Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.65 MB, 33 trang )
<span class='text_page_counter'>(1)</span><div class='page_container' data-page=1>
<b>CHUYÊN ĐỀ 4: </b> <b>TỪ TRƯỜNG </b>
<b>A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT </b>
<b>1. Tương tác từ - Từ trường: </b>
- Từ trường là một dạng vật chất tổn tại trong không gian mà biểu hiện cụ thể là sự xuất hiện của lực từ
tác dụng lên nam châm hay một dịng điện đặt trong nó.
- Đặc trưng của từ trường là cảm ứng từ ký hiệu là B, đơn vị của cảm ứng từ là T (Tesla)
- Quy ước: Hướng của từ trường tại một điểm là hướng Nam - Bắc của kim nam châm cân bằng tại điểm
đó
<b>2. Đường sức từ: </b>
- Đường sức từ là những đường vẽ trong không gian có từ trường sao cho tiếp tuyến tại mỗi điểm có
hướng trùng với hướng của của từ trường tại điểm đó.
- Tính chất :
Qua mỗi điểm trong không gian chỉ vẽ được một đường sức từ.
Các đường sức từ là những đường cong khép kín hoặc vơ hạn ở 2 đầu
Chiều của đường sức từ tuân theo những quy tắc xác định (quy tắc nắm tay phải, quy tắc đinh
ốc...)
Quy ước : Vẽ các đường cảm ứng từ sao cho chỗ nào từ trường mạnh thì các đường sức dày và
chỗ nào từ trường yếu thì các đường sức từ thưa.
<b>3. Từ trường tạo bởi các dây dẫn điện có hình dạng đặc biệt </b>
<b>3.1. Từ trường của dịng điện thẳng dài vơ hạn. </b>
Giả sử cần xác định từ trường B<sub>M</sub> tại M cách dây dẫn một đoạn r do dây dẫn điện có cường độ I (A) gây
ra ta làm như sau:
<b>Điểm đặt: Tại M </b>
<b>Phương: vng góc với mặt phẳng chứa dòng điện và điểm M. </b>
<b>Chiều : được xác định theo quy tắc nắm bàn tay phải hoặc quy tắc đinh ốc 1: </b>
Quy tắc nắm bàn tay phải: Để bàn tay phải sao cho ngón cái nằm dọc theo dây dẫn và chỉ theo
chiều dòng điện, khi đó các ngón kia khum lại cho ta chiều của cảm ứng từ.
Quy tắc cái đinh ốc 1: Quay cái đinh ốc để nó tiến theo chiều dịng điện thì chiều của nó tại điểm
đó là chiều của cảm ứng từ
Độ lớn : 7
M
I
B 2.10
R
<b>3.2.Từ trường của dòng điện tròn </b>
Giả sử cần xác định từ trường B<sub>O</sub> tại tâm O cách
dây dẫn hình trịn bán kính r do dây dẫn điện có
cường độ I (A) gây ra ta làm như sau :
<b>Điểm đặt : Tại O </b>
<b>Phương : Vng góc với mặt phẳng vòng dây. </b>
<b>Chiều: được xác định theo quy tắc đinh ốc 2: “Quay cái đinh ốc theo </b>
chiểu dịng điện thì chiều tiến của nó tại điểm đó là chiều của cảm
ứng từ” hoặc quy tắc nắm bàn tay phải.
<b>Độ lớn: </b> 7
0
I
B 2 .10 .
r
Trong đó: Bo là cảm ứng từ tại tâm O (T)
I là cường độ dòng điện qua vòng dây (A)
r là bán kính vịng dây (m)
<b>3.3. Từ trường của ống dây có dịng điện </b>
Vecto cảm ứng từ tại những điểm bên trong lòng ống dây
dẫn điện có cường độ I (A) có:
<b>- Phương: song song với trục ống dây. </b>
<b>- Chiều: được xác định theo quy tắc đinh ốc 2: </b>
“Quay cái đinh ốc theo chiều dòng điện thì chiều tiến
của nó tại điểm đó là chiều của cảm ứng từ” hoặc dùng
quy tắc nắm bàn tay phải hoặc quy tắc vào Nam ra Bắc
<b>- Độ lớn : B=</b>4 .10 .7 NI
I
Trong đó : B là cảm ứng từ tại điểm ta xét (T)
I là cường độ dòng điện chạy trong ống dây (A)
L là chiều dài của ống dây (m)
N số vòng dây trên ống.
<b>4. Nguyên lí chồng chất từ trường </b>
Cảm ứng từ tại một điểm do nhiều dòng điện gây ra: BB1B2 ...Bn
<i>Một số trường hợp đặc biệt: </i>
<i>Trường hợp 2: </i>B<sub>1</sub>B<sub>2</sub> B<sub>12</sub> B<sub>1</sub>B<sub>2</sub>
<i>Trường hợp 3: </i> 2 2
1 2 12 1 2
B B B B B
<i>Trường hợp 4: </i>
1 2 12 1 2 1 2
B .B B B B 2.B . B .cos
<b>5. Lực từ </b>
- Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn có chiều dài l có dịng điện I chạy qua đặt trong từ trường có:
+ điểm đặt tại trung điểm của đoạn dây;
+ phương vng góc với đoạn dây và với đường sức từ;
+ chiều xác định theo quy tắc bàn tay trái:
“Đặt bàn tay trái duỗi thẳng sao cho véctơ cảm ứng từ B hướng vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến
ngón giữa là chiều dịng điện chạy trong đoạn dây, khi đó chiều ngón tay cái chỗi ra chỉ chiều của lực từ
F”.
+ độ lớn: F = BIlsinα.
Trong đó: B là cảm ứng từ nơi đặt dòng điện (T)
I là cường độ dòng điện chạy trong dây dẫn (A)
l là chiều dài đoạn dây (m)
α là góc hợp bởi hướng của cảm ứng từ và hướng của dòng điện.
<i>- Lực Lo-ren-xơ </i>
Lực Lo-ren-xơ là lực do từ trường tác dụng lên hạt mang điện chuyển động trong từ trường. Lo-ren-xơ f
có:
+ điểm đặt trên điện tích;
+ phương vng góc với v và B ;
+ chiều: xác định theo qui tắc bàn tay trái: Đặt bàn tay trái duỗi thẳng sao cho véctơ B hướng vào lòng
bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón tay giữa là chiều của v khi q>0 và ngược chiều v khi q< 0. Lúc đó,
chiều của lực Lo-ren-xơ là chiều ngón cái chỗi ra;
<b>B. CÁC DẠNG BÀI TẬP VÀ VÍ DỤ MINH HỌA </b>
<b>Dạng 1: Bài tập liên quan đến từ trường của dây dẫn có hình đạng đặc biệt </b>
<b>∙ Phương pháp: </b>
+ Véctơ cảm ứng từ B do dòng điện thẳng rất dài gây ra:
Có điểm đặt tại điểm ta xét;
Có phương vng góc với mặt phẳng chứa dây dẫn và điểm ta xét;
Có chiều xác định theo qui tắc nắm tay phải.
Có độ lớn: 7 I
B 2.10 .
r
Với: r là khoảng cách từ điểm xét đến dòng điện (m).
là độ từ thẩm của môi trường.
I là cường độ dòng điện trong dây dẫn (A).
+ Véctơ cảm ứng từ B do dòng điện chạy trong khung dây tròn gây ra tại tâm của vịng dây:
Có điểm đặt tại tâm vịng dây:
Có phương vng góc với mặt phẳng chứa vịng dây;
Có chiều: xác định theo qui tắc nắm tay phải hoặc vào Nam ra Bắc.
Có độ lớn: 7 NI
B 2 .10 . . .
r
Với r là bán kính vòng dây (m).
là độ từ thẩm của môi trường.
I là cường độ dòng điện trong vòng dây (A).
N số vòng dây.
+ Véctơ cảm ứng từ B do dòng điện chạy trong ống dây dài ở trong lòng ống dây (vùng có từ trường
đều):
Có điểm đặt tại điểm ta xét;
Có phương song song với trục của ống dây;
Có chiều xác định theo qui tắc nắm tay phải hoặc vào Nam ra Bắc;
Có độ lớn: <sub> </sub> 7 N <sub> </sub> 7 <sub></sub>
B 4 .10 . I. 4 .10 nI. .
l
N là số vòng dây trên cả ống.
L là chiều dài ống dây (m)
<i><b>∙ Các ví dụ minh họa </b></i>
<b>Ví dụ 1: Một dây dẫn thẳng dài xuyên qua và vng góc với mặt phẳng hình vẽ tại điểm O. Cho dịng điện </b>
I = 6A có chiều như hình vẽ. Xác định cảm ứng từ tại các điểm:
a) A1 (x=6cm; y =2cm),
b) A2 (x=0cm; y = 5cm),
c) A3 (x= -3cm ; y = -4cm),
d) A4(x= 1cm; y = -3cm)
<i><b>Hướng dẫn giải </b></i>
a) A1(x=6cm;y=2cm)
Ta có:
2 2 2 2
1
OA x y 6 2 2 10cm
Vectơ cảm ứng từ tại A1 là:
7 7 5
1
1
I 6
B 2.10 2.10 . 1, 9.10 T
OA 0,02 10
b) A2( x=0cm;y=5cm),
Ta có:
2 2 2 2
2
OA x y 0 5 5cm
Vectơ cảm ứng từ tại A2 là:
7 7 5
2
2
I 6
B 2.10 2.10 . 2, 4.10 T
OA 0,05
c) A3( x= -3cm ; y= -4cm),
Ta có:
2 2 2 2
3
OA x y 3 4 5cm
Vectơ cảm ứng từ tại A3 là:
7 7 5
3
3
I 6
B 2.10 2.10 . 2, 4.10 T
OA 0,05
Ta có:
2 2 2 2
4
OA x y 1 3 10cm
Vectơ cảm ứng từ tại A4 là:
7 7 5
4
4
I 6
B 2.10 2.10 . 3,8.10 T
OA 0,01. 10
<b>Ví dụ 2: Cuộn dây trịn bán kính R = 5cm (gổm N = 100 vịng dây quấn nối tiếp cách điện với nhau) đặt </b>
trong không khí có dịng điện I qua mỗi vịng dây, từ trường ở tâm vịng dây là B = 5.10-4
T. Tìm I?
<i><b>Hướng dẫn giải </b></i>
Cảm ứng từ trường ở tâm vòng dây là: 7
B 2π.10 .<i>NI</i>
<i>r</i>
(N là số vòng dây).
