Bài giảng Vật lí 12 - Bài học 21: Điện từ trường

Nội dung text: Bài giảng Vật lí 12 - Bài học 21: Điện từ trường

1. BÀI 21 ĐIỆN TỪ TRƯỜNG THPT Lương Ngọc Quyến
2. Welcome!! 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).
3. Tóm Tắt 1.Từ trường biến thiên và điện trường xoáy I MỐI QUAN HỆ GIỮA ĐIỆN 2. Điện trường biến thiên và TRƯỜNG VÀ TỪ TRƯỜNG từ trường II ĐIỆN TỪ TRƯỜNG VÀ 1. Điện từ trường THUYẾT ĐIỆN TỪ MẮC-XOEN 2. Thuyết điện từ Maxwell (Mắc-xoen)
4. I.MỐI QUAN HỆ GIỮA ĐIỆN TRƯỜNG VÀ TỪ TRƯỜNG
5. 1.Từ trường biến thiên và điện trường xoáy I. MỐI -Khi từ trường biến thiên sẽ tạo ra từ trường xoáy QUAN HỆ (E là những đường cong khép kín). GIỮA ĐIỆN TRƯỜNG -Điện trường xoáy là điện trường có đường VÀ TỪ sức là đường cong kín TRƯỜNG -Kết luận: Nếu tại 1 nơi có 1 từ trường biến thiên theo thời gian thì tại nơi đó xuất hiện 1 điện trường xoáy
6. Đọc thêm: Từ trường xoáy I. MỐI Theo định luật Faraday về hiện tượng cảm ứng điện từ, mỗi khi từ thông qua một mạch điện biến thiên thì trong mạch xuất hiện một suất điện động cảm QUAN HỆ ứng. Nếu mạch là một dây dẫn kín, thì trong mạch sẽ xuất hiện dòng điện GIỮA cảm ứng. Suất điện động cảm ứng sẽ xuất hiện trong hai trường hợp: hoặc là mạch đứng yên trong một từ trường biến thiên, hoặc là mạch thẳng chuyển ĐIỆN động trong từ trường. Ở đây, chúng ta chỉ xét trường hợp mạch đứng yên TRƯỜNG trong từ trường biến thiên. Trong mạch có xuất hiện suất điện động, chứng tỏ rằng có những lực lạ (khác với lực tĩnh điện) tác dụng lên điện tích, và VÀ TỪ trong mạch có một trường lực lạ ở đây chính là điện trường. Nếu mạch là TRƯỜNG một dây dẫn kín, thì điện trường này tác dụng lực lên các điện tích và tạo nên dòng điện cảm ứng trong mạch. Lực lạ trong trường hợp này là lực điện trường.
7. Đọc thêm: Từ trường xoáy I. MỐI Ðiện trường này không phải là trường tĩnh điện. Vì trường tĩnh điện là QUAN HỆ trường thế nên lưu số của vectơ trường tĩnh điện dọc theo một đường cong kín phải bằng không. Vì thế, trường tĩnh điện không thể duy trì sự dịch GIỮA chuyển điện tích theo mạch kín, tức là không thể làm xuất hiện suất điện ĐIỆN động. Trái lại, điện trường xuất hiện trong hiện tượng cảm ứng điện từ là điện trường xoáy, có đường sức khép kín. Trường này tác dụng lên những TRƯỜNG phần tử mang điện những lực làm cho chúng dịch chuyển theo những quỹ VÀ TỪ đạo khép kín, do đó làm xuất hiện suất điện động trong mạch. Ðiện trường xoáy có những đặc tính là lưu số của điện trường xoáy theo đường cong kín TRƯỜNG có giá trị khác không, còn lưu số giữa hai điểm thì phụ thuộc vào dạng đường cong mà ta lấy tích phân.
