A. LÝ THUYẾT
1. Từ trường.
Xung quanh nam châm và xung quanh dòng điện tồn tại từ trường. Từ trường có tính chất cơ bản là tác dụng lực từ lên nam châm hay lên dòng điện đặt trong nó.
Vectơ cảm ứng từ là đại lượng đặc trưng cho từ trường về mặt tác dụng lực từ. Đơn vị cảm ứng từ là Tesla (T).
2. Từ trường của dòng điện trong dây dẫn thẳng, dài đặt trong không khí:
Vectơ cảm ứng từ tại điểm M cách dây dẫn một đoạn r:
- Điểm đặt: Tại điểm M
- Phương: Vuông góc với mặt phẳng (M. I).
- Chiều: Tuân theo quy tắc vặn đinh ốc.
- Độ lớn:
BÀI TẬP TỪ TRƯỜNG A. LÝ THUYẾT 1. Từ trường. Xung quanh nam châm và xung quanh dòng điện tồn tại từ trường. Từ trường có tính chất cơ bản là tác dụng lực từ lên nam châm hay lên dòng điện đặt trong nó. Vectơ cảm ứng từ là đại lượng đặc trưng cho từ trường về mặt tác dụng lực từ. Đơn vị cảm ứng từ là Tesla (T). 2. Từ trường của dòng điện trong dây dẫn thẳng, dài đặt trong không khí: Vectơ cảm ứng từ tại điểm M cách dây dẫn một đoạn r: - Điểm đặt: Tại điểm M - Phương: Vuông góc với mặt phẳng (M. I). - Chiều: Tuân theo quy tắc vặn đinh ốc. - Độ lớn: 3. Từ trường tại tâm của dòng điện trong khung dây tròn: Vectơ cảm ứng từ tại tâm khung dây tròn có: - Điểm đặt: Tại tâm - Phương: Vuông góc với mặt phẳng vòng dây. - Chiều: Theo quy tắc vặn đinh ốc (hoặc vào mặt nam S ra bặt bắc N của vòng dây) Mắt S: dòng điện cùng chiều kim đồng hồ, mặt N: dòng điện ngược chiều kim đồng hồ - Độ lớn: R là bán kính của khung dây, N là số vòng dây trong khung, I là cường độ dòng điện trong mỗi vòng. 4. Từ trường của dòng điện trong ống dây: Vectơ cảm ứng từ tại một điểm trong lòng ống dây - Điểm đặt: Tại điểm đang xét. - Phương: Vuông góc với mặt phẳng vòng dây - Chiều: Vào mặt nam(S) ra mặt bắc (N) của ống dây. - Độ lớn: n là số vòng dây trên một đơn vị dài của ống. l chiều dài của ống N tổng số vòng dây trên ống 5. Nguyên lý chồng chất từ trường: Xét trường hợp : a. Khí cùng hướng với : cùng hướng với , B = B1 + B2 b. Khi ngược hướng với : cùng hướng với c. Khi hợp với một góc xác định bởi: d. Khi B1 = B2 và hợp với một góc II. Lực từ tác dụng lên dòng điện – lực lorenxơ 1. Lực từ tác dụng lên dây dẫn có dòng điện: - Điểm đặt: Tại trung điểm của đoạn MN. - Phương: Vuông góc với mặt phẳng () - Chiều: Xác định theo quy tắc bàn tay trái: Đặt bàn tay trái duỗi thẳng để cho các đường cảm ứng từ hướng vào lòng bàn tay chiều từ cổ tay đến ngón tay giữa là chiều dòng điện, thì chiều ngón tay cái choãi ra 900 là chiều của lực từ tác dụng lên đoạn dây. - Độ lớn: F = BIlsin là góc hợp bởi đoạn dòng điện và vectơ cảm ứng từ. 2. Lực từ tác dụng lên hai dòng điện thẳng song song - Điểm đặt: Trung điểm của đoạn dây - Chiều: Là lực hút nếu dòng điện cùng chiều, lực đẩy nếu hai dòng điện ngược chiều - Độ lớn: r là khoảng cách giữa hai dòng điện. 3. Mômen ngẫu lực từ Mômen ngẫu lực từ tác dụng lên khung dây có dòng điện: M = IBS.sin Trong đó S là diện tích phần mặt phẳng giới hạn bởi khung, là góc hợp bởi vectơ pháp tuyến