CHÀO MỪNG CÁC EM HỌC SINH
Khối 11
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO GIA LAI
TRƯỜNG THPT PHẠM VĂN ĐỒNG
Giáo viên: Ngô Thị Thùy Nhung
PHÂN LOẠI BÀI TẬP VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI CHƯƠNG TỪ TRƯỜNG
NỘI DUNG
A. TỪ TRƯỜNG – CẢM ỨNG TỪ
B. LỰC TỪ
A. TỪ TRƯỜNG – CẢM ỨNG TỪ
Dạng 1: Bài tập về cảm ứng từ
Dạng 2: Bài tập về từ trường của dòng điện chạy trong các dây dẫn có dạng đặc biệt
2.1. Từ trường của dòng điện trong dây dẫn thẳng dài
2.2. Từ trường của dòng điện tròn
2.3. Từ trường của dòng điện trong ống dây
Dạng 3: Nguyên lý chồng chất từ trường
A. TỪ TRƯỜNG – CẢM ỨNG TỪ
Dạng 1: Bài tập về cảm ứng từ
Phương pháp giải:
Vận dụng quy tắc nắm tay phải hoặc quy tắc đinh ốc để xác định chiều của đường sức từ và chiều của cảm ứng từ B.
Bài tập minh họa:
Hình vẽ nào dưới đây xác định sai hướng của véc tơ cảm ứng từ tại M gây bới dòng điện thẳng dài vô hạn?
Bài tập minh họa:
Daây daãn thaúng daøi voâ haïn ñaët trong khoâng khí, coù doøng ñieän I = 0,5 A. Tính caûm öùng töø taïi M, caùch daây daãn 5 cm.
Bài tập minh họa:
Cuộn dây tròn bán kính R = 5cm (gồm N = 100 vòng dây quấn nối tiếp cách điện với nhau) đặt trong không khí có dòng điện I qua mỗi vòng dây, từ trường ở tâm vòng dây là B = 5.10-4T. Tìm I?
Bài tập minh họa:
Một ống dây thẳng chiều dài 20cm, đường kính 2cm. Một dây dẫn có vỏ bọc cách điện dài 300cm được quấn đều theo chiều dài ống. Ống dây không có lõi và đặt trong không khí. Cường độ dòng điện đi qua dây dẫn là 0,5A. Tìm cảm ứng từ trong ống dây.
Dạng 3: Nguyên lý chồng chất từ trường
Phương pháp giải:
- Để xác định cảm ứng từ tại một điểm có nhiều từ trường gây ra ta xác định cảm ứng từ do các dòng điện gây ra tại điểm đó: B1, B2,…Bn
- Áp dụng nguyên lý chồng chất từ trường tại đó:
Các trường hợp đặc biệt khi tính từ trường:
a)
b)
c)
d)
Câu 1. Hai dây dẫn thẳng song song dài vô hạn đặt cách nhau 10cm trong không khí. Dòng điện chạy trong 2 dây dẫn ngược chiều nhau và có cường độ I1 = 10 A; I2 = 20 A. Tìm cảm ứng từ tại:
a) Điểm A cách mỗi dây 5 cm.
A. 4.10−5T. B. 8.10−5T.
C. 12.10−5T. D. 16.10−5T.
b) Điểm B cách dây 1 đoạn 4 cm cách dây 2 đọn 14 cm
A. 7,857.10−5T. B. 2,143.10−5T.
C. 4,286.10−5T. D. 3,929T.
c) Điểm M cách mỗi dây 10 cm.
A. 2.10−5T. B. 4.10−5T.
C. 3,464.105T. D. 4,472.10−5T
d) Điểm N cách dây 1 đoạn 8cm và cách dây 2 đoạn 6cm
A. 2,5.10_5T. B. 6,67. 10−5T.
C. 7,12. 10−5T. D. 6,18.10−5T.
BÀI TẬP MINH HỌA
ĐÁP ÁN
Hướng dẫn
a) Điểm A cách mỗi dây 5 cm.
Vì khoảng cách giữa hai dây là 10 cm, mà 10/2 = 5 cm nên điểm A chính là trung điểm của đoạn thẳng nối giữa hai sợi dây.
