Câu 15: Khi tăng đồng thời cường độ dòng điện trong cả hai dây dẫn song song lên 3 lần thì lực từ tác dụng lên một đơn vị chiều dài của mỗi dây tăng lên A.. ĐÁP ÁN PHẦN LUYỆN TẬP 1A..[r]
Trang 1DẠNG BÀI TẬP VỀ TƯƠNG TÁC GIỮA CÁC DÂY DẪN THẲNG DÀI ĐẶT SONG SONG CÓ
DÒNG ĐIỆN CHẠY QUA MÔN VẬT LÝ 11 NĂM 2021-2022
1 PHƯƠNG PHÁP CHUNG
- Áp dụng kiến thức, các công thức về lực tương tác từ giữa hai dây dẫn thẳng, song song, có dòng điện
chạy qua
- Áp dụng phép xác định hợp các vectơ lực trong trường hợp có nhiều dòng điện thẳng song song
2 VÍ DỤ MINH HỌA
Ví dụ 1: Dây dẫn thẳn dài có dòng I15A đi qua đặt trong không khí
a) Tính cảm ứng từ tại điểm cách dây 15 cm
b) Tính lực từ tác dụng lên 1 m dây dòng I2 10 A đặt song song, cách I1 15 cm, I2 ngược chiều I1
Lời giải
a) Cảm ứng từ do dây dẫn thẳng dài có dòng điện gây ra tại điểm cách dây 15 cm là:
2.10 2.10 2.10
0,15
I B
r
Đáp án A
b) Lực từ tác dụng lên 1 m dây dòng I2 là:
7 1 2 715.10 4 2.10 2.10 1 2.10
0,15
I I
r
Đáp án A.
Ví dụ 2: Ba dây dẫn thẳng dài đặt song song cách đều nhau, khoảng cách
giữa hai dây là 4 cm Biết I110 A, I2 I320 A Tìm lực từ tác dụng
lên 1 m của dòng I1
3.10 N D. 3
4.10 N
Lời giải
+ Vì 2 dòng điện 1 và 2 ngược chiều nhau nên lực tương tác là lực tương tác đẩy nên vectơ F hướng ra 21 ngoài
Trang 2+ Vì 2 dòng điện 1 và 3 cùng chiều nhau nên lực tương tác là lực tương tác hút nên vectơ F hướng vào 31
trong
Hợp lực tác dụng F1F21F31
13 23 21 31 2.10 I I 10
r
F F F F F N
Đáp án B
Ví dụ 3: Ba dây dẫn thẳng dài song song có khoảng cách a5 cm Dây 1
và 3 được giữ cố định, có dòng I12I34 A đi qua như hình Dây 2 tự
do, có dòng I2 5 A đi qua Tìm chiều di chuyển của dây 2 và lực tác
dụng lên 1 m dây 2 khi nó bắt đầu chuyển động nếu I2 có chiều:
a) Đi lên
A. Sang phải, F2 4.105 N B. Sang trái, F2 4.105 N
C. Sang phải, F2 8.105 N D. Sang trái, F2 8.105 N
b) Đi xuống
A. Sang phải, F2 4.105 N B. Sang trái, F2 4.105 N
C. Sang phải, F2 8.105 N D. Sang trái, F2 8.105 N
Lời giải
- Lực từ tác dụng do 1 m dây thứ hai:
12
4,5 2.10 2.10 8.10
0, 05
I I F
a
32
2,5 2.10 2.10 4.10
0, 05
I I F
a
Lực từ tổng hợp lên 1 m dây thứ 2: F2 F12F32
a) Khi I2 đi lên khi đó F12F32
5
N và F2F12 nên dây thứ 2 sẽ di chuyển sang phải
Đáp án A
Trang 3b) Khi I2 đi xuống khi đó F12F32
5
N và F2F12 nên dây thứ 2 sẽ di chuyển sang trái
Đáp án B
Ví dụ 4: Ba dây dẫn thẳng song song dài vô hạn đặt song song trong không
khí như hình, với a13 cm, a2 4 cm Dây 1, 3 cố định, dây 2 tự do
Cường độ dòng điện trong các dây là I16 A, I2 5 A, I3 10 A
a) Xác định vectơ cảm ứng từ tại vị trí đặt dây 2
b) Xác định lực từ tác dụng lên 1 m chiều dài dây 2 và chiều di chuyển của nó
2 4, 5.10
F N, di chuyển sang trái
B. F2 4, 5.104 N, di chuyển sang phải
C. F2 1, 5.104 N, di chuyển sang trái
D. F2 1, 5.104 N, di chuyển sang phải
c) Để dây 2 không di chuyển thì ta phải đưa nó tới vị trí khác, xác định vị trí đó
A. Ngoài khoảng 2 dây, cách dây 1 đoạn 10,5 cm
B. Ngoài khoảng 2 dây, cách dây 1 đoạn 10,5 cm
C. Trong khoảng 2 dây, cách đều 2 dây
D. Trong khoảng 2 dây, cách 1 dây 1 đoạn 7,5 cm
Lời giải
a) + Cảm ứng từ đặt tại dây 2 là cảm ứng từ tổng hợp do dây 1 và 3 gây ra
B B B
+ Sử dụng quy tắc cái đinh ốc 1 với 2 dòng điện (1) và (3) ta được B1B3
2.10 2.10 2.10 2.10 9.10
0, 03 0, 04
I I
Đáp án C
b) – Lực từ tác dụng do 1 m dây thứ hai:
Trang 4+ Do I1 gây ra: 7 1 2 7 4
12
1
6, 5 2.10 2.10 2.10
0, 03
I I F
a
32
2
5.10 2.10 2.10 2, 5.10
0, 04
I I F
a
Lực từ tổng hợp lên 1 m dây thứ 2: F2 F12F32
Mặt khác do F12 F32F2 F12F32 4, 5.104 N, và có chiều di chuyển về bên trái tức là hướng về
dây thứ 1
Đáp án A.
