Đề cương VL11 kì 2 2015

Đề cương học kì II Lớp 11 Ban TN Ban A Năm học 2014-2015 IV TỪ TRƯỜNG A TÓM TẮT LÝ THUYẾT Từ trường + Xung quanh nam châm hay dòng điện tồn từ trường + Từ trường dạng vật chất,mà biểu cụ thể xuất lực từ tác dụng lên nam châm hay dòng điện đặt khoảng khơng gian có từ trường + Tại điểm khơng gian có từ trường, hướng từ trường hướng Nam - Bắc kim nam châm nhỏ nằm cân điểm + Đường sức từ đường vẽ khơng gian có từ trường, cho tiếp tuyến điểm có phương trùng với phương từ trường điểm + Các tính chất đường sức từ: - Qua điểm khơng gian có từ trường vẽ đường sức từ - Các đường sức từ đường cong khép kín vơ hạn hai đầu - Chiều đường sức từ tuân theo quy tắc xác định (quy tắc nắm tay phải, quy tắc vào Nam Bắc) - Quy ước vẽ đường sức từ cho chổ từ trường mạnh đường sức từ mau chổ từ trường yếu đường sức từ thưa Lực từ - Cảm ứng từ → + Tại điểm khơng gian có từ trường xác định véc tơ cảm ứng từ B : - Có hướng trùng với hướng từ trường; F - Có độ lớn , với F độ lớn lực từ tác dụng lên phần tử dịng điện có độ dài l, Il cường độ I, đặt vng góc với hướng từ trường điểm Đơn vị cảm ứng từ tesla (T) → → → + Lực từ F tác dụng lênphần tử dòng điện I l đặt từ trường đều, cảm ứng từ B : - Có điểm đặt trung điểm l; → → - Có phương vng góc với l B ; - Có chiềutuân theo qui tắc bàn tay trái; - Có độ lớn: F = BIlsinα Từ trường chạy dây dẫn có hình dạng đặc biệt I + Cảm ứng từ dòng điện thẳng, dài: B = 2.10-7 r NI + Cảm ứng từ tâm khung dây điện tròn: B = 2π.10-7 R + Cảm ứng từ lịng ống dây điện hình trụ dài: B = 2π.10-7nI Lực Lo-ren-xơ → Lực Lo-ren-xơ tác dụng lên hạt mang điện tích q 0chuyển động từ trường B có → → phương vng góc với v B , có chiều tuân theo quy tác bàn tay trái, có độ lớn: f = |q 0| vBsinα B CÁC DẠNG BÀI TẬP TỰ LUẬN Từ trường gây dịng điện thẳng * Các cơng thức: → + Véc tơ cảm ứng từ B dịng điện thẳng gây có: Điểm đặt: điểm ta xét; Phương: vng góc với mặt phẵng chứa dây dẫn điểm ta xét Chiều: xác định theo qui tắc nắm tay phải: Để bàn tay phải cho ngón nằm dọc theo dây dẫn theo chiều dịng điện, ngón tay khum lại cho ta chiều đường sức từ; I Độ lớn: B = 2.10-7 r → → → → + Nguyên lý chồng chất từ trường: B = B1 + B2 + + Bn * Phương pháp giải: + Vẽ hình biểu diễn véc tơ cảm ứng từ dòng điện gây điểm ta xét, vẽ véc tơ cảm ứng từ tổng hợp + Tính độ lớn véc tơ cảm ứng từ thành phần + Viết biểu thức (véc tơ) cảm ứng từ tổng hợp + Dùng phép chiếu hệ thức lượng tam giác để chuyển biểu thức véc tơ biểu thức đại số + Giải phương trình để tìm độ lớn cảm ứng từ tổng hợp + Rút kết luận chung (nếu cần) * Bài tập: Hai dây dẫn thẳng, dài, đặt song song, cách 20 cm khơng khí, có hai dịng điện ngược chiều, có cường độ I1 = 12 A; I2 = 15 A chạy qua Xác định cảm ứng từ tổng hợp hai dòng điện gây điểm M cách dây dẫn mang dòng I 15 cm cách dây dẫn mang dòng I2 cm Hai dây dẫn thẳng, dài, đặt song song, cách 10 cm khơng khí, có