CD dẫn điện, chiều dài l , khối lượng m, đặt nằm ngang và được giữ đứng yên. Sau đó thả cho thanh CD rơi xuống, trong khi rơi CD vẫn nằm ngang và tiếp xúc với hai thanh ray.Hiện tượng tr[r]
Trang 12 Từ trường
- Khái niệm từ trường: Xung quanh thanh nam châm hay xung quanh dòng
điện có từ trường
Tổng quát: Xung quanh điện tích chuyển động có từ trường.
- Tính chất cơ bản của từ trường: Gây ra lực từ tác dụng lên một nam châm
hay một dòng điện đặt trong nó
- Cảm ứng từ: Để đặc trưng cho từ trường về mặt gây ra lực từ, người ta đưa
vào một đại lượng vectơ gọi là cảm ứng từ và kí hiệu là B
Phương của nam châm thử nằm cân bằng tại một điểm trong từ trường làphương của vectơ cảm ứng từ B của từ trường tại điểm đó Ta quy ước lấychiều từ cực Nam sang cực Bắc của nam châm thử là chiều của B
3 Đường sức từ
Đường sức từ là đường được vẽ sao cho hướng của tiếp tuyến tại bất kì điểmnào trên đường cũng trùng với hướng của vectơ cảm ứng từ tại điểm đó
4 Các tính chất của đường sức từ:
- Tại mỗi điểm trong từ trường, có thể vẽ được một đường
sức từ đi qua và chỉ một mà thôi
- Các đường sức từ là những đường cong kín Trong trường
hợp nam châm, ở ngoài nam châm
các đường sức từ đi ra từ cực Bắc,
đi vào ở cực Nam của nam châm
- Các đường sức từ không cắt nhau
- Nơi nào cảm ứng từ lớn hơn thì
các đường sức
từ ở đó vẽ mau hơn (dày hơn), nơi nào cảm ứng
Trang 2từ nhỏ hơn thì các đường sức từ ở đó vẽ thưa hơn.
1 Phương : Lực từ tác dụng lên đoạn
dòng điện có phương vuông góc với
mặt phẳng chứa đoạn dòng điện và
cảm ứng tại điểm khảo sát
2 Chiều lực từ : Quy tắc bàn tay trái
Quy tắc bàn tay trái : Đặt bàn tay trái
duỗi thẳng để các đường cảm ứng từ
xuyên vào lòng bàn tay và chiều từ cổ
tay đến ngón tay trùng với chiều dòng
điện Khi đó ngón tay cái choãi ra 90o
sẽ chỉ chiều của lực từ tác dụng lên
đoạn dây dẫn
3 Độ lớn (Định luật Am-pe) F=BI ℓ sin α
Trong đĩ:
+ B Độ lớn của cảm ứng từ Trong hệ SI, đơn vị của cảm ứng từ là tesla,
kí hiệu là T
+ I: Cường độ dịng điện (A)
+ l: Chiều dài dây dây dẫn cĩ dịng điện (m).
+ là gĩc hợp bởi dây dẫn và cảm ứng từ B
III NGUYÊN LÝ CHỒNG CHẤT TỪ TRƯỜNG
Giả sử ta có hệ n nam châm( hay dòng điện ) Tại điểm M, Từ trường chỉ củanam châm thứ nhất là B1 , chỉ của nam châm thứ hai là B2 , …, chỉ của namchâm thứ n là B n Gọi B là từ trường của hệ tại M thì: B= B1 +B2+ +B n
Trang 3Bài 2: Xác định lực từ trong các trường hợp sau:
Bài 3: Một dây dẫn có chiều dài 10m được đặt trong từ trường đều có B = 5.10-2 T.Cho dòng điện có cường độ 10 A chạy qua dây dẫn
a) Xác định lực từ tác dụng lên dây dẫn khi dây dẫn đặt vuông góc với đườngsức từ, vẽ hình
+ + + + + + +
+ + + + + + + +
Trang 4b) Nếu lực từ tác dụng là 4,33 N Hãy xác định góc giữa đường sức từ và dâydẫn?
