Từ trường & Lực từ Vật Lí 12
Tài liệu Từ trường & Lực từ Vật Lí 12 trong Kho Tài Liệu Vàng LUKATO.
LUKATO AI · LUKATO Edutainment
DAILY CONCEPT PAPER · VIETNAMESE HIGH SCHOOL · study.thptai.kr
LUKATO AI · HỌC 10 PHÚT MỖI NGÀY · Vật Lí · Chủ đề 05 · Từ trường & Lực từ
01 / 14
VẬT LÍ · CHỦ ĐỀ 05 ĐIỆN TỪ HỌC
Từ trường
& Lực từ
Vật Lí 12
Đường sức từ · Từ trường của dòng điện · Lực Ampere F = BIl\sin\alpha · Lực Lorentz f = |q|vB\sin\alpha · Quy tắc Bàn tay trái · Chuyển động tròn đều
Chào mừng em đến với chương Điện từ học . Trong chương trình GDPT 2018 mới, phần này được chuyển lên lớp 12 và là một trong những trọng tâm lớn nhất của đề thi THPTQG 2026. Chúng ta sẽ tạm biệt các phân tử khí để bước vào thế giới của Nam châm, Dòng điện và Lực từ.
Phần này có rất nhiều công thức và quy tắc xét chiều. Lỗi sai "kinh điển" nhất của học sinh là nhầm lẫn giữa Tay trái và Tay phải . Hôm nay, LUKATO AI sẽ giúp em "đóng đinh" các quy tắc này vào đầu để không bao giờ sai hướng lực từ nữa.
Đối tượng
Lớp 12 THPTQG 2026
Thời lượng
10 phút đọc xuôi 1 lần
Số trang
14 trang 6 khái niệm + 3 tổng kết
HÔM NAY EM SẼ HỌC 6 khái niệm · 3 trang tổng kết
1 Từ trường & Đường sức từ Ra Bắc - Vào Nam TR.02-03
2 Từ trường của dòng điện Quy tắc nắm tay phải TR.04-05
3 Lực Ampere tác dụng lên dây dẫn F = BIl\sin\alpha · Bàn tay trái TR.06-07
4 Lực Lorentz tác dụng lên điện tích f = |q|vB\sin\alpha · Chú ý dấu q TR.08-09
5 Chuyển động của hạt mang điện Quỹ đạo tròn R = \frac{mv}{|q|B} TR.10
6 Chiến thuật 3 Phần THPTQG Phần I / II / III · phân loại câu hỏi TR.11
✓ Tổng kết Bảng so sánh · 10 công thức · 5 sai lầm TR.12-14
LUKATO AI · LUKATO Edutainment
VẬT LÍ · CHỦ ĐỀ 05 · KHÁI NIỆM 1 · TỪ TRƯỜNG · study.thptai.kr
LUKATO AI · HỌC 10 PHÚT MỖI NGÀY · Vật Lí · Chủ đề 05 · Từ trường & Lực từ
02 / 14
01 KHÁI NIỆM 1/2 · TỪ TRƯỜNG LÀ GÌ?
Từ trường — môi trường truyền tương tác từ
Xung quanh một nam châm hoặc một dòng điện luôn tồn tại một môi trường vật chất đặc biệt gọi là Từ trường. Tính chất cơ bản nhất của từ trường là tác dụng lực từ lên một nam châm hay một dòng điện khác đặt trong nó.
⦿ Bản chất của Từ trường
Từ trường là một dạng vật chất tồn tại trong không gian mà biểu hiện cụ thể là sự xuất hiện của lực từ tác dụng lên một dòng điện hay một nam châm đặt trong nó.
Nguồn gốc: Từ trường do các điện tích chuyển động sinh ra. (Dòng điện bản chất là dòng các điện tích chuyển động). Nam châm vĩnh cửu có từ trường cũng là do chuyển động của các electron bên trong nguyên tử.
★ Cảm ứng từ \vec{B}
Để đặc trưng cho sự mạnh yếu và hướng của từ trường tại một điểm, người ta dùng đại lượng vectơ gọi là Cảm ứng từ \vec{B} .