+ Cảm ứng từ gây ra tổng hợp tại A: , vì 2 dòng điện này ngược chiều nên
+
b) Điểm B cách dây 1 đoạn 4 cm cách dây 2 đoạn 14 cm
+ Điểm B thỏa mãn đề bài sẽ nằm ngoài đoạn nối 2 dây và gần dây 1 hơn
+ Cảm ứng từ tại B thỏa mãn , dựa vào hình vẽ ta có
c) Điểm M cách mỗi dãy 10 cm.
+ Gọi 2 đầu dây là A và B điểm M cách A và B 10 cm nên tam giác MAB là tam giác đều
+ Cảm ứng từ tại M thỏa mãn gọi
; với → Chọn C.
d) Điểm N cách dây 1 đoạn 8 cm và cách dây 2 đoạn 6 cm.
+ Điểm N như vậy tạo với A, B thành một tam giác vuông NAB, vuông tại N.
+ Cảm ứng từ tại N thỏa mãn và , vuông góc
Thay số ta được Với
+ Thay số ta được
B. LỰC TỪ
Dạng 1. Áp dụng quy tắc bàn tay trái
Dạng 2. Bài tập về lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn thẳng
Bài tập áp dụng dạng 1.
Hãy áp dụng quy tắc bàn tay trái để xác định chiều (của một trong ba đại lượng F→, B→, I→) còn thiếu trong các hình vẽ sau đây:
LỰC TỪ
Phương pháp giải:
+ Xác định lực từ tác dụng lên đoạn dây .
+ Xác định các lực khác tác dụng lên đoạn dây.
+ Áp dụng định luật II Newton: F=m.a từ đó suy ra kết quả cần tìm.
Bài tập minh họa:
Bài 1. Một dây dẫn có chiều dài l = 5m, được đặt trong từ trường đều có độ lớn B = 3.10-2 T. Cường độ dòng điện chạy trong dây dẫn có giá trị 6A. Hãy xác đinh độ lớn của lực từ tác dụng lên dây dẫn trong các trường hợp sau đây:
a) Dây dẫn đặt vuông góc với các đường sức từ.
b) Dây dẫn đặt song song với các đường sức từ.
c) Dây dẫn hợp với các đường sức từ một góc 45°.
HƯỚNG DẪN GIẢI
a) Khi dây đặt vuông góc với các đường sức từ thì α = 90°
Lực từ tác dụng lên đoạn dây lúc này có độ lớn:
F = B.I.l.sin 90° = 0,9 (N)
b) Khi dây đặt song song với các đường sức từ thì α = 0°
Lực từ tác dụng lên đoạn dây lúc này có độ lớn:
F = B.I.l.sin 0° = 0
c) Khi dây đặt tạo với các đường sức từ thì α = 45°
Lực từ tác dụng lên đoạn dây lúc này có độ lớn:
F = B.I.sin 45° = 0,64 (N)
Bài 2. Một dây dẫn thẳng MN chiều dài l, khối lượng của một đơn vị dài của dây là D = 0,04kg/m. Dây được treo bằng hai dây dẫn nhẹ thẳng đứng và đặt trong từ trường đều có vuông góc với mặt phẳng chứa MN và dây treo, B = 0,04T. Cho dòng điện I qua dây.
a) Xác định chiều và độ lớn của I để lực căng của các dây treo bằng không.
b) Cho MN = 25cm, I = 16A có chiều từ N đến M. Tính lực căng của mỗi dây.
HƯỚNG DẪN GIẢI
a) Để lực căng của dây treo bằng không thì trọng lực và lực từ tác dụng lên dây dẫn thẳng MN phải bằng nhau và lực từ phải hướng lên trên. Theo quy tắc bàn tay trái thì cường độ dòng điện I phải có chiều từ M đến N:
⇒ F = P ⇔ B.I.l.sinα = mg
⇔ B.I.l = D.l.g
b) Lực từ tác dụng lên MN: F = B.I.l.sinα = 0,04.16.0,25 = 0,16 N
Khi MN nằm cân bằng thì:
Chiếu (1) lên phương của P: F + P – 2T = 0
BÀI HỌC ĐẾN ĐÂY LÀ KẾT THÚC
nguon VI OLET
