Bài tập vận dụng quy tắc nắm tay phải và quy tắc bàn tay trái chi tiết Vật Lý 9

HOCMAI xin giới thiệu đến các em học sinh bài viết hướng dẫn giải Bài tập vận dụng quy tắc nắm tay phải và quy tắc bàn tay trái được chúng tôi tổng hợp và biên soạn. Bài viết này gồm phần tóm tắt lại kiến thức cần nắm và cách để áp dụng các quy tắc để về giải bài tập về chuyên đề Vật Lý 9 này nhé!

 

Bài viết tham khảo thêm:

• Lực điện từ
• Động cơ điện một chiều

 

I – Tóm tắt lý thuyết 

1. Áp dụng quy tắc nắm tay phải

Nắm bàn tay phải, rồi sau đó đặt sao cho bốn ngón tay hướng theo chiều của dòng điện chạy qua các vòng dây thì ngón tay sẽ cái choãi ra và chỉ chiều của đường sức từ ở trong lòng ống dây. (chỉ từ phía cực Bắc ống dây).

Người ta sử dụng nguyên lí này để tạo ra các nam châm điện. Ta có thể làm tăng lực từ của nam châm điện bằng cách tăng cường độ dòng điện đi qua các dây hoặc tăng số lượng vòng dây.

2. Áp dụng quy tắc bàn tay trái

Đặt bàn tay trái sao cho các đường sức từ hướng vào trong lòng bàn tay, chiều từ cổ tay tới ngón tay giữa theo hướng chiều dòng điện thì ngón tay cái choãi ra 90º chỉ chiều của lực điện từ.

Quy tắc bàn tay trái được dùng để xác định được những lực điện từ tác dụng lên dây dẫn.

 

II – Phương pháp giải bài tập

1. Cách xác định sự định hướng của kim nam châm thử

• Xác định chiều dòng điện ở trong ống dây.
• Áp dụng quy tắc nắm tay phải để xác định được chiều đường sức từ.
• Suy ra được định hướng của kim nam châm thử.

2. Xác định sự tương tác giữa hai ống dây có dòng điện

• Áp dụng quy tắc nắm tay phải để xác định được chiều đường sức từ khi đã biết chiều dòng điện.
• Xác định được các cực của ống dây từ đó suy ra được lực tương tác giữa chúng.

3. Xác định chiều quay của khung dây hay chiều dòng điện trong khung

Áp dụng quy tắc bàn tay trái để:

• Xác định chiều lực từ khi biết chiều của đường sức từ và chiều dòng điện. Từ đó suy ra được chiều quay của khung dây.
• Xác định chiều lực từ tác dụng lên khung dây khi đã biết chiều quay của nó.
• Xác định chiều dòng điện ở trong khung khi biết được chiều của đường sức từ và chiều của lực từ.
• Từ đó suy ra được chiều dòng điện ở trong khung dây dẫn.

 

III – Giải bài tập Động cơ điện một chiều SGK Vật lí 9

Câu C1 | Trang 82 SGK Vật Lý 9

Treo thanh nam châm lại gần một ống dây như hình 30.1. Đóng mạch điện.

a) Hiện tượng gì sẽ xảy ra với thanh nam châm ?

b) Khi đổi chiều dòng điện chạy qua những vòng dây, hiện tượng sẽ xảy ra?

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

Gợi ý đáp án

a) Khi ta đóng khóa K, dòng điện chạy từ cực dương (+) sang cực âm (-), áp dụng quy tắc nắm tay phải ta xác định được chiều đi ra của đường sức từ là từ đầu B của cuộn dây.

⇒ Đầu B là cực Bắc vậy nên thanh nam châm sẽ bị hút vào ống dây.

b) Khi ta đổi chiều của dòng điện vậy nên đầu B của ống dây sẽ là cực Nam ⇒ Thanh nam châm bị đẩy ra.

c) Làm thí nghiệm như ở hình vẽ 30.1 SGK để kiểm nghiệm lại kết quả.