- Đơn vị của cảm ứng từ là Tesla (T) .
- Hướng của \vec{B} tại một điểm là hướng Nam - Bắc của kim nam châm nhỏ nằm cân bằng tại điểm đó.
FIG.01 · Nam châm và kim nam châm thử
⚠ Bẫy lý thuyết cực hay gặp
Đề hỏi: "Điện tích đứng yên có sinh ra từ trường không?"
Đáp án: KHÔNG. Điện tích đứng yên chỉ sinh ra điện trường . Điện tích chuyển động mới sinh ra cả điện trường và từ trường .
LUKATO AI · LUKATO Edutainment
VẬT LÍ · CHỦ ĐỀ 05 · KHÁI NIỆM 1 · ĐƯỜNG SỨC TỪ · study.thptai.kr
LUKATO AI · HỌC 10 PHÚT MỖI NGÀY · Vật Lí · Chủ đề 05 · Từ trường & Lực từ
03 / 14
01 KHÁI NIỆM 2/2 · ĐƯỜNG SỨC TỪ
Đường sức từ — "Ra Bắc, Vào Nam"
Để hình dung từ trường trong không gian, Faraday đã sáng tạo ra khái niệm Đường sức từ. Đây là những đường vẽ trong không gian sao cho tiếp tuyến tại mỗi điểm trùng với hướng của vectơ cảm ứng từ \vec{B} tại điểm đó.
★ 4 Tính chất của Đường sức từ
- Qua mỗi điểm trong không gian chỉ vẽ được một và chỉ một đường sức từ. (Các đường sức từ không bao giờ cắt nhau ).
- Các đường sức từ là những đường cong khép kín hoặc vô hạn ở hai đầu.
- Chiều của đường sức từ tuân theo quy tắc: Ra cực Bắc (N), Vào cực Nam (S) .
- Nơi nào từ trường mạnh thì đường sức từ vẽ dày , nơi nào yếu thì vẽ thưa .
★ Từ trường đều
Là từ trường mà đặc tính của nó giống nhau tại mọi điểm. Các đường sức từ của từ trường đều là những đường thẳng song song, cùng chiều và cách đều nhau . (Ví dụ: Từ trường giữa 2 nhánh của nam châm hình chữ U).
FIG.02 · Từ phổ của nam châm thẳng
⚠ Phân biệt Đường sức từ và Đường sức điện
Đường sức điện (của điện tích đứng yên) là đường không khép kín (xuất phát từ điện tích dương, kết thúc ở điện tích âm). Còn đường sức từ là đường khép kín (đi ra từ cực Bắc, đi vào cực Nam và tiếp tục đi xuyên qua bên trong nam châm từ Nam sang Bắc).
LUKATO AI · LUKATO Edutainment
VẬT LÍ · CHỦ ĐỀ 05 · KHÁI NIỆM 2 · TỪ TRƯỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN · study.thptai.kr
LUKATO AI · HỌC 10 PHÚT MỖI NGÀY · Vật Lí · Chủ đề 05 · Từ trường & Lực từ
04 / 14
02 KHÁI NIỆM 1/2 · TỪ TRƯỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN THẲNG DÀI
Dòng điện thẳng dài — Quy tắc nắm tay phải
Năm 1820, Oersted phát hiện ra dòng điện chạy qua dây dẫn làm lệch kim nam châm. Điều này chứng tỏ dòng điện sinh ra từ trường. Với dây dẫn thẳng dài, đường sức từ là những đường tròn đồng tâm vuông góc với dây dẫn.
⦿ Công thức tính Cảm ứng từ B
Tại một điểm cách dây dẫn thẳng dài một khoảng r, độ lớn cảm ứng từ là:
B = 2 \cdot 10^{-7} \frac{I}{r}
Trong đó:
B: Cảm ứng từ Tesla (T)
I: Cường độ dòng điện Ampe (A)
r: Khoảng cách từ điểm xét đến dây mét (m)
★ Quy tắc Nắm tay phải
Để xác định chiều của đường sức từ:
- Nắm bàn tay phải sao cho ngón cái choãi ra chỉ chiều của dòng điện I .