của khung và vectơ cảm ứng từ 4. Lực Lorenxơ - Điểm đặt: Tại điện tích - Phương: Vuông góc với mặt phẳng () - Chiều: Xác định theo quy tắc bàn tay trái: Đặt bàn tay trái duỗi thẳng sao cho cảm ứng từ đâm xuyên vaoaf lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón tay là chiều của vận tốc, ngón tay cái choãi ra 900 là chiều của lực lorenxơ nếu q >0, và chiều ngược lại nếu q <0 - Độ lớn: Trong đó q là điện tích của hạt, là góc hợp bởi vectơ vận tốc của hạt và vectơ cảm ứng từ B. BÀI TẬP Bài 1: 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 2: 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 = 7,5.10-2(N). Tính góc hợp bởi dây MN và đường cảm ứng từ. ĐS: 300 Bài 3: 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. So sánh độ lớn của cảm ứng từ tại M và N ĐS: Bài 4: 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 5: Tại tâm của một dòng điện tròn cường độ 5 (A) cảm ứng từ đo được là 31,4.10-6(T). Tiinhs đường kính của dòng điện đó. ĐS: 20 (cm) Bài 6: 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 7: 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 8: Một dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng, dài. Tại điểm A cách dây 10 (cm) cảm ứng từ do dòng điện gây ra có độ lớn 2.10-5 (T). Tính cường độ dòng điện chạy trên dây. ĐS: 10 (A) Bài 9: Hai dây dẫn thẳng, dài song song cách nhau 32 (cm) trong không khí, cường độ dòng điện chạy trên dây 1 là I1 = 5 (A), cường độ dòng điện chạy trên dây 2 là I2. Điểm M nằm trong mặt phẳng 2 dòng điện, ngoài khoảng 2 dòng điện và cách dòng I2 8 (cm). Để cảm ứng từ tại M bằng không thì dòng điện I2 co chiều và độ lớn như thế nào? ĐS: cường độ I2 = 1 (A) và ngược chiều với I1 Bài 10: 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 hai dây và cách đều hai dây. Tính cảm ứng từ tại M. ĐS: 7,5.10-6 (T) Bài 11: 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. ĐS: 1,2.10-5 (T) Bài 12: 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 = 100 (A), 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: 24.10-5 (T) Bài 13: 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 14: 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 15: 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 bao nhiêu? ĐS: 4,4 (V) Bài 16: 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 17: 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) ĐS: 3,0.10-5 (T) Bài 18: 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. Tính cảm ứng từ tại điểm M cách đều hai dòng điện một khoảng 10 (cm ĐS: 1.10-5 (T) Bài 19: Khi tăng đồng thời cường độ dòng điện trong cả hai dây dẫn thẳng song song lên 3 lần thì lực từ tác dụng lên một đơn vị dài dây thay đổi như thế nào? ĐS: 9 lần Bài 20: Hai dây dẫn thẳng, dài song song và cách nhau 10 (cm) trong chân không, dòng điện trong hai dây cùng chiều có cường độ I1 = 2 (A) và I2 = 5 (A). Tính lực từ tác dụng lên 20(cm) chiều dài của mỗi dây. ĐS: lực hút có độ lớn 4.10-6 (N) Bài 21: Hai dây dẫn thẳng, dài