Suy ra cường độ dòng điện qua mỗi vòng dây:
4 2
7 7
B.r 5.10 .5.10
I 0, 4A
2 .10 .N 2 .10 .100
Vậy cường độ dòng điện qua mỗi vòng dây là I = 0,4A.
<b>Ví dụ 3: Một dây thẳng chiều dài 18,84cm được bọc bằng một lớp cách điện mỏng và quấn thành một vịng </b>
dây trịn. Cho dịng điện có cưịng độ I = 0,4A đi qua vịng dây. Tính cảm ứng từ tại tâm vòng dây.
<i><b>Hướng dẫn giải </b></i>
Cảm ứng từ trường ở tâm vòng dây là:
7 NI 7 0, 4 6
B 2 .10 . 2 .10 8, 4.10 T
0,1884
r
2
Vậy cảm ứng từ tại tâm vòng dây là B = 8,4.10-6T
<b>Ví dụ 4: Một ống dây thẳng chiều dài 20cm, đường kính 2cm. Một dây dẫn có vỏ bọc cách điện dài 300cm </b>
được quấn đều theo chiều dài ống. Ống dây khơng có lõi và đặt trong khơng khí. Cường độ dòng điện đi
qua dây dẫn là 0,5A. Tìm cảm ứng từ trong ống dây.
<i><b>Hướng dẫn giải </b></i>
Cảm ứng từ ở trong lòng ống dây là:
7 I 7 3 0,5
B 4 .10 .N. 4 .10 . 0, 015T
l .0, 02 0, 2
<b>Dang 2: Bài tập liên quan đến nguyên lý chồng chất từ trường </b>
<i><b>Phương pháp: </b></i>
Ta sử dụng các kí hiệu 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:
Khi bài tốn yêu cầu xác định vectơ cảm ứng từ tổng hợp tại một điểm M do nhiều dòng điện gây ra ta
làm như sau:
Xác định cảm ứng từ tại M do từng dòng điện gây ra tại M: B1, B2 ...
Áp dụng nguyên lý chồng chất ta có: BM B1B2 ...
<i><b> Các ví dụ minh họa </b></i>
<b>Ví dụ 1: Hai dây dẫn thẳng, rất dài, đặt song song, cách nhau 20 cm trong khơng khí, có hai dịng điện </b>
ngược chiều, có cường độ I1 = 12A; I2 = 15A chạy qua. Xác định cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện
này gây ra tại điểm M cách dây dẫn mang dòng I1 15 cm và cách dây dẫn mang dòng I2 5 cm
<i><b>Hướng dẫn giải </b></i>
Giả sử hai dây dẫn được đặt vng góc với mặt phẳng hình vẽ, dòng I1 đi vào tại A, dòng I2 đi ra tại B thì
các dịng điện I1 và I2 gây ra tại M các véctơ cảm ứng từ B1 và B2 có phương chiều như hình vẽ, có độ
lớn:
7 1 7 5
1
I 12
B 2.10 2.10 . 1, 6.10 T
AM 0,15
7 2 7 5
2
I 15
B 2.10 2.10 . 6.10 T
BM 0, 05
Vectơ cảm ứng từ tổng hợp tại M là:
1 2
BB B
Vì B<sub>1</sub> và B<sub>2</sub> cùng phương, cùng chiều nên B cùng phương, cùng chiều với B<sub>1</sub> và B<sub>2</sub> và có độ lớn
5
1 2
<b>Ví dụ 2: Hai dây dẫn thẳng, rất dài, đặt song song, cách nhau 20cm trong khơng khí, có hai dịng điện </b>
ngược chiều, có cường độ I1 = I2 = 12A chạy qua. Xác định cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện này gây
ra tại điểm M cách dây dẫn mang dòng I1 16 cm và cách dây dẫn mang dòng I2 12 cm.
<i><b>Hướng dẫn giải </b></i>
Giả sử hai dây dẫn được đặt vng góc với mặt phẳng hình vẽ, dòng I1 đi vào tại A, dòng I2 đi ra tại B.
Ta có AB2 = AM2 + BM2 nên tam giác AMB vng tại M. Các dịng điện I1 và I2 gây ra tại M các vectơ
cảm ứng từ B1 và B2 có phương chiều như hình vẽ, có độ lớn:
7 1 7 5
1
I 12
B 2.10 2.10 . 1,5.10 T
AM 0,16
7 2 7 5
2
I 12
B 2.10 2.10 . 2.10 T
BM 0,12
Cảm ừng từ tổng hợp tại M là: BB1B2 có độ lớn:
2 2 5
1 2
B B B 2,5.10 T
<b>Ví dụ 3: Hai dây dẫn thẳng, rất dài, đặt song song, cách nhau 20cm trong khơng khí, có hai dòng điện </b>
ngược chiều, cùng cường độ I1 = I2 = 9A chạy qua. Xác định cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện này gây
ra tại điểm M cách đều hai dây dẫn một khoảng 30 cm.
<i><b>Hướng dẫn giải </b></i>
Giả sử hai dây dẫn được đặt vng góc với mặt phẳng hình vẽ, dòng I1 đi vào tại A, dòng I2 đi ra tại B.
Các dòng điện I1 và I2 gây ra tại M các vectơ cảm ứng B1 và B2 có
phương chiều như hình vẽ, có độ lớn:
7 1 7 6
1 2
I 9
B B 2.10 2.10 . 6.10 T
AM 0,3
Cảm ứng từ tổng hợp tại M là: BB1B2 có phương chiều như hình vẽ
và có độ lớn:
6 6
1 2 1 1
AH 10
B B cos B cos 2B cos 2B 2.6.10 . 4.10 T
AM 30
<b>Ví dụ 4: Hai dây dẫn thẳng, rất dài, đặt song song, cách nhau 10 cm trong khơng khí, có hai dòng điện cùng </b>
chiều, cùng cường độ I1 = I2 = 6A chạy qua. Xác định cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện này gây ra tại
điểm M cách đều hai dây dẫn một khoảng 20 cm.
Các dòng điện I1 và I2 gây ra tại M các vectơ cảm ứng từ B1 và B2 <b> có </b>
phương chiều như hình vẽ, có độ lớn:
7 1 6
1 2
I
B B 2.10 6.10 T
AM
Cảm ứng từ tổng hợp tại M là: BB<sub>1</sub>B<sub>2</sub> có phương chiều như hình vẽ
và có độ lớn:
2 2
6
1 1
AM AH
B 2B cos 2B 11, 6.10 T
AM
<b>Dạng 3: Lực từ tác dụng lên dòng điện đặt trong từ trường </b>
<i><b>Phương pháp: </b></i>
Bài tập về lực từ thường gồm các loại sau:
<i>- Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện </i>
<i>Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn có chiều dài l có dịng điện I chạy qua đặt trong từ trường có: </i>
Điểm đặt tại trung điểm của đoạn dây
Phương vng góc với đoạn dây và với đường sức từ
Chiều xác định theo qui tắc bàn tay phải
Độ lớn: F BI / sin
<i><b>Lưu ý: </b></i>
Nếu đường sức từ và dòng điện cùng phương 0 0
0 180
thì F = 0
Nếu đường sức từ và dịng điện vng góc với nhau 0
90
thì:
max
FF B.I.l
<i>- Lực từ tương tác giữa hai dòng điện thẳng song song </i>
<i>Lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn có chiều dài l: </i> 7 I .I1 2
F 2.10 . .I
r
Trong đó: r là khoảng cách giữa hai dịng điện (m)
I1, I2 là cường độ dòng điện chạy trong hai dây dẫn
Hai dòng điện cùng chiều sẽ hút nhau
Hai dịng điện ngược chiều thì đẩy nhau
<i>- Lực từ tác dụng lên khung dây dẫn kín có dịng điện chạy qua </i>
I là cường độ dòng điện chạy trong khung dây (A)
S là diện tích khung dây (m2)
Trong trường hợp đường sức vng góc với mặt phẳng khung dây thì lực từ làm cho khung quay
mà có tác dụng làm biến dạng khung.
Trường hợp đường sức từ nằm trong mặt phẳng khung dây thì:
max
MM B.I.S
<i>- Lực Lo-ren-xơ </i>
<i>Lực Lo-ren-xơ f có: </i>
Điểm đặt trên điện tích
Phương vng góc với <i>v</i> và <i>B</i>
Chiều: xác định theo qui tắc bàn tay trái
Độ lớn: f q vBsin. Với
<i><b> Các ví dụ minh họa </b></i>
<b>Ví dụ 1: Cho một khung dây hình chữ nhật ABCD có AB = 15 cm; BC = 25cm, có dòng điện I = 5A chạy </b>
qua đặt trong một từ trường đều có các đường cảm ứng từ vng góc với mặt phẳng chứa khung dây và
hướng từ ngồi vào trong như hình vẽ. Biết B = 0,02T. Xác định các vectơ lực từ do từ trường đều tác dụng
lên các cạnh của khung dây.