- Chiều khum của 4 ngón tay còn lại chỉ chiều của đường sức từ .
FIG.03 · Từ trường của dòng điện thẳng dài
⚠ Kí hiệu (•) và (\times)
Trong mặt phẳng giấy 2D:
Dấu (•) : Vectơ hướng từ trong ra ngoài (như mũi tên bắn vào mắt em).
Dấu (\times) : Vectơ hướng từ ngoài vào trong (như đuôi mũi tên bay xa khỏi em).
LUKATO AI · LUKATO Edutainment
VẬT LÍ · CHỦ ĐỀ 05 · KHÁI NIỆM 2 · DÒNG ĐIỆN TRÒN & ỐNG DÂY · study.thptai.kr
LUKATO AI · HỌC 10 PHÚT MỖI NGÀY · Vật Lí · Chủ đề 05 · Từ trường & Lực từ
05 / 14
02 KHÁI NIỆM 2/2 · DÒNG ĐIỆN TRÒN & ỐNG DÂY
Dòng điện tròn và Ống dây — thêm \pi và 4\pi
Khi uốn dây dẫn thành vòng tròn hoặc quấn thành ống dây (solenoid), từ trường ở tâm/bên trong sẽ được tăng cường. Công thức tính B có sự xuất hiện của số \pi.
⦿ Dòng điện tròn (Tại tâm vòng dây)
Khung dây tròn có bán kính R, gồm N vòng dây quấn sát nhau:
B = 2\pi \cdot 10^{-7} \frac{NI}{R}
Quy tắc nắm tay phải: Khum 4 ngón tay theo chiều dòng điện I chạy trên vòng dây, ngón cái choãi ra chỉ chiều của \vec{B} tại tâm.
⦿ Ống dây hình trụ (Bên trong lòng ống)
Ống dây dài l, có N vòng dây. Từ trường bên trong là từ trường đều:
B = 4\pi \cdot 10^{-7} \frac{NI}{l} = 4\pi \cdot 10^{-7} nI
(Với n = N/l là số vòng dây trên 1 mét chiều dài).
FIG.04 · Ống dây mang dòng điện
⚠ Mẹo nhớ công thức
Dây thẳng: 2 \cdot 10^{-7} (không có \pi).
Dây tròn: 2\pi \cdot 10^{-7} (hình tròn có \pi).
Ống dây: 4\pi \cdot 10^{-7} (ống dây là vòng tròn kéo dài, gấp đôi lên thành 4\pi).
LUKATO AI · LUKATO Edutainment
VẬT LÍ · CHỦ ĐỀ 05 · KHÁI NIỆM 3 · LỰC AMPERE · study.thptai.kr
LUKATO AI · HỌC 10 PHÚT MỖI NGÀY · Vật Lí · Chủ đề 05 · Từ trường & Lực từ
06 / 14
03 KHÁI NIỆM 1/2 · LỰC TỪ TÁC DỤNG LÊN DÂY DẪN
Lực Ampere — F = BIl\sin\alpha
Khi đặt một đoạn dây dẫn mang dòng điện vào trong từ trường, từ trường sẽ tác dụng một lực lên đoạn dây đó. Lực này gọi là Lực từ (hay Lực Ampere). Đây là nguyên lý hoạt động của động cơ điện (quạt máy, xe điện).
⦿ Công thức độ lớn Lực Ampere
F = BIl\sin\alpha
Trong đó:
F: Lực từ tác dụng lên dây Newton (N)
B: Cảm ứng từ Tesla (T)
I: Cường độ dòng điện Ampe (A)
l: Chiều dài đoạn dây nằm trong từ trường mét (m)
\alpha: Góc hợp bởi vectơ \vec{B} và chiều dòng điện I.
★ Các trường hợp đặc biệt của góc \alpha
Nếu dây dẫn song song với đường sức từ (\alpha = 0^\circ hoặc 180^\circ): \sin\alpha = 0 \Rightarrow \mathbf{F = 0}. (Không có lực từ).
