Giải Câu hỏi 3 trang 57 SGK Vật lí 12

Lời giải

Phân tích hiện tượng tương tác giữa hai dòng điện song song

Mỗi dòng điện khi chạy qua một tấm kim loại sẽ sinh ra từ trường bao quanh nó. Tấm kim loại thứ hai mang dòng điện lại nằm trong từ trường của tấm thứ nhất, nên chịu tác dụng của lực từ (và ngược lại). Do đó hai dòng điện song song luôn tương tác với nhau thông qua từ trường của chúng.

Theo thí nghiệm ở Hình 14.3: khi dòng điện qua hai tấm ngược chiều nhau thì hai tấm đẩy nhau.

Dự đoán khi hai dòng điện cùng chiều

Xét hai tấm đặt song song, cùng có dòng điện chạy theo một chiều (chẳng hạn từ dưới lên trên). Gọi tấm 1 ở bên trái, tấm 2 ở bên phải.

- Dòng điện $I_1$ trên tấm 1 sinh ra từ trường $\vec{B_1}$ tại vị trí tấm 2. Dùng quy tắc nắm tay phải, tại vị trí tấm 2 (bên phải tấm 1), $\vec{B_1}$ có chiều hướng vào trong trang giấy.

- Tấm 2 mang dòng điện $I_2$ hướng lên, đặt trong từ trường $\vec{B_1}$. Lực từ tác dụng lên tấm 2 xác định bằng
$$\vec{F} = I_2\,\vec{L} \times \vec{B_1}.$$
Áp dụng quy tắc bàn tay trái: $I_2$ hướng lên, $\vec{B_1}$ hướng vào trong trang $\Rightarrow$ lực $\vec{F}$ hướng sang trái, tức về phía tấm 1.

- Lí luận tương tự, lực từ do tấm 2 tác dụng lên tấm 1 cũng hướng về phía tấm 2.

Hai lực này kéo hai tấm lại gần nhau.

Kết luận: Khi dòng điện qua hai tấm kim loại cùng chiều nhau thì hai tấm hút nhau.

> Quy tắc tổng quát: hai dòng điện song song cùng chiều thì hút nhau, ngược chiều thì đẩy nhau (phù hợp với kết quả thí nghiệm Hình 14.3).

Đáp số