Đề cương ôn tập Chương IV môn Vật lí Lớp 10 - Trường THPT Trần Phú

Nội dung text: Đề cương ôn tập Chương IV môn Vật lí Lớp 10 - Trường THPT Trần Phú

1. A.LÝ THUYẾT CẦN NHỚ 1.Từ trường. -Môi trường xung quanh nam châm hay xung quanh dòng điện có từ trường. -Tính chất cơ bản của từ trường là nó gây ra lực từ tác dụng lên nam châm hay dòng điện đặt trong nó. -Véctơ cảm ứng từ B : Là đại lượng đặc trưng cho từ trường về mặt gây ra lực từ, véctơ cảm ứng từ B có đặc điểm: +Điểm đặt: đặt tại điểm ta xét. +Phương: Là phương của nam châm thử nằm cân bằng tại điểm ta xét. +Chiều: từ cực nam sang cực bắc của nam châm thử đặt tại điểm đó. F +Độ lớn: B = , với F là độ lớn của lực từ tác dụng lên một phần tử dòng điện có độ dài  , cường độ I, I đặt vuông góc với hướng của từ trường tại điểm đó. -Trong hệ SI: Đơn vị của B là T (tesla). 2.Lực từ tác dụng lên đoạn dòng điện đặt trong từ trường đều. → → Lực từ F tác dụng lên phần tử dòng điện I đặt trong từ trường đều, tại đó cảm ứng từ là B : - Có điểm đặt tại trung điểm của đoạn dòng điện l. → → - Có phương vuông góc với véc tơ phần tử dòng điện l và véc tơ B . - Có chiều tuân theo qui tắc bàn tay trái - Có độ lớn: F = BIlsin . Với = (I,B) B.BÀI TẬP VẬN DỤNG Bài 1. Xác định lực từ tác dụng lên dòng điện trong các trường hợp dưới dây: Bài 2. Một đoạn dây dẫn dài 5 cm đặt trong từ trường đều và vuông góc với vectơ cảm ứng từ. Dòng điện chạy qua dây có cường độ 0,75 A. Lực từ tác dụng lên đoạn dây đó là 3.10-2 N. Tính độ lớn Cảm ứng từ của từ trường ĐS: B= 0,8 T. Bài 3. Một đoạn dây dẫn thẳng MN dài 6 cm có dòng điện I = 5 A đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 0,5 T. Lực từ tác dụng lên đoạn dây có độ lớn F = 7,5.10-2N. Tính góc hợp bởi dây MN và đường cảm ứng từ. ĐS: 300 Bài 4. Một đoạn dây dẫn dài l = 0,2m đặt trong từ trường đều sao cho dây dẫn hợp với vectơ cảm ứng từ → B một góc = 300. Biết dòng điện chạy qua dây là 10A, cảm ứng từ B= 2.10-4T. Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn là bao nhiêu? Trang 1
2. ĐS: 2.10-4N Bài 5. Đoạn dây dẫn chiều dài  có dòng điện I chạy qua đặt trong từ trường đều B. Hãy thực hiện các tính toán: a.B= 0,02T ; I = 2A ;  =5cm ; = (B,I) =300. Tìm F? b.B= 0,03T ; F=0,06N ; =10cm ; = (B,I) =450. Tìm I? c.I = 5A ; =10cm ;F=0,01N; =900. Tìm B? Bài 6. Một đoạn dây dẫn dài 20cm, có dòng điện 0,5A chạy qua đặt trong từ trường đều có B=0,02T. Biết đường sức từ vuông góc với dây dẫn và đều nằm trong mặt phẳng ngang. Lực từ tác dụng lên dây có độ lớn và phương như thế nào? Đáp án: 2.10-3 (N). F có phương thẳng đứng. Bài 7. Một khung dây cường độ 0,5A hình vuông cạnh a=20cm. Từ trường có độ lớn 0,15T có phương vuông góc với mp khung dây, có chiều từ ngoài vào trong. Vẽ hình xác định lực từ và tính độ lớn của các lực từ tác dụng lên các cạnh. ĐS : 0,015N Bài 8. Hai thanh ray nằm ngang