So sánh dòng điện dẫn và dòng điện dịch.

                                                                 DÒNG ĐIỆN DỊCH  Theo Maxwell từ trường còn được gây ra bởi điện trường biến thiên theo thời gian. Về phương diện gây ra từ trường, điện trường biến thiên tương đương một dòng điện gọi là dòng điện dịch.  - Dòng điện dịch tồn tại cả trong miền có dòng điện dẫn, miễn là trong đó có điện trường biến thiên.  - Xét một tụ điện cầu: gồm hai bản cực hình cầu, đồng trục, tích điện bằng nhau và trái dấu.  Tất nhiên khi đó điện trường chỉ tập trung giữa hai bản [xem hình vẽ]. Nếu môi trường giữa hai bản tụ là chất dẫn điện, khi đó tụ phóng điện và sẽ có các dòng điện chạy dọc theo các bán kính. Vấn đề đặt ra là từ trường xuất hiện khi tụ phóng điện sẽ như thế nào? Trong bài toán này chẳng có hướng nào ưu tiên để có thể vẽ được các đường sức từ trường thoả mãn điều kiện đối xứng. Nhưng điều đó có nghĩa là gì? Chỉ có thể là khi tụ cầu phóng điện, nói chung chẳng có từ trường nào xuất hiện cả. Nhưng chẳng lẽ có dòng điện mà lại không có một từ trường nào cả hay sao? Điều đó có nghĩa là còn phải có một “nguồn” nữa sinh ra từ trường bù trừ với từ trường tạo bởi các dòng điện tích.  - cường độ dòng điện  qua một đơn vị diện tích, tức là tính mật độ dòng điện cách tâm các mặt cầu một khoảng r. Dòng điện toàn phần bằng tốc độ biến đổi điện tích của tụ điện :  Dòng này phân bố đều trên mặt cầu bán kính r, vì thế mật độ dòng điện bằng:  [1] - Khi tụ phóng điện  thì điện trường biến đổi như thế nào? Điện trường giữa các bản của tụ cầu cũng giống như điện trường của của điện tích điểm Q đặt tại tâm, vì vậy cách tâm khoảng r cường độ điện trường được xác định bởi công thức : . Từ đó tốc độ biến đổi của cường độ điện trường bằng : . [2] So sánh các công thức [1] và [2] sẽ thấy mật độ dòng điện và tốc độ biến đổi cường độ điện trường tỉ lệ với nhau. Điện trường biến thiên cũng sinh ra từ trường như dòng điện thường thì có thể giải thích được trong tụ điện không có từ trường là do các từ trường đã bù trừ nhau. Chúng ta hãy đưa vào khái niệm mật độ dòng điện dịch được xác định theo công thức :     [3] + điện trường trong tụ giảm nên tốc độ biến thiên của từ trường là âm. Điều này có nghĩa là dòng điện dịch trong trường hợp này chảy theo chiều ngược chiều điện trường, trong khi đó dòng điện dẫn chảy theo chiều điện trường.  - Từ các công thức [1] – [3] có thể thấy mật độ dòng điện dịch và dòng điện thường [dòng điện dẫn] có độ lớn bằng nhau. Vì vậy mật độ dòng tổng cộng và từ trường tổng hợp phải bằng không. - Công thức [3] không chỉ đúng đối với trường hợp tụ cầu phóng điện  mà còn đúng trong mọi trường hợp. Cảm ứng từ của từ trường luôn được xác định bởi tổng mật độ dòng điện dẫn [dòng  điện thường] và mật độ dòng điện dịch được xác định bởi tốc độ biến thiên của điện trường theo công thức [3].         Bài tập 1 : Một vòng dây hình tròn bán kính R  = 10cm, đường kính tiết diện dây d =  0,1mm, đặt nằm ngang trong một từ trường đều có cảm ứng từ  hướng thẳng đứng. 1. Giả sử vòng dây điện làm bằng vật liệu siêu dẫn. Cho cảm ứng từ B tăng dần từ không đến Bo = 0,1T. Tính cường độ dòng điện cảm ứng xuất hiện trong vòng dây cho  biết hệ số tự cảm của vòng dây là L = 0,1mH. 2. Cho dòng điện I = 10A chạy qua vòng dây. a. Tính lực căng F đặt lên vòng dây do tác dụng của từ trường khi  B  = 0,2T

b.Với giá  trị nào của cảm ứng từ B thì vòng dây sẽ bị lực từ kéo đứt. Cho biết giới hạn bền của dây là  = 2,3.108 N/m2.