Bài 5: Một dây dẫn có chiều dài l = 5m, được đặt trong từ trường đều có độ lớn B
= 3.10-2 T Cường độ dòng điện chạy trong dây dẫn có giá trị 6A Hãy xác đinh độlớn của lực từ tác dụng lên dây dẫn trong các trường hợp sau đây:
a) Dây dẫn đặt vuông góc với các đường sức từ ?
b) Dây dẫn đặt song song với các đường sức từ ?
c) Dây dẫn hợp với các đường sức từ một góc 450
Bài 6: Người ta dùng một dây dẫn có chiểu dài 2m , đặt vào từ trường đều có B =
10-2 T, dây dẫn được đặt vuông góc với các đường sức, lực từ tác dụng lên dây dẫn
là 1N, hãy xác định cường độ dòng điện chạy trong dây dẫn
Bài 7: Một đoạn dây thẳng MN dài 6cm, có dòng điện 5A, đặt trong từ trường đều
có cảm ứng từ B = 0,5T Lực từ tác dụng lên đoạn dây có độ lớn F = 7,5.10-2 N.Góc hợp bởi dây MN và đường cảm ứng từ là bao nhiêu ?
Bài 8: Một đoạn dây dẫn dài 5cm đặt trong từ trường đều và vuông góc với vecto
cảm ứng từ Dòng điện chạy qua dây có cường độ 0,75A Lực từ tác dụng lên dây
có giá trị 3.10-2N Hãy xác định cảm ứng từ của từ trường
Bài 9: Một dây dẫn mang dòng điện I = 5A, có chiều dài 1m, được đặt vuông góc
với các đường sức từ có B=5.10-3T Hãy xác định lực từ tác dụng lên dây dẫn ?
Bài 10: Người ta cho dòng điện có cường độ I = 10 A chạy trong một dây dẫn, đặt
dây dẫn vuông góc với các đường sức từ.cảm ứng từ có độ lớn B = 5T Lực từ tácdụng lên dây dẫn là 1N, hãy xác định chiều dài của dây dẫn nói trên ?
Bài 11: Một thanh kim loại MN, dài 25cm có thể trượt trên hai thanh kim loại
khác song song nằm ngang Một nguồn điện được nối vào các thanh này và tạothành một mạch kín Cường độ dòng điện trong mạch là 6A, từ trường có phươngthẳng đứng và hướng từ dưới lên trên Cảm ứng từ có độ lớn là 0,2T
a) Lực từ tác dụng lên thanh có phương, chiều và độ lớn bằng bao nhiêu?
b) Biết thanh MN có khối lượng 100g và trượt đều.Tìm hệ số ma sát của thanhkim loại
Bài 12: Thanh dẫn MN có chiều dài 20 cm, khối lượng 10g, được treo ngang bởi
hai dây nhẹ không dãn Thanh dẫn MN được đặt trong từ trường có phương thẳngđứng hướng lên trên với B = 0,2T Khi cho dòng điện có cường độ 2,5A chạy quathanh dẫn thì nó có vị trí cân bằng mới khi hai dây hợp với phương thẳng đứngmột góc α Tính góc α và lực căng mỗi dây Lấy g = 10 m/s2
Bài 13: Hai thanh kim loại AB và CD đặt song song nằm ngang cách nhau 20cm,
hai đầu thanh được nối với nguồn điện một chiều Đặt trên hai thanh này là mộtthanh kim loại MN có khối lượng 100g sao cho MN vuông góc với AB và CD.Tất cả được đặt trong từ trường đều thẳng đứng hướng lên trên với B=0,2T Hệ số
ma sát giữa các thanh là 0,2 và lấy g=10m/s2
a) Dòng điện qua MN là 10A Tính gia tốc chuyển động của thanh MN
Trang 5M N
b) Nâng hai đầu thanh A, C lên cao sao cho hai thanh AB và CD hợp với mặtphẳng ngang một góc 300 Để thanh MN trượt lên về phía A,C với gia tốc chuyểnđộng như câu a thì cường độ dòng điện bây giờ là bao nhiêu?
