Lực từ và phép đo cảm ứng từ

Lực từ $\vec F$ tác dụng lên đoạn dây thẳng mang dòng điện có phương vuông góc với đoạn dây và vuông góc với $\vec B$. Để xác định chiều, dùng quy tắc bàn tay trái: đặt bàn tay trái sao cho $\vec B$ hướng vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến các ngón tay trùng với chiều dòng điện; ngón cái choãi ra 90° chỉ chiều lực từ. Cần đặt bàn tay theo đúng ba dữ kiện của hình. Nếu đảo riêng chiều dòng điện hoặc riêng chiều $\vec B$, lực đổi chiều; nếu đồng thời đảo cả hai thì lực giữ nguyên.

Thực nghiệm cho thấy lực từ tỉ lệ với cảm ứng từ $B$, cường độ dòng điện $I$, chiều dài $l$ của phần dây nằm trong từ trường và $\sin\alpha$: $$F=BIl\sin\alpha.$$ Trong đó, $\alpha$ là góc giữa chiều dòng điện và $\vec B$, không phải góc giữa lực với từ trường. Hai trường hợp đặc biệt: - Dây song song hoặc ngược chiều $\vec B$: $\alpha=0^\circ$ hoặc $180^\circ$, nên $F=0$. - Dây vuông góc $\vec B$: $\alpha=90^\circ$, nên lực lớn nhất, $F=BIl$. Đơn vị của cảm ứng từ là tesla (T). Một tesla là độ lớn của từ trường đều gây lực 1 N lên đoạn dây dài 1 m mang dòng điện 1 A đặt vuông góc với từ trường.

Để đo $B$, đặt đoạn dây vuông góc với từ trường để $\sin\alpha=1$, rồi đo lực $F$, cường độ dòng điện $I$ và chiều dài hữu hiệu $l$: $$B=\frac{F}{Il}.$$ Nếu dùng khung có nhiều cạnh cùng chịu lực theo một chiều, $l$ phải là tổng chiều dài hữu hiệu của các đoạn đó. Khi lực được suy từ độ thay đổi số chỉ cân, cần phân biệt lực tác dụng lên dây với phản lực tác dụng lên nam châm; về độ lớn, $F=|\Delta m|g$. Khi thay đổi $I$ và giữ các đại lượng khác không đổi, đồ thị $F$ theo $I$ gần là đường thẳng. Độ dốc của đường thẳng bằng $Bl$ trong trường hợp dây vuông góc.