từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn có hình dạng đặc biệt

http://lophocthem.com Phone: 01689.996.187 vuhoangbg@gmail.com CHỦ ĐỀ 1. TỪ TRƯỜNG CỦA CÁC LOẠI DÒNG ĐIỆN ĐẶC BIỆT I B M O r I. KIẾN THỨC. 1. Từ trường. Đ/N: Từ trường là một dạng vật chất tồn tại trong không gian mà biểu hiện cụ thể là sự xuất hiện của lực từ tác dụng lên nam châm hay một dòng điện đặt trong nó . Đặc trưng của từ trường là cảm ứng từ ký hiệu là đơn vị của cảm ứng từ là T ( Tesla) Quy ước : Hướng của từ trường tại một điểm là hướng Nam - Bắc của kim nam châm cân bằng tại điểm đó 2. Đường sức từ. Đ/N : đường sức từ là những đường vẽ trong không gian có từ trường sao cho tiếp tuyến tại mỗi điểm có hướng trùng với hướng của của từ trường tại điểm đó. Tính chất : Qua mỗi điểm trong không gian chỉ vẽ được một đường sức từ Các đường sức từ là những đường cong khép kín hoặc vô hạn ở 2 đầu Chiều của đường sức từ tuân theo những quy tắc xác định ( quy tắc nắm tay phải , quy tắc đinh ốc…) Quy ước : Vẽ các đường cảm ứng từ sao cho chỗ nào từ trường mạnh thì các đường sức dày và chỗ nào từ trường yếu thì các đường sức từ thưa . 3. Từ trường của dòng điện thẳng dài vô hạn . Giả sử cần xác định từ trường tại M cách dây dẫn một đoạn r do dây dẫn điện có cường độ I (A) gây ra ta làm như sau : Điểm đặt : Tại M Phương : cùng với phương tiếp tuyến của đường tròn ( O,r) tại M Chiều : được xác định theo quy tắc nắm bàn tay phải họăc quy tắc đinh ốc 1 : Quy tắc nắm bàn 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 kia khum lại cho ta chiều của cảm ứng từ . Quy tắc cái đinh ốc 1 : Quay cái đinh ốc để nó tiến theo chiều dòng điện thì chiều của nó tại điểm đó là chiều của cảm ứng từ Độ lớn : Trong đó : B (T) - I (A) - r (m) 4. Từ trường của dòng điện tròn . Giả sử cần xác định từ trường tại tâm O cách dây dẫn hìng tròn bán kính r do dây dẫn điện có cường độ I (A) gây ra ta làm như sau : Điểm đặt : Tại O Phương : Vuông góc với mặt phẳg vòng dây. Chiều : được xác định theo quy tắc đinh ốc 2 : “Quay cái đinh ốc theo chiều dòng điện thì chiều tiến của nó tại điểm đó là chiều của cảm ứng từ Độ lớn : Trong đó : B (T) - I (A) - r (m) I B M O r M CHỦ ĐỀ 1. TỪ TRƯỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN CHẠY TRONG DÂY DẪN CÓ HÌNH DẠNG ĐẶC BIỆT http://lophocthem.com Phone: 01689.996.187 vuhoangbg@gmail.com CHỦ ĐỀ 1. TỪ TRƯỜNG CỦA CÁC LOẠI DÒNG ĐIỆN ĐẶC BIỆT 5. Từ trường của ống dây . Giả sử cần xác định từ trường tại tâm O của ống dây dẫn điện có cường độ I (A) gây ra ta làm như sau : Phương : song song với trục ống dây. Chiều : được xác định theo quy tắc đinh ốc 2 : “Quay cái đinh ốc theo chiều