<i><b>Hướng dẫn giải </b></i>
Các lực từ tác dụng lên từng cạnh của khung dây có điểm đặt tại trung
điểm của mỗi cạnh, có phương nằm trong mặt phẳng chứa khung dây và
vng góc với từng cạnh, có chiều như hình vẽ và có độ lớn:
3
AB CD
F F B.I.AB 15.10 N
3
BC AD
F F B.I.BC25.10 N
<b>Ví dụ 2: Cho hai dây dẫn thẳng, dài, song song và một khung dây hình chữ </b>
nhật cùng nằm trong một mặt phẳng đặt trong không khí và có các dịng điện
chạy qua như hình vẽ.
Biết I1 = 15A, I2 = 10A, I3 = 4A, a = 15cm, b = 10cm, AB = 15cm,
<i><b>Hướng dẫn giải </b></i>
Dòng I1 gây ra tại các điểm trên cạnh BC của khung dây vectơ cảm ứng từ có phương vng góc với mặt
phẳng hình vẽ, có chiều hướng từ ngồi vào và có độ lớn 7 1
1
B 2.10 <i>I</i>
<i>a</i> <i>AB b</i>
; từ trường của dòng I1
tác dụng lên cạnh BC lực từ <i>F</i>1 đặt tại trung điểm của cạnh BC, có phương nằm trong mặt phẳng hình vẽ,
vng góc với BC và hướng từ A đến B, có độ lớn:
0 7 1 3 7
1 1 3
F B I BCsin 90 2.10 <i>I I BC</i> 60.10 N
<i>a</i> <i>BC</i> <i>b</i>
Tương tự ta thấy từ trường của dòng I2 tác dụng lên cạnh BC lực từ
2
<i>F</i> có cùng điểm đặt, cùng phương, cùng chiều với <i>F</i><sub>1</sub> và có độ lớn:
7 2 3 7
2
F 2.10 <i>I I BC</i> 128.10 N
<i>b</i>
Lực từ tổng hợp do từ trường của hai dòng điện I1 và I2 tác dụng lên cạnh BC của khung dây là
1 2
<i>F</i> <i>F</i> <i>F</i> cùng phương cùng chiều với <i>F</i><sub>1</sub> và <i>F</i><sub>2</sub> và có độ lớn F F<sub>1</sub> F<sub>2</sub> 188.10 N7
<b>Ví dụ 3: Một electron bay vào một trường điện từ với vận tốc bằng 10</b>5m/s. Đường sức điện trường và
đường sức từ có cùng phương chiều. Cường độ điện trường E = 1000V/m, cảm ứng từ B = 0,01T. Tìm gia
tốc tiếp tuyến, gia tốc pháp tuyến và gia tốc toàn phần của electron trong trường hợp:
a) Electron chuyển động theo phương chiều của các đường sức
b) Electron chuyển động vng góc với các đường sức.
<i><b>Hướng dẫn giải </b></i>
a) Khi electron chuyển động theo phương của các đường sức, lực Lorentz tác dụng lên nó bằng 0.
Điện tích chỉ có thành phần gia tốc tiếp tuyến do lực điện gây ra:
19
14 2
n t 31
eE 1, 6.10 .1000
a 0; a a 1, 76.10 m / s
m 9,1.10
b) Khi electron chuyển động theo phương vng góc với các đường sức, cả lực điện và lực từ đều
hướng theo phương vng góc với phương chuyển động (và vng góc với nhau) nên electron chỉ có
thành phần gia tốc pháp tuyến: a<sub>t</sub> 0
2 2
2 2
n c L
eE evB
a a a a
m m
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
19
2
2 5 7 3 14 2
31
1, 6.10
a 1000 10 .4 .10 .8.10 2, 5.10 m / s
9,1.10
<i><b>Hướng dẫn giải </b></i>
Ta phân tích vectơ vận tốc v thành hai thành phần và chuyển động của electron coi như là tổng hợp của
hai chuyển động thẳng đều và chuyển động tròn:
Vectơ v1 hướng dọc theo phương từ trường và electron chuyển động thẳng đều theo phương này.
Vectơ v2 hướng theo phương vng góc với từ trường và electron chuyển động theo quỹ đạo trong
với bán kính R
Bán kính đường đinh ốc chỉ phụ thuộc vào giá trị của v2:
2
mv eBR
R v
eB m
Bước xoắn phụ thuộc vào giá trị của v1: 1 1 1
2 mv eBh
h v T v
eB 2 m
Vận tốc của electron trên quỹ đạo xoắn ốc là:
2
2 2 2
1 2
eB h
v v v R
m 2
<sub> </sub>
2
3 19
2 6
31
2.10 .1, 6.10 0, 05
v 0, 02 7, 6.10 m / s
9,1.10 2
<sub></sub> <sub></sub>
<b>C. BÀI TẬP TỰ LUYỆN CÓ HƯỚNG DẪN GIẢI </b>
<b>Câu 1: Hai dịng điện thẳng dài vơ hạn đặt song song trong khơng khí và cách nhau một khoảng </b>
d = 100cm. Dòng điện chạy trong hai dây dẫn chạy cùng chiều và cùng cường độ I = 2A. Xác định cảm
ứng từ B tại điểm M trong hai trường hợp sau:
a) M nằm trong mặt phẳng chứa hai dây dẫn và cách hai dây dẫn lần lượt d1 = 60cm, d2 = 40cm.
b) N nằm trong mặt phẳng chứa hai dây dẫn và cách hai dây dẫn lần lượt d1 = 60cm, d2= 80cm
<i><b>Hướng dẫn giải </b></i>
Giả sử hai dây dẫn được đặt vng góc với mặt phẳng hình vẽ, cả hai dịng điện I1, I2 đi vào tại A và B.
a) M nằm trong mặt phẳng chứa hai dây dẫn và cách hai dây dẫn lần lượt d1 = 60cm, d2 =
40cm:
Ta có: d = AB = 100 crn; d1 = AM = 60 cm; d2 = BM = 40 cm.
Suy ra A, M, B thẳng hàng.
Khi đó các dịng điện I1 và I2 gây ra tại M các vectơ cảm ứng từ
1
B và B<sub>2</sub> có phương chiều như hình vẽ, có độ lớn:
7 1 7 6
1
2 2
B 2.10 2.10 . .10 T
0, 6 3
<i>I</i>
<i>AM</i>
7 2 7 6
2
2
B 2.10 2.10 . 10 T
0, 4
<i>I</i>
<i>BM</i>
Cảm ứng từ tổng hợp tại M là: <i>B</i><i>B</i><sub>1</sub><i>B</i><sub>2</sub>. Vì B<sub>1</sub> và B<sub>2</sub> cùng phương, ngược chiều và B<sub>1</sub>B<sub>2</sub> nên
<i>B</i> cùng phương, chiều với <i>B</i><sub>2</sub> và có độ lớn:
6
2 1
1
B B B .10
3 <i>T</i>
b) N nằm trong mặt phẳng chứa hai dây dẫn và cách hai dây dẫn lần lượt d1 = 60cm, d2=
80cm
Ta có: d2 d<sub>1</sub>2d2<sub>2</sub>, suy ra tam giác ANB vng tại N
Khi đó các dịng điện I1 và I2 gây ra tại N các vectơ cảm ứng từ B1 và B2 có phương chiều như
hình vẽ, có độ lớn:
7 1 7 6
1
2 2
B 2.10 2.10 . .10 T
0, 6 3
<i>I</i>
<i>AN</i>
7 2 7 6
2
2
B 2.10 2.10 . 0,5.10 T
0,8
<i>I</i>
<i>BN</i>
Cảm ứng từ tổng hợp tại N là: <i>B</i><i>B</i><sub>1</sub><i>B</i><sub>2</sub>
Vì B1 và B2 vng góc với nhau nên <i>B</i> có độ lớn:
2 2
2 2 6 6
1 2
2 1 5
B B B .10 .10 T
3 2 6
<sub> </sub> <sub> </sub>
Gọi
1
1
B <sub>2</sub> 1
tan 18, 43
2
B 3
3
<b>Câu 2: Hai dây dẫn thẳng dài vơ hạn đặt song song trong khơng khí cách nhau khoảng 10 cm, có dịng </b>
điện cùng chiều I1 = I2 = I = 2,4A đi qua. Tính cảm ứng từ tại:
a) M cách I1 và I2 khoảng r = 5cm
b) N cách I1 20cm và cách I2 10cm.
c) P cách I1 8cm và cách I2 6cm.
d) Q cách I1 10cm và cách I2 10cm
<i><b>Hướng dẫn giải </b></i>
Giả sử hai dây dẫn được đặt vng góc với mặt phẳng hình vẽ, cả hai dòng điện I1, I2 đi vào tại A và B.
a) M cách I1 và I2 khoảng 5cm.
