và vận dụng kết quả.
1.1.3. Vai trò bài tập định tính trong dạy học Vật lý
Đối với người học:
Bài tập định tính luôn là những câu hỏi xuất phát từ các hiện tượng trong cuộc sống
hàng ngày như mưa đá, bình thủy, cầu chì điện, cầu vồng…Con người nói chung luôn quan
SVTH: Nguyễn Văn Ngộ
Bản chất Vật lý trong các bài tập định tính Điện học
Thu thập, phân tích, tổng hợp.
Kết hợp lý thuyết và thực hành
Đối với người dạy:
Từ khi bắt đầu học vật lý, bài tập định tính luôn luôn là một “tiết mục” thu hút sự chú
ý và thích thú của học sinh. Bằng chứng là khi bắt đầu học vật lý (lớp 6) giáo viên chỉ dạy
học trò hiện tượng vật lý, giải thích hiện tượng. Vì vậy có thể nói bài tập định tính như là
bước khỏi đầu, cánh cổng mở ra cho học sinh tiếp cận ngôi nhà vật lý một cách thú vị. Vì
thế, nếu người giáo viên biết vận dụng bài tập định tính để đan xen vào tiết dạy lý thuyết hay
bổ trợ cho những bài tập định lượng thì sẽ góp phần giúp cho học sinh có thể hiểu rõ bản
chất của vấn đề. Xin đơn cử một ví dụ về việc đan xen các bài tập định tính để học sinh hiểu
rõ được bản chất vấn đề. Trong chương trình vật lý 11, khi dạy nội dung liên quan đến mắc
các nguồn điện thành bộ, có thể học sinh chỉ có thể học một cách máy móc các công thức
tính mà không hề đặt câu hỏi “vì sao?”. Vì lẽ đó, khi dạy nội dung trên, giáo viên có thể tổ
chức cho học sinh trả lời các câu hỏi như:
Trong thực thế, ở những trường hợp nào người ta thường mắc các nguồn điện
thành bộ gồm các nguồn nối tiếp hoặc các nguồn song song. Đôi khi cũng kết hợp cả hai
cách mắc trên lại, vì sao vậy?
Vì sao khi mắc nối tiếp hai pin 1.5V người ta chỉ có thể thắp sáng được bóng
đèn 2.5W?
Mục đích của quá trình dạy học là phát triển toàn diện cho học sinh, hình thành ở
người học ý thức và nhu cầu học tập. Vì thế trong quá trình dạy học, người giáo viên luôn
cải tiến phương pháp dạy học nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh. Những
sự vật, sự việc trong thực tế, các hiện tượng trong đời sống hằng ngày nằm trong các bài tập
định tính sẽ giúp cho học sinh tăng cường hứng thú học tập đối với môn học, kích thích tính
tìm tòi, ham hiểu biết, sự đam mê trong các em góp phần làm cho công tác giảng dạy có
được những kết quả khả quan hơn. Do đó, có thể nói rằng bài tập định tính là một phần
sinh tìm hiểu phần I trong bài học. Sau đó, giáo viên sẽ cung cấp thêm một số thông tin về
lịch sử Điện học, một vài câu chuyện trong quá trình tìm ra điện nên sẽ thu hút được sự chú
ý của học sinh hơn.
Người ta đã làm thế nào để biết chính xác một vật có nhiễm điện hay không?
Trả lời câu hỏi trên để đi đến Điện nghiệm, đồng thời đi đến dụng cụ mà Culông đã dùng để
khảo sát sự tương tác giữa hai quả cầu mang điện.
Trong chương Từ trường, khi dạy bài Lực Lorenxơ:
Cực quang giống như một mà sáng huyền ảo ở trên cao tới vài trăm kilomet.
Cực quang chỉ xảy ra tại những miền có vĩ độ lớn. Vậy nguyên nhân cảu hiện tường này là
gì?