dòng điện thì chiều tiến của nó tại điểm đó là chiều của cảm ứng từ Độ lớn : Trong đó : B (T) - I (A) - l (m) – N số vòng dây. II. MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP BÀI TOÁN1: XÁC ĐỊNH CHIỀU DÒNG ĐIỆN, CHIỀU VÉC TƠ B BÀI TOÁN 2: Từ trường của dòng điện chạy trong các dây dẫn có dạng đặc biệt. BÀI TOÁN 3. NGUYÊN LÝ CHỒNG CHẤT TỪ TRƯỜNG *Phương pháp . + Vẽ hình biểu diễn các véc tơ cảm ứng từ do từng dòng điện gây ra tại điểm ta xét, vẽ véc tơ cảm ứng từ tổng hợp. + Tính độ lớn các véc tơ cảm ứng từ thành phần. , , ……… + Viết biểu thức (véc tơ) cảm ứng từ tổng hợp. = + Dùng phép chiếu hoặc hệ thức lượng trong tam giác để chuyển biểu thức véc tơ về biểu thức đại số. 1 – Để đơn giản trong quá trình làm bài tập và biểu diễn từ trường người ta quy ước như sau : - : có phương vuông góc với mặt phẳng biểu diễn , chiều đi vào . - : có phương vuông góc với mặt phẳng biểu diễn , chiều đi ra . - Ví dụ : VÍ DỤ MINH HỌA VD1. Một vòng dây tròn đặt trong chân không có bán kín R = 10 cm mang dòng điện I = 50 A. a) Tính độ lớn của véc tơ cảm ứng từ tại tâm vòng dây. b) Nếu cho dòng điện trên qua vòng dây có bán kín R’ = 4R thì cảm ứng từ tại tâm vòng dây có độ lớn là bao nhiêu? HD. a) Độ lớn cảm ứng từ tại tâm vòng dây: B = 2π.10 -7 R I = 31,4.10 -5 T. b) Với vòng dây có bán kính R’ = 4R thì: B’ = 2π.10 -7 R I 4 = 4 B = 7,85.10 -5 T. VD2. Một khung dây tròn đặt trong chân không có bán kín R = 12 cm mang dòng điện I = 48 A. Biết khung dây có 15 vòng. Tính độ lớn của véc tơ cảm ứng từ tại tâm vòng dây. HD. B = 2π.10 -7 N R I = 367,8.10 -5 T. I I l - N vòng B M Mr I B M Mr I http://lophocthem.com Phone: 01689.996.187 vuhoangbg@gmail.com CHỦ ĐỀ 1. TỪ TRƯỜNG CỦA CÁC LOẠI DÒNG ĐIỆN ĐẶC BIỆT VD3. Một dây dẫn đường kính tiết diện d = 0,5 mm được phủ một lớp sơn cách điện mỏng và quấn thành một ống dây, các vòng dây quấn sát nhau. Cho dòng điện có cường độ I = 2 A chạy qua ống dây. Xác định cảm ứng từ tại một điểm trên trục trong ống dây. HD. Số vòng dây quấn sát nhau trên ống dây: N = d l . Cảm ứng từ tại một điểm bên trong ống dây: B = 4π.10 -7 l N I = 5.10 -4 T. VD4. Cho dòng điện cường độ I = 0,15 A chạy qua các vòng dây của một ống dây, thì cảm ứng từ bên trong ống dây là B = 35.10 -5 T. Ống dây dài 50 cm. Tính số vòng dây của ống dây. HD. Ta có: B = 4π.10 -7 l N I  N = I lB 7 10 . 