Câu C2 | Trang 83 SGK Vật Lý 9

Hãy xác định chiều của dòng điện, chiều của lực điện từ, chiều của đường sức từ và tên các cực từ ở trong các trường hợp biểu diễn tại hình 30.2a,b,c. Cho biết rằng kí hiệu (+) chỉ dòng điện có phương vuông góc cùng với mặt phẳng trang giấy và có chiều đi từ phía trước ra phía đằng sau; kí hiệu (.) chỉ dòng điện có phương vuông góc cùng với mặt phẳng trang giấy và có chiều đi từ phía sau ra phía trước.

Gợi ý đáp án

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

Câu C3 | Trang 84 SGK Vật Lý 9

Hình 30.3 mô tả một khung dây dẫn ABCD (có thể quay xung quanh trục OO’) có dòng điện chạy qua đặt ở trong từ trường, tên các cực của nam châm và chiều của dòng điện đã chỉ rõ trên hình.

a) Hãy vẽ lực F1 tác dụng vào đoạn dây dẫn AB và lực F2 tác dụng vào đoạn dây CD.

b) Cặp lực  F1 và F2 khiến cho khung dây quay theo chiều nào?

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

Gợi ý đáp án

a) Theo quy tắc bàn tay trái ta xác định được hai lực tác dụng vào khung dây dẫn ABCD như hình sau:

b) Cặp lực F1 và F2 làm khung dây chuyển động ngược với chiều kim đồng hồ.

c) Để cho khung dây dẫn ABCD quay theo chiều ngược lại thì cần phải chuyển chiều dòng điện ngược lại có nghĩa là dòng điện sẽ đi từ D.

 

IV. Bài tập Trắc nghiệm và Tự luận vận dụng quy tắc nắm tay phải và quy tắc bàn tay trái

1. Câu hỏi trắc nghiệm

Câu 1. Quy tắc nào sau đây được sử dụng để xác định được chiều đường sức từ của ống dây khi đã biết chiều dòng điện?

A) Quy tắc nắm tay phải

B) Quy tắc bàn tay phải 

C) Quy tắc nắm bàn tay trái

D) Quy tắc bàn tay trái

Trả lời

→ Đáp án A

Câu 2. Trong lòng một ống dây dẫn có dòng điện một chiều chạy qua thì các đường sức từ có những đặc điểm nào? 

A) Là những đường thẳng cách đều, song song với nhau và vuông góc cùng với trục của ống dây.

B) Là những vòng tròn cách đều với nhau có tâm nằm ở trên trục ống dây.

C) Là những đường thẳng cách đều, song song với nhau và hướng từ cực Bắc tới cực Nam của ống dây.

D) Là những đường thẳng cách đều, song song với nhau và hướng từ cực Nam tới cực Bắc của ống dây.

Trả lời

→ Đáp án D

Câu 3. Nếu sử dụng quy tắc nắm tay phải để xác định được chiều từ trường của ống dây có dòng điện chạy qua vậy thì ngón tay cái choãi sẽ ra chỉ điều gì?

A) Chiều của dòng điện ở trong ống dây.

B) Chiều của lực từ tác dụng vào nam châm thử. 

C) Chiều của lực từ tác dụng vào cực Bắc của nam châm thử đặt ở phía ngoài ống dây.

D) Chiều của lực từ tác dụng vào cực Bắc của nam châm thử đặt ở phía trong lòng ống dây

Trả lời

→ Đáp án D

Câu 4: Một dây dẫn AB có thể trượt tự do ở trên hai thanh ray dẫn điện MC và ND được đặt ở trong từ trường mà đường sức từ vuông góc cùng với mặt phẳng MCDN, có chiều đi từ phía sau mặt tờ giấy về phía mắt ta. Hỏi vậy thanh AB sẽ chuyển động theo hướng nào?

A) Hướng F2

B) Hướng F4

C) Hướng F1

D) Hướng F3

Trả lời

Áp dụng quy tắc bàn tay trái → Hướng lực từ đi theo hướng F1

→ Đáp án C

Câu 5: Cho một số trường hợp có lực điện từ tác dụng như sau đây:

Những trường hợp có lực điện từ thẳng đứng hướng xuống ở trên hình vẽ gồm:

A) Trường hợp a 

B) Trường hợp c, d 

C) Trường hợp a, b 

D) Không có

Trả lời

→ Đáp án B

Câu 6: Cho một số trường hợp có lực điện từ tác dụng dưới đây:

Những trường hợp có lực điện từ nằm ngang hướng sang trái ở trên hình vẽ gồm:

A) Trường hợp c, d 

B) Trường hợp a, b 

C) Trường hợp a

D) Không có

Trả lời

→ Đáp án B

Câu 7: Quan sát hình vẽ

Hãy cho biết chiều của lực điện từ và chiều dòng điện tác dụng lên đoạn dây dẫn CD đúng với trường hợp nào nào trong 4 hình a, b, c, d.

