Bài giảng môn Vật lý Lớp 12 - Bài 21: Điện từ trường

Bài 21. 
ĐIỆN TỪ TRƯỜNG 
Mắc-xoen (James Clerk Maxwell, 1831 – 1879) là nhà vật lí người Anh đã xây dựng thuyết điện từ, thống nhất các hiện tượng điện và từ. Ông cũng đề ra thuyết điện từ 
về ánh sáng. 
I. MỐI QUAN HỆ GIỮA ĐIỆN TRƯỜNG VÀ TỪ TRƯỜNG 
II. ĐIỆN TỪ TRƯỜNG VÀ THUYẾT ĐIỆN TỪ MẮC-XOEN 
Bài 21. 
ĐIỆN TỪ TRƯỜNG 
I. MỐI QUAN HỆ GIỮA ĐIỆN TRƯỜNG VÀ TỪ TRƯỜNG 
Bài 21. 
ĐIỆN TỪ TRƯỜNG 
1. Từ trường biến thiên và điện trường xoáy 
C1. Phát biểu định luật cảm ứng điện từ? 
a, Phân tích thí nghiệm cảm ứng điện từ của Fa-ra-day 
Khi từ thông qua mặt giới hạn bởi một mạch điện kín biến thiên, thì trong mạch xuất hiện dòng điện cảm ứng 
Nam châm di chuyển thì từ thông qua vòng dây như thế nào? 
 Khi từ thông qua vòng dây dẫn kín biến thiên thì trong vòng dây xuất hiện một dòng điện cảm ứng (Hình vẽ). 
I. MỐI QUAN HỆ GIỮA ĐIỆN TRƯỜNG VÀ TỪ TRƯỜNG 
Bài 21. 
ĐIỆN TỪ TRƯỜNG 
1. Từ trường biến thiên và điện trường xoáy 
Giải thích vì sao dòng điện cảm ứng I c có chiều như hình vẽ? 
a, Phân tích thí nghiệm cảm ứng điện từ của Fa-ra-day 
 Khi từ thông qua vòng dây dẫn kín biến thiên thì trong vòng dây xuất hiện một dòng điện cảm ứng (Hình vẽ). 
Định luật Len-xơ về chiều dòng điện cảm ứng? 
Dòng điện cảm ứng có chiều sao cho từ trường mà nó sinh ra chống lại từ thông biến thiên gửi qua mạch. 
 Đưa nam châm lại gần vòng dây thì: 
 tăng 
 → I c xác định theo quy tắc cái đinh ốc 2. 
I. MỐI QUAN HỆ GIỮA ĐIỆN TRƯỜNG VÀ TỪ TRƯỜNG 
Bài 21. 
ĐIỆN TỪ TRƯỜNG 
1. Từ trường biến thiên và điện trường xoáy 
a, Phân tích thí nghiệm cảm ứng điện từ của Fa-ra-day 
 Khi từ thông qua vòng dây dẫn kín biến thiên thì trong vòng dây xuất hiện một dòng điện cảm ứng (Hình vẽ). 
 Sự xuất hiện một dòng điện cảm ứng chứng tỏ tại mỗi điểm trong dây có một điện trường mà vectơ cường độ điện trường cùng chiều với dòng điện. Đường sức của điện trường này nằm dọc theo dây, nó là một đường cong kín. 
 Điện trường có các đường sức là đường cong kín gọi là điện trường xoáy. 
I. MỐI QUAN HỆ GIỮA ĐIỆN TRƯỜNG VÀ TỪ TRƯỜNG 
Bài 21. 
ĐIỆN TỪ TRƯỜNG 
1. Từ trường biến thiên và điện trường xoáy 
a, Phân tích thí nghiệm cảm ứng điện từ của Fa-ra-day 
C2. Nêu các đặc điểm của đường sức của một điện trường tĩnh điện và so sánh với đường sức của điện trường xoáy? 
a) Là những đường có hướng. 
b) Là những đường không khép kín. 
c) Qua mỗi điểm trong điện trường có một và chỉ một đường sức mà thôi. Các đường sức không cắt nhau. 
d) Nơi mà cường độ điện trường lớn thì các đường sức mau, nơi mà cường độ điện trường nhỏ thì các đường sức thưa. 
* Giống nhau: a, c, d. Khác nhau: b. 
I. MỐI QUAN HỆ GIỮA ĐIỆN TRƯỜNG VÀ TỪ TRƯỜNG 
Bài 21. 
ĐIỆN TỪ TRƯỜNG 
1. Từ trường biến thiên và điện trường xoáy 
a, Phân tích thí nghiệm cảm ứng điện từ của Fa-ra-day 
b, Kết luận 
 Nếu tại một nơi có một từ trường biến thiên theo thời gian thì tại nơi đó xuất hiện một điện trường xoáy. 
I. MỐI QUAN HỆ GIỮA ĐIỆN TRƯỜNG VÀ TỪ TRƯỜNG 
Bài 21. 