Ta có d = AB = 10 cm; d1 = AM = 5 cm; d2 = BM = 5 cm.
hình vẽ, có độ lớn:
7 1 7 6
1
2, 4
B 2.10 2.10 . 9, 6.10 T
0, 05
<i>I</i>
<i>AM</i>
7 1 7 6
1
2, 4
B 2.10 2.10 . 9, 6.10 T
0, 05
<i>I</i>
<i>BM</i>
Cảm ứng từ tổng hợp tại M là: <i>B</i><i>B</i><sub>1</sub><i>B</i><sub>2</sub>
Vì B<sub>1</sub> và B<sub>2</sub> cùng phương, ngược chiều và B<sub>1</sub> B<sub>2</sub> nên <i>B</i>0
b) N cách I1 20cm và cách I2 10cm
Ta có d = AB = 10cm; d1 = AN = 20cm; d2 = BN = 10cm
Suy ra N thuộc đường thẳng AB, nằm ngồi đoạn thẳng AB gần B hơn
Khi đó các dòng điện I1 và I2 gây ra tại N các vectơ cảm ứng từ B1 và B2 có phương chiều như
hình vẽ, có độ lớn:
7 1 7 6
1
2, 4
B 2.10 2.10 . 2, 4.10 T
0, 2
<i>I</i>
<i>AN</i>
7 1 7 6
2
2, 4
B 2.10 2.10 . 4,8.10 T
0,1
<i>I</i>
<i>BN</i>
Cảm ứng từ tổng hợp tại N là: <i>B</i><i>B</i><sub>1</sub><i>B</i><sub>2</sub>. Vì B<sub>1</sub> và B<sub>2</sub> cùng phương, cùng chiều nên
6
1 2
BB B 7, 2.10 T . <i>B</i> có cùng phương chiều với B1 và B2
c) P cách I1 8cm và cách I2 6cm
Ta có d2 d<sub>1</sub>2 d2<sub>2</sub>, suy ra tam giác APB vng tại P
Khi đó các dịng điện I1 và I2 gây ra tại P các vectơ cảm ứng từ B1 và B2 có phương chiều như
hình vẽ, có độ lớn:
7 1 7 6
1
2, 4
B 2.10 2.10 . 6.10 T
0, 08
<i>I</i>
<i>AP</i>
7 2 7 6
2
2, 4
B 2.10 2.10 . 8.10 T
0, 06
<i>I</i>
<i>BP</i>
2 2 6 6 5
1 2
B B B 6 8 .10 10.10 10 T
Gọi
1
B 8
tan 53,13
B 6
d) Q cách I1 10cm và cách I2 10cm
Ta có d = d1 = d2, suy ra tam giác AQB đều
Khi đó các dịng điện I1 và I2 gây ra tại Q các vectơ cảm ứng từ B1 và B2 có phương chiều như
hình vẽ, có độ lớn:
7 1 7 6
1
2, 4
B 2.10 2.10 . 4,8.10 T
0,1
<i>I</i>
<i>AQ</i>
7 2 7 6
2
2, 4
B 2.10 2.10 . 4,8.10 T
0,1
<i>I</i>
<i>BQ</i>
Cảm ứng từ tổng hợp tại Q là: <i>B</i><i>B</i><sub>1</sub><i>B</i><sub>2</sub>.
Vì B<sub>1</sub> và B<sub>2</sub> hợp với nhau góc 0
60 và B<sub>1</sub>B<sub>2</sub> nên B có
độ lớn:
0 6 6
1
B2.B .cos 30 2.4,8.10 .0, 5 4,8.10 T
Về hướng B / /AB
<b>Câu 3: Hai dây dẫn thẳng, dài song song cách nhau 32cm trong khơng khí, dịng điện chạy trên dây 1 là </b>
I1 = 5A, dòng điện chạy trên dây 2 là I2 = 1A ngược chiều với I1. Điểm M nằm trong mặt phẳng của hai
dây và cách đều hai dây. Tính cảm ứng từ tại M.
<i><b>Hướng dẫn giải </b></i>
Giả sử hai dây dẫn được đặt vng góc với mặt phẳng hình vẽ, dịng I1 đi vào tại A, dịng I2 đi ra tại B
thì các dịng điện I1 và I2 gây ra tại M các vectơ cảm ứng từ B1 và B2 có phương chiều như hình vẽ, có
độ lớn:
7 1 7 6
1
5
B 2.10 2.10 . 6, 25.10 T
0,16
<i>I</i>
<i>AM</i>
7 2 7 6
2
1
B 2.10 2.10 . 1, 25.10 T
0,16
<i>I</i>
<i>BM</i>
Cảm ứng từ tổng hợp tại M là: <i>B</i><i>B</i>1<i>B</i>2<i>. Vì </i> B1 và B2 cùng phương cùng chiều nên B cùng
phương, chiều với B1 và B2 và có độ lớn:
6
1 2
<b>Câu 4: Hai dây dẫn thẳng, dài song song cách nhau 32cm trong khơng khí, dòng điện chạy trên dây 1 là </b>
I1 = 5A, dòng điện chạy trên dây 2 là I2 = 1A ngược chiều với I1. Điểm M nằm trong mặt phẳng của hai
dòng điện cách dòng điện I1 đoạn 8cm; cách dịng điện I2 đoạn 24cm. Tính cảm ứng từ tại M
<i><b>Hướng dẫn giải </b></i>
Giả sử hai dây dẫn được đặt vng góc với mặt phẳng hình vẽ, dịng I1 đi vào tại A, dòng I2 đi ra tại B thì
các dịng điện I1 và I2 gây ra tại M các vectơ cảm ứng từ B1 và B2 có phương chiều như hình vẽ, có độ
lớn:
7 1 7 5
1
5
B 2.10 2.10 . 1, 25.10 T
0, 08
<i>I</i>
<i>AM</i>
7 2 7 5
2
1 1
B 2.10 2.10 . .10 T
0, 24 12
<i>I</i>
<i>BM</i>
Cảm ứng từ tổng hợp tại M là: <i>B</i><i>B</i>1<i>B</i>2<i>. Vì </i>B1 và B2 cùng phương, ngược chiều và B1 B2 nên
B cùng phương, chiều với B1 và có độ lớn:
5
1 2
BB B 1,17.10 T
<b>Câu 5: Hai dây dẫn thẳng, rất dài, đặt song song, cách nhau 10 cm trong khơng khí, có hai dịng điện </b>
ngược chiều, có cường độ I1 = 6A; I2 = 12A chạy qua. Xác định cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện
này gây ra tại điểm M cách dây dẫn mang dòng I1 một đoạn 5cm và cách dây dẫn mang dòng I2 một đoạn
15 cm.
<i><b>Hướng dẫn giải </b></i>
Giả sử hai dây dẫn được đặt vng góc với mặt phẳng hình vẽ, dịng I1 đi vào tại A, dòng I2 đi ra tại B thì
các dịng điện I1 và I2 gây ra tại M các vectơ cảm ứng từ B1 và B2 có phương chiều như hình vẽ, có độ
lớn:
7 1 5
1
B 2.10 <i>I</i> 2, 4.10 T
<i>AM</i>
7 2 5
2
B 2.10 <i>I</i> 1, 6.10 T
<i>BM</i>
Cảm ứng từ tổng hợp tại M là: <i>B</i><i>B</i><sub>1</sub><i>B</i><sub>2</sub><i>. </i>
Vì B1 và B2 cùng phương, ngược chiều và B1B2 nên B cùng phương, chiều với B1 và có độ lớn:
5
1 2
BB B 0,8.10 T
<b>Câu 6: Hai dây dẫn thẳng song song dài vô hạn đặt cách nhau d = 28,28cm </b>
b) Ngược chiều
<i><b>Hướng dẫn giải </b></i>
a) Trường hợp hai dòng điện cùng chiều
Giả sử hai dây dẫn được đặt vng góc với mặt phẳng hình vẽ, cả hai dịng điện I1, I2 đi vào tại A và B
Ta có dAB20 2cm
d1 = AM = 20cm; d2 = BM = 20cm
Suy ra tam giác AMB vuông cân tại M.
Khi đó các dịng điện I1 và I2 gây ra tại M các vectơ cảm ứng từ B1 và B2 có phương chiều như
hình vẽ, có độ lớn:
7 1 7 6
1
1, 25
B 2.10 2.10 . 1, 25.10 T
0, 2
<i>I</i>
<i>AM</i>
Cảm ứng từ tổng hợp tại M là: <i>B</i><i>B</i><sub>1</sub><i>B</i><sub>2</sub>.
Vì B1 và B2 vng góc với nhau nên B có độ lớn:
2 2 6
1 2
B B B 1, 25 2.10 T
Về hướng thì B / /AB
b) Trường hợp hai dòng điện ngược chiều
Giả sử hai dây dẫn được đặt vng góc với mặt phẳng hình vẽ, dịng I1 đi vào tại A, dịng I2 đi ra
tại B thì các dịng điện I1 và I2 gây ra tại M các véc tơ cảm ứng từ <i>B</i>1 và <i>B</i>2 có phương chiều như hình
vẽ, có độ lớn:
7 1 7 6
1
1, 25
B 2.10 2.10 . 1, 25.10 T
0, 2
<i>I</i>
<i>AM</i>
7 2 7 6
2
1, 25
B 2.10 2.10 . 1, 25.10 T
0, 2
<i>I</i>
<i>BM</i>
Cảm ứng từ tổng hợp tại M là: <i>B</i><i>B</i>1<i>B</i>2.
Vì B<sub>1</sub> và B<sub>2</sub> vng góc với nhau nên B có độ lớn:
2 2 6
1 2
B B B 1, 25 2.10 T
Về hướng thì BAB
<b>Câu 7: Hai dây dẫn thẳng, rất dài, đặt song song, cách nhau 10cm trong khơng khí, có hai dịng điện cùng </b>
chiều, có cường độ I1 = 9A; I2 = 16A chạy qua. Xác định cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện này gây
<i><b>Hướng dẫn giải </b></i>
Giả sử hai dây dẫn được đặt vuông góc với mặt phẳng hình vẽ,
dòng I1 đi vào tại A, dòng I2 đi vào tại B. Tam giác AMB vuông
tại M. Các dòng điện I1 và I2 gây ra tại M các vectơ cảm ứng từ
1
B và B<sub>2</sub> có phương chiều như hình vẽ, có độ lớn:
7 1 5
1
B 2.10 <i>I</i> 3.10 T
<i>AM</i>
7 2 5
2
B 2.10 <i>I</i> 4.10 T
<i>BM</i>
Cảm ứng từ tổng hợp tại M là: <i>B</i><i>B</i><sub>1</sub><i>B</i><sub>2</sub> có phương chiều như hình vẽ và có độ lớn:
2 2 5
1 2
B B B 5.10 T
<b>Câu 8: Hai dây dẫn thẳng dài vô hạn, đặt song song trong không khí cách nhau một đoạn d = 12 cm có </b>
các dòng điện cùng chiều I1 = I2 = I = 10A chạy qua. Một điểm M cách đều hai dây dẫn một đoạn x.
a) Khi x = 10 cm. Tính độ lớn cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện chạy trong hai dây dẫn gây ra
tại điểm M.
b) Hãy xác định x để độ lớn cảm ứng từ tổng hợp do hai dịng điện gây ra đạt giá trị cực đại. Tính giá
trị cực đại đó.