hai dịng điện ngược chiều, có cường độ I1 = A; I2 = 12 A chạy qua Xác định cảm ứng từ tổng hợp hai dòng điện gây điểm M cách dây dẫn mang dòng I cm cách dây dẫn mang dòng I 15 cm Hai dây dẫn thẳng, dài, đặt song song, cách 10 cm khơng khí, có hai dịng điện chiều, có cường độ I1 = A; I2 = 16 A chạy qua Xác định cảm ứng từ tổng hợp hai dòng điện gây điểm M cách dây dẫn mang dòng I1 6cm cách dây dẫn mang dòng I2 8cm Hai dây dẫn thẳng, dài, đặt song song, cách 20 cm khơng khí, có hai dịng điện ngược chiều, có cường độ I1 = I2 = 12 A chạy qua Xác định cảm ứng từ tổng hợp hai dòng điện gây điểm M cách dây dẫn mang dòng I 16 cm cách dây dẫn mang dòng I2 12 cm Hai dây dẫn thẳng, dài, đặt song song, cách 20 cm khơng khí, có hai dịng điện ngược chiều, cường độ I1 = I2 = A chạy qua Xác định cảm ứng từ tổng hợp hai dòng điện gây điểm M cách hai dây dẫn khoảng 30 cm Hai dây dẫn thẳng, dài, đặt song song, cách 10 cm khơng khí, có hai dòng điện chiều, cường độ I1 = I2 = A chạy qua Xác định cảm ứng từ tổng hợp hai dòng điện gây điểm M cách hai dây dẫn khoảng 20 cm Hai dây đẫn thẳng dài vô hạn, đặt song song khơng khí cách đoạn d = 12 cm có dịng điện chiều I1 = I2 = I = 10 A chạy qua Một điểm M cách hai dây dẫn đoạn x a) Khi x = 10 cm Tính độ lớn cảm ứng từ tổng hợp hai dòng điện chạy hai dây dẫn gây điểm M b) Hãy xác định x để độ lớn cảm ứng từ tổng hợp hai dòng điện gây đạt giá trị cực đại Tính giá trị cực đại Hai dây đẫn thẳng dài vô hạn, đặt song song khơng khí cách đoạn d = 2a có dòng điện ngược chiều cường độ I1 = I2 = I chạy qua a) Xác định cảm ứng từ tổng hợp hai dòng điện gây điểm M cách hai dây dẫn đoạn x b) Hãy xác định x để độ lớn cảm ứng từ tổng hợp hai dòng điện gây đạt giá trị cực đại Tính giá trị cực đại Hai dây dẫn thẳng, dài, đặt song song, cách 15 cm khơng khí, có hai dịng điện chiều, có cường độ I1 = 10 A, I2 = A chạy qua Xác định điểm M mà cảm ừng từ tổng hợp hai dòng điện gây 10 Hai dây dẫn thẳng, dài, đặt song song, cách 10 cm khơng khí, có hai dịng điện ngược chiều, có cường độ I1 = 20A, I2 = 10A chạy qua Xác định điểm N mà cảm ừng từ tổng hợp hai dòng điện gây 11 Hai dây dẫn thẳng, dài, đặt khơng khí, trùng với hai trục tọa độ vng góc xOy Dịng điện qua dây Ox chạy chiều với chiều dương trục tọa độ có cường độ I = A, dòng điện qua dây Oy chạy ngược chiều với chiều dương trục tọa độ có cường độ I = A Xác định cảm ứng từ tổng hợp hai dịng điện gây điểm A có tọa độ x = cm y = -2 cm 12 Hai dây dẫn thẳng, dài, đặt không khí, trùng với hai trục tọa độ vng góc xOy Dòng điện qua dây Ox chạy ngược chiều với chiều dương trục tọa độ có cường độ I = A, dòng điện qua dây Oy chạy chiều với chiều dương trục tọa độ có cường độ I = A Xác định cảm ứng từ tổng hợp hai dòng điện gây điểm M có tọa độ x = cm y = cm * Hướng dẫn giải: Giả sử hai dây dẫn đặt vuông góc với mặt phẵng hình vẽ, dịng I1 vào A, dịng I2 B cácdịng điện I1 