Giáo án dạy thêm lý 11 chương 4 từ trường

Một thanh kim loại AB nặng 500g, đặt trên hai thanh ray nằm ngang song song và cách nhau 0,4m, thanh AB vuông góc với 2 thanh ray.. Đặt hệ trong từ trường đều B, có B vuông góc với mắt

Dạy thêm ngày soạn 2/1/2014

Chương 4 Từ trường

Dạng 1 Lực từ tác dụng lên đoạn dây điện thẳng

Bài 1 Một đoạn dây dẫn thẳng dài 50cm đặt trong từ trường đều có B = 8.10-2(T) dòng điện qua dây có cường độ I = 0,75A Xác định lực từ tác dụng lên đoạn dây trong các trường hợp

a) Dây đặt vuông góc với B

b) Dây đặt song song với B

c) Dây đặt lệch với B một góc 30o

ĐS: F =3.10-2N; b F = 0; c F =1,5.10-2N

Bài 2 Một thanh kim loại AB nặng 500g, đặt trên hai thanh ray nằm ngang song song và cách

nhau 0,4m, thanh AB vuông góc với 2 thanh ray Cho dòng điện I = 50A chạy qua thanh kim loại

và 2 thanh ray Đặt hệ trong từ trường đều B, có B vuông góc với mắt phẳng chứa 2 thanh ray Cho hệ số ma sát giữa thanh AB và 2 thanh ray là  0, 2

a) Tìm điều kiện của B để thanh bắt đầu chuyển động

b) Cho B = 0,1T Tìm tốc độ của thanh, và quãng đường thanh đi được sau khi thanh chuyển

động được 2s

ĐS: B0,05T ; b v = 4m/s, s =4m

Bài 3 Một dây dẫn thẳng MN = l, khối lượng của một đơn vị dài của

dây là  0.04kg m/ Dây được treo bằng 2 dây dẫn nhẹ thẳng đứng và

đặt trong từ trường đều B vuông góc với mp 2 dây treo (hv) Cho B =

0,04 T, dòng điện qua dây là I

a) Xác định chiều và độ lớn của I để lực căng của các dây treo = 0

b) Cho MN=l=25cm, I = 15A có chiều từ M đến N, tính lực căng

của mỗi dây

c) Giải câu b trong trường hợp cho B thẳng đứng từ trên xuống Tính góc lệch dây treo ĐS: IN-M =10A; b T = (P+F)/2= 0,125N; c T  F2 P2 / 2 0,09 N,  56o )

Bài 4 Một thanh dẫn điện đồng chất OM có khối lượng m = 10g, dài l =1m

được treo thẳng đứng trong từ trường đều B nằm ngang Đầu trên O của thanh

có thể quay tự do xung quanh một trục nằm ngang Khi cho dòng điện có

cường độ I O-M = 8A qua thanh thì thanh lệch khỏi phương thẳng đứng một góc

30o Tính cảm ứng từ B

(đk cân bằng: F.ON=P.NO ’ B = 6,25.10-3T)

BT 1: Một dây thẳng MN = 25cm được treo bằng hai dây dẫn nhẹ thẳng

đứng Hệ được đặt trong từ trường đều B hướng thẳng đứng từ dưới lên, có B = 0,05T Cho dòng điện I = 5A qua dây MN

a) Xác định lực từ tác dụng lên dây

b) Xác định xác định góc lệch của hai dây treo so với phương thẳng đứng Biết khối lượng

dây MN là 50g

(ĐS: a F=0,0625N; b 7,12o)

BT2 Một thanh kim loại CD dài l=CD=20cm, khối lượng 100g, đặt trên hai thanh ray, vuông

góc với hai thanh ray song song nằm ngang và nối hai đầu A, B của các thanh với nguồn điện có hdt U (hv) Hệ thống đặt trong từ trường đều B hướng thẳng đứng lên trên, B = 0,2T Hệ số ma

I

B

O’

O

M

P

F

N



sát giữa thanh CD và các thanh ray là k = 0,1.Bỏ qua điện trở các

thanh ray, dòng điện cảm ứng trong mạch

a) Giả sử thanh CD trượt sang trái về phía AB với gia tốc a =

3m/s2 Xác định chiều và cường độ dòng điện I chạy qua CD

b) Bây giờ người ta nâng hai đầu A, B của các thanh ray để các

thanh hợp với mp ngang 1 góc 30o

  Tìm hướng và gia tốc chuyển động của thanh CD lúc này

ĐS: chiều từ C đến D, ICD = 10A; b thanh cd xuống dưới, xa AB

với a2 = 0,47m/s2 )