song song đặt trong không khí. Dòng điện chạy trong hai dây có cùng cường độ 1 (A). Lực từ tác dụng lên mỗi mét chiều dài của mỗi dây có độ lớn là 10-6(N). Tính khoảng cách giữa hai dây. ĐS: 20 (cm) Bài 22: 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). Tính lực tương tác giữa hai vòng dây. ĐS: 3,14.10-4 (N) Bài 23: Một electron bay vào không gian có từ trường đều có cảm ứng từ B=0,2(T) với vận tốc ban đầu v0 = 2.105 (m/s) vuông góc với . Tiinhs lực Lorenxơ tác dụng vào electron. ĐS: 6,4.10-15 (N) Bài 27: Một electron bay vào không gian có từ trường đều có cảm ứng từ B = 10-4 (T) với vận tốc ban đầu v0 = 3,2.106 (m/s) vuông góc với , khối lượng của electron là 9,1.10-31(kg). Tính bán kính quỹ đạo của electron trong từ trường. ĐS: 18,2 (cm) Bài 25: 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 26: 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. Tính mômen lực từ tác dụng lên khung dây. ĐS: 0,16 (Nm) Bài 27: Một khung dây phẳng nằm trong từ trường đều, mặt phẳng khung dây chứa các đường sức từ. Khi giảm cường độ dòng điện đi 2 lần và tăng cảm ừng từ lên 4 lần thì mômen lực từ tác dụng lên khung dây thay đổi như thế nào? ĐS: tăng 2 lần Bài 28: Một khung dây dẫn hình chữ nhật ABCD đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B=5.10-2 (T). Cạnh AB của khung dài 3 (cm), cạnh BC dài 5 (cm). Dòng điện trong khung dây có cường độ I = 5 (A). Giá trị lớn nhất của mômen ngẫu lực từ tác dụng lên khung dây có độ lớn là bao nhiêu? ĐS: 3,75.10-4 (Nm) Bài 29: Một khung dây cứng hình chữ nhật có kích thước 2 (cm) x 3 (cm) đặt trong từ trường đều. Khung có 200 vòng dây. Khi cho dòng điện có cường độ 0,2 (A) đi vào khung thì mômen ngẫu lực từ tác dụng vào khung có giá trị lớn nhất là 24.10-4 (Nm). Tính độ lớn cảm ứng từ của từ trường . ĐS: 0,10 (T) P M N Bài 30: Một dây dẫn được gập thành khung dây có dạng tam giác vuông cân MNP. Cạnh MN = NP = 10 (cm). Đặt khung dây vào trong từ trường đều B = 10-2 (T) có chiều như hình vẽ. Cho dòng điện I có cường độ 10 (A) vào khung dây theo chiều MNPM. Tính độ lớn lực từ tác dụng vào các cạnh của khung dây. ĐS: FMN = 10-2 (N), FNP = 0 (N), FMP = 10-2 (N) Bài 31: Một dây dẫn được gập thành khung dây có dạng tam giác vuông MNP như bài 30. Cạnh MN = 30 (cm), NP = 40 (cm). Đặt khung dây vào trong từ trường đều B = 10-2 (T) vuông góc với mặt phẳng khung dây có chiều như hình vẽ. Cho dòng điện I có cường độ 10(A) vào khung dây theo chiều MNPM. Tính lLực từ tác dụng vào các cạnh của khung dây ĐS: FMN = 0,03 (N), FNP = 0,04 (N), FMP = 0,05 (N). D C N M Bài 32: Thanh MN dài l = 20 (cm) có khối lượng 5 (g) treo nằm ngang bằng hai sợi chỉ mảnh CM và DN. Thanh nằm trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 0,3 (T) nằm ngang vuông góc với thanh có chiều như hình vẽ. Mỗi sợi chỉ treo thanh có thể chịu được lực kéo tối đa là 0,04 (N). Dòng điệ ... . Tính lực từ tác dụng vào dây dẫn. ĐS: F = 1,5.10-4N P M N Bài 66: Một dây dẫn được gập thành khung dây dạng tam