I2 gây M → → véc tơ cảm ứng từ B1 B2 có phương chiều B1 = 2.10-7 hình vẽ, có độ lớn: I1 I = 1,6.10-5 T; B2 = 2.10-7 = AM BM → → 6.10-5 T → Cảm ứng từ tổng hợp M B = B1 + B2 → → → → → Vì B1 B2 phương, chiều nên B phương, chiều với B1 B2 có độ lớn B = B1 + B2 = 7,6.10-5 T Giả sử hai dây dẫn đặt vng góc dịng I1 vào A, dịng I2 B → với mặt phẵng hình vẽ, cácdịng điện I1 I2 gây → M véc tơ cảm ứng từ B1 B2 có vẽ, có độ lớn: I B1 = 2.10-7 = 2,4.10-5 T; B2 = 2.10-7 AM → → phương chiều hình I2 = 1,6.10-5 T BM → → → Cảm ứng từ tổng hợp M là: B = B1 + B2 Vì B1 B2 phương, ngược chiều B 1> B2 nên → → -5 B phương, chiều với B1 có độ lớn:B = B1 - B2 = 0,8.10 T Giả sử hai dây dẫn đặt hình vẽ, dịng I1 vào A, dịng AMB vng M Các dịng điện → vng góc với mặt phẵng I2 vào B Tam giác I1 I2 gây M → véc tơ cảm ứng từ B1 B2 có vẽ, có độ lớn: I B1 = 2.10-7 = 3.10-5 T; B2 = AM phương chiều hình 2.10-7 → → I2 = 4.10-5 T BM → Cảm ứng từ tổng hợp M là: B = B1 + B2 có phương chiều hình vẽ vàcó độ lớn: B = B12 + B22 = 5.10-5 T Giả sử hai dây dẫn đặt vng góc dịng I1 vào A, dòng I2 B Tam với mặt phẵng hình vẽ, giác AMB vng M Các dòng điện I1 I2 gây M véc tơ cảm ứng từ B1 B2 → → có phương chiều hình vẽ, có độ lớn: I B1 = 2.10-7 = 1,5.10-5 T; AM I B2 = 2.10-7 = 2.10-5 T BM → → → Cảm ứng từ tổng hợp M là: B = B1 + B2 có vẽ vàcó độ lớn: B = B12 + B22 = 2,5.10-5 T Giả sử hai dây dẫn đặt vng góc với I1 vào A, dòng I2 B Các dòng → → véc tơ cảm ứng từ B1 B2 có phương lớn: I B1 = B2 = 2.10-7 = 6.10-6 T AM → → → Cảm ứng từ tổng hợp M là: B = B1 + B2 có vàcó độ lớn: phương chiều hình mặt phẵng hình vẽ, dịng điện I1 I2 gây M chiều hình vẽ, có độ phương chiều hình vẽ AH B = B1cosα + B2cosα = 2B1cosα= 2B1 AM = 4.10-6 T Giả sử hai dây dẫn đặt vng góc dịng I1 vào A, dòng I2 vào B → gây M véc tơ cảm ứng từ B1 I hình vẽ, có độ lớn: B1 = B2 = 2.10-7 = AM Cảm ứng từ tổng hợp M là: → → → B = B1 + B2 có phương chiều hình vẽ 2 2B1cosα = 2B1 AM − AH = 11,6.10-6 AM a) Giả sử hai dây dẫn đặt vng góc với I1 vào A, dòng I2 vào B Các dòng điện → → véc tơ cảm ứng từ B1 B2 có phương chiều I B2 = 2.10-7 = 2.10-5 T x Cảm ứng từ tổng hợp M là: → → → B = B1 + B2 có phương chiều hình vẽ vàcó độ B = B1cosα + B2cosα = 2B1cosα = 2B1 d  x2 −   2 x với mặt phẵng hình vẽ, Cácdịng điện I1 I2 → B2 có phương chiều 6.10-6 T vàcó độ lớn: B = T mặt phẵng hình vẽ, dịng I1 I2 gây M hình vẽ, có độ lớn: B1 = lớn: = 3,2.10-5 T I b) Theo câu a) ta có: B1 = B2 = 2.10-7 ; x d  x −   = 10-7I d ; − 2 x2 4x4 x d2  d2  d   đạt cực đại; theo bất đẵng thức Cơsi − B đạt cực đại − = d x  x  x 4x I B = 2B1cosα = 2.2.10-7 x d2  d2  d2 d2   − đạt cực đại = d x  x  4x 4x d x= = 8,5 cm Khi Bmax = 3,32.10-5 T a) Giả sử hai dây dẫn đặt vng góc dịng I1 vào A, dòng I B Các → → M véc tơ cảm ứng từ B1 B2 có vẽ, có độ lớn: với mặt phẵng hình vẽ, dịng điện I1 I2 gây phương chiều hình I B1 = B2 = 2.10-7 x → → → Cảm ứng từ tổng