Nếu dây dẫn vuông góc với đường sức từ (\alpha = 90^\circ): \sin 90^\circ = 1 \Rightarrow \mathbf{F_{max} = BIl}.
① Bài mẫu · Tính lực Ampere
Đề: Một đoạn dây dẫn thẳng dài 20 cm mang dòng điện 5 A được đặt trong một từ trường đều có cảm ứng từ B = 0{,}4 T. Dây dẫn hợp với hướng của đường sức từ một góc 30^\circ. Tính lực từ tác dụng lên đoạn dây.
Giải chi tiết:
- Đổi đơn vị chiều dài:
l = 20 \text{ cm} = 0{,}2 \text{ m}.
- Xác định các đại lượng:
B = 0{,}4 T, I = 5 A, \alpha = 30^\circ.
- Áp dụng công thức:
F = BIl\sin\alpha
F = 0{,}4 \cdot 5 \cdot 0{,}2 \cdot \sin(30^\circ)
- Bấm máy:
\sin(30^\circ) = 0{,}5
F = 0{,}4 \cdot 0{,}5 = 0{,}2 N.
Đáp án: Lực từ tác dụng lên dây là 0{,}2 N.
LUKATO AI · LUKATO Edutainment
VẬT LÍ · CHỦ ĐỀ 05 · KHÁI NIỆM 3 · QUY TẮC BÀN TAY TRÁI · study.thptai.kr
LUKATO AI · HỌC 10 PHÚT MỖI NGÀY · Vật Lí · Chủ đề 05 · Từ trường & Lực từ
07 / 14
03 KHÁI NIỆM 2/2 · QUY TẮC BÀN TAY TRÁI (LỰC AMPERE)
Quy tắc Bàn tay trái — xác định chiều của Lực từ
Lực Ampere \vec{F} luôn vuông góc với mặt phẳng chứa đoạn dây I và vectơ \vec{B}. Để xác định chính xác chiều của \vec{F}, ta BẮT BUỘC phải dùng bàn tay TRÁI. Đừng nhầm với tay phải (dùng để tìm chiều \vec{B}).
FIG.05 · Mô phỏng Quy tắc Bàn tay trái
⦿ 3 Bước đặt Bàn tay trái
- Xòe bàn tay TRÁI , hứng các đường sức từ \vec{B} xuyên vào lòng bàn tay .
- Xoay bàn tay sao cho chiều từ cổ tay đến ngón tay giữa chỉ chiều của dòng điện I .
- Khi đó, ngón tay cái choãi ra 90^\circ chỉ chiều của lực Ampere \vec{F} tác dụng lên đoạn dây.
⚠ Lỗi sai "vào phòng thi quên hết"
Học sinh hay nhầm: "Ngón cái chỉ I hay chỉ F?".
Mẹo nhớ: Ngón cái là ngón to nhất, khỏe nhất \Rightarrow Nó đại diện cho LỰC (F) . Các ngón dài chỉ dòng điện (I). Lòng bàn tay dùng để "hứng" từ trường (B).
LUKATO AI · LUKATO Edutainment
VẬT LÍ · CHỦ ĐỀ 05 · KHÁI NIỆM 4 · LỰC LORENTZ · study.thptai.kr
LUKATO AI · HỌC 10 PHÚT MỖI NGÀY · Vật Lí · Chủ đề 05 · Từ trường & Lực từ
08 / 14
04 KHÁI NIỆM 1/2 · LỰC TỪ TÁC DỤNG LÊN ĐIỆN TÍCH BAY
Lực Lorentz — f = |q|vB\sin\alpha
Dòng điện bản chất là dòng các điện tích chuyển động. Lực Ampere tác dụng lên dây dẫn thực chất là tổng hợp các lực từ tác dụng lên từng hạt điện tích chuyển động bên trong dây. Lực tác dụng lên một hạt điện tích gọi là Lực Lorentz.