<i><b>Hướng dẫn giải </b></i>
a) Giả sử hai dây dẫn được đặt vng góc với mặt phẳng hình vẽ, dịng I1 đi vào tại A, dòng I2 đi vào
tại B. Các dòng điện I1 và I2 gây ra tại M các vectơ cảm ứng từ B1 và B2 có phương chiều như hình vẽ,
có độ lớn:
7 5
1 2
B B 2.10 <i>I</i> 2.10 T
<i>x</i>
Cảm ứng từ tổng hợp tại M là: <i>B</i><i>B</i>1<i>B</i>2 có phương chiều như
hình vẽ và có độ lớn:
1 2 1
BB cos α B cos α 2B cos α
2
2
5
1
2
2B 3, 2.10 T
<i>d</i>
<i>x</i>
<i>x</i>
<sub> </sub>
b) Theo câu a) ta có: B<sub>1</sub> B<sub>2</sub> 2.107 <i>I</i>
<i>x</i>
2
2
2
7 7
1 2 4
2 1
B 2B cos 2.2.10 4.10 I
4
<i>d</i>
<i>x</i>
<i>I</i> <i>d</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<sub> </sub>
2 2 2
2 4 2 2 4
1 4
. . 1
4 4 4
<i>d</i> <i>d</i> <i>d</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>d</i> <i>x</i> <i>x</i>
<sub></sub> <sub></sub>
đạt cực đại; theo bất đẳng thức Cơsi thì
2 2
2 2 2
4
. . 1
4 4
<i>d</i> <i>d</i>
<i>d</i> <i>x</i> <i>x</i> đạt cực đại khi
2 2
2 1 2
4 4
<i>d</i> <i>d</i>
<i>x</i> <i>x</i>
8,5cm
2
<i>d</i>
<i>x</i>
. Khi đó 5
max
B 3,32.10 T
<b>Câu 9: Hai dây dẫn thẳng dài vô hạn, đặt song song trong khơng khí cách nhau một đoạn d = 2a có các </b>
dịng điện ngược chiều cùng cường độ I1 = I2 = I chạy qua.
a) Xác định cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện này gây ra tại điểm M cách đều hai dây dẫn một
đoạn x.
b) Hãy xác định x để độ lớn cảm ứng từ tổng hợp do hai dịng điện gây ra đạt giá trị cực đại. Tính giá
trị cực đại đó.
<i><b>Hướng dẫn giải </b></i>
a) Giả sử hai dây dẫn được đặt vng góc với mặt phẳng hình vẽ, dịng I1 đi vào tại A, dòng I2 đi ra
tại B. Các dòng điện I1 và I2 gây ra tại M các vectơ cảm ứng từ B1 và B2 có phương chiều như hình vẽ,
có độ lớn: 7
1 2
B B 2.10 <i>I</i>
<i>x</i>
Cảm ứng từ tổng hợp tại M là: <i>B</i><i>B</i>1<i>B</i>2 có phương chiều như hình
vẽ và có độ lớn:
7 7
1 2 1 2
B B cos α B cos α 2B cos α 2.2.10 <i>I a</i>. 4.10 I <i>a</i>
<i>x x</i> <i>x</i>
b) Đặt MH = y; ta có 2 2 2 7
2 2
4.10 <i>a</i>
<i>x</i> <i>a</i> <i>y</i> <i>B</i> <i>I</i>
<i>a</i> <i>y</i>
;
B đạt cực đại khi <i>y</i> 0 <i>x</i> <i>a</i>; khi đó 7
max
B 4.10 <i>I</i>
<i>a</i>
<b>Câu 10: . Hai dây dẫn thẳng, rất dài, đặt song song, cách nhau 15cm trong khơng khí, có hai dịng điện </b>
cùng chiều, có cường độ I1 = 10A, I2 = 5A chạy qua. Xác định điểm M mà tại đó cảm ứng từ tổng hợp do
hai dòng điện này gây ra bằng 0.
<i><b>Hướng dẫn giải </b></i>
Giả sử hai dây dẫn được đặt vng góc với mặt phẳng hình vẽ, dịng I1 đi vào tại A, dòng I2 đi vào
tại B. Các dòng điện I1 và I2 gây ra tại M các vectơ cảm ứng từ B1 và B2
Để cảm ứng từ tổng hợp tại M bằng 0 thì <i>B</i><i>B</i>1<i>B</i>2 0 <i>B</i>1 <i>B</i>2 tức là B1 và B2 phải cùng
<i>AM</i> <i>AB</i> <i>AM</i>
<sub></sub>
1
1 2
.
AM <i>AB I</i> 10cm MB 5cm
<i>I</i> <i>I</i>
Vậy điểm M phải nằm trên đường thẳng cách dây dẫn mang dòng I1 10cm và cách dây dẫn mang
dịng I2 5cm; ngồi ra cịn có các điểm ở rất xa hai dây dẫn cũng có cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện
này gây ra cũng bằng 0 vì cảm ứng từ do mỗi dòng điện gây ra ở các điểm cách rất xa nó bằng 0
<b>Câu 11: Hai dây dẫn thẳng, rất dài, đặt song song, cách nhau 10cm trong khơng khí, có hai dịng điện </b>
ngược chiều, có cường độ I1 = 20A, I2 = 10A chạy qua. Xác định điểm N mà tại đó cảm ứng từ tổng hợp
do hai dòng điện này gây ra bằng 0.
<i><b>Hướng dẫn giải </b></i>
Giả sử hai dây dẫn được đặt vuông góc với mặt phẳng hình vẽ, dịng I1 đi vào tại A, dòng I2 đi ra
tại B. Các dòng điện I1 và I2 gây ra tại M các vectơ cảm ứng từ B1 và B2
Để cảm ứng từ tổng hợp tại M bằng 0 thì <i>B</i><i>B</i>1<i>B</i>2 0 <i>B</i>1 <i>B</i>2 tức là B1 và B2 phải cùng
phương, ngược chiều và bằng nhau về độ lớn. Để thỏa mãn các điều kiện đó thì M phải nằm trên đường
thẳng nối A, B; nằm ngoài đoạn thẳng AB, gần dây dẫn mang dịng I2 hơn (vì I1I2)
Với B<sub>1</sub>B<sub>2</sub> thì 7 1 7 2
2.10 <i>I</i> 2.10 <i>I</i>
<i>AM</i> <i>AB</i> <i>AM</i>
<sub></sub>
1
1 2
.
AM <i>AB I</i> 20cm BM 10cm
<i>I</i> <i>I</i>
Vậy điểm M phải nằm trên đường thẳng cách dây dẫn mang dòng I1 20cm và cách dây dẫn mang
dòng I2 10cm; ngồi ra cịn có các điểm ở rất xa hai dây dẫn cũng có cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng
điện này gây ra cũng bằng 0 vì cảm ứng từ do mỗi dịng điện gây ra ở các điểm cách rất xa nó bằng 0
<b>Câu 12: Ba dịng điện thẳng song song vng góc vói mặt phẳng hình </b>
vẽ. Khoảng cách từ điểm M đến ba dịng điện trên mơ tả như hình vẽ.
Xác định vectơ cảm ứng từ tại M trong trường hợp cả ba dịng điện đều
<i><b>Hướng dẫn giải </b></i>
Các dòng điện I1, I2 và I3 gây ra tại M các vectơ cảm ứng từ <i>B</i>1, <i>B</i>2 và <i>B</i>3 có phương chiều như
hình vẽ, có độ lớn:
7 1 7 5
1
1
I 10
B 2.10 2.10 . 10.10 T
R 0, 02
7 2 7 5
2
2
I 10
B 2.10 2.10 . 10.10 T
R 0, 02
7 3 7 5
3
3
I 10
B 2.10 2.10 . 10.10 T
R 0, 02
Cảm ứng từ tổng hợp tại M là: <i>B</i><i>B</i><sub>1</sub><i>B</i><sub>2</sub><i>B</i><sub>3</sub>. Vì <i>B</i><sub>1</sub> và <i>B</i><sub>2</sub> cùng phương ngược chiều nên
3
<i>B</i>
<i>B</i> . Do đó B có độ lớn: BB<sub>3</sub>104
<b>Câu 13: Ba dịng điện thẳng song song vng góc với mặt phẳng hình </b>
vẽ. Khoảng cách từ điểm M đến ba dịng điện trên mơ tả như hình vẽ.
Xác định vectơ cảm ứng từ tại M trong trường hợp ba dịng điện có
hướng như hình vẽ. Biết I1 = I2 = I3 = 10A.
