Quy tắc bàn tay trái là gì? Ứng dụng như thế nào?

Quy tắc bàn tay trái được coi là một trong những quy tắc khiến việc xác định chiều hướng của dòng điện có trong Vật Lý một cách nhanh chóng và dễ dàng. Là một quy tắc không thể thiếu để giúp vận dụng những bài toán hiệu quả nhất, xuất hiện trong xuyên suốt quá trình học tập. Tất cả mọi học sinh cần hiểu rõ và biết được cách ứng dụng một cách chuẩn xác và có độ chính xác cao.

Phát biểu quy tắc bàn tay trái chính xác

Quy tắc bàn tay trái – “Thực hiện nắm bàn tay trái theo hướng các sức từ vào trong của bàn tay trái. Ngón tay cái sẽ choãi ra theo chiều 90 độ của chiều lực điện từ và chiều của hướng dòng điện sẽ là chiều từ cổ tay đến vị trí ngón tay giữa.”

Cách xác định nắm bàn tay trái hiệu quả

Khi bài toán cho những dữ liệu cần thiết và yêu cầu xác định hướng của một lực do từ trường tác động lên một động cơ điện có dòng điện chạy qua hay được đặt trong từ trường. Việc định hướng vô cùng dễ dàng nếu như áp dụng theo quy tắc bàn tay trái, với cách xác định như sau:

Đặt bàn tay với các đường sức từ được hướng vào phía trong lòng của bàn tay. Được xác định chính xác chiều từ hướng cổ tay cho đến ngón giữa chính là chiều của dòng điện ở động cơ điện đó và chiều của ngón cái được choãi ra với góc 90 độ chính là phương của lực từ của dòng điện.

Các quy tắc của bàn tay trái sẽ được xác định theo đúng quy chuẩn. Cụ thể quy chuẩn được áp dụng chính là:

• () là ký hiệu biểu diễn cho một vectơ có hướng xa người quan sát cũng như biểu diễn cho hướng vuông góc với mặt phẳng khi quan sát.
• (+) là ký hiệu biểu diễn cho mặt phẳng quan sát có phương vuông góc cũng như biểu diễn cho hướng của người quan sát.

Ứng dụng nắm bàn tay trái theo quy tắc chi tiết

Khi sử dụng quy tắc nắm bàn tay trái chắc chắn rằng nhiều người vẫn cứ nghĩ rất đơn giản, chỉ cần áp dụng công thức là xong. Nhưng thật sự nó liên quan đến việc xác định được dữ liệu bài toán cho, yêu cầu để áp dụng cho đúng và chuẩn nhất. 

Cách ứng dụng quy tắc bàn tay trái hiệu quả

Quy tắc nắm bàn tay trái vô cùng hữu ích cho những ứng dụng liên quan và có thể giải nhanh chóng bằng những ứng dụng thực tế. Chỉ cần thông thạo và hiểu sâu về quy tắc sẽ không quá khó khăn để giải các bài toán khó và chinh phục được nó. Biểu thức để thể hiện rõ ràng về quy tắc nắm bàn tay trái được biết là: 

F=I.dl.B

Với các ký hiệu trong công thức là:

• B: vecto cảm ứng điện từ có trong động cơ điện
• F: lực từ xuất hiện trong dòng điện
• I: cường độ của dòng điện có đơn vị là (A)
• dl: độ dày của đoạn dây có hướng theo dòng điện cần tìm.

Lưu ý: Công thức tính quy tắc nắm tay trái trên sẽ được thwujc hiện theo quy ước đó là:

• Từ trường của dòng điện có hướng từ hướng Bắc tới hướng Nam
• Hướng của lực cơ học
• Dòng điện của động cơ điện có chiều hướng theo chiều từ dương tới âm.

So sánh điểm khác giữa các quy tắc nắm bàn tay trái và phải

Nắm rõ được sự khác biệt của hai quy tắc về bàn tay qua các lý thuyết cũng như mục đích thật sự khác nhau để vận dụng tốt hơn và chính xác nhất.

• Quy tắc bàn tay phải được dùng để xác định chiều cũng như chiều của đường sức từ có trong dòng điện chuyển động trong từ trường ấy một cách dễ dàng và nhanh chóng nhất. 

Phát biểu của quy tắc nắm tay phải như sau: Nắm bàn tay phải để bốn ngón tay nắm lại biểu thị cho hướng của dòng điện chạy trong các vòng dây dẫn và chỉ chiều của đường sức từ cần tìm là ngón cái choãi ra.