Để khắc sâu kiến thức, giáo viên có thể cho học sinh trả lời câu hỏi sau: Khi
vào một miền có từ trường, bốn hạt đi theo các quỹ đạo như hình vẽ. Hãy nêu kết luận về
điện tích của mỗi hạt.
Hình 1.1
GVHD: Th.S Dương Quốc Chánh Tín
Trang 7
SVTH: Nguyễn Văn Ngộ
Bản chất Vật lý trong các bài tập định tính Điện học
1.2. Những nội dung kiến thức chính cần để giải quyết các bài tập định tính
1.2.1. Điện trường
Thực nghiệm đã xác nhận rằng trong tự nhiên chỉ tồn tại hai loại điện tích: điện tích
dương và điện tích âm. Các điện tích cùng dấu luôn đẩy nhau và các điện tích khác dấu luôn
hút nhau. Nguyên tử của các nguyên tố được cấu tạo từ hạt nhân mang điện tích dương và
hạt nhân mang điện tích âm. Ở trạng thái bình thường các nguyên tử trung hòa về điện. Quá
Trang 8
SVTH: Nguyễn Văn Ngộ
Bản chất Vật lý trong các bài tập định tính Điện học
F12
F21
qq r
F21 k 1 22 21
r r
Với r12 = r21 = r, r12 r21
qq r
F12 k 1 22 12
r r
1 qq0 r
4 0 r 2 r
suy ra
F
1 q r
E
q0 4 0 r 2 r
q0
E
M
Hình 1.3
sức điện trường bị gián đoạn, gây khó khăn cho nhiều phép tính điện trường. Do đó, để dễ
dàng hơn chúng ta sử dụng đại lượng vật lý là vectơ cảm ứng điện D 0 E .
Đối với dạng toán đường sức gián đoạn khi các đường sức đi qua mặt phân cách hai môi
1 q r
trường: đối với điện tích điểm ta có D 0 E
, ta thấy D chỉ phụ thuộc vào q và r
2
4 r r
mà không phụ thuộc vào nên việc tính E dễ dàng hơn thông qua D .
GVHD: Th.S Dương Quốc Chánh Tín
Trang 9
SVTH: Nguyễn Văn Ngộ
Bản chất Vật lý trong các bài tập định tính Điện học
Chúng ta có thể sử dụng định lý Gauss Ostrogradski để giải bài toán liên quan đến
2
'
'
2
'
kq q
kq q dr kq q 1 1
dl cos E , dl
2
r
1 r 2
r1 r2
1
A12 dA
1
.
Nghĩa là công dịch chuyển điện tích trong trường tĩnh điện chỉ phụ thuộc vào vị trí
điểm đầu và điểm cuối, mà không phụ thuộc vào dạng đường đi. Kết luận trên cũng đúng với
cả điện trường do các điện tích phân bố tùy ý gây ra, vì trường đó là do sự chồng chập của
các điện trường gây bởi các điện tích điểm riêng lẽ tạo thành hệ và công dịch chuyển điện
tích trên trường tĩnh điện theo một đường cong kín luôn bằng không. Vậy trường tĩnh điện là
chỉ tập trung ở mặt ngoài và khi vật dẫn ở trạng thái cân bằng
điện thì chúng trở thành một vật đẳng thế. Khi đó, công của
lực điện làm di chuyển điện tích trên mặt vật dẫn bằng không
và vectơ cường độ điện trường luôn thẳng góc với mặt đẳng
GVHD: Th.S Dương Quốc Chánh Tín
Trang 10
Hình
Hình
2.41.5
SVTH: Nguyễn Văn Ngộ
Bản chất Vật lý trong các bài tập định tính Điện học
thế tại điểm đang xét. Mặt khác, sự phân bố điện tích trên mặt vật dẫn phụ thuộc vào hình
dạng của vật dẫn.
