Phương pháp giải bài tập Lực từ tác dụng lên khung dây dẫn môn Vật Lý 11 năm 2020

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

<b>PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP LỰC TỪ </b>

<b>TÁC DỤNG LÊN KHUNG DÂY </b>

<b>1. PHƯƠNG PHÁP GIẢI </b>

Đường sức từ nằm ngang trong mặt phẳng khung

- Lực từ tác dụng lên hai đoạn dây AB và CD bằng 0 (vì AB và CD song song với đường sức
từ).

- Áp dụng quy tắc bàn tay trái ta thấy các lực từ tác dụng lên hai đoạn dây BC và DA như hình
vẽ a. Hai lực này hợp thành một ngẫu lực và làm cho khung dây quay quanh trục OO'.

Đường sức từ vng góc với mặt khung: Áp dụng quy tắc bàn tay trái ta thấy các lực từ tác
dụng lên khung dây như hình vẽ b. Các lực này khơng có tác dụng làm cho khung quay.

<b>2. VÍ DỤ MINH HỌA </b>

<b>Ví dụ 1</b>: Khung dây hình chữ nhật có diện tích S = 25 cm2_{gồm có 10 vịng nối tiếp có cường}

độ dịng điện I = 2A đi qua mỗi vòng dây. Khung dây đặt thẳng đứng trong từ trường đều có B
= 0,3 T. Tính momen lực từ đặt lên khung dây khi:

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

b) Khi cảm ứng từ B→ vng góc với mặt phẳng khung dây thì góc θ = 0° nên:
N.B.I.S.sin 0° = 0

<b>Ví dụ 2</b>: Một khung dây có kích thước 2cm x 3cm đặt trong từ trường đều. Khung dây gồm 200
vịng. Cho dịng điện có cường độ 0,2A đi vào khung dây. Momem ngẫu lực từ tác dụng lên
khung có giá trị lớn nhất bằng 24.10-4_{Nm. Hãy tính cảm ứng từ của từ trường.}

<b>Giải </b>

Momen ngẫu lực từ tác dụng lên khung dây N vòng là:
M = N.B.I.S.sinθ

Trong biểu thức trên ta thấy:
- N là số vịng dây ln không đổi.

- B là từ trường đều và cũng khơng đổi trong q trình khung quay.

- I là cường độ dòng điện chạy trong khung và được giữ cố định nên cũng không đổi.
- S là diện tích khung dây và diện tích này cũng khơng đổi khi khung quay.

- =

( )

<i>B n</i>; là góc hợp bởi giữa vecto cảm ứng từ và vecto pháp tuyến của mặt phẳng khung

dây. Trong quá trình khung quay thì chỉ có đại lượng này thay đổi vì thế Mmax khi và chỉ khi
sinθ = 1 nghĩa là  =

( )

<i>B n</i>; = 90°.

Từ những lý luận trên ta có:
Mmax = NBIS

4
max

4

24.10

0,1( )
. 200.0, 26.10

<i>M</i>
<i>B</i> <i>T</i>
<i>NI S</i>
−
−
 = = =

<b>3. BÀI TẬP TỰ LUYỆN </b>

<b>Bài 1</b>: Khung dây hình chữ nhật ABCD có cạnh AB = CD = a = 10 cm, AD = BC = b = 5 cm, có

dịng I2 = 2 A đi qua. Một dòng điện thẳng dài I1 = 4 A nằm trong mặt phẳng ABCD cách AB

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

Đ/S: F = |F2 - F4| = 1,6.10-6 (N)

<b>Bài 2</b>: Khung dây hình chữ nhật kích thước AB = a = 10 cm, BC = b = 5 cm gồm có 20 vịng nối

tiếp có thể quay quanh cạnh AB thẳng đứng. Khung dây có dịng I = 1A chạy qua và đặt trong
từ trường đều có cảm ứng từ nằm ngang hợp với pháp tuyến góc 30°, B = 0,5 T. Tính momen
lực từ đặt lên khung dây.

Đ/S: Momen ngẫu lực từ tác dụng lên khung dây: M = 0,025 (Nm)

<b>Bài 3</b>: Một khung dây trịn bán kính 5 cm gồm 75 vòng được đặt trong từ trường đều có cảm

ứng từ 0,25 T. Mặt phẳng của khung dây hợp với đường sức từ một góc 60°. Tính momen
ngẫu lực từ tác dụng lên khung dây. Cho biết mỗi vịng dây có cường độ dịng điện 8 A chạy
qua.