hợp M B = B1 + B2 có phương chiều hình vẽ vàcó độ lớn: I a a B = B1cosα + B2cosα = 2B1cosα = 2.10-7 = 4.10-7I x x x a b) Đặt MH = y; ta có x2 = a2 + y2 B = 4.10-7I ; B đạt cực đại y =  x = a; a + y2 I Bmax = 4.10-7 a Giả sử hai dây dẫn đặt vng góc với mặt phẵng hình vẽ, dịng I1 vào A, dòng I vào B Các dòng điện I1 I2 gây → → M véc tơ cảm ứng từ B1 B2 → → → → → Để cảm ứng từ tổng hợp → → → M B = B1 + B2 =  B1 = B2 tức B1 B2 phải phương, ngược chiều độ lớn Để thỏa mãn điều kiện M phải nằm đường thẳng nối A, B; nằm đoạn thẳng AB I I2 Với B1 = B2 2.10-7 = 2.10-7 AM AB − AM AB.I1  AM = = 10 cm;  MB = cm I1 + I Vậy điểm M phải nằm đường thẳng cách dây dẫn mang dòng I 110 cm vàcách dây dẫn mang dòng I2 cm; ngồi cịn cócác điểm xa hai dây dẫn có cảm ứng từ tổng hợp hai dòng điện gây cảm ứng từ dịng điện gây điểm cách xa 10 Giả sử hai dây dẫn đặt vng góc với mặt phẵng hình vẽ, dịng I1 vào A, dòng I B Các dòng điện I1 I2 → gây M véc tơ cảm ứng từ B1 → → → → → B2 Để cảm ứng từ tổng → → → → hợp M B = B1 + B2 =  B1 = - B2 tức B1 B2 phải phương, ngược chiều độ lớn Để thỏa mn điều kiện M phải nằm đường thẳng nối A, B; nằm đoạn thẳng AB, gần dây dẫn mang dịng I (vì I1> I2) I I2 Với B1 = B2 2.10-7 = 2.10-7 AM AM − AB AB.I1  AM = = 20 cm;  BM = 10 cm I1 − I Vậy điểm M phải nằm đường thẳng cách dây dẫn mang dòng I 20 cm vàcách dây dẫn mang dịng I2 10 cm; ngồi cịn cócácđiểm xa hai dây dẫn có cảm ứng từ tổng hợp hai dòng điện gây cảm ứng từ dịng điện gây điểm cách xa → 11 Dòng I1 gây A véc tơ cảm ứng từ B1 vng góc với mặt phẵng xOy, hướng từ vào, I1 B1 = 2.10-7 = 2.10-5 T | y| có độ lớn: → Dòng I2 gây A véc tơ cảm ứng từ B2 vng góc với mặt phẵng xOy, hướng từ ra, có độ lớn: B2 = 2.10-7 → → → I2 = 1,5.10-5 T |x| → → Cảm ứng từ tổng hợp A B = B1 + B2 Vì B1 B2 phương, ngược chiều B 1> B2 nên → → -5 B phương, chiều với B1 có độ lớn B = B1 – B2 = 0,5.10 T → 12 Dòng I1 gây M véc tơ cảm ứng từ B1 vng góc với độ lớn: mặt phẵng xOy, hướng từ ngồi vào, có I1 B1 = 2.10-7 = 2.10-5 T | y| → Dòng I2 gây M véc tơ cảm ứng từ B2 vng góc với mặt lớn: phẵng xOy, hướng từ ngồi vào, có độ I2 B2 = 2.10-7 = 4,5.10-5 T |x| → → → → → → Cảm ứng từ tổng hợp M B = B1 + B2 Vì B1 B2 phương, chiều nên B → → phương, chiều với B1 B2 có độ lớn B = B1 + B2 = 6,5.10-5 T Từ trường gây dòng điện tròn, dòng điện chạy ống dây Lực Lo-ren-xơ * Các công thức: → + Véc tơ cảm ứng từ B dòng điện chạy khung dây tròn gây tâm vịng dây có: Điểm đặt: tâm vịng dây; Phương: vng góc với mặt phẳng chứa vịng dây; Chiều: vào Nam Bắc: mặt Nam dòng điện tròn mặt nhìn vào ta thấy dịng điện chạy theo chiều kim đồng hồ, cịn mặt Bắc ngược lại; NI Độ lớn: B = 2π.10-7 ; (N số vòng dây) R → + Véc tơ cảm ứng từ B dòng điện chạy ống dây dài lịng ống dây (nơi có từ trường đều) có: Điểm đặt: điểm ta xét; Phương: song song với trục ống dây; Chiều: xác định theo qui tắc nắm tay phải vào Nam bắc N Độ lớn: B = 