File đính kèm : TU TRUONG 2.DOC LOI GIAI IRODV TAP 2.PDF

Đề Cương Lý Thuyết Vật Lý1.Trình bày khái niệm điện trường, vectơ cường độ điện trường tại một điểmvà vai trò của điện trường đối với các tương tác tĩnh điện. Hãy nêu một cáchđể phát hiện một nơi có điện trường hay không?- Điện trường là một môi trường vật chất đặc biệt tồn tại xung quanh mỗiđiện tích.- Vecto cường độ điện trường tại một điểm là một đại lượng vecto có giá trịbằng lực tác dụng của điện trường lên một đơn vị điện tích dương đặt tạiđiểm đó.- Vai trò của điện trường đối với các tương tác tĩnh điện: Điện trường đóngvai trò môi trường trung gian, truyền lực tương tác tĩnh điện giữa các điệntích với nhau.Mọi điện tích đặt trong điện trường đều bị điện trường tácdụng lực.- Cách phát hiện một nơi có điện trường hay không: Tại nơi cần xác định, đặtmột điện tích thử q treo vào một dây mảnh, 1 đầu cố định. Nếu không có điệntrường thì dây treo thẳng, còn nếu có điện trường thì dây treo sẽ lệch 1 gócanpha.2.Trình bày định luật Coulomb về tương tác tĩnh điện trong các môi trường.Hãy cho một ví dụ trong cuộc sống về việc ứng dụng các tương tác tĩnh điện?- Định luật Coulomb về tương tác tĩnh điện trong các mội trường: Lực tươngtác tĩnh điện giữa hai điện tích tỉ lệ thuận với tích số bề mặt độ lớn của điệntích điểm, tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách, phương nằm trênđường thẳng đi qua 2 điện tích điểm, chiều đẩy nhau nếu 2 điện tích cùngdấu, hút nhau nếu hai điện tích khác dấu.-Ứng dụng tương tác tĩnh điện trong cuộc sống: Sơn tĩnh điện, máy lọc bụi,...3.Trình bày khái niệm vectơ cảm ứng điện, mối quan hệ giữa véc tơ cảm ứngđiện và véc tơ cường độ điện trường?- Vecto cảm ứng điện tại một điểm bằng vecto cường độ điện trường tại điểmđó nhân với tích hằng số điện môi.4.Trình bày khái niệm đường sức điện trường, các tính chất của đường sứcđiện trường, mối liên hệ giữa mật độ đường sức điện trường và vectơ cườngđộ điện trường tại một điểm? Vẽ đường sức điện trường cuả một điện tíchdương và 1 điện tích âm cô lập?- Đường sức điện trường là đường cong mà tiếp tuyến tại mỗi điểm của nótrùng với phương của vecto cường độ điện trường tại điểm đó, chiều củađường sức là chiều của vecto cường độ điện trường.- Tính chất:+ Là những đường cong hở.+ Qua mỗi điểm luôn vẽ được một đường sức điện trường.+ Hai đường sức điện trường không cắt nhau.+ Đường sức điện trường có chiều xuất phát từ điện tích dương, và kết thúctại điện tích âm.5.Trình bày khái niệm điện thông qua một mặt phẳng S được đặt trong điệntrường đều và hãy chỉ ra các trường hợp điện thông đó đạt cực đại và bằngkhông?- Điện thông là đại lượng được xác định bằng số lượng đường sức điệntrường gửi qua 1 đơn vị diện tích S trong 1 đơn vị thời gian.6. Trình bày khái niệm, tính chất của cường độ dòng điện?- Là đại lượng đặc trưng cho độ mạnh yếu của dòng điện hay đặc trưng chosố lượng các điện tử đi qua tiết diện của vật dẫn trong một đơn vị thời gian.- Ký hiệu là I.7. Trình bày khái niệm, tính chất của vectơ mật độ dòng điện?- Mật độ dòng điện tại một điểm M là một vetơ J có gốc tại M, có hướngchuyển động của điện tích [+] đi qua điểm đó, có trị số bằng cường độ dòngđiện qua một đơn vị diện tích đặt vuông góc với hướng ấy.8. Trình bày mối liên hệ giữa vectơ mật độ dòng điện và mật độ hạt tải điệntrong vật dẫn chỉ có một loại hạt tải điện dương?