song song và cách nhau khoảng l = 10cm đặt trong từ trường phẳng đứng có cảm ứng từ B =0,15T. Một thanh kim loại đặt trên ray và vuông góc với ray. Nối ray này với nguồn điện có suất điện động E =12V và điện trở trong r =1Ω ; điện trở tương đương của thanh kim loại, ray và các dây dẫn là R =5Ω. Tìm lực từ tác dụng lên thanh kim loại. ĐS: F= 0,03 N Bài 9. Hai thanh ray nằm ngang , song song và cách nhau đoạn l = 30cm, một thanh kim loaị đặt lên hai thanh ray. Cho dòng điện I = 50A chạy qua thanh kim loại với thanh ray . hệ số ma sát giữa thanh kim loại với thanh ray là k = 0.2, khối lương thanh kim loại m=0,5kg. Hãy tìm độ lớn của cảm ứng từ B để thanh bắt đầu chuyển động (B vuông góc với mp hai thanh ray) ĐS: 1/15T Bài 10. Đoạn dây dẫn MN có chiều dài l = 20cm, khối lượng m = 10g được treo nằm ngang bằng hai dây mảnh AM, BN. Thanh MN đặt trong từ trường đều B thẳng đứng hướng lên với B = 0,5T. Khi cho dòng điện I chạy qua, đoạn dây MN dịch chuyển đến vị trí cân bằng mới, lúc đó hai dây treo AM, BN hợp với phương đứng một góc = 300. Xác định I và lực căng dây treo. Lấy g = 10 m/s2. ĐS : a. 0,577A ; b. 0,11547N Bài 11. Giữa hai cực nam châm có B nằm ngang, B = 0,01T người ta đặt môt dây dẫn l nằm ngang vuông góc với B. Khối lượng của một đơn vị chiều dài là d= 0.01kg/m. Tìm cường độ dòng điện I qua dây nếu dây nằm lơ lững không rơi. Lấy g =10m/ s2 . ĐS: I=10A Bài 12. Một dây dẫn thẳng MN chiều dài l , khối lượng của 1 đơn vị dài của dây là d = 0.04kg/m . dây được treo trong từ trường như hình vẽ. Biết B = 0,04T . Cho dòng điện I chạy qua dây . B a.Định chiều và độ lớn của I để lực căng của các dây treo bằng không. b.Cho MN = 25cm, I = 16A và có chiều từ N đến M . Tình lực căng của mỗi dây ( lấy ) N ĐS: I=10A chiều từ M đến N, lực căng T=0,13N M Trang 2
3. A.LÝ THUYẾT CẦN NHỚ 1. Từ trường gây bởi các dòng điện thẳng. → Véc tơ cảm ứng từ B do dòng điện thẳng, dài gây ra tại một điểm ta xét có: +Điểm đặt: tại điểm ta xét. +Phương: vuông góc với mặt phẵng chứa dây dẫn và điểm ta xét. +Chiều: xác định theo qui tắc nắm tay phải: Để bàn tay phải sao cho ngón cái nằm dọc theo dây dẫn và chỉ theo chiều dòng điện, khi đó các ngón tay kia khum lại cho ta chiều của các đường sức từ; I +Độ lớn: B = 2.10-7 trong đó: r là khoảng cách từ điểm ta xét đến dòng điện(m). r 2. Từ trường gây bởi dòng điện tròn. → Véc tơ cảm ứng từ B do dòng điện chạy trong khung dây tròn gây ra tại tâm của vòng dây có: +Điểm đặt: tại tâm vòng dây; +Phương: vuông góc với mặt phẳng chứa vòng dây; +Chiều: vào Nam ra Bắc: mặt Nam của dòng điện tròn là mặt khi nhìn vào ta thấy dòng điện chạy theo chiều kim đồng hồ, còn mặt Bắc thì ngược lại; NI +Độ lớn: B = 2 .10-7. ; Trong đó: N là số vòng dây xếp sít nhau, R là bán kính của khung dây tròn(m). R 3. Từ trường gây bởi dòng điện chạy trong ống dây. Véc tơ cảm ứng từ do dòng