4π.10-7 I = 4π.10-7nI; n số vòng dây m dài ống dây l → + Lực Lo-ren-xơ f từ trường tác dụng lên hạt mang điện chuyển động có: Điểm đặt đặt điện tích; → → Phương vng góc với v B ; Chiều: xác định theo qui tắc bàn tay trái: Để bàn tay trái mở rộng cho từ trường hướng → → vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón chiều v q0> ngược chiều v q0< Lúc đó, chiều lực Lo-ren-xơ chiều ngón choãi ra; → → Độ lớn: f = |q|vBsin( v , B ) * Bài tập: Một vòng dây trịn đặt chân khơng có bán kín R = 10 cm mang dòng điện I = 50 A a) Tính độ lớn véc tơ cảm ứng từ tâm vòng dây b) Nếu cho dòng điện qua vịng dây có bán kín R’ = 4R cảm ứng từ tâm vịngdâycó độ lớn bao nhiêu? Một khung dâytrịn đặt chân khơng có bán kín R = 12 cm mang dịng điện I = 48 A Biết khung dây có 15 vịng Tính độ lớn véc tơ cảm ứng từ tâm vịngdây Một dây dẫn thẳng, dài có vỏ bọc cách điện, khoảng uốn thành vòngtròn, bán kính R = 20 cm hình vẽ Dịng điện chạy qua dây dẫn có cường độ A Xác định cảm ứng từ tâm O vòngtròn Một dây dẫn đường kính tiết diện d = 0,5 mm phủ lớp sơn cách điện mỏng quấn thành ống dây, vòngdây quấn sát Cho dịng điện có cường độ I = A chạy qua ống dây Xác định cảm ứng từ điểm trục ống dây Cho dòng điện cường độ I = 0,15 A chạy qua vịngdây ống dây, cảm ứng từ bên ống dây B = 35.10-5 T Ống dây dài 50 cm Tính số vịngdây ống dây Dùng dây đồng có phủ lớp sơn cách điện mỏng, quấn quanh hình trụ dài L = 50 cm, có đường kính d = cm để làm ống dây Sợi dây quấn ống dây có chiều dài l = 314 cm vòngdây quấn sát Hỏi cho dòng điện cường độ I = 0,4 A chạy qua ống dây, cảm ứng từ bên ống dây bao nhiêu? Một electron bay vào từ trường với vận tốc ban đầu vng góc với véc tơ cảm ứng từ Biết v = 2.105 m/s, B = 0,2 T Tính lực Lo-ren-xơ tác dụng lên electron.Cho m e = 9,1.10-31 kg, qe = -1,6.10-19 C Một prôtôn bay vào từ trường theo phương làm với đường sức từ góc 30 với vận tốc 3.107 m/s, từ trường có cảm ứng từ 1,5 T Tính lực Lo-ren-xơ tác dụng lên prôtôn * Hướng dẫn giải: a) Độ lớn cảm ứng từ tâm vòngdây: I B = 2π.10-7 = 31,4.10-5T R b) Với vịngdâycó bán kính R’ = 4R thì: I B B’ = 2π.10-7 = = 7,85.10-5T 4R I B = 2π.10-7N = 367,8.10-5T R → Dòng điện chạy vòngtròn gây tâm O cảm ứng từ B1 vng góc với mặt phẳng hình vẽ, hướng từ I = 2π.10-7 = 15,7.10-6T R ngồi vào có độ lớn:B1 → Dòng điện chạy dây dẫn thẳng gây tâm O cảm ứng từ B2 I vuông góc với mặt phẳng hình vẽ, hướng từ có độ lớn: B2 = 2.10-7 = 5.10-6T R → → → → → Cảm ứng từ tổng hợp O B = B1 + B2 Vì B1 B2 phương, ngược chiều B1> B2 → → nên B phương, chiều với B1 có độ lớn B = B1 – B2 = 10,7.10-6 T Số vòngdây quấn sát ống dây: N = l d Cảm ứng từ điểm bên ống dây: B = 4π.10-7 N I = 5.10-4 T l N lB IN= = 929 vòng 4π 10 −7 I l l Chu vi vòngdây: πd, số vòngdây: N = πd Cảm ứng từ bên ống dây: N l -7 L -7 πdL B = 4π.10 I = 4π.10 I = 2,5.10-5 T Lực Lo-ren-xơ: f = evBsinα = 0,64.10-14 N Lực Lo-ren-xơ: f = evBsinα = 