Đ/S: Momen ngẫu lực từ tác dụng lên khung dây: M = 0,059 (Nm)

<b>Bài 4</b>: Một khung dây hình chữ nhật ABCD đặt trong từ trường đều cảm ứng từ B = 5.10-2_T.

Cạnh AB của khung dài 3 cm, cạnh BC dài 5 cm. Dịng điện trong khung có cường độ 2A. Tính
giá trị lớn nhất của momen ngẫu lực từ tác dụng lên khung trong 2 trường hợp:

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

a) Xác định các lực từ tác dụng lên các cạnh của khung.

b) Tính momen của các lực từ tác dụng lên khung CDEG đối với trục T đi qua tâm hình vng
và song song với cạnh DE.

c) Sau đó tính momen của các lực đối với trục T’ bất kì song song với T.

Đ/S:

a) FCD = FGE = 0

FCG = FDE = B.I.a

b) MT = BIa2

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

Website <b>HOC247</b> cung cấp một môi trường <b>học trực tuyến</b> sinh động, nhiều <b>tiện ích thơng minh</b>, nội
dung bài giảng được biên soạn công phu và giảng dạy bởi những <b>giáo viên nhiều năm kinh nghiệm, giỏi </b>

<b>về kiến thức chuyên môn lẫn kỹ năng sư phạm</b> đến từ các trường Đại học và các trường chuyên danh

tiếng.

<b>I. </b> <b>Luyện Thi Online</b>

- <b>Luyên thi ĐH, THPT QG:</b> Đội ngũ <b>GV Giỏi, Kinh nghiệm</b> từ các Trường ĐH và THPT danh tiếng
xây dựng các khóa <b>luyện thi THPTQG </b>các mơn: Tốn, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học và
Sinh Học.

- <b>Luyện thi vào lớp 10 chun Tốn: </b>Ơn thi <b>HSG lớp 9</b> và <b>luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán</b> các
trường <i>PTNK, Chuyên HCM (LHP-TĐN-NTH-GĐ), Chuyên Phan Bội Châu Nghệ An</i> và các trường
Chuyên khác cùng <i>TS.Trần Nam Dũng, TS. Phạm Sỹ Nam, TS. Trịnh Thanh Đèo và Thầy Nguyễn Đức </i>
<i>Tấn.</i>

<b>II.</b> <b>Khoá Học Nâng Cao và HSG </b>

- <b>Toán Nâng Cao THCS:</b> Cung cấp chương trình Tốn Nâng Cao, Toán Chuyên dành cho các em HS
THCS lớp 6, 7, 8, 9 u thích mơn Tốn phát triển tư duy, nâng cao thành tích học tập ở trường và đạt
điểm tốt ở các kỳ thi HSG.

- <b>Bồi dưỡng HSG Tốn:</b> Bồi dưỡng 5 phân mơn <b>Đại Số, Số Học, Giải Tích, Hình Học </b>và <b>Tổ Hợp</b>

dành cho học sinh các khối lớp 10, 11, 12. Đội ngũ Giảng Viên giàu kinh nghiệm: <i>TS. Lê Bá Khánh </i>
<i>Trình, TS. Trần Nam Dũng, TS. Phạm Sỹ Nam, TS. Lưu Bá Thắng, Thầy Lê Phúc Lữ, Thầy Võ Quốc </i>
<i>Bá Cẩn</i> cùng đơi HLV đạt thành tích cao HSG Quốc Gia.

<b>III. </b> <b>Kênh học tập miễn phí</b>

- <b>HOC247 NET:</b> Website hoc miễn phí các bài học theo <b>chương trình SGK</b> từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả
các môn học với nội dung bài giảng chi tiết, sửa bài tập SGK, luyện tập trắc nghiệm mễn phí, kho tư

<i>V</i>

<i>ữ</i>

<i>ng vàng n</i>

<i>ề</i>

<i>n t</i>

<i>ảng, Khai sáng tương lai</i>

<i> Học mọi lúc, mọi nơi, mọi thiết bi – Tiết kiệm 90% </i>

<i>Học Toán Online cùng Chuyên Gia </i>

</div>

<!--links-->