Quy tắc nắm tay phải đã được định nghĩa từ lâu và sử dụng vào các bài giải Vật Lý hiện đại và trong cả cuộc sống nữa. Trong quãng thời gian ngồi trên ghế nhà trường cũng đã được học qua nhưng vẫn có nhiều người muốn tìm hiểu lại về định nghĩa và cách để áp dụng vào bài giải.
Quy tắc nắm tay phải là gì?
Quy tắc nắm bàn tay phải giúp các bạn có thể tìm được chiều của đường sức từ và chúng sẽ có nội dung là: Nắm tay phải của bạn và chĩa ngón cái cùng chiều với dây điện. Ngón cái chĩa ra sẽ là hướng dòng điện. Bốn ngón tay kia sẽ là hướng của đường sức từ.
Trước khi tìm hiểu chi tiết về quy tắc này các bạn cần phải hiểu về các khái niệm của từ trường và đường sức từ. Sau khi nắm được hết những định nghĩa đó thì các bạn mới có thể hiểu sâu hơn về quy tắc này.
Từ trường
Trước khi đi vào tìm hiểu sâu hơn về quy tắc tay phải thì cần phải hiểu những định nghĩa liên quan khác nhau. Trong đó có khái niệm của từ trường, hãy cùng chúng tôi khám phá về định nghĩa này nhé:
Từ trường được hiểu là vật chất bay bổng trong không gian và chúng sẽ có lực từ tác dụng trực tiếp lên nam châm hoặc là dòng điện. Từ trường tại một vị trí sẽ có chiều trùng với chiều của nam châm khi mà đang được đặt ở một vị trí cân bằng mà không bị tác động từ lực nào.
Đường sức từ
Định nghĩa của đường này được hiểu là nhiều đường có tiếp tuyến của nhiều vị trí giống với chiều của từ trường. Các bạn sẽ tìm hiểu và biết rằng quanh dòng điện sẽ luôn xuất hiện từ trường. Hướng của nam châm sẽ đúng theo hướng từ trường. Nói một cách dễ hiểu thì chiều đi của từ trường sẽ là đường sức từ trong mỗi vị trí.
Quy tắc nắm tay phải
Sau khi đã tìm hiểu kỹ về khái niệm của từ trường và đường sức từ thì chúng tôi sẽ cùng các bạn tìm hiểu về quy tắc nắm tay phải. Quy tắc này đã được chúng tôi định nghĩa ở trên và áp dụng rất nhiều trong các bài tập ứng dụng trong sách giáo khoa. Nếu bạn muốn hiểu cặn kẽ thì cùng giải bài tập nhé.
Ứng dụng của quy tắc bàn tay phải
Chúng tôi sẽ chia sẻ cho bạn cách để ứng dụng quy tắc này vào việc xác định được hướng của từ trường trong nhiều loại dây dẫn khác nhau:
Hướng từ trường trong dây dẫn thẳng
Nếu bạn đang muốn tìm hiểu về dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng thì có thể tìm hiểu đường sức từ chính là một đường tròn và tâm sẽ là một vị trí trên dây dẫn theo chiều vuông góc với dòng điện. Sử dụng quy tắc các bạn sẽ thấy được hướng đường sức từ:
Cần nắm hờ bàn tay phải và để cho ngón cái chĩa ra và bạn để theo chiều dây dẫn. Lúc đó hướng ngón cái chỉ sẽ theo hướng của dòng điện còn 4 ngón còn lại sẽ chỉ hướng đường sức từ có hình tròn tâm nằm trên dây dẫn.
Cách tính độ lớn cảm ứng từ:
B = 2. 10-7. I/r
Tìm hiểu về các kí hiệu:
- B được hiểu là độ lớn cảm ứng từ thời điểm đó.
- I là ký hiệu của cường độ dòng điện.
- r sẽ là kí hiệu của độ dài từ điểm đang cần xác định đến dây (m).
Hướng từ trường trong dây dẫn vòng tròn
Trong trường hợp này đường sức từ sẽ được chia thành 2 loại chính là đi qua tâm và hình vòng tròn: Đường sức từ mà kéo dài qua tâm của hình tròn dây dẫn sẽ được coi là một đường thẳng không có điểm cuối. Đường sức từ hình vòng tròn sẽ đi vào từ hướng Nam và đi ra từ hướng Bắc của dòng điện hình tròn.
Cách tính độ lớn cảm ứng trong tâm tâm đường tròn là:
B = 2. 10-7. π. N. I/r
Tìm hiểu về các kí hiệu:
- B: Độ lớn cảm ứng từ trong thời điểm đó.
- N sẽ được hiểu là số vòng dây dẫn.
- I là kí hiệu của cường độ dòng điện.
- r được hiểu là bán kính dây dẫn.
