Bài tập vật lý 11bai tap chuong 4 tu truong

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (219.67 KB, 5 trang )

(1)<div class='page_container' data-page=1>

CHƯƠNG IV: TỪ TRƯỜNG

SƠ ĐỒ CẤU TRÚC CHƯƠNG “TỪ TRƯỜNG”

A. TỪ TRƯỜNG CỦA MỘT SỐ DÒNG ĐIỆN

CHỦ ĐỀ 1: TỪ TRƯỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG DÂY DẪN THẲNG DÀI
I. TÓM TẮT LÝ THUYẾT

- Đường sức từ là những đường trịn đồng tâm nằm trong mặt phẳng vng góc với dịng điện.
- Vecto cảm ứng từ B tại điểm M trên đường sức từ có:

 Điểm đặt: tại điểm M

 Phương: tiếp tuyến với đường sức từ tại điểm M
 Chiều: xác định theo quy tắc nắm tay phải
 Độ lớn:

II. BÀI TẬP VẬN DỤNG

Bài 1: dịng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài vơ hạn có độ lớn 10A đặt
trong chân khơng. Tính cảm ứng từ tại điểm cách dây 50cm.

I

BM

O r M

Từ trường

ĐT chuyển động Tác dụng lực lên ĐT chuyển

động đặt trong nó.

Các định nghĩa Từ trường của một

số dịng điện

Từ
trường

Nguyên lý chồng
chất từ trường
Cảm

ứng từ

Lực từ 
Đường

sức từ

Từ
trường

đều

Dòng
điện
thẳng

dài

Dòng
điện
tròn

Dòng
điện
hình
trụ

Lực từ tác dụng
lên phần tử dịng

điện

Lực tương tác
giữa hai dây dẫn
song song mang

dòng điện

Lực từ tác dụng
lên khung dây
mang dòng điện

Lực từ tác dụng
lên hạt mang điện

chuyển động

</div>
(2)<div class='page_container' data-page=2>

I

BM

O r

Bài 2: Tại một điểm cách dây dẫn thẳng dài vơ hạn mang dịng điện 5A có cảm ứng từ 0, 4 T . Nếu cường độ
dịng điện trong dây dẫn tăng thêm 10A thì cảm ứng từ tại điểm đó là bao nhiêu?

Bài 3: Dịng điện thẳng có cường độ I = 5A đặt trong khơng khí. 
a. Tính cảm ứng từ tại điểm M cách dịng điện 2cm.

b. Tại điểm N trong khơng khí có cảm ứng từ 10-6T. Tính khoảng cách từ N đến dịng điện.

CHỦ ĐỀ 2: TỪ TRƯỜNG CỦA DỊNG ĐIỆN TRỊN
I. TĨM TẮT LÝ THUYẾT

- Cảm ứng từ B tại tâm vịng dây có:
 Điểm đặt: tạo tâm O
 Phương: vng góc với vòng dây

 Chiều: xác định theo quy tắc vào Nam ra Bắc
 Độ lớn:

BÀI TẬP VẬN DỤNG

Bài 1: Một khung dây tròn gồm 2000 vòng, dòng điện 4A chạy qua. Biết R = 20cm. Tính B tại tâm vịng dây.
Bài 2: một cuộn dây có bán kính R = 5cm gồm 100 vịng. Khi có dịng điện chạy qua thì cảm ứng từ tại tâm là

B = 5.10-4T. Tính cường độ dịng điện chạy qua vòng dây.

Bài 3: Một dây dẫn tròn mang dịng điện 20A, tâm vịng dây có cảm ứng từ có cảm ứng từ 0, 4 T . Nếu dòng
điện qua vòng dây giảm 5A so với ban đầu thì cảm ứng từ tại tâm vịng dây là bao nhiêu?