Bài 14: Hai thanh rây nằm ngang cách nhau một khoảng 10cm Một thanh kim
loại AB có khối lượng 50g đặt bên trên và vuông góc với hai thanh rây Dòng điệnqua thanh kim loại AB có cường độ là 10A Biết thanh kim loại được đặt trong từtrường đều có B thẳng đứng hướng lên trên với B=0,2T Hỏi hệ số ma sát giữa
AB và hai thanh rây bao nhiêu để thanh AB vẫn nằm yên Lấy g = 10m/s2
Bài15: Cho một đoạn dây dẫn thẳng CD có khối lượng 8g dài 6cm Được treo nằm
ngang bởi hai sợi dây nhẹ không dãn PC và QD Đặt trong từ trường đều cóphương thẳng đứng hướng lên trên.Cho dòng điện có cường độ 5 A chạy qua CDthì dây treo lệch đi một góc 450 so với phương thẳng đứng Tính cảm ứng từ B.Cho g=10m/s2
Bài 16: Một đoạn dây dẫn AB có chiều dài 30cm, khối lượng 15g được treo nằm
ngang trong một từ trường đều có cảm ứng từ hướng thẳng đứng lên trên Hai dâytreo thẳng đứng nhẹ không dãn Cho dòng điện có cường độ 5A chạy qua dây ABngười ta thấy dây AB bị lệch sang một bên và có vị trí cân bằng mới khi bị lệchmột góc 300 Tính cảm ứng từ B Biết g=10m/s2
Bài 17: Giữa hai cực của một nam châm có một từ trường đều Vec tơ cảm ứng từ
B
thẳng đứng hướng xuống với B = 0,5T Người ta treo một dây dẫn thẳng chiều
dài l = 5cm, khối lượng m = 5g nằm ngang trong từ trường bằng hai dây dẫn mảnh
nhẹ Tìm góc lệch của dây treo so với phương thẳng đứng khi cho dòng điện I =2A đi qua dây và độ lớn lực căng dây Bỏ qua mọi ma sát,
cho g = 10m/s2
Bài 18: Đoạn dây CD dài 20cm khối lượng 10g treo bằng
2 dây mềm cách điện sao cho đoạn dây CD nằm ngang
Dây ở trong từ trường đều có B = 0,2T và các đường sức
từ là các đường thẳng đứng hướng lên Dây treo chịu được
lực kéo lớn nhất FK=0,06 N Hỏi có thể cho dòng điện qua
dây đồng CD có cường độ lớn nhất bao nhiêu để dây treo không đứt Coi khốilượng dây treo rất nhỏ và lấy g = 10m/s2
Bài 19: Treo đoạn dây dẫn MN có chiều dài l = 25cm, khối
lượng của một đơn vị chiều dài là 0,04kg/m bằng hai dây
mảnh, nhẹ sao cho dây dẫn nằm ngang, Biết cảm ứng từ có
chiều như hình vẽ, có độ lớn B = 0,04T
a) Định chiều và độ lớn của I để lực căng dây bằng 0 b)
Cho I = 16A có chiều từ M đến N Tính lực căng mỗi dây?
