Giải Câu hỏi trang 61 SGK Vật lí 12

Lời giải

Phân tích hiện tượng

Khi đặt kim nam châm nhỏ trong từ trường, ở vị trí cân bằng, trục của kim (từ cực Nam $S$ đến cực Bắc $N$) sẽ nằm dọc theo đường sức từ, với cực Bắc $N$ của kim chỉ theo chiều của vectơ cảm ứng từ $\vec{B}$ tại điểm đặt kim.

Dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài gây ra từ trường có các đường sức từ là những đường tròn đồng tâm, nằm trong mặt phẳng vuông góc với dây dẫn, có tâm nằm trên dây dẫn (đúng như đường tròn vẽ ở Hình 14.11). Kim nam châm nằm tiếp tuyến với đường tròn đường sức này là hoàn toàn phù hợp.

Cách xác định chiều dòng điện

Vì kim nằm tiếp tuyến với đường sức, cực Bắc $N$ của kim cho biết chiều của đường sức từ (chiều của $\vec{B}$) trên mặt phẳng.

Áp dụng quy tắc nắm tay phải: nắm bàn tay phải ôm lấy dây dẫn sao cho bốn ngón tay khum lại chỉ theo chiều của đường sức từ (tức chiều mà cực Bắc $N$ của kim đang chỉ), khi đó ngón tay cái choãi ra chỉ chiều dòng điện $I$ trong dây dẫn.

Theo chiều đường sức từ mà cực Bắc của kim ở Hình 14.11 chỉ ra, khi khum bốn ngón tay phải theo chiều đó thì ngón cái hướng lên trên. Vậy dòng điện chạy trong dây dẫn có chiều hướng từ dưới lên trên (hướng lên theo phương thẳng đứng của dây dẫn).

Kiểm tra lại: Với chiều dòng điện hướng lên, dùng lại quy tắc nắm tay phải cho các đường sức là những đường tròn trong mặt phẳng ngang; chiều của $\vec{B}$ tại vị trí kim đúng bằng chiều cực Bắc $N$ của kim đang chỉ ⇒ kết quả phù hợp với Hình 14.11.

Đáp số