Giải Câu hỏi trang 58 SGK Vật lí 12

Lời giải

Mục đích thí nghiệm: Khảo sát (phát hiện và tìm hiểu đặc điểm của) lực từ do nam châm tác dụng lên một đoạn dây dẫn mang dòng điện.

a) Dụng cụ

- Một nam châm hình chữ U (nam châm chữ U) tạo ra từ trường gần như đều trong khoảng giữa hai cực.
- Một đoạn dây dẫn thẳng $MN$ (có thể là một khung dây nhẹ) đặt nằm ngang, được treo hoặc gá sao cho có thể dịch chuyển dễ dàng.
- Nguồn điện một chiều, khóa $K$, biến trở $R$ và ampe kế $A$ mắc nối tiếp với đoạn dây $MN$ thành một mạch kín.

b) Bố trí thí nghiệm

- Đặt đoạn dây dẫn $MN$ vào khoảng không gian giữa hai cực của nam châm chữ U, sao cho dây dẫn vuông góc với các đường sức từ (vuông góc với từ trường $\vec{B}$ giữa hai cực).
- Mắc đoạn dây $MN$ vào mạch điện gồm nguồn, khóa $K$, biến trở và ampe kế.

c) Tiến hành và quan sát

- Đóng khóa $K$ cho dòng điện cường độ $I$ chạy qua đoạn dây $MN$. Quan sát thấy đoạn dây bị dịch chuyển (lệch ra khỏi vị trí ban đầu). Điều đó chứng tỏ có một lực tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện đặt trong từ trường — đó là lực từ.
- Đổi chiều dòng điện qua $MN$ (đảo hai cực nguồn): đoạn dây dịch chuyển theo chiều ngược lại. Vậy chiều của lực từ phụ thuộc vào chiều dòng điện.
- Đổi chiều từ trường (đảo hai cực nam châm): đoạn dây cũng dịch chuyển theo chiều ngược lại. Vậy chiều của lực từ phụ thuộc vào chiều của từ trường.
- Thay đổi cường độ dòng điện bằng biến trở $R$: dòng điện càng lớn thì đoạn dây dịch chuyển (lệch) càng nhiều. Vậy độ lớn lực từ phụ thuộc vào cường độ dòng điện $I$.

d) Kết luận

Nam châm (từ trường) tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện một lực, gọi là lực từ. Lực từ có phương vuông góc với đoạn dây dẫn và vuông góc với đường sức từ; chiều của nó phụ thuộc chiều dòng điện và chiều từ trường; độ lớn của nó tăng khi cường độ dòng điện tăng. Đây là cơ sở để khảo sát mối liên hệ $F = BIl\sin\alpha$.

Đáp số