C
D
D C
Trang 6Chủ đề 2: TỪ TRƯỜNG CỦA DỊNG ĐIỆN CHẠY TRONG CÁC DÂY DẪN CĨ HÌNH DẠNG ĐẶC BIỆT
A TĨM TẮT LÝ THUYẾT
1 Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài
Vectơ cảm ứng từ B tại một điểm được xác định:
- Điểm đặt tại điểm đang xét
- Phương tiếp tuyến với đường sức từ tại điểm đang xét
- Chiều được xác định theo quy tắc nắm tay phải
- Độ lớn B=2.10
−7 I r
2 Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn uốn thành vòng tròn
Vectơ cảm ứng từ tại tâm vòng dây được xác định:
- Phương vuông góc với mặt phẳng
vòng dây
- Chiều là chiều của đường sức từ:
Khum bàn tay phải theo vòng dây của
khung dây sao cho chiều từ cổ tay đến
các ngón tay trùng với chiều của dòng
điện trong khung , ngón tay cái choảy ra chỉ chiều đương sức từ xuyên qua mặtphẳng dòng điện
Trang 7- Độ lớn B=2π 10
−7 NI
R R: Bán kính của khung dây dẫn
I: Cường độ dòng điện
N: Số vòng dây
3 Từ trường của dòng điện chạy trong ống dây dẫn
Từ trường trong ống dây là từ trường
đều Vectơ cảm ứng từ B được xác
định
- Phương song song với trục ống dây
- Chiều là chiều của đường sức từ
- Độ lớn B=4 π 10−7nI
ℓ : Số vòng dây trên 1m
N là số vòng dây, ℓ là chiều dài ống dây
B BÀI TẬP VẬN DỤNG
Bài 1: Một dây dẫn thẳng dài vơ hạn, dịng điện chạy trong dây cĩ cường độ I =
10A Hãy xác định cảm ứng từ do dịng điện trên gây ra tại:
a) Điểm M nằm cách dây dẫn 5cm
b) Điểm N nằm cách dây dẫn 8 cm
c) Ở điểm D cĩ cảm ứng từ là 4.10-5 T, điểm D nằm cách dây dẫn 1 đoạn bằngbao nhiêu ?
Bài 2: Một dịng điện thẳng, dài vơ hạn cĩ cường độ 20A Cảm ứng từ tại điểm M
cách dịng điện 5 cm cĩ độ lớn là bao nhiêu ?
Bài 3: Người ta cho dịng điện cĩ cường độ chưa biết chạy trong dây dẫn thẳng dài
và xác định được tại điểm A nằm cách dây 1 cm cĩ từ trường với B = 2.10-4T Hãyxác định cường độ dịng điện đã chạy trong dây dẫn ?
Bài 4: Dịng điện cĩ cường độ I = 20A chạy trong 1 dây dẫn thẳng, dài vơ hạn Tại
một điểm B người ta xác định được từ trường cĩ B = 3.10-3 T Hãy tìm khoảngcách từ điểm B đến dây dẫn ?
Bài 5: Một vịng dây hình trịn cĩ bán kính 5cm Cho dịng điện I = 25A chạy qua
vịng dây Hãy xác định cảm ứng từ tại tâm của vịng dây ?
Bài 6: Dùng 1 dây dẫn uốn thành hình trịn và cho dịng điện cĩ cường độ I = 10A
chạy qua vịng dây Cảm ứng từ do dịng điện gây ra tại tâm của vịng trịn cĩ giátrị là 4 π 10-5 T Hãy xác định bán kính của khung dây trên ?
Bài 7: Hãy xác định từ trường do dịng điện cĩ cường độ I = 50A chạy trong dây
dẫn trong các trường hợp sau:
a) Dây dẫn dài vơ hạn, tìm từ trường tại điểm nằm cách dây 2 cm ?
Trang 8b) Dây dẫn được uốn thành hình tròn có đường kính 10 cm ?
