Đường sức từ là gì ? Đặc điểm, tính chất & bài tập vận dụng

Từ phổ là gì?

Trước khi tìm hiểu định nghĩa đường sức từ và tính chất của nó, thì bạn cần phải hiểu rõ về khái niệm từ phổ.

Từ phổ là gì? Từ phổ chính là hình ảnh cụ thể về đường sức từ. Chúng ta có thể nhận thấy từ phổ bằng cách rắc mạt sắt lên tấm nhựa đặt trong từ trường và gõ nhẹ. Nơi nào mạt sắt dày thì từ trường mạnh và ngược lại nơi nào mạt sắt thưa thì từ trường yếu.

Đường sức từ là gì?

Đường sức từ là những hình vẽ trong không gian có từ trường sao cho tiếp tuyến tại mỗi điểm có phương trùng với phương của từ trường tại điểm đó.

Có thể quan sát hình dạng của những đường sức từ bằng thí nghiệm từ phổ.

Mỗi đường sức từ sẽ có một chiều được xác định. Bên ngoài nam châm, các đường sức từ có chiều đi ra từ cực Bắc (N) đi vào cực Nam (S).

Ví dụ về đường sức từ

Từ trường của dòng điện thẳng rất dài

Cách xác định chiều của đường sức từ dòng điện rất dài bằng quy tắc nắm bàn tay phải: Nắm nắm tay phải rồi đặt tay sao cho bốn ngón tay hướng theo chiều dòng điện chạy qua các vòng dây thì ngón tay cái chĩa ra chỉ chiều của đường sức từ trong lòng ống dây.

Từ trường của dòng điện tròn

Cách xác định chiều đường sức từ dòng điện tròn bằng quy tắc nắm bàn tay phải: Khum bàn tay phải theo vòng dây của khung sao cho chiều từ cổ tay đến các ngón tay trùng với chiều của dòng điện trong khung. Khi này, ngón tay cái choãi ra sẽ chỉ chiều của các đường sức từ.

Xem thêm: Từ trường là gì ? Tổng hợp kiến thức từ trường vật lý 11

Đường sức từ kí hiệu là gì?

Đường sức từ không có ký hiệu riêng biệt, nhưng thường được biểu diễn bằng các đường cong vẽ trong không gian có từ trường. Các đường cong này có thể được vẽ bằng nhiều cách khác nhau, tùy thuộc vào mục đích sử dụng.

Tính chất đường sức từ

Nhắc đến các tính chất của đường sức từ sẽ có 3 tính chất như sau:

• Qua mỗi điểm ở trong không gian chỉ có thể vẽ được một đường sức từ.
• Các đường sức là những đường cong khép kín hoặc là vô hạn ở cả hai đầu.
• Chiều của các đường sức từ sẽ tuân theo quy tắc xác định: quy tắc nắm tay phải và quy tắc vào nam ra bắc.

Đặc điểm của đường sức từ

Dưới đây là các đặc điểm đường sức từ mà bạn nên biết:

• Nam châm thẳng: Bên ngoài nam châm, đường sức từ là những đường cong đối xứng qua trục của thanh nam châm, đi ra từ cực Bắc và đi vào cực Nam. Càng gần đầu thanh nam châm, đường sức từ càng dày (từ trường càng mạnh).
• Nam châm chữ U: Trong khoảng không gian giữa hai cực, đường sức từ là những đường thẳng song song cách đều nhau (từ trường đều).
• Dòng điện tròn: Các đường sức từ là những đường tròn đồng tâm với dòng điện, nằm trong mặt phẳng vuông góc với trục của dòng điện. Chiều của đường sức từ được xác định theo quy tắc nắm tay trái.

Câu hỏi & bài tập về từ phổ - đường sức từ

Để có thể nắm chắc kiến thức hãy cùng Monkey làm một số bài tập liên quan đến bài học dưới đây nhé.

Câu hỏi 1: Dùng cách nào trong các cách dưới đây để có thể thu được từ phổ?

A. Rải cát trên tấm kim loại sau đó đặt trong từ trường của nam châm và gõ nhẹ.

B. Rắc mạt sắt lên tấm nhựa đặt trong từ trường của nam châm và gõ nhẹ

C. Dùng nam châm sau đó bôi mực lên kim nam châm để vẽ lên trên giấy trắng.

D. Đặt hai thanh nam châm thẳng gần bức tường và rọi đèn pin vào thanh nam châm

Hướng dẫn giải:

Đáp án B. Vì sắt là kim loại có từ tính, nên khi bị tác dụng của từ trường những mạt sắt sẽ sắp xếp thành những đường cong nối từ cực này sang cực kia. Đó chính là từ phổ.