CHỦ ĐỀ 3: TỪ TRƯỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG ỐNG DÂY
- Từ trường trong ống dây là từ trường đều

- Cảm ứng từ B trong lòng ống dây có:
 Điểm đặt: điểm đang xét

 Phương: song song với trục ống dây
 Chiều: xác định theo quy tắc nắm tay phải
 Độ lớn:

BÀI TẬP VẬN DỤNG

Bài 1: Một ống dây điện dài 20cm, đường kính 5cm có dịng điện 20A chạy qua. Biết ống dây có 400 vịng.
a. Tính cảm ứng từ trong ống dây

b Tính chiều dài của dây quấn trên ống.

Bài 2: Một ống dây gồm 2000 vịng có dịng điện 1A chạy qua, biết ống dây dài 50cm.
a. Tính cảm ứng từ trong lòng ống dây

b. Biết chiều dài dây quấn trên ống là 200m. Tính đường kính ống dậy

Bài 3: Một dây đồng có đường kính d = 0,8mm được phủ sơn cách điện rất mỏng. người ta dùng dây này để
quấn ống dây có đường kính D = 2cm, dài l = 40cm. Nếu muốn từ trường trong ống dây có cảm ứng từ B =
6,28.10-3T thì phải đặt ống dây vào hiệu điện thế bao nhiêu? Biết điện trở suất đồng 1,76.10-8 .m

CHỦ ĐỀ 4: NGUYÊN LÝ CHỒNG CHÂT TỪ TRƯỜNG

1 2

B B B
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  

Nếu B1 B2

 

  thì B = B1+ B2

Nếu B1 B2

 

  thì B = B1- B2

Nếu B1 B2

 

thì 2 2

1 2

B B B
Nếu B1



và B2



hợp nhau góc  thì 2 2 2

1 2 2 1 2 os

B B B  B B c 

CHÚ Ý: - Để đơn giản trong quá trình làm bài tập và biểu diễn từ trường, ta quy ước như sau : 
- : có phương vng góc với mặt phẳng biểu diễn , chiều đi vào .

- : có phương vng góc với mặt phẳng biểu diễn , chiều đi ra .

- Ví dụ :

BÀI TẬP VẬN DỤNG

Bài 1: Hai dây dẩn thẳng song song dài vô hạn đặt tại A, B cách nhau 10cm trong khơng khí . Dòng điện chạy

I I

l - N vòng

BM

M
r

I BM

M
r

</div>
(3)<div class='page_container' data-page=3>

B



N
M

B



a. Điểm A là trung điểm AB

b. Điểm B cách dây 1 đoạn 4 cm cách dây 2 đoạn 14 cm
c. Điểm N cách dây 1 đoạn 8 cm và cách dây 2 đoạn 6 cm .

Bài 2: Hai dây dẫn thẳng song song dài vơ hạn đặt trong khơng khí cách nhau 12 cm . Có .
Xác định những vị trí có từ trường tổng hợp bằng khơng khi :

a. Hai dòng điện cùng chiều .
b. Hai dòng điện ngược chiều.

Bài 3: Hai dòng điện cường độ là I1 = 3A và I2 = 2A chạy cùng chiều trong hai dây dẫn song song và cách nhau

50cm. Xác định cảm ứng từ tại:

a. Điểm M cách I1 30cm và cách I2 là 20cm

b. Điểm N cách dòng I1 là 30 cm và cách dòng I2 là 40cm.

Bài 4: Cho hai vịng dây trịn có R1 = 10cm và R2 = 2cm, có I1 = 2A và I2 = 1A chạy qua. Hai vòng dây tròn

được đặt đồng tâm trong mặt phẳng nằm ngang có I1 và I2 ngược chiều. Xác định cảm ứng từ tổng hợp tại tâm

vòng dây.

Bài 5: Hai dây dẫn thẳng, dài song song cách nhau 32 (cm) trong khơng khí, dịng điện chạy trên dây 1 là I1 = 5 (A), dòng

điện chạy trên dây 2 là I2 = 1 (A) ngược chiều với I1. Điểm M nằm trong mặt phẳng của hai dây và cách đều hai dây. Tính

cảm ứng từ tại M.