giác vuông MNP. MN = 30cm, NP = 40cm. Đặt khung dây vào từ trường B =10-2 T có chiều như hình vẽ. Cho dòng điện I = 10A vào khung có chiều MNPM. Lực từ tác dụng vào các cạnh của khung dây là bao nhiêu? ĐS: FMN = 0,03N, FNP = 0,04N, FMP = 0,05N. P M N Bài 67: Một dây dẫn được gập thành khung dây dạng tam giác vuông cân MNP. MN = NP = 10cm. Đặt khung dây vào từ trường B =10-2T có chiều như hình vẽ. Cho dòng điện I = 10A vào khung có chiều MNPM. Lực từ tác dụng vào các cạnh của khung dây là bao nhiêu? ĐS: FMN = 10-2N, FNP = 0, FMP = 10-2N Bài 68: Treo đoạn dây dẫn có chiều dài l = 5cm, khối lượng m = 5g bằng hai dây mảnh, nhẹ sao cho dây dẫn nằm ngang, Biết cảm ứng từ của từ trường hướng thẳng đứng xuống dưới, có độ lớn B = 0,5T và dòng điện đi qua dây dẫn là I = 2A. Nếu lấy g = 10m/s2 thì góc lệch a của dây treo so với phương thẳng đứng là bao nhiêu ? ĐS : a = 450 M N . Bài 69: Treo đoạn dây dẫn MN có chiều dài l = 25cm , khối lượng của một đơn vị chiều dài là 0,04kg 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. Định chiều và độ lớn của I để lực căng dây bằng 0. ĐS : 40A, chiều từ N đến M. Cho I = 16A có chiều từ M đến N. Tính lực căng mỗi dây ? ĐS : 0,28N. Bài 70: Một dòng điện cường độ I = 0,5A đặt trong không khí a. Tính cảm ứng từ tại điểm M cách dòng điện 4cm. b. Cảm ứng từ tại N bằng 10-6 T. Tính khoảng cách từ N đến dòng điện. ĐS: a. BM = 0,25. 10 – 5 T b. rN = 10cm Bài 71: Một dòng điện có cường độ 5A chạy trong dây dẫn thẳng, dài. Cảm ứng từ tại điểm M có giá trị là B = 4.10-5T. Hỏi điểm M cách dây một khoảng bằng bao nhiêu? ĐS: 2,5cm x y I Bài 71: Một dây dẫn thẳng dài xuyên qua và vuông góc với mặt phẳng hình vẽ tại điểm O. Cho dòng điện I = 6A có chiều như hình vẽ. Xác định vecto cảm ứng từ tại các điểm : A1 (x = 6cm ; y = 2cm), A2 (x = 0cm ; y = 5cm), A3 (x = -3cm ; y = -4cm), A4 (x = 1cm ; y = -3cm) ĐS : a.1,897.10-5T ; b 2,4. 10-5T c. 2,4. 10-5T ; d. 3,794. 10-5T . Bài 73: Một vòng dây tròn bán kính 5cm, xung quanh là không khí. Dòng điện trong dây có cường độ là I, gây ra từ trường tại tâm vòng tròn có B = 2,5.10-6 T. Tính cường độ dòng điện chạy trong vòng dây ? ĐS : 0,2A Bài 74: Một vòng dây tròn đặt trong chân không có bán kính R = 10cm mang dòng điện I = 50A a . Độ lớn của vectơ cảm ứng từ tại tâm vòng dây là bao nhiêu? b . Nếu cho dòng điện nói trên qua vòng dây có bán kính R’ = R/4 thì tại tâm vòng dây , độ lớn của cảm ứng từ B là bao nhiêu ? ĐS : a. B = 3,14 . 10 - 4 T b. B = 1,256 . 10 -3 T Bài 75: Một khung dây tròn bán kính 30cm gồm 10vòng dây. Cường độ dòng điện qua khung là 0,3A. Tính cảm ứng từ tại tâm của khung dây ? ĐS : 6,28.10-6T Bài 76: Một khung dây tròn đường kính 10 cm gồm 12 vòng dây. Tính cảm ứng từ tại tâm của khung dây nếu cường độ dòng điện qua mỗi vòng dây là 0,5A.? ĐS : 7,5398.10-5T Bài 77: Một ống dây có dòng điện I = 20 A chạy qua tạo ra trong lòng ống dây một từ trường đều có cảm ứng từ B = 2,4 .10-3 T . Số vòng dây quấn trên mỗi mét chiều dài của ống dây là bao nhiêu ? ĐS : 95,94 vòng Bài 78: Một ống dây có dòng điện I = 25 A chạy qua . Biết cứ mỗi mét chiều dài của ống dây được quấn 1800 vòng . Độ lớn cảm ứng từ trong lòng ống dây là bao nhiêu? ĐS: B = 5,65 . 