Bài 3 Một thanh kim loại MN có điện trở R= 2 dài l=20cm, khối lượng 50g, đặt trên hai

thanh ray, vuông góc với hai thanh ray song song nằm ngang và nối hai đầu A, B của các thanh với nguồn điện có suất điện động có , điện trở trong r = 1 (hv) Hệ thống đặt trong từ trường đều B hướng thẳng đứng lên trên, B = 0,5T Hệ số ma sát giữa thanh MN và các thanh ray là k

a) Giả sử thanh MN trượt sang trái về phía AB với gia tốc a = 1,2

m/s2 Xác định các cực của nguồn ở A, B và tính 

b) Bây giờ người ta nâng hai đầu A, B của các thanh ray để các

thanh hợp với mp ngang 1 góc  30o Tìm hướng và gia tốc

chuyển động của thanh MN lúc này

(ĐS: a)  3,3V , cực dương nối với B; b) thanh đi xuống với a =

2,12m/s2)

A

B

C

D

A

B

M

N

Dạy thêm ngày soạn 7/1/2014

BÀI TỪ TRƯỜNG CỦA MỘT SỐ DÒNG ĐIỆN CÓ DẠNG ĐƠN GIẢN

1.Từ trường của dòng điện thẳng

a Dây dài vô hạn

Chiều: quy tắc nắm tay phải

Độ lớn: B 2.10 7 I

r





b Dây hữu hạn

chiều: quy tắc nắm tay phải

Độ lớn: B 10 7 Isin 1 sin 2



2 Từ trường của dòng điện tròn

Chiều: quy tắc nắm tay phải

Độ lớn: B 2 10 7 NI

R

 

3 Từ trường của dòng điện trong ống dây

- dạng của đường sức: + bên trong ống dây: các đường sức từ // với ống dây( B đều)

+ bên ngoài ống dây: giống từ trường của 1 nam châm thẳng

- Chiều của đường sức từ: quy tắc nắm tay phải

- Độ lớn: B 4 10   7n I

Câu 1 Cho dây dẫn thẳng dài mang dòng điện I1 = 10A đặt trong không khí như hình vẽ

a) Xác định vectơ cảm ứng từ tại M cách dây dẫn 20cm

b) Tại M đặt dây dẫn thứ hai song song với dây thứ nhất

và mang dòng điện I2 = 30A Tìm quỹ tích những điểm

mà cảm ừng từ tổng hợp tại đó bằng không

Hướng dẫn

a) BM có phương nằm trong mặt phẳng hình vẽ , chiều xác định theo quy tắc nắm tay phải như hình vẽ Cảm ứng từ tại M: BM =2.10 7 1 2.10 7 10 10 5

0, 2

I

T r

b) Cảm ứng từ tai điểm N bất kì: BN B1B2

0

N

B

  



  







Vậy N nằm trong mặt phẳng hai dây, N nằm trên đoạn thẳng vuông góc hai dây cách dây thứ nhất đoạn x

TH1: hai dòng điện cùng chiều Ta có B1 B2  7 1 7 2 1

Quỹ tích những điểm thỏa mãn là đường thẳng nằm trong mặt phẳng hai dây , song song nằm giữa 2

dây ,cách dây thứ nhất 5cm

TH2: Hai dòng điện ngược chiều: B1 B2  7 1 7 2 1

Quỹ tích những điểm thỏa mãn là đường thẳng nằm trong mặt phẳng hai dây , song song ,cách dây thứ nhất 10cm, cách dây thứ hai 30cm

M

I1

M

I1

+

2



1



I

Câu 2 Hai dây dẫn thẳng song song dài vô hạn đặt cách nhau 10cm trong không khí Dòng điện

chạy trong hai dây ngược chiều nhau và có độ lớn I 1 =10A; I 2 =20A Tính B tại

a) O cách mỗi dây 5cm

b) M cách dây I1 là 10cm, cách dây I2 là 20cm

c) N cách I1 là 8cm, cách I2 đoạn 6cm

d) P cách mỗi dây 10cm

(ĐS: a 1,2.10 -4 T; b 0; c 7,12.10 -5 T; d 3,46.10 -5 T)

Câu 3 Hai dây dẫn thẳng dài vô hạn đặt // cách nhau 12cm Cho I1 = 2A ; I2 = 4A ; xác định những vị trí có từ trường tổng hợp B  0 trong TH

a) 2 dòng điện cùng chiều

b) 2 dòng điện ngược chiều

Câu 21.4: I 1 = I 2 = 5A song song, chạy ngược chiều, cách nhau a =

10cm Xác định B tại M, M cách đều hai dây đoạn a = 10cm.