- Khi mà mật độ dòng điện dày thì sắc xuất tồn tại của các hạt tải điện cànglớn, nghĩa là lúc này mật độ các hạt tải điện càng lớn làm cho dòng điện càngmạnh và ngược lại.9. So sánh sự giống và khác nhau giữa dòng điện dẫn và dòng điện dịch?Dòng điện dẫnDòng điện dịch- Mật độ các hạt tải điện mọi vị trí là - Mật độ các hạt tải điện không đều.như nhau.- Dòng điện ổn định.- Dòng điện không ổn định.- Cường độ dòng điện không đổi.- Cường độ dòng điện thay đổi liêntục.10. Trình bày khái niệm dòng điện và bản chất của dòng điện trong môitrường kim loại, trong chất điện phân, trong chất khí?- Dòng điện là dòng chuyển dịch có hướng của các hạt mang điện.- bản chất của dòng điện trong môi trường kim loại :+ Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dịch có hướng của các electron tựdo ngược chiều điện trường.- bản chất của dòng điện trong chất điện phân :+ Dòng điện trong chất điện phân là dòng iôn dương và iôn âm chuyển độngcó hướng theo hai chiều ngược nhau.Ion dương chạy về phía catốt nên gọi là cation. Ion âm chạy về phía anốt nêngọi là anion.- bản chất của dòng điện trong chất khí :+ Dòng điện trong chất khí là dòng chuyển dời có hướng của các ion dươngtheo chiều điện trường và các ion âm, các electron ngược chiều điện trường .Các hạt tải điện này do chất khí bị ion hóa sinh ra.11.Hãy trình bày định nghĩa mặt đẳng thế và các tính chất của mặt đẳng thế?- Mặt đẳng thế là tập hợp những điểm có cùng điện thế.- Tính chất của mặt đẳng thế :+ Không cắt nhau vì mỗi điểm trong không gian chỉ xác định duy nhất một giátrị điện thế.+ Công của lực tĩnh điện khi điện tích di chuyển trên mặt đẳng thế bằngkhông.+ Vecto cường độ điện trường luôn vuông góc với mặt đẳng thế.12.Trình bày các khái niệm cơ bản về mạch điện và các định luật Kirchoff?- Các khái niệm cơ bản về mạch điện :+ Mạch phân nhánh: là mạch điện phức tạp gồm nhiều nhánh. Mỗi nhánh cómột hay nhiều phân tử [nguồn, điện trở, tụ điện, máy thu,…] mắc nối tiếp.Trong mỗi nhánh, dòng điện chạy theo một chiều với cường độ xác định. Nóichung , dòng điện trong các nhánh khác nhau có cường độ khác nhau.+ Nút: Là chỗ nối các đầu nhánh [giao điểm của ba nhánh trở lên].+ Vòng kín: Là tập hợp các nhánh nối liền nhau tạo thành một vòng kín [đơnliên] trong mạch điện.- Định luật Kirchoff :+ Định luật 1 [Định luật về nút] Tại mỗi nút của mạch điện, tổng cường độcác dòng điện đi vào nút bằng tổng cường độ các dòng điện từ nút đi ra.+ Định luật 2 [Định luật về vòng kín] Trong một vòng kín, tổng đại số các độgiảm thế trên các phần tử bằng tổng đại số các suất điện động trong vòng.13.Trình bày khái niệm từ trường, vai trò của từ trường đối với các tươngtác từ và hãy nêu các tương tác từ mà bạn biết?- Từ trường là môi trường vật chất đặc biệt tồn tại xung quanh các dòng điện[hay các điện tích chuyển động] đóng vai trò truyền lực tương tác giữa cácdòng điện.- Các tương tác từ :+ Tương tác lực giữa hai thanh nam châm.+ Tương tác lực giữa dòng điện và thanh nam châm.+ Tương tác lực giữa hai dòng điện với nhau.14.Trình bày định luật Biot-Savart-Laplace và nêu ứng dụng chính của địnhluật?- Định luật Biot – Savart – Laplace:Theo quan điểm của lý thuyết trường, phần tử dòng Idl tạo ra xung quanh nómột từ trường. Vecto cảm ứng từ do phần từ dòng điện Idl gây ra tại điểm Mcác phần tử này khoảng cách r là vecto dB.Trong đó: + Phương: Vuông góc với Idl và r [vuông góc với mặt phẳng Pchứa Idl và r ].+ Chiều : Sao cho ba vecto Idl , r và dB theo thứ tự này lập thành một tamdiện thuận.