Nêu được điện từ trường là gì

Trang chủ

Sách ID

Khóa học miễn phí

Luyện thi ĐGNL và ĐH 2023

Điện từ trường và sóng điện từ là hai khái niệm trung tâm của một thuyết vật lý lớn: Thuyết điện từ. Sự ra đồi của thuyết điện từ được đánh dấu bằng hai công trình nổi tiếng của Mắc-xoen [Maxwell]: “Về những đường sức từ của Fa-ra-đây” [1856] và “Lý thuyết động lực về điện từ trường” [1864].

Điện từ trường là gì? Thuyết điện từ của Maxwell [Mắc-xoen] đề cập đến vấn đề gì? Hai luận điểm của Maxwell được trình bày ra sao? chúng ta cùng tìm hiểu qua bài viết dưới đây.

I. Mối quan hệ giữa điện trường và từ trường

Bạn đang xem: Điện từ trường là gì? Thuyết điện từ Maxwell [Mắc xoen] và Bài tập – Vật lý 12 bài 21

1. Từ trường biến thiên và điện trường xoáy

– Điện trường có đường sức là đường cong khép kín gọi là điện trường xoáy.

– Nếu tại một nơi có một từ trường biến thiên theo thời gian thì tại nơi đó xuất hiện một điện trường xoáy.

2. Điện trường biến thiên và từ trường

a] Từ trường của mạch dao động

– Xét mạch LC lý tưởng: 

 Mà 

– Khi điện trường biến thiên thì tạo ra từ trường.

b] Kết luận

– 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.

II. Điện từ trường và thuyết điện từ Mắc-xoen

1. Điện từ trường

– Điện trường biến thiên và từ trường biến thiên liên quan mật thiết với nhau, là 2 thành phần của một trường thống nhất gọi là trường điện từ hay điện từ trường.

2. Thuyết điện từ Maxwell [Mắc-xoen]

• Maxwell đã xây dựng được hệ thống 4 phương trình đề cập đến 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 từ điện trường theo thời gian và từ trường.

• Hai luận điểm của Maxwell [đọc thêm]

– Luận điểm 1: Bất kỳ một từ trường nào biến đổi theo thời gian đều sinh ra một điện trường xoáy.

– Luận điểm 2: Bất kỳ một điện trường nào biến đổi theo thời gian cũng sinh ra một từ trường.

III. Bài tập về Điện từ trường

* Bài 1 trang 111 SGK Vật Lý 12: Phát biểu mối quan hệ giữa sự biến thiên theo thời gian của từ trường và điện trường xoáy.

° Lời giải bài 1 trang 111 SGK Vật Lý 12:

– Phát biểu: Nếu tại một nơi có một từ trường biến thiên theo thời gian thì tại nơi đó xuất hiện một điện trường xoáy.

* Bài 2 trang 111 SGK Vật Lý 12: Phát biểu mối quan hệ giữa sự biến thiên theo thời gian của điện trường và từ trường.

° Lời giải bài 2 trang 111 SGK Vật Lý 12:

– Phát biểu: Nếu tại một nơi có điện trường biến thiên theo thời gian thì tại nơi đó xuất hiện một từ trường.

* Bài 3 trang 111 SGK Vật Lý 12: Điện từ trường là gì?

° Lời giải bài 3 trang 111 SGK Vật Lý 12:

– Định nghĩa: Điện từ trường là một trường thống nhất gồm có hai thành phần biến thiên theo thời gian, liên quan mật thiết với nhau là điện trường biến thiên và từ trường biến thiên.

* Bài 4 trang 111 SGK Vật Lý 12: Ở đâu xuất hiện điện từ trường?

A. Xung quanh một điện tích đứng yên.

B. Xung quanh một dòng điện không đổi.

C. Xung quanh một ống dây điện

D. Xung quanh chỗ có tia lửa điện

° Lời giải bài 4 trang 111 SGK Vật Lý 12:

¤ Chọn đáp án: D.Xung quanh chỗ có tia lửa điện

– Vì xung quanh chổ có tia lửa điện sẽ có điện tích biến thiên nên có điện từ trường.

* Bài 5 trang 111 SGK Vật Lý 12: 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.

° Lời giải bài 5 trang 111 SGK Vật Lý 12:

¤ Chọn đáp án: D. không có các trường nói trên.

– Đặt một hộp kín bằng sắt trong điện từ trường. Trong hộp kín sẽ không có điện trường biến thiên nê không có từ trường biến thiên → không có điện từ trường

* Bài 6 trang 111 SGK Vật Lý 12: Điểm nào dưới đây không thuộc về nội dung của thuyết điện từ Mac – xoen?

A. Tương tác giữa các điện tích hoặc giữa điện tích với điện trường và từ trường.

B. Mối quan hệ giữa điện tích và sự tồn tại của điện trường và từ tường.

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.

° Lời giải bài 6 trang 111 SGK Vật Lý 12:

¤ Chọn đáp án: A. Tương tác giữa các điện tích hoặc giữa điện tích với điện trường và từ trường.

• Các phương trình Mắc – Xoen mô tả mối liên hệ của điện từ trường [4 phương trình]:

– Điện tích, điện trường, dòng điện, 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.

⇒ Như vậy, đáp án A không thuộc về nội dung của thuyết điện từ Maxwell.

