Điện từ trường là gì? Thuyết điện từ Maxwell (Mắc xoen) và Bài tập - Vật lý 12 bài 21

Điện từ trường là gì? Thuyết điện từ của Maxwell (Mắc-xoen) đề cập đến vấn đề gì? Hai luận điểm của Maxwell được trình bày ra sao? chúng ta cùng tìm hiểu qua bài viết dưới đây.

I. Mối quan hệ giữa điện trường và từ trường

1. Từ trường biến thiên và điện trường xoáy

- Điện trường có đường sức là đường cong khép kín gọi là điện trường xoáy.

- Nếu tại một nơi có một từ trường biến thiên theo thời gian thì tại nơi đó xuất hiện một điện trường xoáy.

2. Điện trường biến thiên và từ trường

a) Từ trường của mạch dao động

- Xét mạch LC lý tưởng: 

 Mà 

- Khi điện trường biến thiên thì tạo ra từ trường.

b) Kết luận

- Nếu tại một nơi có điện trường biến thiên theo thời gian thì tại nơi đó xuất hiện một từ trường. Đường sức của từ trường bao giờ cũng khép kín.

II. Điện từ trường và thuyết điện từ Mắc-xoen

1. Điện từ trường

- Điện trường biến thiên và từ trường biến thiên liên quan mật thiết với nhau, là 2 thành phần của một trường thống nhất gọi là trường điện từ hay điện từ trường.

2. Thuyết điện từ Maxwell (Mắc-xoen)

• Maxwell đã xây dựng được hệ thống 4 phương trình đề cập đến mối quan hệ giữa:

 - Điện tích, điện trường, dòng điện và từ trường;

 - Sự biến thiên của từ trường theo thời gian và điện trường xoáy;

 - Sự biến thiên của từ điện trường theo thời gian và từ trường.

• Hai luận điểm của Maxwell (đọc thêm)

- Luận điểm 1: Bất kỳ một từ trường nào biến đổi theo thời gian đều sinh ra một điện trường xoáy.

- Luận điểm 2: Bất kỳ một điện trường nào biến đổi theo thời gian cũng sinh ra một từ trường.

III. Bài tập về Điện từ trường

* Bài 1 trang 111 SGK Vật Lý 12: Phát biểu mối quan hệ giữa sự biến thiên theo thời gian của từ trường và điện trường xoáy.

° Lời giải bài 1 trang 111 SGK Vật Lý 12:

- Phát biểu: Nếu tại một nơi có một từ trường biến thiên theo thời gian thì tại nơi đó xuất hiện một điện trường xoáy.

* Bài 2 trang 111 SGK Vật Lý 12: Phát biểu mối quan hệ giữa sự biến thiên theo thời gian của điện trường và từ trường.

° Lời giải bài 2 trang 111 SGK Vật Lý 12:

- Phát biểu: Nếu tại một nơi có điện trường biến thiên theo thời gian thì tại nơi đó xuất hiện một từ trường.

* Bài 3 trang 111 SGK Vật Lý 12: Điện từ trường là gì?

° Lời giải bài 3 trang 111 SGK Vật Lý 12:

- Định nghĩa: Điện từ trường là một trường thống nhất gồm có hai thành phần biến thiên theo thời gian, liên quan mật thiết với nhau là điện trường biến thiên và từ trường biến thiên.

* Bài 4 trang 111 SGK Vật Lý 12: Ở đâu xuất hiện điện từ trường?

A. Xung quanh một điện tích đứng yên.

B. Xung quanh một dòng điện không đổi.

C. Xung quanh một ống dây điện

D. Xung quanh chỗ có tia lửa điện

° Lời giải bài 4 trang 111 SGK Vật Lý 12:

¤ Chọn đáp án: D.Xung quanh chỗ có tia lửa điện

- Vì xung quanh chổ có tia lửa điện sẽ có điện tích biến thiên nên có điện từ trường.

* Bài 5 trang 111 SGK Vật Lý 12: Đặt một hộp kín bằng sắt trong điện từ trường. Trong hộp kín sẽ:

A. có điện trường

B. có từ trường

C. có điện từ trường

D. không có các trường nói trên.

° Lời giải bài 5 trang 111 SGK Vật Lý 12:

¤ Chọn đáp án: D. không có các trường nói trên.

- Đặt một hộp kín bằng sắt trong điện từ trường. Trong hộp kín sẽ không có điện trường biến thiên nê không có từ trường biến thiên → không có điện từ trường

* Bài 6 trang 111 SGK Vật Lý 12: Điểm nào dưới đây không thuộc về nội dung của thuyết điện từ Mac – xoen?

A. Tương tác giữa các điện tích hoặc giữa điện tích với điện trường và từ trường.

B. Mối quan hệ giữa điện tích và sự tồn tại của điện trường và từ tường.

C. Mối quan hệ giữa sự biến thiên theo thời gian của từ trường và điện trường xoáy.

D. Mối quan hệ giữa sự biến thiên theo thời gian của điện trường và từ trường.

° Lời giải bài 6 trang 111 SGK Vật Lý 12:

¤ Chọn đáp án: A. Tương tác giữa các điện tích hoặc giữa điện tích với điện trường và từ trường.

• Các phương trình Mắc – Xoen mô tả mối liên hệ của điện từ trường (4 phương trình):

- Điện tích, điện trường, dòng điện, từ trường;

- Sự biến thiên của từ trường theo thời gian và điện trường xoáy;

- Sự biến thiên của điện trường theo thời gian và từ trường.

⇒ Như vậy, đáp án A không thuộc về nội dung của thuyết điện từ Maxwell.