Giải bài tập Vật lí 9 Bài 30: Bài tập vận dụng quy tắc nắm tay phải và quy tắc bàn tay trái

Bài tập trang 82,83,84 SGK Vật lí 9

Bài 1 trang 82 SGK Vật lí 9: Treo thanh nam châm gần một ống dây như hình 30.1. Đóng mạch điện.

   a) Có hiện tượng gì xảy ra với thanh nam châm ?

   b) Đổi chiều dòng điện chạy qua các vòng dây, hiện tượng sẽ xảy ra như thế nào ?

   c) Hãy làm thí nghiệm kiểm tra xem các câu trả lời trên của em có đúng không?

Lời giải 

   a) Thanh nam châm bị hút vào ống dây. Vì khi đóng mạch điện, dòng điện chạy qua cuộn dây theo chiều từ trong ra ngoài mặt phẳng, sử dụng quy tắc nắm bàn tay phải, ta xác định được chiều từ trường do ống dây gây ra có chiều đi ra từ đầu B, nên B là cực Bắc, sẽ hút cực nam S của nam châm bên ngoài.

   b) Lúc đầu nam châm bị đẩy ra xa, sau đó xoay đi và khi cực Bắc của nam châm hướng về phía đầu B của ống dây thì nam châm lại bị hút vào ống dây. Vì khi đổi chiều dòng điện chạy qua các vòng dây thì từ cực tại B sẽ đổi thành cực Nam, cùng cực với nam châm ngoài nên sẽ đẩy ra xa, sau đó nam châm bên ngoài bị xoay đi và cực Bắc của nam châm ngoài sẽ gần đầu B (cực Nam) của ống dây nên bị hút vào.

   c) Dụng cụ thí nghiệm: 1 ống dây, 1 thanh nam châm và 1 mạch điện. Tiến hành thí nghiệm theo hình vẽ và kiểm tra kết quả.

Bài 2 trang 83 SGK Vật lí 9: Hãy xác định chiều của lực điện từ, chiều của dòng điện, chiều của đường sức từ và tên cực từ trong các trường hợp biểu diễn trên hình 30.2a,b,c. Cho biết kí hiệu (+) chỉ dòng điện có phương vuông góc với mặt phẳng trang giấy và có chiều đi từ phía trước ra phía sau, kí hiệu (.) chỉ dòng điện có phương vuông góc với mặt phẳng trang giấy và có chiều từ phía sau ra phía trước.

Phương pháp giải

   Quy tắc bàn tay trái: Xòe bàn tay trái sao cho các đường cảm ứng từ đi vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón tay chỉ chiều của dòng điện, ngón cái choãi ra 90 độ chỉ chiều của lực từ

Lời giải 

    Sử dụng quy tắc bàn tay trái ta xác định được định chiều của lực điện từ, chiều của dòng điện, chiều đường sức từ và tên từ cực như hình vẽ: 

Bài 3 trang 84 SGK Vật lí 9: Hình 30.3 mô ta khung dây dẫn ABCD (có thể quay quanh trục OO’) có dòng điện chạy qua đặt trong từ trường, chiều của dòng điện và tên các cực của nam châm đã chỉ rõ trên hình.

   a) Hãy vẽ  lực $\overrightarrow{F_1}$ tác dụng lên đoạn dây dẫn AB và lực  $\overrightarrow{F_2}$ tác dụng lên đoạn dây CD.

   b) Cặp lực  $\overrightarrow{F_1}$, $\overrightarrow{F_2}$  làm cho khung dây quay theo chiều nào?

   c) Để cho khung dây ABCD quay theo chiều ngược lại  thì phải làm thế nào?

Lời giải

   a) Xem hình 30.3b

   b) Cặp lực  $\overrightarrow{F_1}$, $\overrightarrow{F_2}$ làm cho khung dây quay ngược chiều kim đồng hồ.

  c) Khung dây quay theo chiều ngược lại khi cặp lực  $\overrightarrow{F_1}$, $\overrightarrow{F_2}$ có chiều ngược lại, muốn vậy phải đổi chiều dòng điện trong khung dây hoặc phải đổi chiều từ trường.