8. Qua thực nghiệm, Maxwell thấy rằng sự xuất hiện của suất điện động trong I. MỐI mạch không phụ thuộc vào trạng thái, bản chất và điều kiện vật lý của vật QUAN HỆ dẫn cấu tạo nên mạch. Ðiều đó chứng tỏ rằng, sự xuất hiện của sức điện động cảm ứng, hay nói khác đi, điện trường xoáy không có liên quan đến GIỮA vật dẫn cấu tạo nên mạch, mà nó được quyết định bởi từ trường. ĐIỆN Tổng quát ta xét trường hợp "mạch" là một đường cong kín bất kỳ đặt trong từ trường. Mỗi khi từ trường biến thiên, từ thông qua diện tích của mạch TRƯỜNG cũng biến thiên. Khi đó, tại mỗi điểm trên đường cong đó xuất hiện điện VÀ TỪ trường xoáy, mà lưu số của điện trường này theo đường cong kín của mạch cho ta sức điện động cảm ứng trong mạch. TRƯỜNG Từ những nhận xét trên đây, Maxwell đã rút ra kết luận quan trọng có tính tổng quát sau: "Mọi từ trường biến thiên theo thời gian đều làm xuất hiện điện trường xoáy".
9. 2. Điện trường biến thiên và từ trường a) Từ trường của mạch dao động I. MỐI QUAN HỆ GIỮA ĐIỆN TRƯỜNG - Xét mạch LC lý tưởng: VÀ TỪ TRƯỜNG Mà - Khi điện trường biến thiên thì tạo ra từ trường.
10. 2. Điện trường biến thiên và từ trường b) Kết luận I. MỐI QUAN HỆ GIỮA ĐIỆN -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 TRƯỜNG bao giờ cũng khép kín. VÀ TỪ TRƯỜNG
11. II. ĐIỆN TỪ TRƯỜNG VÀ THUYẾT ĐIỆN TỪ MẮC- XOEN
12. 1. Điện từ trường II. ĐIỆN TỪ TRƯỜNG VÀ THUYẾT - Điện trường biến thiên và từ trường biến thiên liên ĐIỆN TỪ quan mật thiết với nhau, là 2 thành phần của một trường thống nhất gọi là trường điện từ hay điện từ MẮC-XOEN trường.
13. 2. Thuyết điện từ Maxwell (Mắc-xoen) II. ĐIỆN TỪ TRƯỜNG Maxwell đã xây dựng được hệ thống 4 phương trình đề cập đến mối quan hệ giữa: VÀ THUYẾT ĐIỆN TỪ - Điện tích, điện trường, dòng điện và từ trường; - Sự biến thiên của từ trường theo thời gian và điện trường MẮC-XOEN xoáy; - Sự biến thiên của từ điện trường theo thời gian và từ trường.
14. 2. Thuyết điện từ Maxwell (Mắc-xoen) II. ĐIỆN TỪ Hai luận điểm của Maxwell (đọc thêm) TRƯỜNG VÀ THUYẾT - Luận điểm 1: Bất kỳ một từ trường nào biến đổi theo thời gian đều sinh ra một điện trường xoáy. ĐIỆN TỪ - Luận điểm 2: Bất kỳ một điện trường nào biến đổi MẮC-XOEN theo thời gian cũng sinh ra một từ trường.
15. II. ĐIỆN TỪ TRƯỜNG VÀ THUYẾT ĐIỆN TỪ MẮC-XOEN James Clerk Maxwell (13 tháng 6 năm 1831 – 5 tháng 11 năm 1879)
16. Điện trường Điện trường hệ điện tích điểm
17. Điện trường Điện trường thanh dài tích điện
18. Điện trường Điện trường vành tròn tích điện
19. Điện trường & điện thế Điện thế hệ các điện tích điểm
20. Điện trường & điện thế Điện thế thanh tích điện đều
21. Điện trường & điện thế Điện thế vành tròn tích điện
22. Điện trường & điện thế Điện trường và điện thế vành tròn tích điện
23. Điện trường của vật dẫn tích điện Hệ vật dẫn gồm hai bản phẳng song song Hệ vật quả cầu - bản phẳng Hệ tương tác giữa hai quả cầu kim loại Hệ hai quả cầu kim loại nối liền nhau
24. Điện trường của vật dẫn tích điện Phân bố điện tích trên hai quả cầu kim loại Vật dẫn có hình dạng phức tạp
25. Thank you