Bài 8: Một ống dây có chiều dài 20cm, gồm 500 vòng dây, cho cường độ I = 5A
chạy trong ống dây Hãy tính cảm ứng từ bên trong ống dây
Bài 9: Một sợi dây đồng có đường kính 0,4mm được bọc bằng một lớp cách điện
mỏng Dùng sợi dây này để quấn sát thành một ống dây dài 40cm
a) Xác định số vòng trên ống dây ?
b) Cho dòng điện có cường độ 0,5A đi qua ống dây Xác định cảm ứng từ trongống dây
Bài 10: Một sợi dây đồng có bán kính là 0,5mm được bọc bằng một lớp cách điện
mỏng, dùng sợi dây này để quấn sát thành một ống dây dài 20cm, cho dòng điện I
= 5A chạy trong dây dẫn Hãy xác định :
a) Số vòng dây trên 1 met chiều dài ?
b) Cảm ứng từ bên trong ống dây ?
Bài 11 : Một sợi dây đồng có đường kính 0,8 mm , điện trở R = 1,1 Dùng sợi
dây này để quấn một ống dây dài 40cm Cho dòng điện chạy qua ống dây thì cảmứng từ bên trong ống dây có độ lớn B = 6,28.10-3 T Hãy xác định :
a) Số vòng dây trên 1 met chiều dài ?
b) Hiệu điện thế ở 2 đầu ống dây ?
Bài 12 : Một ống dây dài 50cm, cường độ dòng điện chạy qua mỗi vòng dây là
2A Cảm ứng từ bên trong ống dây có độ lớn B = 25.10-4 Hãy xác định số vòngdây của ống dây ?
Bài 13: Một ống dây có chiều dài là 5cm, gồm 2000 vòng dây Cho dòng điện có
cường độ 5A chạy trong ống dây, hãy xác định từ trường sinh ra trong ống dây ?
Bài 14: Một vòng dây tròn bằng nhôm đặt trong không khí Dây nhôm có tiết diện
ngang 1mm2, bên trong có dòng điện 10A Khi đó tại tâm vòng dây có cảm ứng từbằng 2,5.10-5 T Hãy tính hiệu điện thế đặt vào hai đầu vòng dây Biết điện trở suấtcủa nhôm là 2,8.10-8Ωm
Bài 15: Dùng một sợi dây đồng có đường kính 2,4mm để quấn thành một ống dây
dài.dây có phủ một lớp sơn cách điện mỏng.các vòng dây được quấn sát nhau Khicho dòng điện qua ống dây người ta đo được cảm ứng từ trong ống dây là 0,032T.Tính hiệu điện thế đặt vào hai đầu ống dây Cho biết dây dài 30m, điện trở suấtcủa đồng là 1,76.10-8Ωm
Bài 16: Người ta dùng một dây đồng có đường kính 1,6mm, dài 12,6m quấn xung
quanh một hình trụ để tạo thành một ống dây Các vòng dây được quấn sát nhau.Nối hai đầu ống dây với một HĐT 3V.Tính cảm ứng từ bên trong ống dây Chobiết điện trở suất của đồng là 1,76.10-8Ωm
Bài 17: Dùng loại dây đồng có đường kính 0,5mm, bên ngoài có phủ một lớp sơn
cách điện mỏng, quấn quanh một hình trụ để tạo thành một ống dây.Các vòng dâyđược quấn sát nhau Hỏi nếu cho dòng điện có cường độ 0,1A chạy qua các vòngdây thì cảm ứng từ bên trong ống dây bằng bao nhiêu?