ĐS: 7,5.10-6 (T)

B. LỰC TỪ

CHỦ ĐỂ 5: LỰC TỪ TÁC DỤNG LÊN DÂY DẪN MANG DÒNG ĐIỆN
- Khi dây dẫn có dịng điện đặt trong từ trường thì nó sẽ chịu tác dụng lực
từ F có các đặc điểm sau:

 Điểm đặt: Tại trung điểm của đoạn dây
 Phương: Vng góc với mặt phẳng chứa Il


 và B
 Chiều: Xác định theo quy tắc bàn tay trái

 F = B.I.l.sin với

Chú ý: Để giải dạng bài tập về lực từ tác dụng lên dây dẫn mang dịng điện thì :
- Xác định tất cả các lực tác dụng lên dòng điện

- Viết phương trình theo định luật II Niu-ton:



F ma  
- Tìm hợp lực theo quy tắc hình bình hành

- Giải phương trình để tìm các đại lượng theo yêu cầu bài toán.

BÀI TẬP VẬN DỤNG

Bài 1: Thanh kim loại CD có chiều dài l = 20cm, khối lượng 2g được đặt vng góc với
hai thanh ray song song nằm ngang và nối với nguồn điện. Hệ thống được đặt trong từ
trường đều có cảm ứng từ B hướng thẳng đứng xuống dưới và B = 0,2T. Hệ số ma sát
giữa hanh CD và thanh ray là 0,1. Lấy g = 10m/s2. Biết thanh CD trượt sang trái với

gia tốc a = 3m/s2. Xác định chiều và độ lớn cường độ dòng điện I qua thanh CD.

Bài 2: Một đoạn dây dẫn dài 5cm đặt trong từ trường đều và vng góc với vecto cảm ứng từ.

Dịng điện chạy qua dây có cường độ 0,75A. lực từ tác dụng lên đoạn dây đó là 3.10-2N. Tính độ lớn

cảm ứng từ B.

Bài 3 : Treo một thanh đồng có chiều dài l=5cm và có khối lượng 5g vào hai sợi dây thẳng đứng cùng chiều
dài trong một từ trượng đều có B=0,5T và có chiều thẳng đứng từ dưới lên trên .Cho dịng điện một chiều
có cường độ dịng điện I =2A chạy qua thanh đồng thì thấy dây treo bị lệch so với phương thẳng đứng một
góc a .Xác định góc lệch a của thanh đồng so với phương thẳng đứng?

ÑS: a=450

Bài 4: Một đoạn dây dẫn dài 0,5m đặt trong từ trường đều sao cho dây dẫn hợp với cảm ứng từ
B



một góc 450. biết cảm ứng từ B = 2.10-3T và dây dẫn chịu một lực từ F = 4.10-2N. Tính

cường độ dịng điện.

BM

</div>
(4)<div class='page_container' data-page=4>

A
I1

C
I

Bài 5: Một dây dẫn thẳng MN có chiều dài l, khối lượng 0,08kg. dây được treo bằng hai dây dẫn nhẹ thẳng
đứng và đặt trong từ trường đều B vng góc với mặt phẳng chứa MN và dây treo, B = 0,04T.

a. Cho MN = 25cm, I = 16Avà có chiều từ M đến N. Tính lực căng mỗi dây.

b. Để lực căng dây bằng khơng thì chiều và độ lớn dịng điện như thế nào? Lấy g = 10m/s2.

CHỦ ĐỀ 6: LỰC TƯƠNG TÁC GIỮA HAI DÒNG ĐIỆN THẲNG SONG SONG 
- Nếu 2 dòng điện chạy cùng chiều 2 dây hút nhau.

- Nếu 2 dòng điện chạy ngược chiều 2 dây đẩy nhau.
Độ lớn lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn có chiều dài l là:

Trong đó : là cường độ dòng điện chạy qua 2 dây dẫn .
 l là chiều dài 2 dây .

d khoảng cách 2 dây .
BÀI TẬP VẬN DỤNG

Bài 1: Hai dây dẫn thẳng, dài song song đặt trong khơng khí. Dịng điện chạy trong hai dây có cùng
cường độ 1 (A). Lực từ tác dụng lên mỗi mét chiều dài của mỗi dây có độ lớn là 10-6(N). Tính

khoảng cách giữa hai dây.

