Tài liệu CẢM ỨNG TỪ (CÓ GIẢI)

Cho hai dây dẫn thẳng song song dài vô hạn đặt cách nhau 8 cm trong không khí.. Biết hai dây dẫn thẳng song song dài vô hạn đặt cách nhau 5 cm trong không khí.. Biết hai dây dẫn dài vô h

Bài toán 4: CẢM ỨNG TỪ TỔNG HỢP

B1 : Xác định vị trí cần tìm cảm ứng từ tổng hợp

B2 : Tính độ lớn các cảm ứng từ thành phần B1 , B2

B3 : Vẽ các vecto B1, B2 B





B

• Nếu đề cho chiều dòng điện thì quy tắc nắm tay phải để xác định B

B4 : Áp dụng nguyên lí chồng chất từ trường : B=B1+B2+

B5 : Bỏ vecto

♣ Nếu : B1↑↑B2⇒B=B1+B2

B1 ↑↓B2 ⇒B=B1 −B2

2 2 1 2

( , ) α 2 2 1 2cosα

2

2 1 2

BÀI TẬP MẪU

Bài 4.1 Cho hai dây dẫn thẳng song song dài vô hạn đặt cách nhau 8 cm trong không khí Dòng điện chạy

trong hai dây là I1 = 10A , I2 = 20A Hãy xác định cảm ứng từ tổng hợp tại trung điểm M khi :

a) I1 và I2 ngược chiều nhau

b) I1 và I2 cùng chiều nhau

► B1↑↑B2 ⇒B=B1+B2= 15.10-5 T

Đ/S a) 15.10-5 T b) 5.10-5 T

Bài 4.2 Hai dây dẫn thẳng D1 và D2 rất dài đặt song cách nhau 6 cm trong không khí, có dòng điện

I1 = I2 = 2A đi qua cùng chiều Xác định vecto cảm ứng từ tại :

a) O cách D1 và D2 một khoảng 3 cm

b) M cách D1 4 cm , cách D2 2 cm

c) N cách D1 10 cm , cách D2 4 cm

Đ/S 1) a) 0 b) 10-5T c) 1,4.10-5 T

Bài 4.3 Hãy xác định :

1) Cảm ứng từ tại điểm cách dây I1 4 cm và cách dây I2 3 cm ? Biết hai dây dẫn thẳng song song dài

vô hạn đặt cách nhau 5 cm trong không khí Dòng điện chạy trong hai dây là I1 = 30A và I2 = 20A ngược chiều nhau

2) Cảm ứng từ tại M cách dây I2 10 cm ? Biết hai dây dẫn dài vô hạn đặt vuông góc nhau, cách nhau

10 cm trong không khí như hình vẽ Dòng điện chạy trong hai dây là I1 = I2 = 10A

I1

 M

I2

► B = 2

2 2

3) Cảm ứng từ tại tâm của vòng tròn ? Biết một sợi dây rất dài căng thẳng, ở khoảng giữa được uốn thành vòng tròn như hình vẽ Bán kính vòng tròn R = 6 cm , cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn

I = 3,75A

I2 I1

► B1, B2là cảm ứng từ gây bởi dòng điện thẳng dài và vòng tròn dây dẫn tại tâm vòng dây

B1 = 2 10-7 I/R và B2 = 2 π.10-7.I/R

Áp dụng quy tắc nắm tay phải : B1 là  và B2 là  → B = B2 – B1 = 2,68.10-5 T Đ/S 1) 18.10-5 T 2) 5.10-5 T 3) 2,68.10-5 T

Bài 4.4 Một dây dẫn rất dài được căng thẳng , trong đó có một đoạn nhỏ ở khoảng giữa dây được uốn thành

vòng tròn bán kính 1,5 cm Cho dòng điện cường độ I = 3A chạy trong dây dẫn Xác định vecto cảm ứng từ tại tâm O của vòng tròn trong hai trường hợp :

a) Vòng tròn được uốn như hình vẽ (a)

b) Vòng tròn được uốn như hình vẽ (b) , trong đó chỗ bắt chéo hai đoạn dây không nối với nhau

I I I I

I

Hình a Hình b

► a) B = |B1 – B2| b) B = B1 + B2

Đ/S 1) 8,6.10-5 T 2) 16,6 10-5 T

Bài toán 5: TÌM VỊ TRÍ ĐỂ VECTƠ CẢM ỨNG TỪ TỔNG HỢP BẰNG 0

1 Hai dòng điện thẳng cùng chiều I1 M  I2

A B

B1 : Gọi M là điểm có cảm ứng từ tổng hợp bằng 0 : BM =B1+B2 = 0

→ B1↑↓B2và B1 = B2

B2 : Lập phương trình đại số để tìm vị trí điểm M

♣ Vì B1 = B2 → 2.10-2 I1/r1 = 2.10-7.I2/r2 →

1

2 1

2

I

I r

r = (1)