Trang 9Bài 18: Hai dây dẫn thẳng dài vô hạn d1 ; d2 đặt song song trong không khí cáchnhau khoảng 10 cm, có dòng điện cùng chiều I1 = I2 = 2,4A đi qua Tính cảm ứng
Bài 19: Hai dây dẫn mang dòng điện có cường độ I1 = 6A, I2 = 9A cách nhau 10
cm trong chân không Hai dòng điện ngược chiều nhau Hãy xác định cảm ứng từ
do 2 dòng điện trên gây ra tại điểm M nằm cách I1 6cm và cách I2 8cm
Bài 20: Hai dây dẫn thẳng, dài song song cách nhau 32 (cm) trong không
khí, dòng 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 2 dòng điện
ngoài khoảng hai dòng điện và cách dòng điện I1 8(cm) Tính cảm ứng từ
tại M
Bài 21: Hai dòng điện có cường độ I1 = 6 (A) và I2 = 9 (A) chạy trong hai
dây dẫn thẳng, dài song song cách nhau 10 (cm) trong chân không I1
ngược chiều I2 Tính cảm ứng từ do hệ hai dòng điện gây ra tại điểm M
cách I1 6 (cm) và cách I2 8 (cm)
Bài 22: Hai dây dẫn thẳng dài song song cách nhau 10 (cm) trong không
khí, dòng điện chạy trong hai dây có cùng cường độ 5 (A) ngược chiều nhau Tínhcảm ứng từ tại điểm M cách đều hai dòng điện một khoảng 10 (cm
Bài 23: Một dây dẫn rất dài căng thẳng, ở giữa dây được uốn thành vòng tròn bán
kính R = 6 (cm), tại chỗ chéo nhau dây dẫn được cách điện Dòng điện chạy trêndây có cường độ 4 (A) Tính cảm ứng từ tại tâm vòng tròn
Bài 24 : Một sợi dây rất dài được quấn thành như hình vẽ Cho dòng điện chạy
trong dây, vòng tròn có bán kính R = 2cm Dòng điện có cường độ là 10A Hãy xác định cảm ứng từ tại tâm O của vòng dây ?
Bài 25 : Hai dòng điện phẳng, dòng thứ nhất thẳng dài có giá trị
I1 = 10A, dòng thứ hai hình tròn, tâm O cách dòng thứ nhất
40cm, bán kính R2 = 20cm, I2 = 5A Hãy xác định cảm ứng từ
tại O
Bài 26: Cho hai dòng điện I1, 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
= 1cm Xác định vector cảm ứng từ tổng hợp tại M do hai
dòng điện gây ra
Bài 27: Hai dòng điện thẳng dài vô hạn I1 = 10A ; I2 = 30A
vuông góc nhau trong không khí Khoảng cách ngắn nhất
giữa chúng là 4cm Tính cảm ứng từ tại điểm cách mỗi dòng
điện 2cm
Bài 28: Hai dây dẫn thẳng dài vô hạn đặt trong không khí vuông góc nhau (cách
điện với nhau) và nằm trong cùng một mặt phẳng Cường độ dòng điện qua hai
I1 a b
Trang 10dây dẫn I1 = 2A ; I2 = 10A Xác định cảm ứng từ gây bởi hai dòng điện tạiM(x=5cm,y=4cm) trong mặt phẳng của hai dòng điện
Bài 29 : Hai dây dẫn thẳng dài vô hạn đặt song song với nhau cách nhau một
khoảng 6cm,có các dòng điện I1=2A,I2=3A chạy qua và ngược chiều nhau Hãyxác định vị trí mà tại đó cảm ứng từ tổng hợp bằng không ?
Bài 30 : Hai dây dẫn thẳng dài vô hạn đặt song song trong không khí cách nhau
một khoảng d = 6cm có các dòng I1 = 1A, I2 = 4A đi qua Hãy xác định vị trí nhữngđiểm có cảm ứng từ tổng hợp bằng không Xét trong hai trường hợp:
a) I1, I2 cùng chiều b) I1, I2 ngược chiều
Bài 31 : Hai dòng điện I1 = 4A, I2 = 3A chạy trong 2 dây dẫn thẳng dài, song song
theo cùng 1 chiều, cách nhau 40cm Hãy xác định những vị trí tại đó B=0 ?
Bài 32 : Hai dòng điện phẳng I1 = 5A, I2 = 10A, nằm tại 2 điểm A B cách nhau 10
cm 2 dòng điện ngược chiều Hãy xác định :
a) Lực tương tác từ trên mỗi mét chiều dài giữa 2 dòng điện trên ?
b) Cảm ứng từ tổng hợp tại C Biết C là trung điểm của AB
c) Tìm các vị trí tại đó B=0 ?