7,2.10-12 N Ta có: B = 4π.10-7 Từ trường tác dụng lên khung dây * Các công thức: + Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn có chiều dài l có dịng điện I chạy qua đặt từ trường có: Điểm đặt: trung điểm đoạn dây → Phương: vng góc với đoạn dây với B Chiều: xác định theo qui tắc bàn tay trái → → Độ lớn: F = BIlsin( Il , B ) * Phương pháp giải: + Vẽ hình, biểu diễn lực từ thành phần tác dụng lên cạnh khung dây + Tính độ lớn lực từ thành phần + Viết biểu thức (véc tơ) lực từ tổng hợp + Chuyển biểu thức véc tơ biểu thức đại số + Tính độ lớn lực từ tổng hợp * Bài tập: Cho khung dây hình chử nhật ABCD có AB = 15cm; BC = 25cm, códịng điện I = 5A chạy qua đặt từ trường có đường cảm ứng từ vng góc với mặt phẵng chứa khung dây hướng từ ngồi vào hình vẽ Biết B = 0,02T Xác định véc tơ lực từ từ trường tác dụng lêncác cạnh khung dây Cho khung dây hình chử nhật ABCD có AB = 10cm; BC = 20cm, códịng điện I = 4A chạy qua đặt từ trường có đường sức từ song song với mặt phẵng chứa khung dây hình vẽ Biết B = 0,04T Xác định véc tơ lực từ từ trường tác dụng lêncác cạnh khung dây Cho khung dây hình chử nhật ABCD có AB = 10cm; BC = 20cm, códịng điện I = 5A chạy qua đặt từ trường có đường sức từ song song với mặt phẵng chứa khung dây hợp với cạnh AD góc α = 300 hình vẽ Biết B = 0,02T Xácđịnh véc tơ lực từ từ trường tác dụng lêncác cạnh khung dây Một dây dẫn uốn thành khung dây có ABC hình vẽ Đặt khung dây vào từ → ứng từ B song song với cạnh AC Coi khung dây phẵng hình vẽ Cho AB = cm, AC = cm, B = từ tác dụng lên cạnh khung dây dạng hình tam giác vng trường có véc tơ cảm nằm cố định mặt 5.10-3 T, I = A Tính lực Cho hai dây dẫn thẳng, dài, song song nhật nằm mặt phẵng đặt điện chạy qua hình vẽ Biết I1 = 15A; I2 = 10A; I3 = 4A; a = 15cm; b BC = 20cm Xác định lực từ từ trường hai dây dẫn thẳng tác dụng lên cạnh BC khung dây hình chữ khơng khí có dịng Cho hai dây dẫn thẳng, dài, song song nhật nằm mặt phẵng đặt dịng điện chạy qua hình vẽ Biết I1 = = 20cm; b = 10cm; AB = 10cm; BC = từ trường hai dòng điện chạy hai lên cạnh BC khung dây * Hướng dẫn giải: Các lực từ tác dụng lên cạnh khung điểm cạnh, có phương nằm mặt vng góc với cạnh, có chiều hình vẽ B.I.AB = 15.10-3 N; fBC = fAD = B.I.BC = 25.10-3 N Các lực cân với đôi dãn cạnh khung dây Các cạnh AB CD song song với đường dụng lên cạnh Lực từ tác dụng lên = 10 cm; AB = 15 cm; hai dòng điện chạy khung dây khung dây hình chữ khơng khí có 12A; I2 = 15A; I3 = 4A; a 20cm Xác định lực từ dây dẫn thẳng tác dụng dây có điểm đặt trung phẵng chứa khung dây vàcó độ lớn: fAB = fCD = có tác dụng kéo sức từ nên lực từ tác cạnh BC AD có + Điều kiện để có phản xạ tồn phần: Ánh sáng phải truyền từ môi trường chiết quang sang mơi trường chiết quang (n2< n1) góc tới i ≥ igh n2 + Góc giới hạn phản xạ toàn phần: sinigh = ; với n2< n1 n1 * Phương pháp giải: Để tìm đại lượng có liên quan đến tượng phản xạ toàn