điện chạy trong ống dây dài ở trong lòng ống dây (nơi có từ trường đều) có: +Điểm đặt: tại điểm ta xét; +Phương: song song với trục của ống dây; +Chiều: xác định theo qui tắc nắm tay phải hoặc vào Nam ra bắc. N N +Độ lớn: B = 4 .10-7 I = 4 .10-7nI; Trong đó: n = là số vòng dây trên 1 m dài của ống dây, l là chiều l l dài của ống dây(m). Chú ý: -Nếu đề cho đường kính tiết diện của sợi dây là d thì chiều dài ống dây: l = Nd . -Nếu đề cho đường kính tiết diện của ống dây là D và chiều dài sợi dây là  thì ta có:  = N D . B.BÀI TẬP VẬN DỤNG Bài 1. Dòng điện I = 1 A chạy trong dây dẫn thẳng, dài. Cảm ứng từ tại điểm M cách dây dẫn 10 cm có độ lớn bằng bao nhiêu? ĐS: 2.10-6(T) Bài 2. Một dòng điện có cường độ I = 5 A chạy trong một dây dẫn thẳng, dài. Cảm ứng từ do dòng điện này gây ra tại điểm M có độ lớn B = 4.10-5 T. Điểm M cách dây một khoảng bao nhiêu? ĐS: 2,5 (cm) Bài 3. Một dòng điện thẳng, dài có cường độ 20 A, cảm ứng từ tại điểm M cách dòng điện 5 cm có độ lớn bằng bao nhiêu? ĐS: 8.10-5 (T) Bài 4.a.Một dòng điện chạy qua dây dẫn thẳng dài . Tại điểm M cách dây một khoảng 10cm có cảm ứng từ B = 2.10-5 T Tìm cường độ dòng điện trong dây ? Trang 3
4. b. Cảm ứng từ của 1 dòng điện thẳng tại điểm N cách dòng điện 2,5 cm là 1,8.10-5 T. Tính cường độ dòng điện?Nếu tăng cường độ dòng điện lên 4 lần và giảm khoảng cách đến dây dẫn 2 lần thì cảm ứng từ tại đó như thế nào? ĐS : a. 10A ; b.2,25A, tăng 8 lần. Bài 5.Một dòng điện 20A chạy trong một dây dẫn thẳng dài đặt trong không khí. a. Tính cảm ứng từ tại những điểm cách dây dẫn 10cm. b. Tìm những điểm tại đó cảm ứng từ lớn gấp đôi, nhỏ bằng nửa giá trị của B tính ở câu a. ĐS : a. 4.10-5T ; b. 5cm và 20cm Bài 6. Tại tâm của một dòng điện tròn cường độ 5 (A) cảm ứng từ đo được là 31,4.10-6T. Tính đường kính của dòng điện đó. ĐS: 20 (cm) Bài 7.Cuộn dây tròn bán kính R = 5cm gồm 20 vòng dây xếp sít với nhau, đặt trong không khí có dòng điện I chạy qua mỗi vòng dây . a.Từ trường ở tâm O vòng dây là B = 5x10-4T. Tính I . b.Nếu dòng điện qua dây tăng lên gấp đôi, bán kính vòng dây giảm đi một nửa. Thì B tại tâm O tăng hay giảm bao nhiêu lần? ĐS : a.2A ; b. Tăng 4 lần. Bài 8.Cuộn dây tròn bán kính 2 cm, 100 vòng, đặt trong không khí có dòng điện 0,4A chạy qua. a.Tính cảm ứng từ tại tâm vòng dây. b.Tăng chu vi của dòng điện tròn lên 2 lần mà vẫn giữ nguyên cường độ dòng điện. Hỏi độ lớn cảm ứng từ tại tâm dòng điện lúc này bằng bao nhiêu? c.Một khung dây tròn, bán kính 30cm gồm 10 vòng dây. Cảm ứng từ tại tâm của khung dây B = 3,14.10-5T. Xác định cường độ dòng điện qua khung dây. ĐS : a. 4.10-4T ; b.2.10-4T ; c. 1,5A. Bài 9. 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. Tính số vòng dây của ống dây. ĐS: 497 Bài 10. 