Câu hỏi 2: Các đường sức từ bên ngoài thanh nam châm, ống dây có dòng điện chạy qua là:

A. Những đường tròn có tâm ở giữa thanh nam châm và thẳng ở hai bên.

B. Những đường tròn đồng tâm nối tiếp.

C. Những đường cong.

D. Những đường thẳng song song.

Hướng dẫn giải:

Đáp án C. Đường sức từ bên ngoài thanh nam châm (bên ngoài ống dây cũng như vậy) là những đường cong, nối từ cực này sang cực kia.

Câu hỏi 3: Nhờ có ............... mà các nam châm tương tác được với nhau

A. Nam châm.

B. Cảm ứng từ.

C. Từ trường.

D. Dòng điện.

Hướng dẫn giải:

Đáp án C

Dưới đây là một số câu hỏi để các bạn tự luyện tại nhà.

Câu hỏi 1: Độ mau, thưa của những đường sức từ trên cùng một hình vẽ cho ta biết điều gì?

A. Chỗ đường sức từ càng mau thì từ trường càng yếu, chỗ càng thưa thì từ trường càng mạnh.

B. Chỗ đường sức từ càng mau thì từ trường càng mạnh, chỗ càng thưa thì từ trường càng yếu.

C. Chỗ đường sức từ càng thưa thì dòng điện đặt ở đó có cường độ yếu hơn.

D. Cả A,B,C đều sai.

Câu hỏi 2: Chọn phát biểu đúng

A. Có thể thu được từ phổ bằng rắc mạt sắt lên tấm nhựa trong đặt trong từ trường.

B. Từ phổ là hình ảnh cụ thể về các đường sức điện và có hướng vuông góc.

C. Nơi nào có mạt sắt dày thì từ trường yếu và ngược lại.

D. Nơi nào có mạt sắt thưa thì từ trường mạnh và ngược lại.

Câu hỏi 3: Đường sức từ là những đường cong được vẽ theo quy ước sao cho

A. Có chiều từ cực Nam tới cực Bắc bên ngoài thanh nam châm.

B. Có độ mau thưa tùy ý.

C. Bắt đầu từ cực này và kết thúc ở cực kia của nam châm.

D. Có chiều từ cực Bắc tới cực Nam bên ngoài thanh nam châm.

Câu hỏi 4: Phát biểu nào sau đây là chính xác khi nói về quy tắc nắm tay phải?

A. Nắm nắm tay phải sao cho bốn ngón tay nắm lại chỉ chiều dòng điện qua ống dây thì ngón tay cái choãi ra chỉ chiều đường sức từ trong lòng ống dây.

B. Nắm nắm tay phải sao cho bốn ngón tay nắm lại chỉ chiều dòng điện qua ống dây thì ngón tay cái choãi ra chỉ chiều đường sức từ bên ngoài ống dây.

C. Nắm nắm tay phải, khi đó bốn ngón tay nắm lại chỉ chiều đường sức từ bên trong lòng ống dây.

D. Nắm nắm tay phải, khi đó ngón tay cái choãi ra chỉ chiều đường sức từ trong lòng ống dây.

Câu hỏi 5: Nam châm hút sắt rất mạnh nhưng tại sao khi thí nghiệm từ phổ, nam châm không hút được mạt sắt mà sắp xếp chúng theo đường nhất định?

A. Vì các mạt sắt quá nặng nên chỉ có sắp xếp chúng.

B. Vì các mạt sắt quá nhiều nên không thể hút được.

C. Vì các mạt sắt luôn di chuyển nên không thể hút được.

D. Vì các mạt sắt bị nhiễm từ mạnh nên chúng trở thành các nam châm nhỏ, mỗi nam châm đều có hai cực từ.

Trên đây là những lý thuyết cũng như một số bài tập về đường sức từ mà các bạn được học trong môn Vật lí. Hy vọng rằng thông qua bài viết này, các bạn đã có thêm nhiều kiến thức bổ ích và nắm chắc được những kiến thức cơ bản về đường sức từ. Qua đó có thể vận dụng hiệu quả trong các bài tập thực hành. Hãy theo dõi chuyên mục kiến thức cơ bản để cập nhập thêm nhiều thông tin thú vị về các môn học bạn nhé!