ĐS: 20 (cm)

Bài 2: Hai dây dẫn dài song song cách nhau 20cm, lực từ tác dụng lên 1m chiều dài mỗi dây là 0,04N. Tìm
cường độ dịng điện mỗi dây. Xét hai trường hợp:

a. I1 = =I2

b. I1 = 2I2

Bài 3: Hai dây dẫn thẳng dài song song đặt trong khơng khí. Dịng điện chạy trong hai dây có cường độ 1A.
Lực từ tác dụng lên mỗi mét chiều dài mỗi dây có độ lớn là 10-6N. Tính khoảng cách hai dịng điện.

Bài 4: Một dây dẫn thẳng dài có cường độ I1 = 15A đặt trong khơng khí.

a. Tính cảm ứng từ tại điểm A cách dây 15cm.

b. Tính lực từ tác dụng lên 1m dây của dòng điện I2 = 10A được đặt song song với I1 và

cách I1 là 15cm. Cho hai dòng điện ngược chiều.

Bài 5 Cho ba dây dẫn thẳng dài đặt song song với nhau như hình vẽ. Ba dây dẫn cách
đều nhau 4cm. Cho I1 = 10A, I2 = I3 = 20A. Tính lực từ tác dụng lên 1m dây của dòng I1.

CHỦ ĐỀ 7: LỰC TỪ TÁC DỤNG LÊN ĐIỆN TÍCH CHUYỂN ĐỘNG

- Hạt mang điện chuyển động trong từ trường thì chịu tác dụng bởi một lực từ
gọi là lực Lorenzt

Lực Loren zt có đặc điểm:

 Điểm đặt: Tại điện tích q

 Phương: Vng góc với mặt phẳng ( , )v B 

 Chiều: Xác định theo quy tắc bàn tay trái đối với hạt mang điện
dương, hạt mang điện âm thì có chiều ngược lại.

 Độ lớn : f = .v .B sin với = ( )

Chú ý: Nếu ngoài lực Lorenzt ra, điện tích khơng cịn chịu tác dụng lự nào nữa thì
chuyển động của điện tích là trịn đều.

BÀI TẬP VẬN DỤNG

Bài 1: Một electron có điện tích e = -1,6.10-19C bay vào trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 1,2T với vận tốc

v0 hợp với vecto B một góc 300, có độ lớn v0= 107m/s. Tính lực lorenzt tác dụng lên electron.

Bài 2: Hạt điện tích +1.10-6C chuyển động với vận tốc 500m/s theo một đường thẳng song song với một dây

dẫn thẳng dài tại khoảng cách 100mm, trong dây có dịng điện 2A chạy theo chiều chuyển động của hạt. Xác
định hướng và độ lớn của lực từ tác dụng lên hạt đó.

Bài 3: Một điện tích chuyển động trong từ trường đều, mặt phẳng quỹ đạo vng góc với đường sức từ. Khi
vận tốc của hạt là v1 = 1,8.106m/s thì lực Lorenzt là f1 =2.10-6N. Hỏi khi vận tốc của hạt là v2 = 4,5.107m/s thì

lực Lorenzt là bao nhiêu?

f

B

</div>
(5)<div class='page_container' data-page=5>

Bài 4: Một chùm hạt có khối lượng m=6,67.10-27kg và điện tích q = 3,2.10-19C. Hạt có vận tốc ban đầu khơng

đáng kể được tăng tốc bởi hiệu điện thế U = 5.106V. Sau khi được tăng tốc thì chùm hạt bay vào trong từ

trường đều có B = 0,05T. Phương bay của chùm hạt vng góc với đường sức từ,
a. Hỏi vận tốc của chùm hạt khi nó bắt đầu vào trong từ trường.

</div>