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 bao nhiêu? ĐS: 1250 Bài 11.Một ống dây có 250 vòng quấn trên một ống hình trụ có đường kính 1,5cm ,dài 12,5cm. Cho dòng điện cường độ 0,32A chạy trong ống dây. Tính cảm ứng từ tại một điểm trong lòng ống dây đó. ĐS: 8,04.10-4T Bài 12.Một dây đồng dài 48m, bên ngoài phủ một lớp sơn cách điện mỏng. Sợi dây được quấn thành một ống dây dài 50cm, đường kính 3cm, cho các vòng dây quấn sát nhau. Cho dòng điện 0,5A chạy qua ống dây. Tính cảm ứng từ tại một điểm trong lòng ống dây. ĐS: 6,4.10-4T. Bài 13.Một dây dẫn đường kính tiết diện d=1mm được bọc bằng một lớp cách điện mỏng và quấn thành một ống dây. Các vòng dây được quấn sát nhau. Ống có 5 lớp dây nối tiếp sao cho khi cho dòng điện vào ống thì dòng điện trong các vòng dây của các lớp đều cùng chiều. Cho dòng điện có cường độ I= 0,2A đi qua ống dây . Tính cảm ứng từ trong ống dây? ĐS: 12,57.10-4 T. Trang 4
5. A.PHƯƠNG PHÁP GIẢI. -Xác định vị trí cần xác định cảm ứng từ tổng hợp. -Tính độ lớn cảm ứng từ thành phần do từng dòng điện gây ra tại vị trí đang xét. I + Cảm ứng từ của dòng điện thẳng, dài: B = 2.10-7 . r NI + Cảm ứng từ tại tâm của khung dây điện tròn: B = 2 .10-7 . R NI + Cảm ứng từ trong lòng ống dây điện hình trụ dài: B = 4 .10−7. B = 4 .10-7nI.  -Vẽ hình biểu diễn các véc tơ B1 và B2 lên hình vẽ -Cảm ứng từ tổng hợp do các dòng điện gây ra tại vị trí đang xét : B =B1+B2(*) ; dựa vào hình vẽ để chuyển biểu thức véc tơ (*) về biểu thức đại số thay số và rút ra kết quả cần tìm. -Tìm phương của B tổng hợp và kết luận đặc điểm của B tổng hợp. B.BÀI TẬP VẬN DỤNG. Bài 1. Hai dây dẫn thẳng, dài song song cách nhau 32 cm trong không khí, dòng điện chạy trên dây 1 là I1 = 5A , dòng điện chạy trên dây 2 là I2 = 1A ngược chiều với I1. Điểm M nằm trong mặt phẳng của hai dây và cách đều hai dây. Tính cảm ứng từ tại M. ĐS: 7,5.10-6 (T) Bài 2. Hai dây dẫn thẳng, dài song song cách nhau 32 (cm) trong không khí, dòng điện chạy trên dây 1 là , dòng điện chạy trên dây 2 là ngược chiều với I1. Điểm M nằm trong mặt phẳng của 2 dòng điện ngoài khoảng hai dòng điện và cách dòng điện I1 8cm. Tính cảm ứng từ tại M. ĐS: 1,2.10-5 (T) Bài 3. Hai dây dẫn thẳng, dài song song cách nhau cách nhau 40 cm. Trong hai dây có hai dòng điện cùng cường độ I1 = I2 = 100A cùng chiều chạy qua. Cảm ứng từ do hệ hai dòng điện gây ra tại điểm M nằm trong mặt phẳng hai dây, cách dòng I1 10 (cm), cách dòng I2 30 cm có độ lớn là bao nhiêu? ĐS: 1,33.10-5 (T) Bài 4. 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. Tính cảm ứng từ tại tâm vòng tròn ĐS: 5,5.10-5 (T) Bài 5. Hai dây dẫn thẳng dài vô hạn d1 ; d2 đặt song song trong không khí cách nhau khoảng 5 cm, có dòng điện ngược chiều I1 = 2A ; I2 = 6A đi qua. Tính cảm ứng từ tại M cách d1 4cm và cách d2 3cm. ĐS : B = 4,12.10 – 5 T. Bài 6. Hai dây dẫn thẳng dài vô hạn d1; d2 đặt song song trong không khí cách nhau khoảng 8 cm, có dòng điện ngược chiều I1 = 10A ; I2 = 10A đi qua. Tính cảm ứng từ tại: a. O cách mỗi dây 4cm. b. M cách mỗi dây 8cm. ĐS : a. B= 10 – 4 T b. B=2,5.10 – 5 T Trang 5