Hướng từ trường trong ống dây hình trụ
Trường hợp này dây dẫn sẽ bao quanh một ống hình trụ và đường sức từ sẽ là các đường thẳng song song. Khi sử dụng quy tắc tay phải sẽ tìm ra hướng của đường sức từ:
Bắt đầu nắm hờ tay phải cho 4 ngón tay trừ ngón cái giống với chiều dòng điện trên dây dẫn, lúc đó thì ngón tay cái chĩa ra sẽ là hướng của đường sức từ. Hướng đi sẽ là từ Nam ra Bắc.
Cách tính độ lớn cảm ứng từ trong ống dây dẫn là:
B = 4. 10-7. π. N. I/l
Tìm hiểu ý nghĩa ký tự:
- B: Độ lớn cảm ứng từ tính trong thời điểm đó.
- N được hiểu là số vòng dây dẫn.
- I là kí hiệu của cường độ dòng điện.
- r là kí hiệu của bán kính vòng dây (m).
- l sẽ là chiều dài ống hình trụ (m).
Hướng nam châm thứ
Quy tắc nắm tay phải sẽ giúp cho các bạn có thể biết được hướng từ trường khi đã biết hướng dòng điện và tương tự. Vì thế mà các em học sinh sẽ biết được cực nam châm thứ.
Hướng điện từ ống dây dẫn và nam châm thứ
Khi sử dụng cách này, các bạn sẽ có thể biết được hướng của đường sức từ đang di chuyển trong một ống dây dẫn có hình trụ. Ngoài ra còn có thể biết được hướng ra vào Nam Bắc của ống dây dẫn điện.
Theo đúng lý thuyết thì nam châm sẽ bị ống dây hút khi bạn để nam châm gần ống dây đang có cực trái nhau và đẩy nhau nếu như bạn đang đặt đầu nam châm cùng cực với ống dây.
Bài tập áp dụng quy tắc nắm tay phải
Chúng tôi sẽ cùng các bạn đi tìm hiểu về những dạng bài tập khi sử dụng quy tắc này:
Bài tập tự luận
Câu hỏi: Đặt thanh nam châm lại sát ống đang quấn dây dẫn điện PQ. Khi ngắt điện sẽ có hiện tượng gì:
- a) Nam châm?
b)Nếu bạn đổi chiều dây dẫn điện điều gì xảy ra?
Câu trả lời:
- a) Ngắt điện, nam châm bị hút nhanh chóng lại cạnh dây dẫn. Vì khi ngắt điện, dòng điện sẽ chạy từ P -> Q và bắt đầu từ mặt trong ra mặt ngoài.
Khi bạn áp dụng quy tắc tay phải, các bạn sẽ biết được chiều của từ trường là ra từ đầu P và vào Q. Nên Q sẽ tương ứng với cực (N) và sẽ nhìn thấy tình trạng hút cực (S) của nam châm.
- b) Khi đổi chiều dòng điện ống dây thì dòng điện đổi chiều đó sẽ đi theo chiều từ ngoài vào trong mặt phẳng. Sau khi đã áp dụng quy tắc tay phải, từ trường sẽ đi từ N và M sẽ đổi sang cực Nam (S) và làm cho nam châm chạy xa hơn. Nhưng bởi vì nam châm treo trên dây, nên ban đầu khi bị đẩy ra xa sẽ xoay lại về phía cực Bắc (N) và bị hút về hướng ống dẫn điện.
Có thể bạn quan tâm:
- Tính từ là gì? Phân loại và vai trò của tính từ trong câu
- Agency là gì? Những kiến thức về agency chi tiết
Bài tập trắc nghiệm
Câu hỏi: Có đoạn dây dẫn MN được đặt thành đường thẳng và độ dài tiêu chuẩn được để sát cuộn dây có điện, dây dẫn sẽ về phía đầu A. Khi dòng điện chạy đúng theo hướng từ M đến N thì lực điện từ sẽ có những tác động lên dây dẫn thế nào?
- Lực từ sẽ là phương thẳng đứng và bắt đầu từ dưới lên trên
- Lực từ sẽ là phương thẳng đứng và bắt đầu từ trên xuống dưới
- Lực từ sẽ là phương song song với cuộn dây, hướng ra phía bên ngoài đầu A cuộn dây dẫn
- Lực từ sẽ là phương song song với cuộn dây, hướng gần đầu A cuộn dây.
Lời giải:
Sử dụng quy tắc tay phải, đầu M của dây dẫn là cực Bắc, từ trường sẽ bắt đầu đi ra từ đầu M. Kết hợp cả việc áp dụng quy tắc bàn tay trái sẽ có kết quả là lực điện từ tác động lên dây dẫn sẽ là phương thẳng đứng bắt đầu từ trên xuống dưới. Vì thế mà ta sẽ khoanh B.
Kết luận
Quy tắc nắm tay phải trong sách Vật Lý sẽ là nguồn kiến thức quan trọng đối với mỗi bạn học sinh. Nếu không nắm vững quy tắc này thì để giải bài tập về lực từ hay từ trường, đường sức từ sẽ rất khó khăn. Và để hiểu một cách cặn kẽ thì cần phải áp dụng để giải nhuần nhuyễn các bài tập vận dụng.