phần ta viết biểu thức liên quan đến đại lượng biết đại lượng cần tìm suy tính đại lượng cần tìm * Bài tập: Tính góc giới hạn phản xạ toàn phần ánh sáng truyền từ thủy tinh sang khơng khí, từ nước sang khơng khí từ thủy tinh sang nước Biết chiết suất thủy tinh 1,5; nước Thả mặt nước đĩa nhẹ, chắn sáng, hình trịn Mắt người quan sát đặt mặt nước không thấy vật sáng đáy chậu bán kính đĩa khơng nhỏ 20 cm Tính chiều sâu lớp nước chậu Biết vật tâm đĩa nằm đường thẳng đứng chiết suất nước n = 3 Một thủy tinh mỏng, suốt, chiết suất n = 1,5; có tiết diện hình chử nhật ABCD (AB lớn so với AD), mặt đáy AB tiếp xúc với chất lỏng có chiết suất n = Chiếu tia sáng SI nằm mặt phẵng ABCD tới mặt AD cho tia tới nằm phía pháp tuyến điểm tới tia khúc xạ thủy tinh gặp đáy AB điểm K Tính giá trị lớn góc tới i để có phản xạ tồn phần K Một miếng gỗ mỏng, hình trịn bán kính cm Ở tâm O cắm thẳng góc đinh OA Thả miếng gỗ chậu nước có chiết suất n = cho đầu A quay xuống đáy chậu a) Cho OA = cm Mắt đặt khơng khí thấy đầu A cách mặt nước bao nhiêu? b) Tìm chiều dài lớn OA để mắt khơng nhìn thấy đầu A đinh * Hướng dẫn giải: n2 Ta có sinigh = = sin530 igh = 530 n1 R Ta có: Sinigh = = n R + h2  h = R n − = 17,64 cm n2 Để có phản xạ tồn phần K sini1≥ sinigh = = sin70,50 n1  i1≥ 70,50 r ≤ 900 – 70,50 = 19,50  sini ≤ cosr = sin390 i ≤ 390 n1 a) Mắt đặt khơng khí thấy ảnh A’ A OI OI Ta có: tani = ; tanr = OA OA ' Với i r nhỏ tani ≈ sini; tanr ≈ sinr tan i OA ' sin i = ≈ = t anr OA s inr n OA =  OA’ = = 4,5 (cm) n 1,33 b) Khi i ≥ igh khơng thấy đầu A đinh 1 sinigh = = = sin48,60 igh = 48,60; n 1,33 OI OI = tanigh =  OA = = 3,5 (cm) tan igh tan 48, 60 OA Thấu kính * Kiến thứcliên quan: + Các công thức: 1 f d' A' B' D= = + ;k= == f d d' f −d d AB + Qui ước dấu: Thấu kính hội tụ: D > 0; f > Phân kì: D < 0; f < Vật thật: d > Vật ảo: d < Ảnh thật: d’ > Ảnh ảo: d’ < k > 0: ảnh vật chiều; k < 0: ảnh vật ngược chiều + Cách vẽ ảnh qua thấu kính: Sử dụng tia sau: - Tia tới qua quang tâm -Tia ló thẳng - Tia tới song song trục -Tia ló qua tiêu điểm ảnh F’ - Tia tới qua tiêu điểm vật F -Tia ló song song trục - Tia tới song song trục phụ -Tia ló qua tiêu điểm ảnh phụ F’ p Lưu ý: Tia sáng xuất phát từ vật sau qua thấu kính qua (hoặc kéo dài qua) ảnh vật + Tính chất ảnh vật thật qua thấu kính: - Thấu kính phân kì ln cho ảnh ảo chiều nhỏ vật - Thấu kính hội tụ cho ảnh ảo chiều với vật lớn vật d < f; cho ảnh thật ngược chiều với vật lớn vật 2f > d > f; cho ảnh thật ngược chiều với vật vật d = 2f; cho ảnh thật ngược chiều với vật nhỏ vật d > 2f * Phương pháp giải: + Sử dụng công thức thấu kính để tính đại lượng + Sử dụng đặc điểm tia qua thấu kính để vẽ hình + Sử dụng tính chất ảnh qua thấu kính để nhận dạng thấu kính * Bài tập: Một vật sáng AB đặt vng góc với trục thấu kính, cách thấu kính 15 cm Qua thấu kính cho ảnh ngược chiều với vật cao gấp lần vật Xác định loại thấu