Ví dụ 1: Một khung dây hình chữ nhật ABCD đặt trong từ trường đều cảm ứng từ B = 5. Tính giá trị lớn nhất của momen ngẫu lực từ tác dụng lên khung trong hai trường hợp. a) Cạnh AB của kh[r]
Trang 1PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP KHUNG DÂY
CÓ DÒNG ĐIỆN ĐẶT TRONG TỪ TRƯỜNG ĐỀU
1 PHƯƠNG PHÁP GIẢI
- Phân tích lực từ tác dụng lên từng đoạn dây của khung dây
- Từ đó tính lực tổng hợp tác dụng lên khung hoạc momen lực tác dụng lên khung
- Nếu dây gồm N vòng độ lớn của lực từ sẽ tăng lên N lần
- Momen lực được xác định bởi : M = F l ( N.m)
- Trong đó : F là lực làm cho khung quay ; l là độ dài cánh tay đòn
2 VÍ DỤ MINH HỌA
Ví dụ 1: Một khung dây hình chữ nhật ABCD đặt trong từ trường đều cảm ứng từ B = 5 10-4 (
T ) Cạnh AB của khung dài 3 cm , cạnh BC dài 5 cm Dòng điện trong khung có cường độ 2 A Tính giá trị lớn nhất của momen ngẫu lực từ tác dụng lên khung trong hai trường hợp
a) Cạnh AB của khung vuông góc còn cạnh BC song song với đường sức từ
b) Cạnh BC của khung vuông góc còn cạnh AB song song với đường sức từ
Giải
a) Giá trị lớn nhất của momen ngẫu lực từ tác dụng lên khung khi cạnh AB của khung vuông
góc còn cạnh BC song song với đường sức từ :
M = IBS = 2 5 10-4 15 10-4 = 15 10-7 ( N m )
b) Giá trị lớn nhất của momen ngẫu lực từ tác dụng lên khung khi cạnh BC của khung vuông
góc với đường sức từ còn cạnh AB song song với đường sức từ :
M = IBS = 2 5 10-4 15 10-4 = 15 10-7 ( N m )
Ví dụ 2: Đặt một khung dây dẫn hình chữ nhật có dòng điện chạy qua trong từ trường đều sao
cho mặt phẳng khung dây vuông góc với các đường sức từ (Hình II.6) Lực từ tác dụng lên
khung dây có tác dụng gì? Chọn kết quả đúng
Trang 2A Lực từ làm dãn khung dây
B Lực từ làm khung dây quay
C Lực từ làm khung dây bị nén lại
D Lực từ không tác dụng lên khung dây
Giải
Áp dụng quy tắc bàn tay trái xác định phương, chiều của lực từ tác dụng lên từng cạnh của
khung dây như hình II.1G Dưới tác dụng đồng thời của các lực này, khung dây bị nén lại
Chọn C
Ví dụ 3: Giả sử tại M có dây dẫn đặt song song với dây dẫn trên chứa dòng điện I2 = 2A cùng chiều với I1 Xác định độ lớn của lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn lCD = 10cm chứa I2
Giải
Giả sử tại M có dây dẫn đặt song song với dây dẫn trên chứa dòng điện I2 = 2A cùng chiều với
I1
Xác định độ lớn của lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn lCD = 10cm chứa I2
Ta có : F = BMI2lCD = 4.10-6N
3 BÀI TẬP VẬN DỤNG
Trang 3Câu 1 : Một khung dây dẫn mang dòng điện đặt trong từ trường đều Kết luận nào sau đây là
không đúng?
A Luôn có lực từ tác dụng lên tất cả các cạnh của khung
B Lực từ tác dụng lên các cạnh của khung khi mặt phẳng khung dây không song song với
đường sức từ
C Khi mặt phẳng khung dây vuông góc với vectơ cảm ứng từ thì khung dây ở trạng thái cân
bằng
D Mômen ngẫu lực từ có tác dụng làm quay khung dây về trạng thái cân bằng bền
Câu 2: Một khung dây dẫn phẳng, diện tích S, mang dòng điện I đặt trong từ trường đều B, mặt phẳng khung dây song song với các đường sức từ Mômen ngẫu lực từ tác dụng lên khung dây là:
Câu 3: Một khung dây mang dòng điện I đặt trong từ trường đều, mặt
phẳng khung dây vuông góc với đường cảm ứng từ (Hình vẽ) Kết luận
nào sau đây là đúng về lực từ tác dụng lên các cạnh của khung dây
A bằng không
B có phương vuông góc với mặt phẳng khung dây
C nằm trong mặt phẳng khung dây, vuông góc với các cạnh và có
tác dụng kéo dãn khung
D nằm trong mặt phẳng khung dây, vuông góc với các cạnh và có tác
dụng nén khung
Câu 4: Một khung dây mang dòng điện I đặt trong từ trường đều, mặt
phẳng khung dây chứa các đường cảm ứng từ, khung có thể quay
xung quanh một trục 00' thẳng đứng nằm trong mặt phẳng khung (Hình
vẽ) Kết luận nào sau đây là đúng?