<i><b>Hướng dẫn giải </b></i>
Các dòng điện I1, I2 và I3 gây ra tại M các vectơ cảm ứng từ <i>B</i>1, <i>B</i>2 và <i>B</i>3 có phương chiều như hình vẽ,
có độ lớn:
7 1 7 5
1
1
I 10
B 2.10 2.10 . 10.10 T
R 0, 02
7 2 7 5
2
2
I 10
B 2.10 2.10 . 10.10 T
R 0, 02
7 3 7 5
3
3
I 10
B 2.10 2.10 . 10.10 T
R 0, 02
Cảm ứng từ tổng hợp tại M là: <i>B</i><i>B</i><sub>1</sub><i>B</i><sub>2</sub><i>B</i><sub>3</sub>.
Vì <i>B</i><sub>1</sub> và <i>B</i><sub>2</sub> cùng phương chiều nên B<sub>12</sub> B<sub>1</sub>B<sub>2</sub> 2B<sub>1</sub>; BB<sub>3</sub>B<sub>12</sub>
Vì B3 B12 nên B có độ lớn:
2 2 2 2 5 4
12 3
B B B 20 10 .10 5.10 T
Về hướng gọi
3
3
B
B; B tan 2 63, 43
B
<b>Câu 14: Ba dịng điện thẳng song song vng góc với mặt phẳng hình vẽ có </b>
chiều như hình vẽ. Tam giác ABC đều. Xác định véc tơ cảm ứng từ tại tâm
O của tam giác, biết I1 = I2 = I3 = 5A, cạnh của tam giác bằng 10cm.
<i><b>Hướng dẫn giải </b></i>
Các dòng điện I1, I2 và I3 gây ra tại tâm O các vectơ cảm ứng từ <i>B</i>1, <i>B</i>2 và <i>B</i>3 có phương chiều như hình
vẽ, có độ lớn:
7 1 7 5
1
I 5. 3
B 2.10 2.10 . 3.10 T
a 0,1
3
7 2 7 5
2
I 5. 3
B 2.10 2.10 . 3.10 T
a 0,1
3
7 3 7 5
3
I 5. 3
B 2.10 2.10 . 3.10 T
a 0,1
3
Cảm ứng từ tổng hợp tại M là: <i>B</i><i>B</i><sub>1</sub><i>B</i><sub>2</sub><i>B</i><sub>3</sub>. Vì <i>B</i><sub>1</sub>, <i>B</i><sub>2</sub> và <i>B</i><sub>3</sub> lần lượt hợp với nhau góc 0
120
và có độ lớn bằng nhau nên B0
<b>Câu 15: Ba dịng điện thẳng song song vng góc với mặt phẳng hình vẽ có </b>
chiều như hình vẽ. Tam giác ABC đều. Xác định vectơ cảm ứng từ tại tâm O
của tam giác, biết I1 = I2 = I3<b> = 5A, cạnh của tam giác bằng 10cm. </b>
<i><b>Hướng dẫn giải </b></i>
Các dòng điện I1, I2 và I3 gây ra tại tâm O các vectơ cảm ứng từ <i>B</i>1, <i>B</i>2 và <i>B</i>3 có phương chiều như hình
vẽ, có độ lớn:
7 1 7 5
1
I 5. 3
B 2.10 2.10 . 3.10 T
a 0,1
3
7 2 7 5
2
I 5. 3
B 2.10 2.10 . 3.10 T
a 0,1
3
7 3 7 5
3
I 5. 3
B 2.10 2.10 . 3.10 T
a 0,1
3
Cảm ứng từ tổng hợp tại M là: <i>B</i><i>B</i>1<i>B</i>2<i>B</i>3.
Vì <i>B</i><sub>1</sub> và <i>B</i><sub>3</sub> hợp với nhau góc 1200 và có độ lớn bằng nhau nên
5
13 1 3 2 2
B B B B B 2.B 2. 3.10 T
Về hướng thì B / /AC
<b>Câu 16: Ba dịng điện thẳng song song vuông góc với mặt phẳng hình vẽ, có </b>
chiều như hình vẽ. ABCD là hình vng cạnh 10cm, I1 = I2 = I3 = 5A, xác định
vectơ cảm ứng từ tại đỉnh thứ tư D của hình vng.
<i><b>Hướng dẫn giải </b></i>
Các dịng điện I1, I2 và I3 gây ra tại đỉnh D các vectơ cảm ứng từ <i>B</i>1, <i>B</i>2 và
3
7 1 7 5
1
I 5
B 2.10 2.10 . 1.10 T
a 0,1
7 2 7 5
2
I 5 1
B 2.10 2.10 . .10 T
0,1. 2 2
a 2
7 3 7 5
3
I 5
B 2.10 2.10 . 1.10 T
a 0,1
Cảm ứng từ tổng hợp tại M là: <i>B</i><i>B</i>1<i>B</i>2<i>B</i>3. Vì <i>B</i>1 và <i>B</i>3 hợp với nhau góc
0
90 và có độ lớn
bằng nhau nên B<sub>13</sub> B<sub>1</sub>B<sub>3</sub> B 2.B<sub>1</sub> 2.10 T5
Vì B13 B2
5 5 5
13 2
1
B B B 2.10 .10 2,12.10 T
2
Về hướng thì BBD
<b>Câu 17: Ba dòng điện thẳng song song vng góc với mặt phẳng hình vẽ, có </b>
chiều như hình vẽ. ABCD là hình vng cạnh 10cm, I1 = I2 = I3 = 5A, xác định
vectơ cảm ứng từ tại đỉnh thứ tư D của hình vng.
<i><b>Hướng dẫn giải </b></i>
Các dịng điện I1, I2 và I3 gây ra tại đỉnh D các vectơ cảm ứng từ <i>B</i>1, <i>B</i>2 và <i>B</i>3 có phương chiều như
hình vẽ, có độ lớn:
7 1 7 5
1
I 5
B 2.10 2.10 . 1.10 T
a 0,1
7 2 7 5
2
I 5 1
B 2.10 2.10 . .10 T
0,1. 2 2
a 2
7 3 7 5
3
I 5
B 2.10 2.10 . 1.10 T
a 0,1
Cảm ứng từ tổng hợp tại M là: <i>B</i><i>B</i><sub>1</sub><i>B</i><sub>2</sub><i>B</i><sub>3</sub>.
Vì <i>B</i>1 và <i>B</i>3 hợp với nhau góc
0
90 và có độ lớn bằng nhau nên:
5
13 1 3 1
B B B B 2.B 2.10 T
Vì B13 B2
5 5 5
13 2
1
B B B 2.10 .10 0, 71.10 T
2
Về hướng thì BBD
<b>Câu 18: Cho 4 dòng điện cùng cường độ I</b>1 = I2 = I3 = I4 = I = 2A song song
<i><b>Hướng dẫn giải </b></i>
Các dòng điện I1, I2, I3 và I4 gây ra tại đỉnh D các vectơ cảm ứng từ <i>B</i>1, <i>B</i>2, <i>B</i>3 và <i>B</i>4 có phương chiều
như hình vẽ, có độ lớn:
7 1 7 6
1
I 2. 2
B 2.10 2.10 . 2 2.10 T
0, 2
a 2
2
7 2 7 6
2
I 2. 2
B 2.10 2.10 . 2 2.10 T
0, 2
a 2
2
7 3 7 6
3
I 2. 2
B 2.10 2.10 . 2 2.10 T
0, 2
a 2
2
7 4 7 6
4
I 2. 2
B 2.10 2.10 . 2 2.10 T
0, 2
a 2
2
Cảm ứng từ tổng hợp tại M là: <i>B</i><i>B</i>1<i>B</i>2<i>B</i>3<i>B</i>4 .
Vì <i>B</i><sub>1</sub> cùng phương cùng chiều với <i>B</i><sub>3</sub>; Vì <i>B</i><sub>2</sub> cùng phương cùng chiều với <i>B</i><sub>4</sub>; và
6
13 24 13 1
B B B 2B 2.2.B 8.10 T
<b>Câu 19: Cho hai dòng điện I</b>1, I2 có chiều như hình vẽ, có cường độ: I1 = I2 = I =
2A; các khoảng cách từ M đến hai dòng điện là a = 2cm; b = lcm. Xác định
vectơ cảm ứng từ tại M.
<i><b>Hướng dẫn giải </b></i>
Dòng I1 gây ra tại M vectơ cảm ứng từ <i>B</i>1 vng góc với mặt phẳng xOy, hướng từ sau ra trước mặt
phẳng hình vẽ, có độ lớn:
7 1 7 5
1
I 2
B 2.10 2.10 . 4.10 T
0, 01
<i>b</i>
Dòng I2 gây ra tại M vectơ cảm ứng từ <i>B</i>2 thuộc mặt phẳng song song với I1,
có độ lớn:
7 2 7 5
2
I 2
B 2.10 2.10 . 2.10 T
0, 02
<i>a</i>
Cảm ứng từ tổng hợp tại M là: <i>B</i><i>B</i>1<i>B</i>2. Vì B1 và B2 vng góc
2 2 5 5
1 2
B B B 20.10 4, 47.10 T
Về hướng, gọi
2
B 4
tan 2 63, 43
B 2
<b>Câu 20: Hai dây dẫn thẳng, rất dài, đặt trong khơng khí, trùng với hai trục tọa độ vng góc xOy. Dịng </b>
điện qua dây Ox chạy cùng chiều với chiều dương của trục tọa độ và có cường độ I1 = 2A, dòng điện qua
dây Oy chạy ngược chiều với chiều dương của trục tọa độ và có cường độ I2= 3A. Xác định cảm ứng từ
tổng hợp do hai dịng điện này gây ra tại điểm A có tọa độ x = 4cm và y = -2cm.