kính Tính tiêu cự độ tụ thấu kính Vẽ hình Một vật sáng AB đặt vng góc với trục thấu kính, cách thấu kính 40 cm Qua thấu kính cho ảnh chiều với vật cao nửa vật Xác định loại thấu kính Tính tiêu cự độ tụ thấu kính Vẽ hình Một vật sáng AB đặt vng góc với trục thấu kính, cách thấu kính 30 cm Qua thấu kính cho ảnh ngược chiều với vật cao nửa vật Xác định loại thấu kính Tính tiêu cự độ tụ thấu kính Vẽ hình  Một vật sáng AB đặt vng góc với trục thấu kính, cách thấu kính 10 cm Qua thấu kính cho ảnh chiều với vật cao gấp 2,5 lần vật Xác định loại thấu kính Tính tiêu cự độ tụ thấu kính Vẽ hình Cho thấu kính hội tụ có tiêu cự 15 cm Một vật sáng AB đặt vng góc với trục thấu kính cho ảnh A’B’ cách vật 60 cm Xác định vị trí vật ảnh Một tia sáng SI qua thấu kính MN bị khúc xạ hình vẽ Hãy cho biết (có giải thích) loại thấu kính gì? Bằng phép vẽ (có giải thích), xác định tiêu điểm thấu kính Cho thấu kính hội tụ O1có tiêu cự f1 = 40 cm thấu kính phân kì O 2có tiêu cự f2 = -20 cm, đặt đồng trục cách khoảng l Vật sáng AB đặt trước vng góc với trục chính, cách O1 khoảng d1 Qua hệ thấu kính AB cho ảnh A2B2 a) Cho d1 = 60cm, l = 30cm Xác định vị trí, tính chất độ phóng đại ảnh A2B2 qua hệ b) Giử nguyên l = 30 cm Xác định vị trí AB để ảnh A2B2 qua hệ ảnh thật c) Cho d1 = 60 cm Tìm l để ảnh A2B2 qua hệ ảnh thật lớn vật AB 10 lần Cho thấu kính phân kì L1có tiêu cự f1 = -18 cm thấu kính hội tụ L2có tiêu cự f2 = 24 cm, đặt trục chính, cách khoảng l Một vật sáng AB đặt vng góc với trục chính, trước thấu kính L1 khoảng d1, qua hệ hai thấu kính cho ảnh sau A’B’ a) Cho d1 = 18 cm Xác định l để ảnh A’B’ ảnh thật b) Tìm l để A’B’ có độ lớn khơng thay đổi cho AB di chuyển dọc theo trục Tính số phóng đại ảnh qua hệ lúc * Hướng dẫn giải: Ảnh ngược chiều với vật nên ảnh thật Vật thật cho ảnh thật nên thấu kính hội tụ f d' Ta có: k = = =-2 f −d d 2d f= = 10 cm = 0,1 m D = = 10 dp f Ảnh chiều với vật nên ảnh ảo Vật thật cho ảnh ảo nhỏ vật nên thấu kính phân kì f d' Ta có: k = = = f −d d  f = - d = - 40 cm = 0,4 m; D = = - 2,5 dp f Ảnh ngược chiều với vật nên ảnh thật Vật thật cho ảnh thật nên thấu kính hội tụ f d' d k== = -  f = = 10 cm = 0,1 m; D = = 10 dp f −d f d Ảnh chiều với vật nên ảnh ảo Vật thật cho ảnh ảo lớn vật nên thấu kính hội tụ f d' Ta có: k = = = 2,5 f −d d 1,5f = 2,5d ... x −   = 10-7I d ; − ? ?2? ?? x2 4x4 x d2  d2  d   đạt cực đại; theo bất đẵng thức Cơsi − B đạt cực đại − = d x  x  x 4x I B = 2B1cosα = 2. 2.10-7 x d2  d2  d2 d2   − đạt cực đại =... ứng từ B1 B2 có phương chiều I B2 = 2. 10-7 = 2. 10-5 T x Cảm ứng từ tổng hợp M là: → → → B = B1 + B2 có phương chiều hình vẽ vàcó độ B = B1cosα + B2cosα = 2B1cosα = 2B1 d  x2 −   ? ?2? ?? x với mặt... I2 gây → M véc tơ cảm ứng từ B1 B2 có vẽ, có độ lớn: I B1 = 2. 10-7 = 2, 4.10-5 T; B2 = 2. 10-7 AM → → phương chiều hình I2 = 1,6.10-5 T BM → → → Cảm ứng từ tổng hợp M là: B = B1 + B2 Vì B1 B2