Đối với các vật dẫn cô lập khi được truyền điện tích Q
ta có điện thế V khi đó Q = CV. Với C là điện dung của vật
dẫn phụ thuộc vào hình dạng, kích thước của vật và tính chất
của môi trường xung quanh. Khi hai vật dẫn trong điều kiện
hưởng ứng toàn phần ta có một tụ điện.
Hình 1.6
1.2.2. Dòng điện không đổi
Khi xét về bản chất thì dòng điện là dòng chuyển dời có hướng của các điện tích. Dựa
theo chuyển động chúng ta phân biệt thành dòng dẫn (chuyển động của hạt mang điện) và
dòng đối lưu hay dòng kéo theo (chuyển động trong không gian của vật dẫn tích điện). Tùy
Bản chất Vật lý trong các bài tập định tính Điện học
trường gọi là suất điện động ( ). Do nguồn điện cũng là một vật dẫn nên có điện trở và gọi
là điện trở trong (r).
Bên trong nguồn điện, có một dạng năng lượng nào đó (hóa năng, cơ năng, nội năng…)
được chuyển hóa thành điện năng. Ở bên ngoài nguồn điện (và cả bên trong nguồn điện),
điện năng này lại chuyển hóa thành năng lượng tương đương thuộc các dạng khác như nội
năng, hóa năng, cơ năng…
Khi áp vào giữa hai điểm 1-2 của một đoạn mạch một tiêu thụ điện năng một hiệu điện
thế U12, các điện tích tự do sẽ chuyển động có hướng tạo thành dòng điện trong đoạn mạch
Đoạn mạch không chứa nguồn điện:
Đoạn mạch chứa nguồn điện:
Công :
Công :
A U12 It
A U12 It It
Công suất:
Nếu mạch kín thì A It
P
Hình 1.7
Hiệu suất: η
Png
Ptp
R
rR
R càng lớn thì η càng lớn.
Muốn tăng η chỉ cần tăng R. Tuy nhiên vấn đề quan trọng là tìm cách giảm r của nguồn.
Ptp cực đại khi r = 0, Php = 0
Khi R tăng, Ptp giảm
GVHD: Th.S Dương Quốc Chánh Tín
Trang 12
SVTH: Nguyễn Văn Ngộ
Bản chất Vật lý trong các bài tập định tính Điện học
R , Ptp = 0
Png cực đại khi
dPng
dR
V2
V1
Hình 1.8
E : cường độ dòng điện hai đầu điện trở.
: điện dẫn xuất N m
* Dạng tích phân: I
l
S
Với R
V1 V2
R
: điện trở suất
R phụ thuộc nhiệt độ: R R0 1 t
+
-
b) Đoạn mạch chứa nguồn
* Nguồn điện, suất điện động:
GVHD: Th.S Dương Quốc Chánh Tín
Trang 13
SVTH: Nguyễn Văn Ngộ
Bản chất Vật lý trong các bài tập định tính Điện học
Nút: là một điểm hội tụ ít nhất 3 dây dẫn (nút: B, D).
Mạng: nếu trong mạch điện, ta có thể cô lập một
mạch kín thì mạch kín ấy là mạng (ABCDA, ABDA,
BCDB).
B
I2
b) Định luật Kirchoff 1
R1
Trong mạch kín có dòng điện không đổi thì tổng
dòng điện đi vào 1 nút bằng tổng dòng điện ra khỏi nút.
Giả sử dòng điện trong mạch có chiều như hình.
R2
R5
ξ1
điện ra khỏi nút có dấu (-) ta có:
I
k
0
c) Định luật Kirchoff 2
Xét mạng ABCDA, chọn chiều dương của mạng như hình vẽ.