Hy vọng với bài viết Điện từ trường là gì? Thuyết điện từ Maxwell [Mắc xoen] và Bài tập ở trên giúp ích cho các em. Mọi góp ý và thắc mắc các em vui lòng để lại bình luận dưới bài viết để HayHocHoi.Vn ghi nhận và hỗ trợ, chúc các em học tập tốt

Đăng bởi: THPT Sóc Trăng

Chuyên mục: Giáo Dục

Bài 21: ĐIỆN TỪ TRƯỜNG I. MỤC TIÊU

1. Kiến thức: - Nêu được định nghĩa về từ trường.

- Phân tích được một hiện tượng để thấy được mối liên quan giữa sự biến thiên theo thời gian của cảm ứng từ với điện trường xoáy và sự biến thiên của cường độ điện trường với từ trường.- Nêu được hai điều khẳng định quan trọng của thuyết điện từ.2. Học sinh: Ôn tập về hiện tượng cảm ứng điện từ. III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC1. Ổn định lớp1’ 2. Kiểm tra bài cũ3’- Mạch dao động là gì? - Thiết lập định luật biến thiên của điện tích và cường độ dòng điện trong mạch dao động.- Viết cơng thức tính chu kỳ và tần số dao động riêng của mạch dao động. - Dao động điện từ tự do là gì?- Năng lượng điện từ của mạch dao động là gì? Chứng minh nó được bảo tồn3. Vào bài1’: Điện từ trường và sóng điện từ là hai khái niệm trung tâm của một thuyết vật lý lớn: Thuyết điện từ.Sự ra đời của thuyết điện từ.Sự ra đời của thuyết điện từ được đănhs dấu bằng haicơng trình nổi tiếng của Mắc – xoen: “ Về đường sức từ của Fa – ra – đây”1856 và “Lý thuyết động lực về điện từ trường”1864.Hoạt động 1 15’: Tìm hiểu về mối quan hệ giữa điện trường và từ trườngHoạt động của GV Hoạt động của HSNội dung- Yc Hs nghiên cứu Sgk và trả lời các câu hỏi.- Trước tiên ta phân tích thí nghiệm cảm ứng điện từ của Pha-ra-đây→ nội dung định luật cảm ứng từ?- Sự xuất hiện dòng điện cảmứng chứng tỏ điều gì?- Nêu các đặc điểm của đường sức của một điện trường tĩnh điện và sosánh với đường sức của điện trường xoáy?- Khác: Các đường sức của điện trường xốy là những đường congkín.- Tại những điện nằm ngồi vòng dây có điện trường nói trên khơng?- Nếu khơng có vòng dây mà vẫn cho - HS nghiên cứu Sgk và thảoluận để trả lời các câu hỏi. - Mỗi khi từ thơng qua mạchkín biến thiên thì trong mạch kín xuất hiện dòng điện cảmứng. - Chứng tỏ tại mỗi điểm trongdây có một điện trường cóE rcùng chiều với dòng điện. Đường sức của điện trườngnày nằm dọc theo dây, nó là một đường cong kín.- Các đặc điểm: a. Là những đường có hướng.b. Là những đường cong khơng kín, đi ra ở điện tích+ và kết thúc ở điện tích -. c. Các đường sức không cắtnhau … d. Nơi E lớn→ đường sứcmau… - Có, chỉ cần thay đổi vị trívòng dây, hoặc làm các vòng dây kín nhỏ hơn hay to hơn…- Có, các kiểm chứng tương tự1. Từ trường biến thiên và điện trường xốya. Điện trường có đường sức là những đường congkín gọi là điện trường xốy.b. Kết luận 91S NOnam châm tiến lại gần O →liệu xung quanh O có xuất hiện từ trường xốyhay khơng? - Vậy, vòng dây kín có vai trò gì haykhơng trong việc tạo ra điện trường xoáy?- Ta đã biết, xung quanh một từ trường biến thiên có xuất hiện mộtđiện trường xốy→ điều ngược lại cóxảy ra khơng. Xuất phát từ quan điểm “có sự đối xứng giữa điện và từ”Mác-xoen đã khẳng định là có. - Xét mạch dao động lí tưởng đanghoạt động. Giả sử tại thời điểm t, q và i như hình vẽ→ cường độdòng điện tức thời trongmạch? - Mặc khác, q = CU = CEdDo đó: dEi Cd dt= →Điều này cho phép ta đi đến nhận xét gì?trên.- Khơng có vai trò gì trong việc tạo ra điện trường xoáy.- HS ghi nhận khẳng định của Mác-xoen.- Cường độ dòng điện tức thời trong mạch:dq idt =- Dòng điện ở đây có bản chất là sự biến thiên của điệntrường trong tụ điện theo thời gian.- Nếu tại một nơi có từ trường biến thiên theo thờigian thì tại nơi đó xuất hiện một điện trường xoáy.2. Điện trường biến thiên và từ trườnga. Dòng điện dịch - Dòng điện chạy trong dâydẫn gọi là dòng điện dẫn. Theo Mác – xoen:- Phần dòng điện chạy qua tụ điện gọi là dòng điệndịch. - Dòng điện dịch có bảnchất là sự biến thiên của điện trường trong tụ điệntheo thời gian. b. Kết luận:- Nếu tại một nơi có điện trường biến thiên theo thờigian thì tại nơi đó xuất hiện một từ trường. Đườngsức của từ trường bao giờ cũng khép kín.Hoạt động 2 25’: Tìm hiểu về điện từ trường và thuyết điện từ Mác – xoen Hoạt động của GVHoạt động của HS Nội dung- Ta đã biết giữa điện trường và từ trường có mối liên hệ với nhau: điệntrường biến thiên →từ trường xoáy và ngược lại từ trường biến thiên→ điện trường xốy.→ Nó là hai thành phần của mộttrường thống nhất: điện từ trường.- Mác – xoen đã xây dựng một hệ thống 4 phương trình diễn tả mốiquan hệ giữa: + điện tich, điện trường, dòng điện vàtừ trường. + sự biến thiên của từ trường theothời gian và điện trường xoáy. - HS ghi nhận điện từ trường.- HS ghi nhận về thuyết điện từ.