<i><b>Hướng dẫn giải </b></i>
Dòng I1 gây ra tại A vectơ cảm ứng từ <i>B</i>1 vng góc với mặt phẳng xOy, hướng từ ngồi vào, có độ lớn:
7 1 5
1
I
B 2.10 2.10 T
<i>y</i>
Dòng I2 gây ra tại A vectơ cảm ứng từ <i>B</i>2 vng góc với mặt phẳng
xOy, hướng từ trong ra, có độ lớn:
7 2 5
2
I
B 2.10 1, 5.10 T
<i>x</i>
Cảm ứng từ tổng hợp tại A là: <i>B</i><i>B</i>1<i>B</i>2.
Vì B<sub>1</sub> và B<sub>2</sub> cùng phương, ngược chiều và B<sub>1</sub>B<sub>2</sub> nên B cùng phương, cùng chiều với B<sub>1</sub> và
có độ lớn 5
1 2
BB B 0, 5.10 T
<b>Câu 21: Hai dây dẫn thẳng, rất dài, đặt trong khơng khí, trùng với hai trục tọa độ vng góc xOy. Dịng </b>
điện qua dây Ox chạy ngược chiều với chiều dương của trục tọa độ và có cường độ I1 = 6A, dòng điện
qua dây Oy chạy cùng chiều với chiều dương của trục tọa độ và có cường độ I2 = 9A. Xác định cảm ứng
từ tổng hợp do hai dòng điện này gây ra tại điểm M có tọa độ x = 4 cm và y = 6 cm.
<i><b>Hướng dẫn giải </b></i>
Dòng I1 gây ra tại M vectơ cảm ứng từ <i>B</i>1 vng góc với mặt phẳng xOy, hướng từ ngồi vào, có độ lớn:
7 1 5
1
I
B 2.10 2.10 T
<i>y</i>
Dòng I2 gây ra tại M vectơ cảm ứng từ <i>B</i>2 vng góc với mặt phẳng
xOy, hướng từ ngồi vào, có độ lớn:
7 2 5
2
I
B 2.10 4, 5.10 T
<i>x</i>
5
1 2
BB B 6, 5.10 T
<b>Câu 22: Hai dây dẫn thẳng, rất dài, đặt trong không khí, trùng với hai trục toạ độ vng góc xOy. Dòng </b>
điện qua các dây dẫn đều cùng chiều với chiều dương của trục tọa độ và có cùng cường độ I1 = I2 = 12A.
Xác định cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện này gây ra tại điểm A có tọa độ x = -6 cm và y = -4 cm
<i><b>Hướng dẫn giải </b></i>
Dòng I1 gây ra tại A vectơ cảm ứng từ <i>B</i>1 vuông góc với mặt phẳng xOy, hướng từ ngồi vào, có độ lớn:
7 1 5
1
I
B 2.10 6.10 T
<i>y</i>
Dòng I2 gây ra tại A vectơ cảm ứng từ <i>B</i>2 vng góc với mặt phẳng
xOy, hướng từ trong ra, có độ lớn:
7 2 5
2
I
B 2.10 4.10 T
<i>x</i>
Cảm ứng từ tổng hợp tại A là: <i>B</i><i>B</i><sub>1</sub><i>B</i><sub>2</sub>.
Vì B1 và B2 cùng phương, ngược chiều và B1 B2 nên B cùng phương, cùng chiều với B1 và có độ
lớn BB<sub>1</sub>B<sub>2</sub> 2.105
<b>Câu 23: Hai dây dẫn thẳng dài vô hạn đặt trong khơng khí vng góc nhau (cách điện với nhau) và nằm </b>
trong cùng một mặt phẳng như hình vẽ. Cường độ dòng điện qua hai dây dẫn I1 = 2A; I2 = 10A.
a) Xác định cảm ứng từ gây bởi hai dòng điện tại M (x = 5cm, y = 4cm) trong mặt phẳng của hai
dịng điện
b) Xác định những điểm có vectơ cảm ứng từ gây bởi hai dòng điện bằng 0.
<i><b>Hướng dẫn giải </b></i>
a) Các dòng điện I1 và I2 gây ra tại M các vectơ cảm ứng từ B1 và B2 có phương chiều như hình vẽ,
có độ lớn:
7 1 7 5
1
I 2
B 2.10 2.10 . 0,8.10 T
0, 05
<i>x</i>
7 2 7 5
2
I 10
B 2.10 2.10 . 5.10 T
0, 04
<i>y</i>
Cảm ứng từ tổng hợp tại A là: <i>B</i><i>B</i>1<i>B</i>2.
Vì B1 và B2 cùng phương, ngược chiều và B2 B1 nên
Độ lớn của B1 và B2 bằng nhau nên:
7 1 7 2 2
1
I I I
2.10 2.10 x 5 x
x <i>y</i> <i>y</i> I
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
Vì N thuộc góc phần tư thứ nhất và thứ ba nên x, y cùng dấu, suy ra y = 5x
Vậy tập hợp những điểm có vectơ cảm ứng từ gây bởi hai dòng điện bằng 0 là đường thẳng y = 5x
<b>Câu 24: Một vịng dây trịn đặt trong chân khơng có bán kính R = 10cm mang dòng điện I = 50A. </b>
a) Tính độ lớn của vectơ cảm ứng từ tại tâm vòng dây.
b) Nếu cho dòng điện trên qua vịng dây có bán kính R' = 4R thì cảm ứng từ tại tâm vịng dây có độ
lớn là bao nhiêu?
<i><b>Hướng dẫn giải </b></i>
a) Độ lớn cảm ứng từ tại tâm vòng dây:
7 I 5
B 2 .10 31, 4.10 T
R
b) Với vịng dây có bán kính R' = 4R thì:
7 I B 5
B 2 .10 7,85.10 T
4R 4
<b>Câu 25: Một khung dây tròn đặt trong chân khơng có bán kính R = 12cm mang dịng điện I = 48A. Biết </b>
khung dây có 15 vịng. Tính độ lớn của vectơ cảm ứng từ tại tâm vòng dây.
<i><b>Hướng dẫn giải </b></i>
Độ lớn của vectơ cảm ứng từ tại tâm vòng dây:
7 I 5
B 2 .10 N 367,8.10 T
R
<b>Câu 26: Một dây dẫn thẳng, dài có vỏ bọc cách điện, ở khoảng giữa được uốn thành vịng trịn, bán kính </b>
R = 20cm như hình vẽ. Dịng điện chạy qua dây dẫn có cường độ 5A. Xác định cảm ứng từ tại tâm O của
vòng tròn.
<i><b>Hướng dẫn giải </b></i>
Dòng điện chạy trong vòng tròn gây ra tại tâm O cảm ứng từ B1 vng góc với mặt phẳng hình vẽ,
hướng từ ngồi vào và có độ lớn:
7 6
1
I
B 2 .10 15, 7.10 T
R
7 6
2
I
B 2.10 5.10 T
R
Cảm ứng từ tổng hợp tại O là BB1B2
Vì B<sub>1</sub> và B<sub>2</sub> cùng phương, ngược chiều và B<sub>1</sub>B<sub>2</sub> nên B cùng phương, cùng chiều với B<sub>1</sub> và có độ
lớn BB<sub>1</sub>B<sub>2</sub> 10, 7.10 T6
<b>Câu 27: Một ống dây đặt trong khơng khí sao cho trục ống dây vng góc với mặt phẳng kinh tuyến từ. </b>
Thành phần nằm ngang của từ trường Trái Đất 5
0
B 2.10 T . Ống dây dài 50cm được quấn một lớp vịng
dây sát nhau. Trong lịng ống dây có treo một kim nam châm.
a) Cho dòng điện I = 0,2A chạy qua ống dây thì kim nam châm quay lệch so với hướng Nam - Bắc
lúc đầu là 45°. Tính số vịng dây của ống dây.
b) Cho dòng điện I’ = 0,1A qua ống dây thì kim nam châm quay lệch một góc bao nhiêu?
<i><b>Hướng dẫn giải </b></i>
a) Kim nam châm sẽ được định hướng theo hướng của từ trường tổng
hợp.
Vì cảm ứng từ B<sub>d</sub> do dịng điện chạy trong ống dây gây ra vng góc
với cảm ứng từ B0 của từ trường Trái Đất
Mà cảm ứng từ tổng hợp BB<sub>d</sub> B<sub>0</sub> hợp với B<sub>0</sub> góc 450 nên B<sub>d</sub> B<sub>0</sub> 2.10 T5
Ta có: B<sub>d</sub> 4 .10 7 NI B<sub>0</sub>
L
; 0
7
LB
N 40
4 .10 I
vòng
b) 7 d 5
d
B
N
B' 4 .10 I ' 10 T
L 2
(vì I ' I
2
); d 0 0
0
B ' 1
tan ' tan 26, 6 ' 26, 6
B 2
<b>Câu 28: Dùng một dây đồng đường kính d = 0,5mm có một lớp sơn cách điện mỏng, quấn quanh một </b>
hình trụ để làm một ống dây (Xơlenoit), các vịng dây quấn sát nhau. Cho dịng điện có I = 0,4A chạy qua
ống dây. Xác định cảm ứng từ trong ống dây.
<i><b>Hướng dẫn giải </b></i>
Cảm ứng từ ở trong lòng ống dây là:
7 7 7
3
I I 0, 4
B 4 .10 .N. 4 .10 . 4 .10 . 0, 001T
l d 0,5.10
Vậy cảm ứng từ ở trong lòng ống dây là: là B = 0,001T
<b>Câu 29: Dùng một dây đồng đường kính 0,8mm có một lớp sơn cách điện mỏng, quấn quanh một hình </b>
l, 76.10 m.
<i><b>Hướng dẫn giải </b></i>
Cảm ứng từ ở trong lòng ống dây là:
7 7
7
I I B.d
B 4 .10 .N. 4 .10 . I
l d 4 .10
Điện trở của dây dẫn: R . . <sub>2</sub> 4 <sub>2</sub>
d
S d
.