+ Độ lớn : [ Công thức sách GT-60 ]15. Trình bày khái niệm từ thông qua một diện tích phẳng S đặt trong từtrường đều. Chỉ ra các trường hợp từ thông đạt giá trị cực đại, cực tiểu?- Giống câu 5.16. So sánh điểm giống và khác nhau của đường sức điện trường và đườngcảm ứng từ?- Giống nhau :+ Đều có tiếp tuyến ở mỗi điểm trùng với véctơ cảm ứng từ tại điểm đó.+ Có giá trị, phương, chiều xác định và các đường này không bao giờ cắtnhau.- Khác nhau :Đường sức điện trường- Qua một điểm chỉ vẽ được một vàchỉ một đường sức.- Đường sức điện trường là nhữngđường có hướng. Hướng của đườngsức tại một điểm là hướng của vectorcường độ điện trường tại điểm đó.- Đường sức của điện trường tĩnh làđường không khép kín. Nó đi ra từđiện tích dương và kết thúc ở điệntích âm.Đường cảm ứng từ- Các đường cảm ứng từ luôn lànhững đường cong khép kín tức làkhông có điểm xuất phát và không cóđiểm tận cùng.17.Phát biểu định luật Lenx và định luật cơ bản của hiện tượng cảm ứng điệntừ. Hãy cho một ví dụ về ứng dụng của các định luật này trong cuộc sống?- Định luật Lenx :Dòng điện cảm ứng phải có chiều sao cho từ trường do nó sinh ra có tác dụngchống lại nguyên nhân sinh ra nó.- Định luật cơ bản của hiện tượng cảm ứng điện từ :Suất điện động cảm ứng luôn luôn bằng về trị số, nhưng trái dấu với tốc độbiến thiên của từ thông gửi qua diện tích của mạch điện.ví dụ về ứng dụng của các định luật này trong cuộc sống :Máy phát điện, bếp từ, ...18. Trình bày nội dung nguyên lý chồng chất ánh sáng và nguyên lý Huygens?- Khi hai hay nhiều sóng ánh sáng gặp nhau thì từng sóng riêng biệt không bịcác sóng khác làm nhiễu loạn. Sau khi gặp nhau, các sóng vẫn truyền đi nhưcũ, còn lại các điếm gặp nhau, dao động sáng bằng tổng dao động sáng thànhphần.- Nguyên lí Huygens :Bất kỳ một điểm sáng nào nhận được sóng ánh sáng truyền đến đều trởthành nguồn sáng thứ cấp phát ánh sáng về phía trước nó.19.Trình bày khái niệm hiện tượng giao thoa ánh sáng, điều kiện để xảy ragiao thoa. Lấy một ví dụ trong thực tế về ứng dụng của hiện tượng giao thoaánh sáng?- Khái niệm hiện tượng giao thoa ánh sáng :Là sự chồng chất của hai hay nhiều sóng ánh sáng khi truyền đi trong khônggian. Kết quả là tạo ra trong không gian những miền sáng tối một cách tuầnhoàn đều đặn.- Điều kiện để xảy ra giao thoa :Muốn có hiện tượng giao thoa ánh sáng thì các sóng ánh sáng chồng chấtphải là các sóng ánh sáng kết hợp, tức là sóng ánh sáng có cùng phương daođộng, cùng tần số và có độ lệch pha không đổi theo thời gian.- Ví dụ trong thực tế về ứng dụng của hiện tượng giao thoa ánh sáng :20.Phát biểu nguyên lý Huyghen-Fresnel và khái niệm về hiện tượng nhiễu xạánh sáng. Hãy cho một ví dụ trong tự nhiên về hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng?- Nguyên lý Huyghen-Fresnel :- Bất kỳ một điểm sáng nào nhận được sóng ánh sáng truyền đến đều trởthành nguồn sáng thứ cấp phát ánh sáng về phía trước nó.- Biên độ và pha của nguồn thứ cấp là biên độ và pha do nguồn thực gây ratại vị trí của nguồn thứ cấp.khái niệm về hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng :là hiện tượng tia sáng bị lệch khỏi phương truyền thẳng khi đi qua cácchướng ngại vật có kích thước nhỏ như lỗ tròn, khe hẹp, đĩa tròn...- Một ví dụ trong tự nhiên về hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng :Trong phòng kín vào mùa đông, có ánh sáng mặt trời chiếu qua lỗ tròn trêncửa, ta thấy một vùng có cường độ sáng mạnh và 1 vùng xung quanh cócường độ sáng yếu hơn. Vùng có cường độ sáng yếu bên ngoài gọi là nhiễu xạánh sáng.