6. Bài 7. Cho hai dây dẫn thẳng dài vô hạn, đặt trong không khí, đặt trong không khí, cách nhau một khoảng d = 80cm. Dòng điện trong hai dây cùng chiều và cùng cường độ I1 = I2 = I = 1A . Tính cảm ứng từ tại các điểm sau : a. Điểm N cách dây thứ nhất 100cm, cách dây thứ hai 20cm. b. Điểm M cách đều hai dây một khoảng là 80cm. ĐS : a. 1,2.10-6T ;b. 2,2.10-7T Bài 8. Hai dây dẫn thẳng dài vô hạn d1 ; d2 đặt song song trong không khí cách nhau khoảng 10 cm, có dòng điện cùng chiều I1 = I2 = I = 2,4A đi qua. Tính cảm ứng từ tại: a. M cách d1 và d2 khoảng r = 5cm. b. N cách d1 20cm và cách d2 10cm. c.P cách d1 8cm và cách d2 6cm. d. Q cách d1 10cm và cách d2 10cm – 5 – 5 – 5 ĐS: a. BM = 0 ; b. BN = 0,72.10 T ; c. BP = 10 T ; d. BQ = 0,48.10 T. Bài 9. Tính cảm ứng từ tại tâm của 2 vòng dây dẫn đồng tâm, có bán kính là R và 2R. Trong mỗi vòng tròn có dòng điện I = 10A chạy qua. Biết R = 8cm. Xét các trường hợp sau : a. Hai vòng tròn nằm trong cùng một mặt phẳng, hai dòng điện chạy cùng chiều. b. Hai vòng tròn nằm trong cùng một mặt phẳng, hai dòng điện chạy ngược chiều. c. Hai vòng tròn nằm trong hai mặt phẳng vuông góc nhau. ĐS: a. 1,18.10-4T b. 3,92.10-5T c. 8,77.10-4T Bài 10. Hai dây dẫn thẳng dài vô hạn , song song cách nhau 12 cm trong không khí có hai dòng điện cùng cường độ 12A chạy cùng chiều nhau . Xác định véc tơ cảm ừng từ tại M nằm trên mặt phẳng vuông góc với 2 dây và cách các dây đoạn : a . d1 = d2 = 6 cm . b . d1 = 9,6 cm ; d2 = 7,2 cm . c . d1 = d2 = 10 cm . Bài 11. Một dây dẫn dài được căng thẳng, trong đó có một đoạn nhỏ ở giữa dây được uốn thành một vòng tròn có bán kính 1,5cm. Cho dòng điện có cường độ I I I I I = 3A chạy trong dây dẫn. Xác định vectơ cảm ứng từ tại tâm O của vòng tròn trong hai trường hợp : .O a. Vòng tròn được uốn như hình (a) b. Vòng tròn được uốn như hình (b) trong đó chỗ bắt chéo hai đoạn dây không nối I I với nhau. Bài 12. Hai vòng dây tròn cùng bán kính R = 10cm đặt trùng tâm và vuông góc nhau . Dòng điện qua 2 vòng cùng bằng 10A . Xác định cảm ứng từ tổng hợp tại tâm vòng dây . ĐS : 8,9.10-5T . Bài 13. Vòng dây tròn có R = 3,14cm có dòng điện I= 0,87A ( 3 /2) A đi qua và đặt song song và đặt -5 song song với đường cảm ứng từ của một từ trường đều có B0 = 10 T. Xác định B tại tâm O của vòng dây. -5  0 ĐS: 2.10 T, = (B, B0 )= 60 Bài 14. Cho ba dòng điện thẳng song song, vuông góc với mặt phẳng hình vẽ, đi qua ba đỉnh A,B,C của một tam giác đều . Hãy xác định cảm ứng từ tại A I1 tâm O của tam giác trong hai trường hợp : a) Cả ba dòng điện đều hướng ra phía trước mặt phẳng hình vẽ. O b) I1 hướng ra phía sau ,I2 và I3 hướng ra phía trước C mặt phẳng hình vẽ.Cho biết cạnh tam giác là 10cm và I1=I2=I3= 5A. B I3 −5 I2 ĐS: a) 0 b) B = 2 3.10 T Trang 6