c) + Để dây 2 không di chuyển thì hợp lực tác dụng lên nó phải bằng 0
12 32
3
3 5
I
, do đó dây 2 phải ở khoảng ngoài của hai dây 1 và 3 và ở gần dây 1 hơn
a a 3 4 7 cm a 17, 5 cm
Vậy vị trí đó ở ngoài khoảng của hai dây 1 và 3 và cách dây 1 một đoạn bằng 10,5 cm
Đáp án A.
3 LUYỆN TẬP
Câu 1: Lực tương tác giữa hai dòng điện thẳng song song là
A F = 2.10-7I1I2l/r B F = 2.10-7.rl/(I1I2) C F = 2.10-7.I1I2r/l D F = 2π.10-7.I1I2r/l
Câu 2: Hai dây dẫn thẳng, song song, dây l được giữ cố định, dây 2 có thể dịch chuyển Dây 2 sẽ dịch
chuyển về phía dây l khi
A có hai dòng điện ngược chiều chạy qua
B chỉ có dòng điện mạnh chạy qua dây l
C có hai dòng điện cùng chiều chạy qua
D dòng điện chạy qua dây 2 lớn hơn dòng điện chạy qua dây l
Trang 5Câu 3: Hai dây dẫn thẳng, dài song song và cách nhau 10 cm trong chân không, dòng điện trong hai dây
cùng chiều có cường độ I1 = 2 A và I2 = 5A Lực từ tác dụng lên 20 cm chiều dài của mỗi dây là
A lực hút có độ lớn 4.10-6 N B lực đẩy có độ lớn 4.10-6 N
C lực hút có độ lớn 2.10-6 N D lực đẩy có độ lớn 2.10-6 N
Câu 4: Hai dây dẫn thẳng, dài song song đặt trong không khí Dòng điện chạy trong hai dây có cùng
cường độ 1 A Lực từ tác dụng lên mỗi mét chiều dài có độ lớn là 10-6 N Khoảng cách giữa hai dây là
A 10 cm B 20 cm C 15 cm D 25 cm
Câu 5: Dây dẫn thẳng dài có dòng điện I1 = 15 A đặt trong không khí Lực từ tác dụng lên 1 m dây của
dòng điện I2 = 10 A đặt song song, cách I1 15 cm và I2 ngược chiều I1 là
A 0,5.10-4 N B 1.10-4 N C 1,5.10-4 N D 2.10-4 N
Câu 6: Ba dòng điện thẳng dài đặt song song với nhau, cách đều nhau đi qua ba đỉnh của một tam giác
đều cạnh a = 4 cm theo phương vuông góc với mặt phẳng hình vẽ Cho các dòng điện chạy qua có cùng
một chiều có cùng một chiều với các cường độ dòng điện I1 = 10 A, I2 = I3 = 20 A Lực tổng hợp F tác
dụng lên mỗi mét dây dẫn có dòng điện I1 là
A 10-3 N B 1,73.10-3 N
C 2.10-3 N D 2,5.10-3 N
Câu 7: Ba dòng điện thẳng dài đặt song song với nhau đi qua ba đỉnh của một tam giác theo phương
vuông góc với mặt phẳng như hình vẽ Cho các dòng điện chạy qua có chiều như hình vẽ với các cường
Trang 6độ dòng điện I1 = 10 A, I2 = 20 A, I3 = 30 A Biết I1 cách I2 và I3 lần lượt là 8 cm và 6 cm Lực tổng hợp
tác dụng lên mối mét dây dẫn có dòng điện I1 là
A 1,12.10-3 N B 1,2.10-3 N C 1,5.10-3 N D 2.10-3 N
Câu 8: Ba dòng điện thẳng dài đặt song song với nhau, cách đều nhau đi qua ba đỉnh của một tam giác
đều cạnh a = 4 cm theo phương vuông góc với mặt phẳng hình vẽ Cho các dòng điện chạy qua có cùng
một chiều có cùng một chiều với các cường độ dòng điện I1= 10 A, I2 = I3 = 20 A Lực tổng hợp F tác
dụng lên mỗi mét dây dẫn có dòng điện I1 là
A 10-3 N B 2.10-3 N
C 2,5.10-3 N D 4.10-3 N
Câu 9: Hai dây dẫn thẳng dài, song song đặt trong không khí Cường độ dòng điện qua hai dây bằng
nhau và bằng 6 A Lực từ tác dụng lên mỗi đơn vị chiều dài của mỗi dây bằng 2.10-4N Khoảng cách
giữa hai dây là
A 3,6 m B 36 m C 36 cm D 3,6 cm
Câu 10: Có 3 dòng điện thẳng song song I1, I2 và I3 ở trong cùng một mặt phẳng, cho I1 = 20 A, I2 = 15
A, I3 = 25 A Khoảng cách giữa I1, I2 là a = 5 cm, giữa I2 và I3 là b = 3 cm Lực tác dụng lên 1 m chiều
Trang 7A 250.10-5 N B 125.10-5 N
C 500.10-5 N D 150.10-5 N
Câu 11: Hai dây dẫn thẳng, dài, song song đặt trong không khí và cách nhau 40 cm Dòng điện qua dây
thứ nhất có cường độ I1 = 8 A Trên mỗi mét chiều dài của dây thứ hai chịu tác dụng một lực F = 2.10
-5 N Cường độ dòng điện qua dây thứ hai là
A 5 A B 0,5 A C 25 A D √5 A
Câu 12: Hai dây dẫn thẳng, song song, cách nhau 10 cm có dòng điện 2 A và 5 A chạy qua Biết hai dây
trên có chiều dài bằng nhau và bằng 20 cm Lực từ tác dụng lên mỗi dây là
A F = 4.10-4 N B F = 4.10-7 N C F = 4.10-5 N D F = 4.10-6 N
Câu 13: Có ba dòng điện thẳng song song I1, I2 và I3 ở trong cùng một mặt phẳng, cho I1 = 20 A, I2 = 15
A, I3 = 25 A Khoảng cách giữa I1 và I2 là a = 5 cm, giữa I2 và I3 là b = 3 cm Lực tác dụng lên 1 m chiều dài của I2 là
A 37.10-4 N B 3,7.10-5 N
C 25.10-4 N D 12.10-4 N
Câu 14: Hai dây dẫn thẳng dài, song song đặt cách nhau 5 cm trong không khí Cho dòng điện chạy qua
hai dây dẫn bằng nhau thì lực từ tác dụng lên mỗi đơn vị chiều dài của mỗi dây là 10-4 N Cường độ
dòng điện qua mỗi dây là
Trang 8A √5 A B 25 A C 5 A D 0,5 A
Câu 15: Khi tăng đồng thời cường độ dòng điện trong cả hai dây dẫn song song lên 3 lần thì lực từ tác
dụng lên một đơn vị chiều dài của mỗi dây tăng lên
A 3 lần B 12 lần C 6 lần D 9 lần
ĐÁP ÁN PHẦN LUYỆN TẬP
Trang 9Website HOC247 cung cấp một môi trường học trực tuyến sinh động, nhiều tiện ích thông minh, nội dung bài giảng được biên soạn công phu và giảng dạy bởi những giáo viên nhiều năm kinh nghiệm, giỏi
về kiến thức chuyên môn lẫn kỹ năng sư phạm đến từ các trường Đại học và các trường chuyên danh
tiếng
xây dựng các khóa luyện thi THPTQG các môn: Toán, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học và
Sinh Học
trường PTNK, Chuyên HCM (LHP-TĐN-NTH-GĐ), Chuyên Phan Bội Châu Nghệ An và các trường Chuyên khác cùng TS.Trần Nam Dũng, TS Phạm Sỹ Nam, TS Trịnh Thanh Đèo và Thầy Nguyễn Đức
Tấn
THCS lớp 6, 7, 8, 9 yêu thích môn Toán phát triển tư duy, nâng cao thành tích học tập ở trường và đạt điểm tốt ở các kỳ thi HSG
dành cho học sinh các khối lớp 10, 11, 12 Đội ngũ Giảng Viên giàu kinh nghiệm: TS Lê Bá Khánh
Trình, TS Trần Nam Dũng, TS Phạm Sỹ Nam, TS Lưu Bá Thắng, Thầy Lê Phúc Lữ, Thầy Võ Quốc
Bá Cẩn cùng đôi HLV đạt thành tích cao HSG Quốc Gia
III Kênh học tập miễn phí
các môn học với nội dung bài giảng chi tiết, sửa bài tập SGK, luyện tập trắc nghiệm mễn phí, kho tư liệu tham khảo phong phú và cộng đồng hỏi đáp sôi động nhất
miễn phí từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả các môn Toán- Lý - Hoá, Sinh- Sử - Địa, Ngữ Văn, Tin Học và Tiếng Anh
Vững vàng nền tảng, Khai sáng tương lai
Học mọi lúc, mọi nơi, mọi thiết bi – Tiết kiệm 90%
Học Toán Online cùng Chuyên Gia
HOC247 NET cộng đồng học tập miễn phí HOC247 TV kênh Video bài giảng miễn phí