Bài 33 : Hai dây dẫn đặt song song với nhau, I1 = 6A, I2 = 4A, cách nhau 50cm,ngược chiều nhau Hãy xác định những điểm mà tại đó từ trường tổng hợp do haidòng điện gây ra bằng không
Bài 34: Hai dây dẫn thẳng dài, đặt song song với nhau, cách nhau 32cm trong
không khí Cường độ dòng điện chạy trên I1 là 5A Điểm M nằm ngoài 2 dây dẫn,trong mặt phẳng, cách dòng I2 8cm Biết rằng dòng điện I2 ngược chiều với I1 Hãyxác định giá trị của I2 để tại M từ trường bằng không?
Câu 35 : Tại A đặt dòng điện thẳng dài có cường độ I1 5A
Câu 36: Một dây dẫn thẳng dài có dòng điện I1=2A đặt
tại A trong không khí
a Xác định cảm ứng từ do dòng I1 gây ra tại M cách A 5cm
b Đặt thêm dòng I2=1A tại M song song và cùng chiều I1 Xác định cảm ứng từtổng hợp tại N nằm trên mặt phẳng chứa hai dòng điện cách dòng I1 10cm, cáchdòng I2 15cm
c Tìm quỹ tích điểm N những điểm có
Trang 11d Thay dịng I2 bằng dịng I2’ Xác định chiều và cường độ dịng điện I2’ biết cảmứng từ do 2 dịng gây ra tại B bằng 8.10 T 5
Biết BA=10cm, BM=5cm
Câu 37: Cho hai dây dẫn thẳng dài song song đặt cách
nhau 20cm, mang hai dịng điện ngược chiều I1 và
I2=10A (khơng đổi) Hai dây vuơng gĩc với mặt phẳng
hình vẽ (P) và cắt (P) tại hai đểm A và C
1 Cho I1=5A
a Tính cảm ứng từ do I1 gây ra tại Q thuộc mặt phẳng (P) cách I1 5cm.Vẽ hình
b Xác định cảm ứng từ tổng hợp (hướng và độ lớn) tại trung điểm H của đoạn AC
2 Thay dịng I1 bằng dịng I1' Xác định chiều và độ lớn của dịng điện I1' để cảmứng từ tổng hợp tại M bằng 0 biết MA=25cm.MB=5cm
3 Thay dịng I1 bằng dịng I1' Xác định chiều và độ lớn của dịng điện I1' để cảm
Câu 38: Hai dây dẫn thẳng dài vơ hạn, mang dịng điện I1 10 ;A I2 15A song song,ngược chiều lần lượt đặt tại hai điểm A và B cách nhau 1 khoảng 12cm đặt trongkhơng khí
a Tính cảm ứng từ do dịng I1 gây ra tại B Vẽ hình
b Xác định cảm ứng từ tổng hợp tại M cách dây dẫn các khoảng lần lượtAM=8cm;BM=20cm
c Xác định cảm ứng từ tổng hợp tại P biết P là trung điểm AB
c Tìm quỹ tích các điểm N mà tại đĩ
Chủ đề 3: LỰC LO-REN-XƠ
A TĨM TẮT LÝ THUYẾT
1 Lực tương tác giữa hai dây dẫn song song mang
dòng điện có:
- Điểm đặt tại trung điểm của đoạn dây đang xét
- Phương nằm trong mặt phẳng hình vẽ và vuông góc
với dây dẫn
- Chiều hướng vào nhau nếu 2 dòng điện cùng chiều,
hướng ra xa nhau nếu hai dòng
điện ngược chiều
Trang 12- Phương vuông góc với mặt phẳng chứa vectơ vận tốc của hạt mang điện và
vectơ cảm
ứng từ tại điểm đang xét
- Chiều tuân theo quy tắc bàn tay trái: Đặt bàn tay trái duỗi thẳng để các
đường cảm ứng từ xuyên vào lòng bàn tay và chiều từ cổ tay đến ngón taytrùng với chiều dòng điện Khi đó ngón tay cái choãi ra 90o sẽ chỉ chiều của lựcLo-ren-xơ nếu hạt mang điện dương và nếu hạt mang điện âm thì chiều ngượclại
- Độ lớn của lực Lorenxơ f q vBSin : Góc tạo bởi v,B
3 Chuyển động của hạt điện tích trong điện trường đều:
Một điện tích q chuyển động trong một từ trường đều B ur
Trong trường hợp vận tốc v r
của điện tích nằm trong mặt phẳng vuơng gĩc với đường sức của từ trường đều, vectơ lực Lo-ren-xơ nằm trong mặt phẳng và luơn vuơng gĩc với vận tốc của điện tích Điện tích chuyển động trịn đều Lực Lo-ren-xơ đĩng vai trị lực hướng tâm, cĩ độ lớn là :
trong đĩ R là bán kính của quỹ đạo trịn
Chiều của lực Lo-ren-xơ tuân theo quy tắc bàn tay trái.
