Trong bài viết dưới đây, điện máy Sharp Việt Nam chia sẻ lý thuyết quy tắc bàn tay phải, ứng dụng và bài tập về quy tắc bàn tay phải thường để các bạn cùng tham khảo
Nội dung bài viết
Phát biểu quy tắc bàn tay phải
Quy tắc bàn tay phải xác định chiều dòng điện cảm ứng trong một dây dẫn chuyển động trong một từ trường được phát biểu như sau: Nắm bàn tay phải rồi đặt sao cho ngón cái dọc theo dây dẫn mang dòng điện và chỉ theo chiều của dòng điện. Khum 4 ngón tay còn lại và chiều khum của 4 ngón là chiều của đường sức từ
Ứng dụng quy tắc bàn tay phải
1. Xác định từ trường của dòng điện trong dây dẫn thẳng dài
Với dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài, đường sức từ của nó là những đường tròn có tâm nằm trên dây dẫn điện và vuông góc với dòng điện.
Khi đó, sử dụng quy tắc bàn tay phải để xác định chiều của đường sức từ như sau: Nắm bàn tay phải sao cho ngón cái choãi ra nằm dọc theo dây dẫn I, khi đó, ngón cái chỉ theo chiều dòng điện về điểm Q, các ngón tay còn lại khum theo chiều đường sức từ trên đường tròn tâm O (O nằm trên dây dẫn I).
Công thức tính độ lớn cảm ứng từ
B = 2.10-7.I/r
Trong đó:
B: Độ lớn cảm ứng từ tại điểm cần xác định
I: Cường độ dòng điện của dây dẫn
r: Khoảng cách từ điểm cần xác định đến dây dẫn (m)
2. Xác định từ trường của dòng điện trong dây dẫn uốn thành vòng tròn
Đường sức từ đi qua đường dẫn uốn thành vòng tròn có 2 loại: Đường sức từ đi qua tâm O của vòng tròn dây dẫn điện là đường thẳng dài vô hạn. Những đường sức từ còn lại là những đường cong đi vào từ mặt nam và đi ra từ mặt bắc của dòng điện tròn đó.
Công thức tính độ lớn cảm ứng từ tại tâm O của vòng dây
B = 2.10-7.π.N.I/r
Trong đó:
B: là độ lớn cảm ứng từ tại điểm cần tính
N: Số vòng dây dẫn điện
I: Cường độ dòng điện (A)
r: bán kính vòng dây (m)
3. Xác định từ trường của dòng điện chạy trong ống dây hình trụ.
Dây dẫn điện quấn quanh ống dây hình trụ. Trong ống dây, các đường sức từ là những đường thẳng song song, khi đó chiều của đường sức từ được xác định theo quy tắc bàn tay phải như sau: Nắm bàn tay phải rồi đặt sao cho chiều khum bốn ngón tay hướng theo chiều dòng điện quấn trên ống dây, khi đó, ngón cái choãi ra chỉ hướng của đường sức từ. Đường sức từ đi vào từ mặt nam và đi ra mặt bắc của ống dây đó.
Công thức tính độ lớn cảm ứng từ trong lòng ống dây
B = 4. 10-7.π.N.I/l
Trong đó:
B: là độ lớn cảm ứng từ tại điểm cần tính
N: Số vòng dây dẫn điện
I: Cường độ dòng điện (A)
r: bán kính vòng dây (m)
l: là chiều dài ống dây hình trụ (m)
Bài tập quy tắc bàn tay phải
Ví dụ 1: Treo thanh nam châm thử nhỏ gần một ống dây dẫn điện AB (như hình bên dưới). Khi đóng mạch điện: Hiện tượng gì sẽ xảy ra với thanh nam châm thử nhỏ? Nếu ta đổi chiều dây điện sẽ có thay đổi hiện tượng nào không?
Lời giải
Khi đóng mạch điện, nam châm sẽ bị hút lại gần dây dẫn điện. Vì khi đóng mạch điện K, dòng điện sẽ chạy từ A -> B, từ trong ra ra phía ngoài mặt phẳng. Sử dụng quy tắc bàn tay phải, ta xác định được từ trường đi vào đầu A, đi ra từ đầu B. Nên B sẽ là cực Bắc (N), xảy ra hiện tượng hút với cực nam (S) của nam châm thử nhỏ.
Khi đổi chiều dòng điện của ống dây, dòng điện đổi chiều trong vòng dây đi từ ngoài vào phía trong của mặt phẳng. Sử dụng quy tắc bàn tay phải, chiều từ trường đi ra từ A. Suy ra B sẽ đổi thành cực Nam (S) và đẩy nam châm thử. Nhưng nam châm thử được treo trên dây, nên lúc đầu nam châm sẽ bị đẩy ra xa nhưng sau đó nam châm sẽ xoay lại để cực Bắc (N) về phía ống dẫn và bị hút về phía ống dẫn điện.
Ví dụ 2: Mặt cắt thẳng đứng của một đèn hình trong máy thu hình được vẽ như trong hình vẽ. Tia AA’ tượng trưng cho chùm electron đến đập vào màn huỳnh quang M, các ống dây L1, L1 dùng để lái chùm tia electron theo phương nằm ngang. Hỏi đường sức từ trong các ống dây L1, L1 sẽ hướng như thế nào?
A. Từ L1 đến L2
B. Từ L2 đến L1
C. Trong L1 hướng từ dưới lên và từ trên xuống trong L2
D. Trong L1 hướng từ trên xuống và từ dưới lên trong L2
Lời giải
Áp dụng quy tắc nắm tay phải ⇒ Chiều cảm ứng từ có chiều từ L1 đến L2. Nên chọn đáp án A
Ví dụ 3: Cho một đoạn dây dẫn AB thẳng dài được đặt gần một cuộn dây dẫn có dòng điện chạy qua (AB nằm ở phía đầu M) như hình bên dưới. Khi dòng điện chạy qua dây dẫn AB theo chiều từ A đến B thì lực điện từ tác dụng lên đoạn AB như thế nào? Chọn một đáp án đúng theo những câu trả lời bên dưới.
A. Lực từ thẳng đứng từ dưới lên trên
B. Lực từ thẳng đứng từ trên xuống dưới
C. Lực từ chạy theo phương song song với cuộn dây, hướng xa đầu M của cuộn dây dẫn
D. Lực từ chạy theo phương song song với cuộn dây, hướng lại gần đầu M của cuộn dây
Lời giải:
Áp dụng quy tắc bàn tay phải, suy ra đầu M của ống dây là cực Bắc, từ trường đi ra từ đầu M của ống dây. Kết hợp sử dụng quy tắc bàn tay trái, suy ra lực từ tác dụng lên dây AB có phương thẳng đứng từ trên xuống dưới như hình vẽ.
Chọn đáp án B
Hy vọng với những kiến thức về quy tắc bàn tay phải mà chúng tôi vừa chia sẻ có thể giúp bạn áp dụng vào làm được bài tập nhanh chóng