10 -2 T Bài 79: Một ống dây thẳng dài có 1200 vòng dây, cảm ứng từ bên trong ống dây là B = 7,5.10-3T. Tính cường độ dòng điện qua ống dây. ho biết ống dây có chiều dài 20cm. ĐS :0,9947A Bài 80: Một dây dẫn có đường kính tiết diện d = 0,5 cm, bọc bằng một lớp cách điện mỏng và quấn thành một ống dây các vòng của ống dây được quấn sát nhau. Cho dòng điện I = 0,4 A đi qua ống dây. Tính cảm ứng từ trong ống dây. ĐS : B = 1 .10 -4 T Bài 81: Tìm cảm ứng từ trường : a. Ở tâm O một vòng dây dẫn tròn có dòng điện I = 0,2 A chạy qua. Vòng dây có bán kính r = 5 cm đặt trong không khí. b. Ở trong lòng một ống dây hình trụ có chiều dài l = 62,8cm. Xung quanh quấn 1000 vòng dây dẫn, có dòng điện một chiều I = 0,2A chạy qua. Lõi sắt trong lòng ống có độ từ thẩm gấp 3000 lần độ từ thẩm của chân không. ĐS : a. 2,512.10-6T ; b.1,2T Bài 82: 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 M cách đều hai dây một khoảng là 50cm. b. Điểm N cách dây thứ nhất 100cm, cách dây thứ hai 60cm. ĐS :a. 4,8.10-7T ; b. 1,26.10-7T. Bài 83: 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. ĐS : a. BM = 0 ; b. BN = 0,72.10 – 5 T ; c. BP = 10 – 5 T ; d. BQ = 0,48.10 – 5 T Bài 84: 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 85: 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 5cm. ĐS : a. 10 – 4 T b. 4,8.10 – 5 T M I2 I1 a b Bài 86: 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 tại M. ĐS : 4,22.10-5 T Bài 87: 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 88: 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. ĐS : B = .10-4 T = 3,16.10-4T. Bài 89: Hai vòng dây tròn có bán kính R = 10cm có tâm trùng nhau và đặt vuông góc nhau. Cường độ trong hai dây I1 = I2 = I = A . Tìm B tại tâm của hai vòng dây. ĐS :B = 12,56.10-6T. Bài 90: 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 dây dẫn I1 = 2A ; I2 = 10A. a. Xác định cảm ứng từ gây bởi hai dòng điện tại M trong mặt phẳng của hai dòng điện với M (x=5cm,y=4cm). b. Xác định những điểm có vector cảm ứng từ gây bởi hai dòng điện bằng 0. ĐS : a. B = 3.10-5T ; b. Những điểm thuộc đường thẳng y = 0,2x. I2 O I4 Bài 91: Cho 4 dòng điện cùng cường độ I1 = I2 = I3 = I4 = I= 2A song song nhau, cùng vuông góc mặt phẳng hình vẽ, I3 đi qua 4 đỉnh của một hình vuông cạnh a = 20cm và có chiều như hình vẽ. Hãy xác định vector cảm ứng từ tại tâm của hình vuông. ĐS : 8. 