⦿ Công thức độ lớn Lực Lorentz
f = |q|vB\sin\alpha
Trong đó:
f: Lực Lorentz Newton (N)
|q|: Độ lớn điện tích của hạt Coulomb (C)
v: Vận tốc của hạt m/s
B: Cảm ứng từ Tesla (T)
\alpha: Góc hợp bởi vectơ vận tốc \vec{v} và vectơ \vec{B}.
⚠ Chú ý trị tuyệt đối của |q|
Lực là một đại lượng có độ lớn luôn dương. Do đó, trong công thức tính độ lớn, ta phải lấy trị tuyệt đối của điện tích q . (Ví dụ electron có q = -1{,}6 \cdot 10^{-19} C thì |q| = 1{,}6 \cdot 10^{-19} C).
① Bài mẫu · Tính lực Lorentz lên Electron
Đề: Một electron bay vào trong một từ trường đều có cảm ứng từ B = 0{,}5 T với vận tốc v = 10^6 m/s theo phương vuông góc với đường sức từ. Tính độ lớn lực Lorentz tác dụng lên electron. Biết điện tích electron là q_e = -1{,}6 \cdot 10^{-19} C.
Giải chi tiết:
- Xác định góc \alpha:
"Vuông góc với đường sức từ" \Rightarrow \alpha = 90^\circ \Rightarrow \sin 90^\circ = 1.
- Lấy trị tuyệt đối điện tích:
|q| = |-1{,}6 \cdot 10^{-19}| = 1{,}6 \cdot 10^{-19} C.
- Áp dụng công thức:
f = |q|vB\sin\alpha
f = (1{,}6 \cdot 10^{-19}) \cdot 10^6 \cdot 0{,}5 \cdot 1
- Bấm máy:
f = 0{,}8 \cdot 10^{-13} N.
Đáp án: Lực Lorentz là 8 \cdot 10^{-14} N.
LUKATO AI · LUKATO Edutainment
VẬT LÍ · CHỦ ĐỀ 05 · KHÁI NIỆM 4 · QUY TẮC BÀN TAY TRÁI (LORENTZ) · study.thptai.kr
LUKATO AI · HỌC 10 PHÚT MỖI NGÀY · Vật Lí · Chủ đề 05 · Từ trường & Lực từ
09 / 14
04 KHÁI NIỆM 2/2 · QUY TẮC BÀN TAY TRÁI (LỰC LORENTZ)
Quy tắc Bàn tay trái — cẩn thận với dấu của điện tích!
Tương tự Lực Ampere, ta dùng bàn tay trái để xác định chiều Lực Lorentz. Tuy nhiên, có một cái bẫy cực lớn ở đây: chiều của lực phụ thuộc vào việc hạt mang điện tích dương (Proton) hay âm (Electron).
FIG.06 · Lực Lorentz trên điện tích dương và âm
⦿ 3 Bước đặt Bàn tay trái (Lorentz)
- Xòe bàn tay TRÁI , hứng các đường sức từ \vec{B} xuyên vào lòng bàn tay .
- Xoay bàn tay sao cho chiều từ cổ tay đến ngón tay giữa chỉ chiều của vận tốc \vec{v} .
- Xét dấu điện tích q:
Nếu \mathbf{q > 0} (Proton, ion dương): Lực \vec{f} cùng chiều ngón cái choãi ra 90^\circ.
Nếu \mathbf{q ngược chiều ngón cái choãi ra 90^\circ$.
⚠ Bẫy "Electron"
Đề thi rất thích cho hạt bay vào là Electron . Học sinh hì hục đặt tay trái, ngón cái chỉ lên trên, khoanh ngay đáp án "Hướng lên". SAI! Vì electron mang điện âm, lực thực tế phải hướng xuống (ngược chiều ngón cái).
LUKATO AI · LUKATO Edutainment
VẬT LÍ · CHỦ ĐỀ 05 · KHÁI NIỆM 5 · CHUYỂN ĐỘNG TRÒN ĐỀU · study.thptai.kr
LUKATO AI · HỌC 10 PHÚT MỖI NGÀY · Vật Lí · Chủ đề 05 · Từ trường & Lực từ