Bài tập từ trường học sinh giỏi lý 11

BÀI TẬP TỪ TRƯỜNG Bài 1: Hai dây dẫn thẳng dài vơ hạn đặt khơng khí vng góc ( cách điện với nhau) nằm mặt phẳng Cường độ dòng điện qua hai dây I1 = 2a ,I2 = 10A a.Xác định cảm ứng từ gây bới hai dòng điện M mặt phẳng hai dịng điện , có tọa độ (x, y) hình vẽ, với x = cm, y = cm b.Xác định vị trí điểm có vectơ cảm ứng từ gây bở hai dịng điện khơng? Bài 2: Ba dịng điện thẳng song song hình vẽ: I1 = I3 = I, I2 = I2 y M I1 x x I , O1O2 = O2O3 = a, dòng I2 ngược chiều I1,I3 I1 I a.Tìm O2uxr vng góc với mặt phẳng chứa ba • ⊕2 dây điểm có B O2 O1 b.Nếu khơng có dịng điện I2 xác định vị trí điểm M Ox có cảm ứng từ cực đại Tính giá trị cực đại này? Bài 3:Một dây dẫn kín hình hình trịn nối với hai dây dẫn A thẳng dài vơ hạn nguồn điện hình vẽ Biết hai đường thẳng AM BN qua tâm O vịng dây Tính từ trường dịng E • F điện gây tâm O vòng dây B Bài 4:Cho dòng điện chạy dây dẫn thẳng dài vô hạn song song với cách đều khoảng a, có cường độ I = I2 = I3 = I Hãy xác định cảm ứng từ điểm M cách A dòng điện Bài 5: Một dây dẫn uốn thành cạnh tam giác với chiều dài cạnhur a = 0,5m, cường độ dòng điện I = 1A Xác định vectơ C cảm ứng từ B tâm O tam giác Bài 6:Dịng điện chạy mạch kín có cường độ I = 10A Xác địnhα ur vectơ cảm ứng từ B tâm O cung trịn AB, biết bán kính R = 20cm, O biết α = 600 Bài 7:Một dây dẫn đồng, khối lượng riêng ρ, diện tích tiết diện thẳng S Được uốn thành cạnh AB, BC, CD khung hình vng cạnh a Khung quay quanh trục nằm ngang A OO’đi qua AD đặt từ trường có vectơ cảm ứng ur α từ B có phương thẳng đứng Cho dòng điện I chạy qua khung O dây, khung bị lệch góc α so với phương thẳng đứng Xác định chiều dịng điện tìm biểu thức tính α I3 • O3 + - B D u r B O’ C B Bài 8:Một êlectrôn chuyển động từ trường có cảm ứng từ B= 5.10 -3 T, theo hướng hợp với đường cảm ứng từ góc α = 60o Năng lượng êlectrôn W =1,64.10-16J Trong trường hợp quỹ đạo êlectrôn đường đinh ốc tìm: vận tốc êlectrơn; bán kính vịng đinh ốc chu kì quay êlectrơn quỹ đạo, bước đường đinh ốc Bài 9: Khung dây hình tam giác ABC diện tích S có dịng điện I qua Khung đặt ur ur từ trường B , B song song với cạnh khung dây Tính mơmen M lực từ tác dụng lên khung Bài 10: Một chùm electron bắn từ miệng O ống phóng với vận r ur tốc v theo phương Ox Ngưới ta muốn dùng từ trường có vectơ cảm ứng từ B để lại chùm electron cho bắn trúng điểm M cách O khoảng d (Hình vẽ) Hãy r tìm dạng quỹ đạo chùm electron độ lớn ur α trường hợp B vng góc với mặt phẳng hình vẽ v d • M O’ D u r B A Bài O u u r P3 α u r P1 B uu r P2 C r 2F - Lực từ tác dụng lên hai cạnh AB CD song song với trục quay nên không gây tác dụng làm quay, nên xét lực từ tác dụng lên cạnh BC, lực phải hướng sang phải áp dụng quy tắc bàn tay phải dịng điện có chiều B đến C - Lực tác dụng làm quay khung trọng lực tác dụng ur uur uur lên cạnh P1 , P2 P3 , vẽ lại hình sau uur -Khi khung dây cân ta có : M Fr = M Pur + M 2P F.OK= mg.KB+ 2mg.HG a BIa.acosα = mg.a.sin α + 2mg  ÷.sin α 2 ⇔ BIacosα = 2mg sin α = 2a.S ρ g sin α B.I Suy ra: tanα = 2S ρ g O • α H G • Kuuu r 2P u u r P Biểu diễn hình Bài 28:Một êlectrôn chuyển động từ trường có cảm ứng từ B= 5.103 T, theo hướng hợp với đường cảm ứng từ góc α = 60o Năng lượng êlectrôn W =1,64.10-16J Trong trường hợp quỹ đạo êlectrôn đường đinh ốc tìm: vận tốc êlectrơn; bán kính vịng đinh ốc chu kì quay êlectrơn quỹ đạo, bước đường đinh ốc Giải: Năng lượng êlectrôn chuyển động từ trường tồn dạng động năng, vận tốc êlectrôn xác định từ phương trình: W = ⇒v= 2W = m r F B • mv 2 ur B 2.1,64.10−16 = 1,9.107 ( m / s) 9,1.10 − 31 Bán kính vịng đinh ốc là: R= mv sin α 9,1.10 −31.1,9.107 sin 60o = = 1,9.10 − (m) −19 −3 eB 1,6.10 5.10 Chu kì quay êlectrơn là: 2πm 2π.9,1.10−31 T= = = 7,1.10 − (s) −19 −3 eB 1,6.10 5.10 uu r r v2 v r α v1 Bước đường đinh ốc là: h= 2πmv cos α 2π.9,1.10 −31.1,9.107 cos 60o = ≈ 6,8.10 − (m) −19 −3 eB 1,6.10 5.10 Bài 10 Quỹ đạo chùm electron từ trường vịng trịn tâm C bán kính R: mv (1) eB d (2) Mặt khác, ta có d = R.sin α ⇒ R = 2.sin α 2mv.sin α Từ (1) (2) ta có : B = ed R= u r F α r v d • M • C ... P Biểu diễn hình Bài 28:Một êlectrơn chuyển động từ trường có cảm ứng từ B= 5.103 T, theo hướng hợp với đường cảm ứng từ góc α = 60o Năng lượng êlectrơn W =1,64.10-16J Trong trường hợp quỹ đạo... đường đinh ốc Bài 9: Khung dây hình tam giác ABC diện tích S có dịng điện I qua Khung đặt ur ur từ trường B , B song song với cạnh khung dây Tính mơmen M lực từ tác dụng lên khung Bài 10: Một chùm... dụng lên khung Bài 10: Một chùm electron bắn từ miệng O ống phóng với vận r ur tốc v theo phương Ox Ngưới ta muốn dùng từ trường có vectơ cảm ứng từ B để lại chùm electron cho bắn trúng điểm