10-6T Bài 92: Một hạt có điện tích q = 3,2.10-19C bay vào vùng có từ trường đều với , với v =2.106m/s, từ trường B = 0,2T. Lực lorenxơ tác dụng vào hạt điện có độ lớn ? ĐS : 1,28.10-13N Bài 93: Một e bay vuông góc với các đường sức của một từ trường đều có độ lớn 5.10-2T thì chịu một lực lorenxơ có độ lớn 1,6.10-14N. Vận tốc của e khi bay vào là bao nhiêu ? ĐS : 2.106 m/s Bài 94: Một hạt mang điện tích q = 4.10-10C chuyển động với vận tốc v = 2.105 m/s trong từ trường đều. Mặt phẳng quĩ đạo của hạt vuông góc với vectơ cảm ứng từ . Lực Lorentz tác dụng lên hạt đó có giá trị 4.10-5N. Tính cảm ứng từ B của từ trường. ĐS : 0,5T Bài 95: Hạt mang điện chuyển động trong từ trường đều mặt phẳng quĩ đạo của hạt vuông góc với vector cảm ứng từ. Nếu hạt chuyển động với vận tốc v1 = 1,8.106 m/s thì lực Lorentz tác dụng lên hạt có giá trị f1 = 2.10-6N. Hỏi nếu hạt chuyển động với vận tốc v2 = 4,5.107m/s thì lực f2 tác dụng lên hạt có giá trị là bao nhiêu ? ĐS : 5.10-5N. Bài 96: 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 97: Một hạt khối lượng m, mang điện tích e, bay vào trong từ trường với vận tốc v. Phương của vận tốc vuông góc với đường cảm ứng từ. Thí nghiệm cho biết khi đó quỹ đạo của đường tròn và mặt phẳng quỹ đạo vuông góc với đường cảm ứng từ. Cho B = 0,4T ; m = 1,67.10-27kg ; q = 1,6.10-19 C ; v = 2.106 m/s. Tính bán kính của đường tròn quỹ đạo ? ĐS : 5,2cm. Bài 98: Hai hạt mang điện m =1,67.10-27kg ; q =1,6.10-19C và m’=1,67.10-17kg ; q’ = 3,2.10-19 C bay vào từ trường đều B = 0,4T với cùng vận tốc có phương vuông góc với vectơ cảm ứng từ. Bán kính quỹ đạo của m là 7,5cm. Tìm bán kính quỹ đạo của m’. ĐS : 7,5.1010 cm. Bài 99: Thanh kim loại CD chiều dài l = 20cm khối lượng 100g đặt vuông góc với hai thanh ray song song nằm ngang và nối với nguồn điện. Hệ thống đặt trong từ trường đều hướng thẳng đứng xuống dưới B = 0,2T. Hệ số ma sát giữa CD và ray là 0,1. Bỏ qua điện trở các thanh ray, điện trở nơi tiếp xúc và dòng điện cảm ứng trong mạch. a. Biết thanh ray trượt sang trái với gia tốc a = 3m/s2. Xác định chiều và độ lớn dòng điện I qua CD. b. Nâng hai đầu A,B của ray lên để ray hợp với mặt phẳng ngang góc 300. Tìm hướng và gia tốc chuyển động của thanh biết thanh bắt đầu chuyển động không vận tốc đầu. ĐS : a. 10A. b. 0,47 m/s2. Bài 100: Dây dẫn thẳng dài có dòng điện I1 = 15A đi qua đặt trong không khí. a. Tính cảm ứng từ tại điểm cách dậy 15 cm. b. Tính lực tác dụng lên 1m dây của dòng điện I2 = 10A đặt song song, cách I1 15cm và I2 ngược chiều ĐS: a) B =2.10 – 5 T b)F = 2.10 – 4 N. Bài 101: Khung dây hình chữ nhật có diện tích S = 25cm2 gồm 10 vòng dây nối tiếp có dòng điện I = 2A đi qua mỗi vòng. Khung dây đặt thẳng đứng trong từ trường đều có B nằm ngang độ lớn 0,3T. Tính mômen lực đặt lên khung khi : a. B song song với mặt phẳng khung. . b. B vuông góc với mặt phẳng khung dây. ĐS : M = 15.10 -3 Nm b. M = 0 I1 A D C B I2 Bài 102: Khung dây hình vuông ABCD cạnh a = 4cm có dòng điện I2 = 20A đi qua ( như hình vẽ), một dòng điện thẳng I1 = 15A nằm trong mặt phẳng ABCD cách AD một đoạn 2cm. Tính lực điện tổng hợp do I1 tác dụng lên khung. ĐS : F = 8.10 – 5 N Bài 103: Ba dây dẫn thẳng dài đặt song song cách đều nhau, khoảng cách giữa hai dây là a = 4cm. Dòng điện trong các dây có chiều như hình vẽ. I1 = 10A, I2 = I3 =20A. Tìm lực tác dụng lên một mét dây của I1. ĐS : 10-3N.
Tài liệu đính kèm: