Quy tắc nắm tay phải – Khái niệm, bài tập ứng dụng

Quy tắc nắm tay phải được vận dụng rất nhiều trong các bài toán tìm ra chiều của đường sức từ có trong dòng điện. Với cách sử dụng cũng như quy tắc vô cùng dễ dàng khiến việc chinh phục các bài giải khó không còn là vấn đề. Để áp dụng được quy tắc thì phải hiểu rõ khái niệm quy tắc cũng như cách ứng dụng để trở nên thành thạo, nhanh chóng hơn.

Phát biểu quy tắc nắm tay phải

Quy tắc nắm tay phải – Nắm bàn tay phải vào khi đó ngón tay cái có chiều hướng dọc theo dây dẫn của dòng điện choãi ra. Khi đó thì ngón tay cái chỉ ra hướng cần tìm của dòng điện và các ngón tay còn lại thì chỉ theo chiều của đường sức từ của dòng điện đó.

Phát biểu Quy tắc nắm tay phải chính xác nhất 
Phát biểu Quy tắc nắm tay phải chính xác nhất

Sử dụng quy tắc bàn tay phải

Khi sử dụng quy tắc nắm tay phải trong Vật lý thì phải thực sự hiểu được khái niệm đã nêu và cách thực hành đúng chuẩn như quy tắc. Nếu đã hiểu rõ thì theo bằng mắt nhìn sẽ thấy được chiều của các dòng điện và đường sức từ một cách dễ dàng với các ngón tay ở tay phải. Cách sử dụng quy tắc nắm bàn tay phải cực chuẩn như sau:

  • Quy tắc bàn tay phải là quy tắc có mục đích giúp xác định chiều của dòng điện khi có dữ liệu về chiều của cảm ứng từ có trong dòng điện đó. Ngược lại, cũng có thể biết được chiều của những đường cảm ứng từ thông qua việc biết chiều của dòng điện.
  • I được biểu hiện qua dấu chấm tròn ở dòng điện và B từ trong ra ngoài, chiều của I hay B từ ngoài vào sẽ được chỉ bằng dấu cộng.

Sử dụng quy tắc nắm bàn tay phải sao cho chuẩn xác
Sử dụng quy tắc nắm bàn tay phải sao cho chuẩn xác

Ứng dụng quy tắc nắm bàn tay phải dễ dàng

Với quy tắc nắm tay phải đã nêu ở trên và biết được cách sử dụng của nó thì chắc hẳn mọi người sẽ thấy được lợi ích của quy tắc này. Với cực nhiều ứng dụng của quy tắc này trong việc xác định chiều và hướng liên quan đến dòng điện, hãy cùng khám phá và biết được cách xác định cực dễ dàng tại đây nhé.

Xác định chiều từ trường có trong dây dẫn thẳng dài

Khi xác định chiều từ trường có trong dây dẫn thẳng dài thì nên biết rằng với dòng điện chạy ở dây dẫn này thì đường sức từ sẽ được xác định là đường tròn có tâm O và có hướng vuông góc với dòng điện. Ta xác định được đường sức từ có trong dây dẫn điện này bằng cách sử dụng quy tắc của Fleming như sau:

Đầu tiên, nắm bàn tay phải sao cho đúng với quy tắc đã nêu, ngón tay cái choãi ra theo hướng dọc của dây dẫn I. Bằng mắt nhìn ta có thể thấy chiều ở điểm Q sẽ theo hướng mà ngón cái chỉ, và chiều của đường sức từ trên đường tròn của dây dẫn I sẽ biểu thị bằng hướng của các ngón còn lại.

Công thức để sử dụng tính độ lớn của cảm ứng từ có trong dòng điện là:

B=2 .10-7.Ir

Với: 

  • I: cường độ dòng điện với đơn vị là (A)
  • r: khoảng cách được tính từ điểm cần tính (m)
  • B: Độ lớn cảm ứng từ  tính tại điểm 

Xác định hướng từ trường dòng điện dây dẫn hình vòng tròn

Tại các dây dẫn có hình vòng tròn thì có thể thấy được rằng có hai loại đường sức từ đó là: đường sức từ dạng hình tròn đi qua dây dẫn và đường sức từ đi qua tâm dây dẫn.

Đường thẳng dài vô hạn của dòng điện là đường sức từ mà đi qua tâm của vòng tròn dây dẫn ấy. Còn lại những đường sức từ khác là tổng hợp các đường cong từ cực Nam đi vào và chiều từ cực Bắc là đi ra tại dòng điện tròn ấy.