A) Hình d

B) Hình a

C) Hình c

D) Hình b

Trả lời

Áp dụng quy tắc bàn tay trái với dây dẫn CD cùng với chiều dòng điện từ C đến D ⇒ Chiều của lực từ sẽ hướng lên ⇒ Hình c

→ Đáp án C

Câu 8: Cho một số trường hợp có lực điện từ tác dụng ở sau đây:

Những trường hợp có lực điện từ nằm ngang hướng sang phải ở trên hình vẽ gồm:

A) Không có

B) Trường hợp c, d

C) Trường hợp a

D) Trường hợp a, b

Trả lời

Không có trường hợp nào hướng sang bên phải vì:

• Lực điện từ hướng sang bên trái – Trường hợp a, b 
• Lực điện từ hướng xuống dưới – Trường hợp c, d 

→ Đáp án A

Câu 9: Mặt cắt thẳng đứng của một đèn hình ở trong máy thu hình được vẽ như hình vẽ. Tia AA’ tượng trưng cho chùm electron chiếu đến đập vào màn huỳnh quang M, các ống dây L1 và L2 sử dụng để lái chùm tia electron theo phương nằm ngang. Hỏi đường sức từ ở trong các ống dây L1, L2 sẽ có hướng như thế nào?

A) Từ L1 đến L2

B) Từ L2 đến L1

C) Trong L1 thì hướng từ dưới lên và từ trên xuống ở trong L2

D) Trong L1 thì hướng từ trên xuống và từ dưới lên ở trong L2

Trả lời

Áp dụng quy tắc nắm tay phải → Chiều cảm ứng từ có chiều từ L1 tới L2

→ Đáp án A

Câu 10: Cho một số trường hợp tác dụng của lực điện từ vào một đoạn dây dẫn có dòng điện chạy qua như ở hình vẽ sau:

Những trường hợp có dòng điện chạy xuyên vào trong mặt phẳng tờ giấy gồm:

A) Trường hợp a, b, c

B) Trường hợp a, b

C) Trường hợp a

Không có

Trả lời

Cả 3 trường hợp dòng điện đều chạy ra khỏi mặt phẳng tờ giấy

→ Đáp án D

2. Câu hỏi bài tập tự luận

Bài 1. Một đoạn dây dẫn thẳng AB được đặt cạnh gần đầu của một thanh nam châm thẳng theo hình 30.2. Hãy biểu diễn lực điện từ tác dụng vào dây dẫn, biết rằng dòng điện chạy qua dây dẫn có chiều từ B đến A.

Hướng dẫn giải:

Vận dụng quy tắc bàn tay trái, ta có lực điện từ tác dụng lên AB sẽ có chiều như  trên hình 30.3 biểu diễn:

Bài 2. Ống dây B sẽ chuyển động như thế nào trên hình 30.6  khi ta đóng công tắc K của ống dây A? Tại sao? Biết rằng ống dây A được giữ yên.

Hướng dẫn giải:

– Ống dây B sẽ chuyển động ra xa phía ống dây A bởi vì hai ống dây này đẩy nhau.

– Giải thích: Áp dụng quy tắc nắm tay phải ta sẽ thấy:

• Ở A lực từ có chiều từ A tới B hay từ cực nam đến cực bắc
• Ở B lực từ có chiều từ B tới A hay từ cực nam đến cực bắc

Vì hai nam châm điện ở trong trường hợp này cùng cực nên chúng đẩy nhau.

 

Trên đây là bài viết hướng dẫn giải Bài tập vận dụng quy tắc nắm tay phải và quy tắc bàn tay trái HOCMAI giới thiệu tới các em học sinh. Mong rằng qua bài viết này, các em học sinh sẽ nắm chắc hơn về các quy tắc cũng như biết cách áp dụng các quy tắc để giải các bài tập về chuyên đề này.