4 − π = 929 vòng. VD5. Dùng một dây đồng có phủ một lớp sơn cách điện mỏng, quấn quanh một hình trụ dài L = 50 cm, có đường kính d = 4 cm để làm một ống dây. Sợi dây quấn ống dây có chiều dài l = 314 cm và các vòng dây được quấn sát nhau. Hỏi nếu cho dòng điện cường độ I = 0,4 A chạy qua ống dây, thì cảm ứng từ bên trong ống dây bằng bao nhiêu? HD. Chu vi của mỗi vòng dây: πd, số vòng dây: N = d l π . Cảm ứng từ bên trong ống dây: B = 4π.10 -7 L N I = 4π.10 -7 dL l π I = 2,5.10 -5 T. VD6. Một dây dẫn thẳng, dài có vỏ bọc cách điện, ở khoảng giữa được uốn thành vòng tròn, bán kính R = 20 cm như hình vẽ. Dòng điện chạy qua dây dẫn có cường độ 5 A. Xác định cảm ứng từ tại tâm O của vòng tròn. HD. Dòng điện chạy trong vòng tròn gây ra tại tâm O cảm ứng từ 1 B → vuông góc với mặt phẳng hình vẽ, hướng từ ngoài vào và có độ lớn: B 1 = 2π.10 -7 R I = 15,7.10 -6 T. Dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng gây ra tại tâm O cảm ứng từ 2 B → vuông góc với mặt phẳng hình vẽ, hướng từ trong ra và có độ lớn: B 2 = 2.10 -7 R I = 5.10 -6 T. Cảm ứng từ tổng hợp tại O là B → = 1 B → + 2 B → . Vì 1 B → và 2 B → cùng phương, ngược chiều và B 1 > B 2 nên B → cùng phương, cùng chiều với 1 B → và có độ lớn B = B 1 – B 2 = 10,7.10 -6 T. VD7. Hai dây dẫn thẳng, rất dài, đặt song song, cách nhau 20 cm trong không khí, có hai dòng điện ngược chiều, có cường độ I 1 = 12 A; I 2 = 15 A chạy qua. Xác định cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện này gây ra tại điểm M cách dây dẫn mang dòng I 1 15 cm và cách dây dẫn mang dòng I 2 5 cm. HD. Giả sử hai dây dẫn được đặt vuông góc với mặt phẵng hình vẽ, dòng I 1 đi vào tại A, dòng I 2 đi ra tại B thì các dòng điện I 1 và I 2 gây ra tại M các véc tơ cảm ứng từ 1 B → và 2 B → có phương chiều như hình vẽ, có độ lớn: B 1 = 2.10 -7 AM I 1 = 1,6.10 -5 T; B 2 = 2.10 -7 BM I 2 = 6.10 -5 T. http://lophocthem.com Phone: 01689.996.187 vuhoangbg@gmail.com CHỦ ĐỀ 1. TỪ TRƯỜNG CỦA CÁC LOẠI DÒNG ĐIỆN ĐẶC BIỆT Cảm ứng từ tổng hợp tại M là B → = 1 B → + 2 B → Vì 1 B → và 2 B → cùng phương, cùng chiều nên B → cùng phương, cùng chiều với 1 B → và 2 B → và có độ lớn B = B 1 + B 2 = 7,6.10 -5 T. VD8. Hai dây dẫn thẳng, rất dài, đặt song song, cách nhau 10 cm trong không khí, có hai dòng điện ngược chiều, có cường độ I 1 = 6 A; I 2 = 12 A chạy qua. Xác định cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện này gây ra tại điểm M cách dây dẫn mang dòng I 1 5 cm và cách dây dẫn mang dòng I 2 15 cm. HD. Giả sử hai dây dẫn được đặt vuông góc với mặt phẵng hình vẽ, dòng I 1 đi vào tại A, dòng I 2 đi ra tại B thì các dòng điện I 1 và I 2 gây ra tại M các véc tơ cảm ứng từ 1 B → và 2 B → có phương chiều như hình vẽ, có độ lớn: B 1 = 2.10 -7 AM I 1 = 2,4.10 -5 T; B 2 = 2.10 -7 BM I 2 = 1,6.10 -5 T. Cảm ứng từ tổng hợp tại M là: B → = 1 B → + 2 B → . Vì 1 B → và 2 B → cùng phương, ngược chiều và B 1 > B 2 nên B → cùng phương, chiều với 1 B → và có độ lớn: B = B 1 - B 2 = 0,8.10 -5 T. VD9. Hai dây dẫn thẳng, rất dài, đặt song song, cách nhau 10 cm trong không khí, có hai dòng điện cùng chiều, có cường độ I 1 = 9 A; I 2 = 16 A chạy qua. Xác định cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện này gây ra tại điểm M cách dây dẫn mang dòng I 1 6 cm và cách dây dẫn mang dòng I 2 8 cm. HD. Giả sử hai dây dẫn được đặt vuông góc với mặt phẵng hình vẽ, dòng I 1 đi vào tại A, dòng I 2 đi vào tại B. Tam giác AMB vuông tại M. Các dòng điện I 1 và I 2 gây ra tại M các véc tơ cảm ứng từ 1 B → và 2 B → có phương chiều như hình vẽ, có độ lớn: B 1 = 2.10 -7 AM I 1 = 3.10 -5 T; B 2 = 2.10 -7 BM I 2 = 4.10 -5 T. Cảm ứng từ tổng hợp tại M là: B → = 1 B → + 2 B → có phương chiều như hình vẽ và có độ lớn: B = 2 2 2 1 BB + = 5.10 -5 T. VD10. Hai dây dẫn thẳng, rất dài, đặt song song, cách nhau 20 cm trong không khí, có hai dòng điện ngược chiều, có cường độ I 1 = I 2 = 12 A chạy qua. Xác định cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện này gây ra tại điểm M cách dây dẫn mang dòng I 1 16 cm và cách dây dẫn mang dòng I 2 12 cm. HD. Giả sử hai dây dẫn được đặt vuông góc với mặt phẵng hình vẽ, dòng I 1 đi vào tại A, dòng I 2 đi ra tại B. Tam giác AMB vuông tại M. Các dòng điện I 1 và I 2 gây ra tại M các véc tơ cảm ứng từ 1 B → và 2 B → có phương chiều như hình vẽ, có độ lớn: B 1 = 2.10 -7 AM I 1 = 1,5.10 -5 T; http://lophocthem.com Phone: 01689.996.187 vuhoangbg@gmail.com CHỦ ĐỀ 1. TỪ TRƯỜNG CỦA CÁC LOẠI DÒNG ĐIỆN ĐẶC BIỆT B 2 = 2.10 -7 BM I 2 = 2.10 -5 T. Cảm ứng từ tổng hợp tại M là: B → = 1 B → + 2 B → có phương chiều như hình vẽ và có độ lớn: B = 2 2 2 1 BB + = 2,5.10 -5 T. VD11. Hai dây dẫn thẳng, rất dài, đặt song song, cách nhau 20 cm trong không khí, có hai dòng điện ngược chiều, cùng cường độ I 1 = I 2 = 9 A chạy qua. Xác định cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện này gây ra tại điểm M cách đều hai dây dẫn một khoảng 30 cm. HD. Giả sử hai dây dẫn được đặt vuông góc với mặt phẵng hình vẽ, dòng I 1 đi vào tại A, dòng I 2 đi ra tại B. Các dòng điện I 1 và I 2 gây ra tại M các véc tơ cảm ứng từ 1 B → và 2 B → có phương chiều như hình vẽ, có độ lớn: B 1 = B 2 = 2.10 -7 AM I 1 = 6.10 -6 T. Cảm ứng từ tổng hợp tại M là: B → = 1 B → + 2 B → có phương chiều như hình vẽ và có độ lớn: B = B 1 cosα + B 2 cosα = 2B 1 cosα = 2B 1 AM AH = 4.10 -6 T. VD12. Hai dây dẫn thẳng, rất dài, đặt song song, cách nhau 10 cm trong không khí, có hai dòng điện cùng chiều, cùng cường độ I 1 = I 2 = 6 A chạy qua. Xác định cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện này gây ra tại điểm M cách đều hai dây dẫn một khoảng 