Công thức tính độ lớn cảm ứng từ và bài tập có lời giải

Hôm nay, Góc hạnh phúc sẽ mang tới cho bạn một công thức mới. Đó là công thức tính độ lớn cảm ứng từ. Vậy cảm ứng từ là gì? Cách tính như thế nào? Hãy cùng xem hết bài viết tổng quát của Góc hạnh phúc mang lại cho bạn nhé.

Xem thêm:

Cảm ứng từ là gì?

Cảm ứng từ là một đại lượng vật lý có hướng tại một điểm trong từ trường. Cảm ứng từ được đo bằng thương số các lực từ tác dụng lên dây dẫn mang dòng điện và được đặt vuông góc với đường cảm ứng tại điểm đó.

Đơn vị cảm ứng từ là Tesla (T), trong hệ SI thì:

1T = 1N/ (1A.1m)

Có nghĩa là 1T là độ lớn của cảm ứng từ của một vòng dây dẫn kín, diện tích mặt phẳng chắn là 1m vuông. Khi từ thông giảm xuống 0 trong 1s thì sẽ gây ra suất điện động 1 vôn.

Công thức tính độ lớn cảm ứng từ

Công thức chung tính độ lớn cảm ứng từ

B = F/Il

Trong đó:

  • B là cảm ứng từ (đơn vị T(Tesle))
  • F là lực từ (đơn vị V)
  • I là cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn (đơn vị A)
  • l là chiều dài dây (đơn vị m)

gif;base64,R0lGODlhAQABAAAAACH5BAEKAAEALAAAAAABAAEAAAICTAEAOw==cong thuc tinh do lon cam ung tu 0 min

Các công thức tính cảm ứng từ trong các trường hợp đặc biệt

Công thức dành cho dây dẫn dài vô hạn

Tính cảm ứng từ tại điêm M cách dây dẫn một khoang là R và có cường độ dòng điện là I. Ta có:

BM = 2.10-7.I/RM

Trong đó:

  • BM là cảm ứng từ của điểm M.
  • R là khoảng cách từ điểm xét cảm ứng từ đến dây dẫn
  • I là cường độ dòng điện đi qua.

Công thức dành cho dây dẫn dài tròn

Xác định cảm ứng từ tại tâm O của vòng dây dẫn có bán kính R và cường độ là I. Ta có:

BO= 2π.10-7. I/R

Trong đó:

  • BO là cảm ứng từ tại điểm O
  • I là cường độ dòng điện
  • R là bán kính

Công thức dành cho ống dây

Tính cảm ứng từ khi nằm bên trong lòng ống dây và cường độ dòng điện I. Ta có công thức tính độ lớn cảm ứng từ sau:

B = 4π.10-7.NI/R = 4π.10-7.nI

Trong đó:

  • B là cảm ứng từ (đơn vị T)
  • N là số vòng dây
  • I là cường độ dòng điện (đơn vị A)
  • n là mật độ vòng dây
  • L là chiều dài ống dây

Ứng dụng khi tính độ lớn cảm ứng từ

Nhờ có công thức tính độ lớn cảm ứng từ mà ta có thể biết được độ mạnh yếu của từ trường và hướng của từ trường và tác dụng của một lực từ.

Bài tập có lời giải

Câu 1: Phát biểu nào dưới đây sai? Lực từ tác dụng nên phần tử dòng điện:

A. Cùng hướng với từ trường

B. Vuông góc với phần tử dòng điện.

C. Tỉ lệ với cường độ dòng điện

D. Tỉ lệ với cảm ứng từ

Lời giải:

Vì lực từ tác dụng lên phần tử dòng điện luôn vuông góc với véctơ cảm ứng từ B. Như vậy câu A. Cùng hướng với từ trường là đáp án SAI.

Câu 2: Hai dây dẫn thẳng, dài song song cách nhau 32 (cm) trong không khí, dòng điện chạy trên dây 1 là I1 = 5 (A), dòng điện chạy trên dây 2 là I2 = 1 (A) ngược chiều với I1. Điểm M nằm trong mặt phẳng của 2 dòng điện ngoài khoảng hai dòng điện và cách dòng điện I1 8 (cm). Cảm ứng từ tại M có độ lớn là bao nhiêu ?

Lời giải:

Trước tiên ta áp dụng quy tắc bàn tay phải xác định được các vectơ cảm ứng từ B1, B2 như hình vẽ sau:

gif;base64,R0lGODlhAQABAAAAACH5BAEKAAEALAAAAAABAAEAAAICTAEAOw==cong thuc tinh do lon cam ung tu 1

Cảm ứng từ do dòng điện I1 gây ra tại M là :

B1 = 2.10-7.(I1/r1) = 2.10-7.(5/0,08) = 1,25.10-5(T)

Do điểm M cách dòng điện I2 một khoảng là r2 = 8 + 32 = 40 cm = 0,4 m

Cảm ứng từ do dòng điện I2 gây ra tại M là :

B2 = 2.10-7.(I2/r2) = 2.10-7.(1/0,4) = 0,05.10-5 (T)

Áp dụng nguyên lý chồng chất từ trường, ta có:

BM = B1 + B2

Giả sử B1 ngược chiều B2 vì vậy:

BM = |B1 – B2| = |1,25.10-5 – 0,05.10-5| = 1,2.10-5

Như vậy, B1 cùng chiều với B2.

Hy vọng với bài viết về công thức tính độ lớn cảm ứng từ ở trên sẽ giúp ích cho các bạn trong quá trình học Vật lý. Góc hạnh phúc chúc các bạn học tập tốt và gửi nhiều ý kiến đóng góp cho Góc hạnh phúc nhé.