7. Bài 15. Hai dây dẫn thẳng, rất dài, đặt trong không khí, trùng với hai trục tọa độ vuông góc xOy. Dòng điện qua dây Ox chạy cùng chiều với chiều dương của trục tọa độ và có cường độ I1 = 2 A, dòng điện qua dây Oy chạy ngược chiều với chiều dương của trục tọa độ và có cường độ I2 = 3 A. Xác định cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện này gây ra tại điểm A có tọa độ x = 4 cm và y = -2 cm. → → -5 ĐS: B cùng phương, cùng chiều với B1 và có độ lớn 0,5.10 T. Bài 16. Hai dây dẫn thẳng, rất dài, đặt trong không khí, trùng với hai trục tọa độ vuông góc xOy. Dòng điện qua dây Ox chạy ngược chiều với chiều dương của trục tọa độ và có cường độ I1 = 6 A, dòng điện qua dây Oy chạy cùng chiều với chiều dương của trục tọa độ và có cường độ I2 = 9 A. Xác định cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện này gây ra tại điểm M có tọa độ x = 4 cm và y = 6 cm. → -5 ĐS: cùng phương, cùng chiều với và B2 và có độ lớn B = 6,5.10 T. A.PHƯƠNG PHÁP GIẢI. Cảm ứng từ tổng hợp tại một điểm do hai dòng điện gây ra tại điểm đó bị triệt tiêu: B1  B2 (1) B = B1 + B2 = 0 B1 = −B2 B1 = B2 (2) 1.Hai dòng điện thẳng, dài có dòng điện I1 và I2 -Giải (1): Những điểm có B = 0 thuộc đường thẳng ( ) nằm trong mặt phẳng chứa hai dòng điện và song song với nó: + nếu hai dòng điện chạy cùng chiều thì nằm giữa hai dây dẫn r1 + r2 = AB(I) . + nếu hai dòng điện chạy ngược chiều thì nằm ngoài hai dây dẫn và gần về phía dòng điện có cường r1 − r2 = ABnêu(I1 I2 )(IIa) độ nhỏ hơn r2 − r1 = ABnêu(I1 I2 )(IIb) −7 I1 −7 I2 r1 I1 -Giải (2): B1 = B2 2.10 = 2.10 = (III) r1 r2 r2 I2 (I) (IIa) (IIb) r1 = ? -Giải hệ phương trình hoặc hoặc (III) (III) (III) r2 = ? -Kết luận bài toán 2.Hai dòng điện tròn đồng tâm. -Giải (1): Để có B1  B2 thì hai dòng điện phải cùng nằm trong một mặt phẳng và có chiều dòng điện ngược nhau. −7 I1 −7 I2 R1 I1 -Giải (2): B1 = B2 2 10 = 2 10 = R1 R2 R2 I2 -Kết hợp yêu cầu bài toán đưa ra kết quả cần tìm. 3.Một dòng điện thẳng, dài và một dòng điện tròn. I2 -Giải (1): Để có thì hai dòng điện phải cùng nằm trong một mặt I1 I phẳng và có chiều dòng điện như hình vẽ. 1 I2 −7 I1 −7 I2 r1 I1 -Giải (2): B1 = B2 2.10 = 2 .10 = r1 R2 R2 I2 -Kết hợp yêu cầu bài toán đưa ra kết quả cần tìm. Trang 7
8. B.BÀI TẬP VẬN DỤNG Bài 1. Hãy cho biết 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 . ĐS: .a). 4,8 cm và 1,2 cm b). 2 cm và 8 cm Bài 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 ? ĐS: 2,55 cm. Bài 3. Hai dây dẫn thẳng dài vô hạn , song song cách nhau 6 cm trong không khí có hai dòng điện có cường độ I1 = 1A ,I2 =4A chạy qua . Xác định vị trí I1 những điểm có cảm ứng từ tổng hợp bằng không trong hai trường hợp: a . I1 , I2 cùng chiều. I2 ĐS: đường thẳng cách dây 1 : 1,2cm , dây 2: 4,8cm M b a b . I1 , I2 ngược chiều. ĐS: đường thẳng cách dây 1 : 