Bài tập vận dụng quy tắc Nắm tay phải và quy tắc Bàn tay trái - Vật lý 9 bài 30

Bài viết này chúng ta cùng ôn lại quy tắc nắm tay phải và quy tắc bàn tay trái để vận dụng vào giải các bài tập cụ thể mang tính đặc trưng cho những quy tắc này.

I. Quy tắc nắm tay phải và quy tắc bàn tay trái

1. Quy tắc nắm tay phải

- Phát biểu quy tắc nắm tay phải: Nắm bàn tay phải, rồi đặt sao cho bốn ngón tay hướng theo chiều dòng điện chạy qua các vòng dây thì ngón tay cái choãi ra chỉ chiều của đường sức từ trong lòng ống dây.

2. Quy tắc bàn tay trái

- Phát biểu quy tắc bàn tay trái: Đặt bàn tay trái sao cho các đường sức từ hướng vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón tay giữa hướng theo chiều dòng điện thì ngón tay cái choãi ra 90 chỉ chiều của lực điện từ.

II. Bài tập vận dụng quy tắc nắm tay phải và quy tắc bàn tay trái

* Bài 1 trang 82 SGK Vật Lý 9: Treo thanh nam châm gần một ống dây (hình 30.1 SGK). Đóng mạch điện.

a) Có hiện tượng gì xảy ra với thanh nam châm?

b) Đổi chiều dòng điện chạy qua các vòng dây, hiện tượng sẽ xảy ra như thế nào?

c) Hãy làm thí nghiệm kiểm tra xem các câu trả lời trên của em có đúng không?

* Lời giải:

a) Nam châm bị hút vào ống dây. Vì khi đóng mạch điện, dòng điện chạy qua cuộn dây theo chiều từ trong ra ngoài mặt phẳng, sử dụng quy tắc nắm bàn tay phải, ta xác định được chiều từ trường do ống dây gây ra có chiều đi ra từ đầu B, nên B là cực Bắc, sẽ hút cực nam S của nam châm bên ngoài.

b) Lúc đầu nam châm bị đẩy ra xa, sau đó nó xoay đi và khi cực Bắc của nam châm hướng về phía đầu B của ống dây thì nam châm bị hút vào ống dây. Vì khi đổi chiều dòng điện chạy qua các vòng dây thì từ cực tại B sẽ đổi thành cực Nam, cùng cực với nam châm ngoài nên sẽ đẩy ra xa, sau đó nam châm bên ngoài bị xoay đi và cực Bắc của nam châm ngoài sẽ gần đầu B (cực Nam) của ống dây nên bị hút vào.

c) Dụng cụ thí nghiệm gồm: 1 ống dây, 1 thanh nam châm và 1 mạch điện. Tiến hành thí nghiệm theo hình vẽ và kiểm tra kết quả.

* Bài 2 trang 83 SGK Vật Lý 9: Xác định chiều của lực điện từ, chiều của dòng điện, chiều đường sức từ và tên từ cực trong các trường hợp được biểu diễn trên hình 30.2a, b, c SGK. Cho biết kí hiệu (+) chỉ dòng điện có phương vuông góc với mặt phẳng trang giấy và chiều đi từ phía trước ra phía sau, kí hiệu (•) chỉ dòng điện có phương vuông góc với mặt phẳng trang giấy và có chiều đi từ phía sau ra phía trước.

* Lời giải:

- Sử dụng quy tắc bàn tay trái ta xác định được định chiều của lực điện từ, chiều của dòng điện, chiều đường sức từ và tên từ cực như hình sau:

* Bài 3 trang 84 SGK Vật Lý 9: Hình 30.3 mô tả khung dây dẫn ABCD (có thể quay quanh trục OO') có dòng điện chạy qua đặt trong từ trường, chiều của dòng điện và tên các cực của nam châm đã chỉ rõ trên hình.a) Hãy vẽ lực  tác dụng lên đoạn dây dẫn AB và lực  tác dụng lên đoạn dây dẫn CD.

b) Các cặp lực ,  làm cho khung quay theo chiều nào?

c) Để cho khung dây ABCD quay theo chiều ngược lại thì phải làm thế nào?

* Lời giải:

a) Các lực tác dụng lên dây dẫn AB và CD được biểu diễn như trên hình sau:

b) Khung dây quay ngược chiều kim đồng hồ.

c) Muốn khung dây quay theo chiều ngược lại thì hai lực ,  phải có chiều ngược lại. Do vậy phải đổi chiều dòng điện trong khung hoặc đổi chiều từ trường.