A lực từ tác dụng lên các cạnh đều bằng không
B lực từ tác dụng lên cạnh NP & QM bằng không
C lực từ tác dụng lên các cạnh triệt tiêu nhau làm cho khung dây đứng
cân bằng
D lực từ gây ra mômen có tác dụng làm cho khung dây quay
quanh trục 0 0 '
I
I
M
N
0
0'
Trang 4Câu 5: Khung dây dẫn hình vuông cạnh a = 20 (cm) gồm có 10 vòng dây, dòng điện chạy trong mỗi vòng dây có cường độ I = 2 (A) Khung dây đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 0,2 (T), mặt phẳng khung dây chứa các đường cảm ứng từ Mômen lực từ tác dụng lên khung dây
có độ lớn là:
C 0,16 (Nm) D 1,6 (Nm)
Câu 6 : Chọn câu sai
Mômen ngẫu lực từ tác dụng lên một khung dây có dòng điện đặt trong từ trường đều
A tỉ lệ thuận với diện tích của khung
B có giá trị lớn nhất khi mặt phẳng khung vuông góc với đường sức từ
C có giá trị lớn nhất khi mặt phẳng khung song song với đường sức từ
D phụ thuộc vào cường độ dòng điện trong khung
Câu 7: Một ống dây dài 50 (cm), cường độ dòng điện chạy qua mỗi vòng dây là 2 (A) cảm ứng
từ bên trong ống dây có độ lớn B = 25.10-4 (T) Số vòng dây của ống dây là:
Câu 8: Một sợi dây đồng có đường kính 0,8 (mm), lớp sơn cách điện bên ngoài rất mỏng
Dùng sợi dây này để quấn một ống dây có dài l = 40 (cm) Số vòng dây trên mỗi mét chiều dài của ống dây là:
Câu 9: Một sợi dây đồng có đường kính 0,8 (mm), điện trở R = 1,1 (Ω), lớp sơn cách điện bên ngoài rất mỏng Dùng sợi dây này để quấn một ống dây dài l = 40 (cm) Cho dòng điện chạy
qua ống dây thì cảm ứng từ bên trong ống dây có độ lớn B = 6,28.10-3 (T) Hiệu điện thế ở hai đầu ống dây là:
Câu 10: 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 trên
dây có cường độ 4 (A) Cảm ứng từ tại tâm vòng tròn do dòng điện gây ra có độ
lớn là:
Trang 5C 5,5.10 -5 (T) D 4,5.10-5 (T)
Câu 11 : Hai vòng dây tròn cùng bán kính R = 10 (cm) đồng trục và cách nhau 1(cm) Dòng
điện chạy trong hai vòng dây cùng chiều, cùng cường độ I1 = I2 = 5 (A) Lực tương tác giữa hai vòng dây có độ lớn là
A 1,57.10-4 (N)
B 3,14.10 -4 (N)
C 4.93.10-4 (N)
D 9.87.10-4(N)
Trang 6Website 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
- Luyên thi ĐH, THPT QG: Đội ngũ GV Giỏi, Kinh nghiệm từ các Trường ĐH và THPT danh tiếng xây dựng các khóa luyện thi THPTQG các môn: Toán, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học và
Sinh Học
- Luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán: Ôn thi HSG lớp 9 và luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán các
trường PTNK, Chuyên HCM (LHP-TĐN-NTH-GĐ), Chuyên Phan Bội Châu Nghệ An và các trường Chuyên khác cùng TS.Tràn Nam Dũng, TS Pham Sỹ Nam, TS Trịnh Thanh Đèo và Thày Nguyễn Đức Tấn
- Toán Nâng Cao THCS: Cung cấp chương trình Toán Nâng Cao, Toán Chuyên dành cho các em HS 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
- Bồi dưỡng HSG Toán: Bồi dưỡng 5 phân môn Đại Số, Số Học, Giải Tích, Hình Học và Tổ Hợp
dành cho học sinh các khối lớp 10, 11, 12 Đội ngũ Giảng Viên giàu kinh nghiệm: TS Lê Bá Khánh Trình, TS Tràn Nam Dũng, TS Pham Sỹ Nam, TS Lưu Bá Thắng, Thày Lê Phúc Lữ, Thày Võ Quốc
Bá Cẩn cùng đôi HLV đạt thành tích cao HSG Quốc Gia
III Kênh học tập miễn phí
- HOC247 NET: Website hoc miễn phí các bài học theo chương trình SGK 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 liệu tham khảo phong phú và cộng đồng hỏi đáp sôi động nhất
- HOC247 TV: Kênh Youtube cung cấp các Video bài giảng, chuyên đề, ôn tập, sửa bài tập, sửa đề thi
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