ĐIỆN TỪ TRƯỜNG 
1. Từ trường biến thiên và điện trường xoáy 
a, Phân tích thí nghiệm cảm ứng điện từ của Fa-ra-day 
b, Kết luận 
2. Điện trường biến thiên và từ trường 
C 
L 
q 
 Xét một mạch dao động lí tưởng (Hình vẽ). 
 Cường độ dòng điện tức thời trong mạch là: 
 Mà: 
 (d là khoảng cách giữa hai bản tụ) 
 Nên: 
Biểu thức (*) ở trên cho thấy có sự liên quan mật thiết giữa cường độ dòng điện i với tốc độ biến thiên của cường độ điện trường E. 
a, Từ trường của mạch dao động 
I. MỐI QUAN HỆ GIỮA ĐIỆN TRƯỜNG VÀ TỪ TRƯỜNG 
Bài 21. 
ĐIỆN TỪ TRƯỜNG 
1. Từ trường biến thiên và điện trường xoáy 
a, Phân tích thí nghiệm cảm ứng điện từ của Fa-ra-day 
b, Kết luận 
2. Điện trường biến thiên và từ trường 
Dòng điện (dòng điện tích chuyển động) sinh ra từ trường. Ngược lại, nơi nào có từ trường thì nơi đó có dòng điện sinh ra từ trường đó. 
 Giữa hai bản tụ điện có điện trường biến thiên, chứng tỏ giữa hai bản tụ điện có dòng điện, được gọi là dòng điện dịch (để phân biệt dòng điện chạy trong dây dẫn gọi là dòng điện dẫn ). 
 Như vậy, giữa hai bản tụ điện đã xuất hiện một từ trường. 
a, Từ trường của mạch dao động 
I. MỐI QUAN HỆ GIỮA ĐIỆN TRƯỜNG VÀ TỪ TRƯỜNG 
Bài 21. 
ĐIỆN TỪ TRƯỜNG 
1. Từ trường biến thiên và điện trường xoáy 
a, Phân tích thí nghiệm cảm ứng điện từ của Fa-ra-day 
b, Kết luận 
2. Điện trường biến thiên và từ trường 
 Nếu tại một nơi có điện trường biến thiên theo thời gian thì tại nơi đó xuất hiện một từ trường. Đường sức của từ trường bao giờ cũng khép kín. 
a, Từ trường của mạch dao động 
b, Kết luận 
I. MỐI QUAN HỆ GIỮA ĐIỆN TRƯỜNG VÀ TỪ TRƯỜNG 
II. ĐIỆN TỪ TRƯỜNG VÀ THUYẾT ĐIỆN TỪ MẮC-XOEN 
Bài 21. 
ĐIỆN TỪ TRƯỜNG 
 1. Điện từ trường 
Điện trường biến thiên và từ trường biến thiên liên quan mật thiết với nhau và là hai thành phần của một trường thống nhất, gọi là điện từ trường (trường điện từ). 
 2 . Thuyết điện từ Mắc-xoen 
Mắc-xoen đã xây dựng một hệ thống bốn phương trình diễn tả mối quan hệ giữa: 
- Điện tích, điện trường, dòng điện và từ trường; 
- Sự biến thiên của từ trường theo thời gian và điện trường xoáy; 
- Sự biến thiên của điện trường theo thời gian và từ trường. 
Đó là hạt nhân của một thuyết vật lí lớn: Thuyết điện từ. 
CỦNG CỐ 
 Câu 1 : Ở đâu xuất hiện từ trường? 
 A. Xung quanh một điện tích đứng yên. 
 B. Xung quanh một dòng điện không đổi. 
 C. Xung quanh chỗ có tia lửa điện. 
 D. Xung quanh một ống dây điện. 
CỦNG CỐ 
 Câu 2 : Hãy chọn câu đúng? 
 Đặt một hộp kín bằng sắt trong điện từ trường. Trong hộp kín sẽ 
 A. Có điện trường. 
 B. Có từ trường. 
 C. Có điện từ trường. 
 D. Không có các trường nói trên. 
CỦNG CỐ 
 Câu 3 : Điểm nào dưới đây không thuộc về nội dung của thuyết điện từ Mắc-xoen? 
 B. Mối quan hệ giữa điện tích và sự tồn tại của điện trường và từ trường. 
 C. Mối quan hệ giữa sự biến thiên theo thời gian của từ trường và điện trường xoáy. 
 D. Mối quan hệ giữa sự biến thiên theo thời gian của điện trường và từ trường. 
 A. Tương tác giữa các điện tích hoặc giữa điện tích với điện trường và từ trường . 
CỦNG CỐ 
 Câu 4 : Khi điện áp giữa hai bản tụ điện biến thiên theo thời gian thì 
 A . trong tụ điện chỉ xuất hiện điện trường biến thiên mà không có từ trường vì không có dòng điện. 
 B . trong tụ điện không phát sinh ra từ trường vì không có dòng điện chạy qua lớp điện môi giữa hai bản tụ điện. 
 D. trong tụ điện không xuất hiện cả điện trường và từ trường vì môi trường trong lòng tụ điện không dẫn điện. 
 C. trong tụ điện xuất hiện điện từ trường và từ trường biến thiên với cùng một tần số.