4
Hiệu điện thế hai đầu ống dây:
8 3
2
7 2 7 2 <sub>7</sub> <sub>3</sub>
B.D 4 .B.D. 1, 76.10 .6, 28.10 .0, 02.0, 4
U I.R . 4, 4V
4 .10 d .10 .d <sub>3,14.10 . 0,8.10</sub>
<sub></sub> <sub></sub>
<b>Câu 30: Một ống dây dài 50(cm), cường độ dòng điện chạy qua mỗi vòng dây là 2(A). Cảm ứng từ bên </b>
trong ống dây có độ lớn B25.104
<i><b>Hướng dẫn giải </b></i>
Cảm ứng từ ờ trong lòng ống dây là:
4
7
7 7
I B. 25.10 .0,5
B 4 .10 .N. N 497
4 .10 .I 4 .10 .2
vòng
Vậy số vòng dây của ống dây là 497 vòng
<b>Câu 31: Một sợi dây đồng có đường kính 0,8(mm), lớp sơn cách điện bên ngoài rất mỏng. Dùng sợi dây </b>
này để quấn một ống dây có dài l = 40(cm). Số vòng dây trên mỗi mét chiều dài của ống dây là bao
nhiêu?
<i><b>Hướng dẫn giải </b></i>
Số vòng dây trên ống là : N
d
Số vòng dây trên mỗi mét chiều dài của ống dây :
3
N 1 1
n 1250
d 0,8.10
Vậy số vòng dây trên mỗi mét chiều dài của ống dây là 1250 vòng
<b>Câu 32: Một dây dẫn đường kính tiết diện d = 0,5mm được phủ một lớp sơn cách điện mỏng và quấn </b>
thành một ống dây, các vòng dây quấn sát nhau. Cho dịng điện có cường độ I = 2A chạy qua ống dây.
Xác định cảm ứng từ tại một điểm trên trục trong ống dây.
d
. Cảm ứng từ tại một điểm bên trong ống dây:
7 N 4
B 4 .10 I 5.10 T
l
<b>Câu 33: Cho dòng điện cường độ I = 0,15A chạy qua các vịng dây của một ống dây, thì cảm ứng từ bên </b>
trong ống dây là B35.10 T5 . Ống dây dài 50cm. Tính số vịng dây của ống dây.
<i><b>Hướng dẫn giải </b></i>
7
7
N B.
B 4 .10 I N 929
4 .10 .I
vòng
<b>Câu 34: Dùng một dây đồng có phủ một lóp sơn cách điện mỏng, quấn quanh một hình trụ dài </b>
<i>L = 50 cm, có đường kính d = 4 cm để làm một ống dây. Sợi dây quấn ống dây có chiều dài l = 314cm và </i>
các vòng dây được quấn sát nhau. Hỏi nếu cho dòng điện cường độ I = 0,4A chạy qua ống dây, thì cảm
ứng từ bên trong ống dây bằng bao nhiêu?
<i><b>Hướng dẫn giải </b></i>
Chu vi của mỗi vòng dây: d , số vòng dây: N l
d
Cảm ứng từ bên trong ống dây:
7 N 7 l 5
B 4 .10 I 4 .10 I 2,5.10 T
L dL
<b>Câu 35: Một electron bay vào trong từ trường đều với vận tốc ban đầu vng góc với vectơ cảm ứng từ. </b>
Biết v2.10 m / s5 , B = 0,2T. Tính lực Lo-ren-xơ tác dụng lên electron.
<i><b>Hướng dẫn giải </b></i>
Ta có: f evBsin 0, 64.1014N
<b>Câu 36: Một prơtơn bay vào trong từ trường đều theo phương làm với đường sức từ một góc 30° với vận </b>
tốc 3.107m/s, từ trường có cảm ứng từ 1,5T. Tính lực Lo-ren-xơ tác dụng lên prơtơn.
<i><b>Hướng dẫn giải </b></i>
Ta có lực Lo-ren-xơ tác dụng lên prôtôn: f evBsin 7, 2.1012N.
<b>Câu 37: Cho một khung dây hình chữ nhật ABCD có AB = 10cm; BC = 20cm, có </b>
dịng điện I = 4A chạy qua đặt trong một từ trường đều có các đường sức từ song
song với mặt phẳng chứa khung dây như hình vẽ. Biết B = 0,04T. Xác định các
vectơ lực từ do từ trường đều tác dụng lên các cạnh của khung dây.
<i><b>Hướng dẫn giải </b></i>
3
BC AD
F F B.I.BC32.10 N ; hai lực này tạo thành một ngẫu lực có tác dụng làm cho khung dây quay
đến vị trí mà mặt phẳng khung dây vng góc với các đường sức từ
<b>Câu 38: Cho một khung dây hình chữ nhật ABCD có AB = 10cm; </b>
BC = 20cm, có dịng điện I = 5A chạy qua đặt trong một từ trường đều có các
đường sức từ song song với mặt phẳng chứa khung dây và hợp với cạnh AD
một góc 300 như hình vẽ. Biết B = 0,02T. Xác định các vectơ lực từ do từ
trường đều tác dụng lên các cạnh AB và AD.
<i><b>Hướng dẫn giải </b></i>
Các lực từ tác dụng lên từng cạnh của khung dây có điểm đặt tại trung điểm
của mỗi cạnh, có phương vng góc với mặt phẳng chứa khung dây và vng
góc với từng cạnh, lực tác dụng lên các cạnh AB và BC hướng từ trong ra,
các lực tác dụng lên các cạnh CD và AD hướng từ ngoài vào và có độ lớn:
AB CD
F F B.I.AB.sin 90 8, 66.10 N
2
BC AD
F F B.I.BC.sin 10 N
<b>Câu 39: Cho hai dây dẫn thẳng, dài, song song và một khung dây hình </b>
chữ nhật cùng nằm trong một mặt phẳng đặt trong khơng khí và có các
dịng điện chạy qua như hình vẽ. Biết I1 = 12A; I2 = 15A; I3<i> = 4A; </i>
a = 20cm; b = 10cm; AB = 10cm; BC = 20cm. Xác định lực từ do từ
trường của hai dòng điện chạy trong hai dây dẫn thẳng tác dụng lên cạnh
BC của khung dây.
<i><b>Hướng dẫn giải </b></i>
Dòng I1 gây ra tại các điểm trên cạnh BC của khung dây vectơ cảm ứng từ có phương vng góc với mặt
phẳng hình vẽ, có chiều hướng từ trong ra và có độ lớn 7 1
1
I
B 2.10
b
Từ trường của dòng I1 tác dụng lên cạnh BC lực từ F1 đặt tại trung điểm của cạnh BC, có phương nằm
trong mặt phẳng hình vẽ, vng góc với BC và hướng từ B đến A, có độ lớn:
0 7 1 3 7
1 1 3
I I BC
F B I BCsin 90 2.10 192.10 N
a
7 2 3 7
2
I I BC
F 2.10 80.10 N
a b
Lực từ tổng hợp do từ trường của hai dòng I1 và I2 tác dụng lên cạnh BC của khung dây là F F1 F2
cùng phương cùng chiều với F1 và có độ lớn:
7
1 2
F F F 112.10 N.
<b>Câu 40: Một electron sau khi đi qua hiệu điện thế tăng tốc </b> 40V, bay vào một vùng
từ trường đều có hai mặt biên phẳng song song, bề dày h = 10cm. Vận tốc của electron
vng góc với cảm ứng từ B lẫn hai biên của vùng. Với giá trị nhỏ nhất Bmin của cảm
ứng từ bằng bao nhiêu thì electron khơng thể bay xun qua vùng đó? Cho biết tỷ số độ
lớn điện tích và khối lượng của electron là 11
l, 76.10 C / kg
.
<i><b>Hướng dẫn giải </b></i>
Thế năng electron nhận được khi đi qua hiệu điện thế tăng tốc chuyển thành động năng của electron
2
1 2e
e mv v 2
2 m
Khi electron chuyển động vào vùng từ trường đều với vận tốc v vng góc với B thì quỹ đạo chuyển
động của electron là đường trịn bán kính R được xác định theo công thức: R mv
eB
Để electron khơng thể bay xun qua vùng từ trường đó thì bán kính quỹ đạo là:
4
max min
min
mv mv 1 2
R h B 2,1.10 T
eB eh h
<b>Câu 41: Một electron chuyển động trong một từ trường đều có cảm ứng từ </b>B5.10 T3 , theo hướng hợp
với đường cảm ứng từ một góc 600. Năng lượng của electron bằng W1, 64.1016J. Trong trường
hợp này quỹ đạo của electron là một đường đinh ốc. Hãy tìm: vận tốc của electron; bán kính của vịng
đinh ốc và chu kì quay của electron trên quỹ đạo, và bước của đường đinh ốc.
<i><b>Hướng dẫn giải </b></i>
Năng lượng của electron khi chuyển động trong từ trường tồn tại dưới dạng động năng, vận tốc của
electron được xác định từ phương trình:
2 16
7
31
mv 2W 2.1, 64.10
v 1, 9.10 m / s
1 m 9,1.10
W
Bán kính của vịng đinh ốc là:
31 7 0
2
19 3
mv sin 9,1.10 .1, 9.10 .sin 60
R 1, 9.10 m
eB 1, 6.10 .5.10
Chu kì quay của electron là:
31
19
19 3
2 m 2 .9,1.10
T 7,1.10 s
eB 1, 6.10 .5.10
Bước của đường đinh ốc là:
31 7 0
2
19 3
2 mv cos 2 .9,1.10 .1, 9.10 cos 60
h 6,8.10 m
eB 1, 6.10 .5.10