• Quy tắc bàn tay trái được dùng để định hướng được lực từ tác động lên dây dẫn đó và chiều của từ trường hay dòng điện đi qua cuộn dây dẫn trong chuyển động của một từ trường.

Phát biểu của quy tắc nắm bàn tay trái như sau: Nắm bàn tay trái với các đường sức từ sẽ được hướng vào phía trong lòng bàn tay. Hướng chiều dòng điện sẽ được biểu thị bằng chiều từ cổ tay cho đến ngón tay giữa và ngón tay cái choãi ra góc 90 độ sẽ là biểu thị cho chiều của lực điện từ cần tìm.

Bài tập vận dụng đơn giản quy tắc nắm tay trái

Áp dụng quy tắc bàn tay trái đã được học để làm được những bài tập vận dụng một cách nhanh chóng và dễ dàng nhất. Những bài tập vận dụng bạn nên tham khảo qua để thành thạo hơn khi sử dụng quy tắc nắm tay trái bao gồm:

Bài 1

Có một bóng đèn của máy thu hình được vẽ mặt cắt thẳng đứng như hình sau, ta có thể thấy biểu diễn của chùm e tới chiếu vào điểm M màn huỳnh quang là điểm AA. Qua đó, để định hướng được chùm e trong bóng đèn theo phương ngang là lần lượt các ống L1,L2. Bạn hãy xác định chiều của lực điện từ trong các e ở chùm e chuyển động từ điểm A đến A’ là gì?

1. Có chiều thẳng với góc của mặt phẳng tờ giấy theo hướng từ trước ra sau.
2. Có chiều so với mặt phẳng của tờ giấy là từ dưới lên phía trên.
3. Có chiều so với mặt phẳng của tờ giấy là từ trên xuống phía dưới.
4. Có chiều thẳng với góc của mặt phẳng tờ giấy theo hướng từ sau tới trước.

Hướng dẫn giải: Chọn đáp án D

Áp dụng quy tắc nắm bàn tay trái để giải và biết được chiều của lực điện từ qua các dữ liệu đã cho như hướng chuyển động các e ngược với hướng của dòng điện hay từ A’ tới A. 

Bài 2

Đặt trong từ trường với đường sức từ có góc vuông với mặt phẳng MCDN và dây dẫn AB có khả năng trượt tự do ở trên các đường thanh ray dẫn điện lần lượt là MC và ND. Chiều hướng được cung cấp bằng mắt nhìn theo phía mắt người quan sát là chiều đi về phía sau mặt tờ giấy. Vậy hãy cho biết rằng hướng mà thanh AB sẽ chuyển động?

1. Chuyển động theo chiều hướng F1
2. Chuyển động theo hướng F3
3. Chuyển động theo chiều hướng F2
4. Chuyển động theo hướng F4

Hướng dẫn giải: Chọn đáp án A với cách giải là sử dụng quy tắc nắm bàn tay trái để biết được hướng lực điện từ F1 sẽ là hướng mà thanh AB chuyển động.

Bài 3

Hãy xác định các chiều của đường sức từ và điện từ, dòng điện trong các trường hợp ở dưới hình sau. Qua đó, gọi tên từ cực có trong các hình. Dữ liệu cho biết rằng kí hiệu () là vectơ có mặt phẳng quan sát có phương vuông góc và chiều cách xa so với người quan sát. Kí hiệu (+) là vectơ có mặt phẳng quan sát vuông góc với phương và có chiều hướng về với người quan sát.

Hướng dẫn giải: 

Chiều của lực điện từ F, chiều đường sức từ cũng như chiều của dòng điện I,… ta phải vận dụng theo quy tắc nắm bàn tay trái đã được học để xác định một cách chính xác nhất.

Có thể bạn quan tâm:

• Định lý Talet – Khái niệm và những hệ quả cơ bản
• Định lý Pytago – Tổng hợp kiến thức định lý Pytago

Kết luận

Quy tắc bàn tay trái sẽ là một quy luật hàng đầu để giúp học sinh chinh phục được Vật lý một cách hoàn thiện và nhanh chóng. Hiểu rõ hơn về phát biểu quy tắc cũng như những ứng dụng, cách xác định và duy trì làm bài tập vận dụng để có một kiến thức chuyên sâu hơn. Các bài toán Vật lý bây giờ chỉ là chuyện nhỏ khi đã có quy luật nắm bàn tay trái đồng hành.