Quỹ đạo của một hạt tích điện q trong một từ trường đều, với điều kiện vận tốc
ban đầu v r
vuơng gĩc với vectơ cảm ứng từ B ur
, là một đường trịn nằm trong mặt phẳng vuơng gĩc với từ trường, cĩ bán kính R là:
mv R
q B
trong đĩ, m là khối lượng của điện tích chuyển động
Trang 13B BÀI TẬP VẬN DỤNG
Bài 1 : Hãy xác định chiều của các đại lượng còn thiếu trong các hình dưới đây :
Bài 2 : Một electron chuyển động vào từ trường đều B = 2.10-3T Vận tốc của hạt enói trên là 3.104m/s Hãy xác định lực Lorentz tác dụng lên e trong các trường hợpsau :
a Electron chuyển động vuông góc với các đường cảm ứng từ
b Electron chuyển động song song với các đường cảm ứng từ
c Electron chuyển động tạo với các đường sức từ một góc 300
Bài 3 : Một proton chuyển động cắt ngang các đường sức của một từ trường đều,
vận tốc của hạt proton là 2.105 m/s, lực từ tác dụng lên proton là 0,01N, hãy xácđịnh độ lớn của cảm ứng từ nói trên
Bài 4 : Hạt mang điện q >0 chuyển động vào từ trường của một
dòng điện như hình vẽ, dòng điện có cường độ I = 20A, hạt mang
điện chuyển động theo phương ngang, cách dây dẫn 1 khoảng là
5cm
a) Hãy xác định B do dòng điện gây ra tại điểm mà hạt mang điện đi qua
b) Nếu hạt mang điện chuyển động với vận tốc v = 2000m/s, lực từ tác dụng lên
hạt là 4.10-5 N Hãy xác định độ lớn điện tích của hạt ?
c) Giả sử hạt mang điện có điện tích là 2.10-8C, và chuyển động với vận tốc 2500m/s Hãy xác định lực từ tác dụng lên hạt mang điện nói trên
Bài 5 : Một hạt electron bay vào từ trường đều có cảm ứng từ B = 10-4 T, với vận
tốc v = 3,2.106 m/s vuông góc với B , khối lượng của electron là m = 9,1.10-31 kg
a Hãy xác định lực từ tác dụng lên electron nói trên ?
b Xác định bán kính quỹ đạo của electron nói trên ?
Bài 6 : Một hạt proton chuyển động theo quỹ đạo tròn trong từ trường đều với bán
kính quỹ đạo là 5m, dưới tác dụng của từ trường đều B = 2.10-2 T, hãy xác định :
a Tốc độ của proton ?
b Lực từ tác dụng lên proton ?
c Chu kì chuyển động của proton nói trên ? Cho biết khối lượng của hạt proton
=1,672.10-27kg