Xác định cảm ứng từ tổng hợp do Hai Dây Dẫn Thẳng Rất Dài đặt Song Song Cách Nhau 10cm là một bài toán điển hình trong chương trình Vật lý lớp 11, liên quan đến từ trường tạo bởi dòng điện. Để giải quyết các bài toán này, ta cần nắm vững các kiến thức về định luật Biot-Savart và nguyên lý chồng chất từ trường.
Xét trường hợp cụ thể: Hai dây dẫn thẳng rất dài đặt song song cách nhau 10 cm trong không khí, có hai dòng điện ngược chiều, có cường độ I1 = 6 A; I2 = 12 A chạy qua. Xác định cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện này gây ra tại điểm M cách dây dẫn mang dòng I1 5 cm và cách dây dẫn mang dòng I2 15 cm.
Để giải quyết bài toán này, ta thực hiện các bước sau:
- Xác định phương, chiều và độ lớn của cảm ứng từ do mỗi dây dẫn gây ra tại điểm M.
- Áp dụng nguyên lý chồng chất từ trường để tìm cảm ứng từ tổng hợp tại M.
Cảm ứng từ do một dây dẫn thẳng dài gây ra tại một điểm cách dây một khoảng r được tính theo công thức:
B = (μ₀ * I) / (2π * r)Trong đó:
- B là độ lớn cảm ứng từ.
- μ₀ là độ từ thẩm của chân không (μ₀ = 4π x 10⁻⁷ T.m/A).
- I là cường độ dòng điện.
- r là khoảng cách từ điểm đang xét đến dây dẫn.
Mô tả cách tính cảm ứng từ B1 và B2 do hai dòng điện I1 và I2 gây ra tại điểm M
Tiếp theo, ta tính toán cảm ứng từ tổng hợp bằng cách cộng vector các cảm ứng từ thành phần. Vì hai dòng điện ngược chiều, nên phương của các vector cảm ứng từ sẽ vuông góc với mặt phẳng chứa hai dây và điểm M, và chiều được xác định theo quy tắc bàn tay phải.
Các yếu tố ảnh hưởng đến độ lớn và hướng của cảm ứng từ tổng hợp:
- Khoảng cách giữa hai dây dẫn: Hai dây dẫn thẳng rất dài đặt song song cách nhau 10cm tạo ra sự tương tác từ trường, khoảng cách này ảnh hưởng trực tiếp đến độ lớn cảm ứng từ tại một điểm.
- Cường độ dòng điện: Cường độ dòng điện càng lớn, cảm ứng từ tạo ra càng mạnh.
- Vị trí điểm M: Vị trí điểm M so với hai dây dẫn quyết định khoảng cách r trong công thức tính cảm ứng từ, từ đó ảnh hưởng đến độ lớn và hướng của cảm ứng từ tổng hợp.
Ngoài ra, các bài toán tương tự có thể thay đổi các yếu tố như:
- Hai dòng điện cùng chiều.
- Điểm M nằm trên đường thẳng nối hai dây dẫn.
- Tính lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn khác đặt gần hai dây này.
Việc nắm vững công thức và nguyên lý chồng chất từ trường là chìa khóa để giải quyết các bài toán liên quan đến từ trường do hai dây dẫn thẳng rất dài đặt song song cách nhau 10cm và các cấu hình dòng điện khác gây ra.