♣ Để B1↑↓B2và I1 cùng chiều I2 thì M phải thuộc AB nên : r1 + r2 = AB (2)

♣ Giải (1) và (2) tìm được r1 và r2

2 Hai dòng điện thẳng ngược chiều A B

I1  I2 M

B1 : Gọi M là điểm có cảm ứng từ tổng hợp bằng 0 : BM =B1+B2 = 0

→ B1↑↓B2và B1 = B2

B2 : Lập phương trình đại số để tìm vị trí điểm M

♣ Nếu I1 > I2 → r1 > r2

• Vì I1 = I2 → r2/r1 = I2/I1 (1)

• Để B1 ↑↓B2 , I1 ngược chiều I2 và I1 > I2 thì M nằm ngoài AB về phía I2, nên : r1 – r2 = AB (2)

• Gi ải (1) và (2) tìm được r1 và r2 A B

♣ Nếu I2 > I1 → r2 > r1 M I1   I2

• r2/r1 = I2/I1 (1)

• r2 – r1 = AB (2)

• Gi ải (1) và (2) tìm được r1 và r2

BÀI TẬP MẪU

Bài 5.1 Hãy cho biết :

1) Vị trí để cảm ứng từ tổng hợp tại M bằng 0 ? Biết :

a) Hai dây dẫn thẳng dài vô hạn đặt song song trong không khí, mang dòng điện cùng chiều,

có cường độ I1 = 4A , I2 = 1A , đặt cách nhau 6 cm

b) Hai dây dẫn thẳng dài vô hạn đặt song song trong không khí, mang dòng điện ngược chiều,

có cường độ I1 = 1A , I2 = 4 A , đặt cách nhau 6 cm 2) Tập hợp những điểm có cảm ứng từ bằng nhau ? Biết :

a) Hai dẫy dẫn thẳng dài vô hạn đặt song song trong không khí cách nhau một khoảng 12 cm

có các dòng điện I1 = 1A , I2 = 4A đi qua ngược chiều nhau

► M là điểm có B1 =B2

Do







=

↑↑

⇒=

2 1

2

1 2 1

B B

B

B B B









Do B1 = B2 → 4

1

2 1

I

I r r

Để B1↑↑B2→ M thuộc đoạn AB , nên : r1 + r2 = AB b) Hai dây dẫn thẳng dài vô hạn đặt song song trong không khí cách nhau 12 cm có các dòng điện I1 = 1A , I2 = 4A đi qua cùng chiều nhau

► r2/r1 = I2/I1 và r2 – r1 = AB (Vì I2 > I1) Đ/S 1 a) 4,8 cm và 1,2 cm b) 2 cm và 8 cm

2) a) 2,4 cm và 9,6 cm b) 4 cm và 16 cm

Bài 5.2 Một vòng dây có bán kính R = 10 cm, mang dòng điện I1 = 10A và một dây dẫn thẳng dài đặt

đồng phẳng Dây dẫn thẳng mang dòng điện I2 = 8 A Xác định chiều của I2 và khoảng cách d

từ tâm O của vòng dây đến dây dẫn thẳng để cảm ứng từ tổng hợp tại O bằng 0 ? I1

I2

O d

► Để BO= 0 → I2 có chiều hướng sang trái

B1 = B2 → 2 10-7 =

d

I2

2 π.10-7

R

I1

→ d = 2,55 cm Đ/S 2,55 cm

LUYỆN GIẢI TRẮC NGHIỆM

Câu 1 Chọn phát biểu sai ?

Độ lớn của từ trường do một dây dẫn gây ra tại một điểm M phụ thuộc vào :

A hình dạng của sợi dây B vị trí của điểm M

C môi trường xung quanh D chiều của dòng điện

Câu 2 Độ lớn cảm ứng từ tại tâm của một khung dây dẫn tròn :

C tỉ lệ nghịch với cường độ dòng điện D phụ thuộc vào môi trường đặt dây

Câu 3 Theo định luật Am – pe, nếu đoạn dây dẫn đặt song song vec tơ cảm ứng từ Bthì lực từ tác dụng lên

đoạn dây sẽ :

A bằng 0 B có giá trị nhỏ nhất

C có giá trị lớn nhất D có giá trị tùy thuộc vào cường độ dòng điện trong dây dẫn đó

Câu 4 Hai điểm M và N gần một dòng điện thẳng dài Khoảng cách từ M đến dòng điện lớn gấp hai lần

khoảng cách từ N đến dòng điện Độ lớn của cảm ứng từ tại M và N là BM và BN thì :

A BM = 2BN B BM = 4BN C BM = 0,5BN D BM = 0,25BN

► BN = 2.10-7 I/r BM = 2.10-7 I/2r → BN = 2BM