Đoạn mạch AB: VA VB ξ1 I1R 1
BC: VB VC ξ 2 I 2 R 2
CD: VC VD ξ 3 I 3 R 3
DA: VD VA ξ 4 I 4 R 4
ξ1 ξ 2 ξ 3 ξ 4 I1R 1 I 2 R 2 I 3 R 3 I 4 R 4
n
n
hoặc: ξ k I k R k
k 1
k 1
ξ k 0 : khi chiều (+) của mạng gặp bản âm của nguồn
Ik > 0: khi cùng chiều (+) của mạng
Mạng BCDB có chiều (+) như hình vẽ, ta có: ξ 2 ξ 3 ξ 5 I 2 R 2 I 3 R 3 I 5 R 5
Mạng ABDA có chiều (+) như hình vẽ, ta có: ξ 1 ξ 4 ξ 5 I1 R 1 I 4 R 4 I 5 R 5
V2
I
Hình 1.12
A
Công suất: P U 12 I
t
Trong hệ SI đơn vị của A là (J), của P là (W).
* Mạch chứa nguồn điện :
A = U12It + ξ It = (U12 + ξ )It
ξ
R
V1
V2
I
Hình 1.13
P = (U12 + ξ )I
Nếu mạch kín: U12 = 0 A ξIt
b) Định luật Joule-Lenz
(iS) 2 dt ρdl.i 2Sdt ρi 2dVdt
S
dQ
ρi 2 2 E 2
dVdt
1
hay ω σE 2
Dòng điện toàn phần trong mạch kín: I
ξ
Rr
r: điện trở trong
R: điện trở ngoài
1.2.3. Dòng điện trong các môi trường
Qua thực nghiệm đã chứng tỏ được các phần tử tải điện trong kim loại là các electron tự
do. Các electron hóa trị trong kim loại liên kết yếu với hạt nhân trong mạng tinh thể nên
chúng dễ dàng tách ra tạo thành các electron tự do. Các electron tự do này được coi như là
“tài sản tập thể” của toàn bộ khối kim loại. Khi có điện trường ngoài tác dụng, các electron tự
do sẽ chuyển động có hướng tạo nên dòng điện. Các electron tự do (electron dẫn) được coi
như “khí electron” và tuân thủ chặt chẽ các định luật của khí lý tưởng. Ở trạng thái bình
thường, các electron tự do này chỉ chuyển động nhiệt hỗn loạn, khi đặt vào điện trường thì
chuyển động định hướng của electron sẽ va chạm vào nút mạng, truyền năng lượng cho nút
mạng và gây ra điện trở kim loại. Ứng với mỗi kim loại khác nhau cấu trúc mạng tinh thể
cũng khác nhau nên tác dụng ngăn cản cũng khác nhau do đó điện trở suất cũng khác nhau.
Khi nhiệt độ tăng, chuyển động nhiệt hỗn loạn của các electron cũng tăng nên số lần va chạm
“Đương lượng điện hóa k của một nguyên tố tỉ lệ với đương lượng gam
A
của nguyên tố đó
n
A
)”. Đây chính là nội dung của định luật thứ hai. Tổng quát cả hai định luật ta được hệ
n
1 A
thức m k
It .
F n
(k c
Thực tế cuộc sống hằng ngày cho thấy chất khí là môi trường cách điện. Chất khí không
dẫn điện vì các phân tử khí đều ở trạng thái trung hòa, do đó chất khí không có hạt tải điện tự
do. Chất khí sẽ trở nên dẫn điện nếu ta tạo ra trong đó các hại tải điện bằng các tác nhân ion
hóa. Xét về bản chất, dòng điện trong chất khí chính là dòng chuyển dời có hướng của các ion
dương theo chiều điện trường và các ion âm, các electron ngược chiều điện trường.
Xét về quá trình dẫn điện không tự lực của chất khí, quá trình này chỉ xảy ra khi ta tạo ra
các hạt tải điện tự do trong khối khí giữa hai bản cực. Các hạt tải điện có thể được tạo ra do
các tác nhân bên ngoài như tác dụng nhiệt, chiếu rọi chất khí bằng các tia tử ngoại, tia
rơnghen hay bức xạ .