2cm , dây 2: 8cm Bài 4. Dây dẫn mảnh , thẳng dài có dòng I = 10A đi qua đặt vuông góc với đường cảm ứng từ của từ -5 trường đều có B0=5.10 T. Tìm những điểm có cảm ứng từ tổng hợp bằng không. ĐS:Trên đường thẳng song song với dây cách dây 4cm, trong mặt phẳng chứa dây và vuông góc với B 0 Bài 5. Ba dây dẫn thẳng song song dài vô hạn cùng nằm trong mặt phẳng, hai dây liên tiếp cách nhau 6cm, cường độ I1=I2=I , I3=2I. Dây I3 nằm ngoài I1,I2 và dòng I3 ngược chiều I1 , I2. Tìm vị trí điểm M có cảm ứng từ tổng hợp bằng không. ĐS: M nằm trên đường thẳng song song 3 dây , trong khoảng dây 1 và 2 cách dây giữa 2cm. Trang 8
9. A.LÝ THUYẾT CẦN NHỚ → Lực Lo-ren-xơ tác dụng lên một hạt mang điện tích q0 chuyển động trong một từ trường B có phương → vuông góc với v và , có chiều tuân theo quy tác bàn tay trái, và có độ lớn: f = |q0|vBsin . Trong đó: + q0 điện tích hạt chuyển động(C) +v là vận tốc hạt mang điện chuyển động(m/s) + B là độ lớn cảm ứng từ (T) + = (B,v) : góc tạo bởi hướng của đường sức từ và hướng chuyển động của hạt mang điện. Chú ý: fMax = q0 vB khi sin =1 lúc này hạt mang điện bay vuông góc với đường sức từ. B.BÀI TẬP VẬN DỤNG Bài 1. Một chùm hạt α có vận tốc ban đầu không đáng kể được tăng tốc bởi hiệu điện thế U = 106V. Sau khi tăng tốc, chùm hạt bay vào từ trường đều cảm ứng từ B = 1,8T. Phương bay của chùm hạt vuông góc với đường cảm ứng từ. a. Tìm vận tốc của hạt α khi nó bắt đầu bay vào từ trường. m = 6,67.10-27 kg ; cho q = 3,2.10-19 C. b. Tìm độ lớn lực Lorentz tác dụng lên hạt. ĐS : a. v = 0,98.107 m/s ; b. f = 5,64.10-12 N. Bài 2. Một electron bay vào không gian có từ trường đều có cảm ứng từ B=0,2T với vận tốc ban đầu 5 v0 = 2.10 m/s vuông góc với B . Tính lực Lorenxơ tác dụng vào electron. ĐS: 6,4.10-15 (N) Bài 3. Một hạt proton chuyển động với vận tốc 2.106 (m/s) vào vùng không gian có từ trường đều B = 0,02 T theo hướng hợp với vectơ cảm ứng từ một góc 300. Biết điện tích của hạt proton là 1,6.10-19 C. Tính lực Lorenxơ tác dụng lên proton. ĐS: 3,2.10-15 (N) Bài 4. Một điện tích chuyển động trong từ trường đều. Mặt phẳng quỹ đạo của hạt vuông góc với đường cảm 6 -6 ứng từ. Nếu điện tích chuyển động với vận tốc v1 = 10 m/s lực Lorentz tác dụng lên điện tích là f1 = 3.10 N. 6 Hỏi nếu điện tích chuyển động với vận tốc v2 = 2,5.10 m/s thì lực f2 tác dụng lên điện tích là bao nhiêu? -6 ĐS: f2 =2,5.10 N Một electron chuyển động thẳng đều trong một miền có từ trường đều B và Bài 5. điện trường đều E như hình. a.Xác định chiều của đường sức điện và cường độ điện trường E. B Áp dụng bằng số: v = 2.106m/s , B = 0,004T. b.Nếu cho proton có cùng vận tốc v như trong câu a) bay vào miền có từ trường đều v và điện trường đều nói trên thì proton có chuyển động thẳng đều không? Vì sao? Bỏ qua khối lượng của electron và proton. ĐS: E= 8000V/m. b. chuyển động thẳng đều. Trang 9