Hướng dẫn

Giả sử I1, I2 chạy trong 2 dây dẫn, vuông góc với mặt phẳng hình vẽ

Từ trường B1 do dòng I1 gây ra, hợp với từ trường B2 do dòng I2 gây

ra góc  120o

Câu 21.5: I 1 =6A, I 2 = 9A song song, chạy ngược chiều, cách nhau a = 10cm

1 Xác định B tại: a) điểm M cách I1: 6cm; cách I2: 4cm

b) Điểm N cách I1: 6cm; cách I2: 8cm

2 Tìm quỹ tính những điểm tại đó B  0

Hướng dẫn

1.a) Dòng I1 gây ra cảm ứng từ tại M:

1

1

2.10 I 2.10

r

Dòng I2 gây ra cảm ứng từ tại M:

2

2

2.10 I 4,5.10

r

Do hai vectơ cùng chiều nên:

5

1 2 6,5.10

M

b) Dòng I1 gây ra cảm ứng từ tại N: 1 7 1 5

1

2.10 2.10

N

I

r

Dòng I2 gây ra cảm ứng từ tại N: 7 2 5

2

2

2.10 2, 25.10

N

I

r

2 Gọi P tại đó: BP B1P B2P   0 B1P B2P  B1P B2P do I1 và I2 ngược chiều nên điểm P nằm trên mặt phẳng chứa 2 dây và ngoài 2 dây, do I1 < I2  r2 r1  r2  r1 10cm0,1m (1)

1

N



1

2

B



M

B

M P

1P

B

2 P

B

1

M





1

7 1 7 2 2 2

2

20 0, 2



 

Câu 21.7 I 1 =2A, I 2 = 4A dài vô hạn, đồng phẳng, vuông góc với nhau.

a) Xác định B tại những điểm trong mp chứa 2 dây, cách đều hai dây những đoạn r = 4cm

b) Trong mp chứa hai dòng điện, tìm quỹ tích những điểm tại đó B  0

Hướng dẫn

Cho I1 chạy cùng chiều trục Ox, I2 chạy cùng chiều Oy

Từ trường do các dòng gây ra tại M ở từng góc

vuông như hình vẽ: Có 4 vị trí điểm M

Tại M:

a) Với x y 4cm0,04m

1 2.10 I 10

y

  B2 2.10 7 I2 2.10 5T

x

1 3

5

10

B B   T 2 4

5

3.10

b) Quỹ tính nhũng điểm tại đó B  0 nằm trong hai

góc vuông ở đó B1 và B2 ngược chiều

2

Quỹ tích phải tìm là đường thẳng

2

x

y  trừ điểm O

Bài tập

Bài 1 Dây dẫn thẳng dài khoảng giữa hai dây được uốn thành vòng tròn nhỏ, bán kính 3cm Cho

dòng điện I = 1,5A qua dây Xác định B tại tâm O của vòng tròn trong

a) Hình a

b) Hình b

ĐS : a 4,14.10 -5 T ; b 2,14.10 -5 T

Bài 4 Sợi dây dẫn đường kính dây d = 0,5mm; dòng điện qua dây I = 0,2A, được quấn thành 1

ống dây dài Xác định B tại tâm ống dây trong TH

a) Ống dây có chiều dài 40cm gồm 400 vòng dây

b) Ống dây có các vòng dây cách điện với nhau, được quấn sát nhau

(a B 4 10 7 N I 2,5.10 4T

l

4 10 5,02.10

d

Bài 5 2 dây dẫn thẳng dài vô hạn đặt trong không khí vuông góc với nhau và nằm trong cùng

một mặt phẳng Oxy; cường độ dòng điện trong dây I1 = 2A trùng với trục Ox hướng cùng chiều Ox; I2 = 10A trùng trục Oy hướng theo trục Oy Xác định

a) BM biết xM = 5cm; yM = 4cm

b) BN biết xN = 5cm; yN = -4cm

c) Xác định vị trí những điểm có B  0

1

I

2

I



 





 B1



2

B

1

B

1

B

1

B

2

B

1

B

2

B

x

y M1

2

M



4

M



3

Hình b

O

Hình a

(a B M B My B Mx 3.105T

BT1: 2 dây dẫn // cách nhau 2a; dòng điện trong hai dây cùng chiều và đều bằng I; mặt phẳng

(P) vuông góc với 2 dây và cắt chúng tại A và B Điểm M thuộc (P), nằm trên trung trực của AB

và cách trung điểm O của AB đoạn x Tính

a) Cảm ứng từ tại O

b) Cảm ứng từ tại M

c) Xác định x để BM cực đại =?

4.10

M

I x B





ax 4.10

2

M m

I B

a