Ngược lại, quá trình dẫn điện của chất khí có thể tự duy trì, không cần ta chủ động tạo ra
hạt tải điện. Muốn vậy, trong hệ gồm hạt tải điện và điện cực phải tự tạo được các hạt tải điện.
Về cơ bản có bốn cách để hạt tải điện mới trong không khí:
Dòng điện chạy qua chất khí làm nhiệt độ tăng rất cao, khiến các phân tử bị ion hóa.
Điện trường trong không khí rất lớn, khiến các phân tử khí bị ion hóa ngay khi nhiệt độ
chất từ ở các vật thể vĩ mô trung hòa (nam châm), theo giả thuyết Ampe, được giải thích
bằng sự có mặt của các dòng điện kín ở trong các vật đó. Vật sẽ có tính chất từ khi mặt phẳng
các dòng điện vi mô định hướng một cách duy nhất. Qua thực nghiệm, Oersted và Ampe đã
phát hiện ra rằng nam châm có thể tương tác với nam châm, dòng điện cũng có thể tương tác
với dòng điện, nam châm có thể tương tác với dòng điện. Các tương tác này gọi chung là các
tương tác từ.
Xung quanh nam châm, dòng điện có từ trường. Môi trường này sẽ tác dụng lực từ lên
các vật có từ tính khác đặt trong nó. Để đặc trưng cho từ trường về phương diện tác dụng lực
từ, người ta phải dựa vào vectơ cảm ứng từ B .Vectơ cảm ứng từ được xác định bởi các yếu
tố: phương, chiều, độ lớn.
Chúng ta có rất nhiều cách để mô tả từ trường, cách mô tả trực quan nhất là dùng hình
ảnh. Tức là các đường sức từ. Đường sức từ được định nghĩa là đường được vẽ sao cho
hướng của tiêp tuyến tại bất kỳ điểm nào trên đường cũng trùng với hướng của vectơ cảm
ứng từ tại điểm đó.
GVHD: Th.S Dương Quốc Chánh Tín
Trang 18
SVTH: Nguyễn Văn Ngộ
Bản chất Vật lý trong các bài tập định tính Điện học
Tương tự như đối với điện trường, tại mỗi điểm trong từ trường ta chỉ có thể vẽ duy
nhất một đường sức từ đi qua, vì vậy nên các đường sức từ không cắt nhau. Tuy nhiên giữa
hai môi trường này có một điểm khác, các đường sức từ là những đường cong kín. Độ dày,
mau của các đường sức từ cho ta biết độ lớn của vectơ cảm ứng từ ở điểm nào lớn hơn. Ứng
với mỗi dạng dòng điện khác nhau ta có các “dạng từ trường” khác nhau. Cụ thể là:
Dòng điện thẳng:
R
Chúng ta gặp nhiều khó khăn khi khảo sát các tương tác giữa các dòng điện chạy trong
các mạch điện bất kỳ. Do vậy, chúng ta chấp nhận một đại lượng chỉ mang ý nghĩa toán học
“phần tử dòng điện” sẽ giúp chúng ta thuận lợi hơn nhiều trong việc tính toán. Giả sử đoạn
dây dẫn đặt trong từ trường, khi đó dF là lực từ tác dụng lên phần tử dòng điện Idl . Ta có:
dF I dl B .
Gốc: tại phần tử đang xét.
Phương: thẳng góc với mặt phẳng tạo bởi ( Idl , B ).
Chiều: sao cho ( Idl , B , dF ) tạo thành một tam diện thuận. Hoặc quy tắc bàn tay trái.
Dòng điện là dòng chuyển dời có hướng của các hạt mang điện. Nếu dòng điện gây ra
từ trường thì chính các hạt mang điện chuyển động cũng tạo ra xung quanh nó một từ trường.
Khi đó, từ trường tác dụng lực từ lên dòng điện, nên các điện tích cũng chịu tác dụng của lực