Ta có thể nhớ được công thức dùng để tính độ lớn cảm ứng từ ở dòng điện dây dẫn tròn có tâm O là:

B=2.10-7N.Ir

Với các kí hiệu được hiểu là:

  • N: số lượng vòng tròn của dây dẫn điện
  • B: Độ lớn của đường cảm ứng từ tính tại điểm đó
  • I: Cường độ dòng điện đơn vị là (A)
  • r: Bán kính của vòng hình tròn ở dây dẫn có đơn vị là (m)

Xác định hướng của từ trường của dòng điện có dây dẫn hình tròn
Xác định hướng của từ trường của dòng điện có dây dẫn hình tròn

Xác định hướng các cực nam châm thứ quy tắc nắm tay phải

Quy tắc nắm bàn tay phải như đã nêu ở trên là từ dữ liệu đã cho về chiều dòng điện ta có thể xác định được chiều của từ trường và ngược lại. Vậy, các cực của nam châm thứ cũng được xác định hướng dễ dàng từ việc áp dụng quy tắc nắm bàn tay phải.

Biết được hướng của từ trường dòng điện ở ống dây hình trụ

Khi xác định hướng của từ trường có trong ống dây hình trụ thì ta phải xác định được các đường sức từ tại trường hợp này là những đường có chiều thẳng song song. Ta có thể xác định chiều theo quy tắc nắm bàn tay phải với cách áp dụng như sau:

Khi biết được chiều dòng điện quấn trên ống dây dẫn thì nắm bàn tay phải với các ngón tay nắm trùng với chiều đó. Ngón tay cái sẽ choãi ra và đó là hướng của đường sức từ của dòng điện nó có chiều đi từ Nam đi vào và ra ở mặt Bắc.

Áp dụng công thức để tính độ lớn của cảm ứng từ có trong lòng ống dây hình trụ đó là:

B=4.10-7..N.Il

Công thức có những ký tự riêng được quy định một cách rõ ràng. Với các ký hiệu được hiểu trong đó là:

  • B: độ lớn của cảm ứng từ được tính từ điểm cần tính
  • N: số lượng vòng có trong dây dẫn điện
  • I: Cường độ của dòng điện đơn vị là (A)
    l: chiều dài của ống dây dẫn hình trụ có đơn vị là (m)
  • r: Bán kính của vòng dây dẫn hình trụ (m)

Định hướng chiều điện từ trong ống dây dẫn và nam châm thứ 

Quy tắc bàn tay phải ngoài những tác dụng trên thì còn được biết là xác định chiều đường sức từ có ở ống dây dẫn hình trụ. Xác định được các chiều của ống dây dẫn cụ thể là chiều Nam và Bắc một cách chuẩn xác.

Đối với nam châm thứ nhỏ thì theo nguyên lý, các nam châm khi đặt vào gần ống dây dẫn có chiều trái nhau sẽ bị ống dây dẫn hút vào. Ngược lại thì khi đặt ống dây dẫn và nam châm có cùng dấu với nhau thì sẽ đẩy nhau.

Định hướng chiều của dòng điện có trong ống dây dẫn và nam châm thứ
Định hướng chiều của dòng điện có trong ống dây dẫn và nam châm thứ

Bài tập vận dụng quy tắc nắm tay phải

Khi đã hiểu hết về các cách ứng dụng quy tắc nắm tay phải thì bạn nên vận dụng kiến thức của mình để giải bài toán vận dụng sau để nắm chắc hơn:

Cho một đoạn dây dẫn điện thẳng AB và đặt gần một dây dẫn có dòng điện như hình bên dưới ( có ký hiệu là AB ở phía đầu điểm M). Hãy cho biết lực điện từ tác dụng lên đoạn dây dẫn AB như thế nào khi cho dòng điện theo chiều từ A đến B chạy qua AB? Điền vào đáp án đúng trong những đáp án sau:

  1. Lực từ có phương thẳng đứng từ trên xuống dưới dây dẫn.
  2. Lực từ dòng điện có phương thẳng từ phía dưới lên trên.
  3. Lực từ có phương song song chạy theo cuộn dây và có hướng xa với đầu điểm M.
  4. Lực từ có phương song song chạy theo cuộn dây và có hướng gần với đầu điểm M.

Hướng dẫn giải: Chọn đáp án A. Áp dụng quy tắc bàn tay phải đã được học để biết được phương của lực từ. 

Vận dụng quy tắc bàn tay phải để giải bài toán trên
Vận dụng quy tắc bàn tay phải để giải bài toán trên

Kết luận

Quy tắc nắm tay phải được biết là một cách vận dụng thực tế không thể thiếu trong vật lý. Ngoài ra, việc ứng dụng một cách hiệu quả cần đòi hỏi mọi người phải thật sự hiểu rõ về khái niệm cũng như cách ứng dụng sẽ nêu lên một kết quả chính xác hơn. Sự có ích của quy tắc sẽ được nêu cao về sự nhanh chóng cũng như đơn giản giúp hoàn thành bài toán xác định về chiều hướng liên quan đến dòng điện dễ dàng.

BÀI VIẾT LIÊN QUAN

Bài viết gần đây