20 cm. HD. Giả sử hai dây dẫn được đặt vuông góc với mặt phẵng hình vẽ, dòng I 1 đi vào tại A, dòng I 2 đi vào tại B. Các dòng điện I 1 và I 2 gây ra tại M các véc tơ cảm ứng từ 1 B → và 2 B → có phương chiều như hình vẽ, có độ lớn: B 1 = B 2 = 2.10 - 7 AM I 1 = 6.10 -6 T. Cảm ứng từ tổng hợp tại M là: B → = 1 B → + 2 B → có phương chiều như hình vẽ và có độ lớn: B = 2B 1 cosα = 2B 1 AM AHAM 22 − = 11,6.10 -6 T. VD13. Hai dây đẫn thẳng dài vô hạn, đặt song song trong không khí cách nhau một đoạn d = 12 cm có các dòng điện cùng chiều I 1 = I 2 = I = 10 A chạy qua. Một điểm M cách đều hai dây dẫn một đoạn x. a) Khi x = 10 cm. Tính độ lớn cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện chạy trong hai dây dẫn gây ra tại điểm M. b) Hãy xác định x để độ lớn cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện gây ra đạt giá trị cực đại. Tính giá trị cực đại đó. HD. a) Giả sử hai dây dẫn được đặt vuông góc với mặt phẵng hình vẽ, dòng I 1 đi vào tại A, dòng I 2 đi vào tại B. Các dòng điện I 1 và I 2 gây ra tại M các véc tơ cảm ứng từ 1 B → và 2 B → có phương chiều như hình vẽ, có độ lớn: B 1 = B 2 = 2.10 -7 x I = 2.10 -5 T. Cảm ứng từ tổng hợp tại M là: http://lophocthem.com Phone: 01689.996.187 vuhoangbg@gmail.com CHỦ ĐỀ 1. TỪ TRƯỜNG CỦA CÁC LOẠI DÒNG ĐIỆN ĐẶC BIỆT B → = 1 B → + 2 B → có phương chiều như hình vẽ và có độ lớn: B = B 1 cosα + B 2 cosα = 2B 1 cosα = 2B 1 x d x 2 2 2       − = 3,2.10 -5 T. b) Theo câu a) ta có: B 1 = B 2 = 2.10 -7 x I ; B = 2B 1 cosα = 2.2.10 -7 x I x d x 2 2 2       − = 4. 10 -7 I 4 2 2 4 1 x d x − ; B đạt cực đại khi 4 2 2 4 1 x d x − =         − 2 2 2 2 2 4 1. 4 . 4 x d x d d đạt cực đại; theo bất đẵng thức Côsi thì         − 2 2 2 2 2 4 1. 4 . 4 x d x d d đạt cực đại khi 2 2 4 x d = 1 - 2 2 4 x d  x = 2 d = 8,5 cm. Khi đó B max = 3,32.10 -5 T. VD14. Hai dây đẫn thẳng dài vô hạn, đặt song song trong không khí cách nhau một đoạn d = 2a có các dòng điện ngược chiều cùng cường độ I 1 = I 2 = I chạy qua. a) Xác định cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện này gây ra tại điểm M cách đều hai dây dẫn một đoạn x. b) Hãy xác định x để độ lớn cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện gây ra đạt giá trị cực đại. Tính giá trị cực đại đó. HD. a) Giả sử hai dây dẫn được đặt vuông góc với mặt phẵng hình vẽ, dòng I 1 đi vào tại A, dòng I 2 đi ra tại B. Các dòng điện I 1 và I 2 gây ra tại M các véc tơ cảm ứng từ 1 B → và 2 B → có phương chiều như hình vẽ, có độ lớn: B 1 = B 2 = 2.10 -7 x I . Cảm ứng từ tổng hợp tại M là B → = 1 B → + 2 B → có phương chiều như hình vẽ và có độ lớn: B = B 1 cosα + B 2 cosα = 2B 1 cosα = 2. 2.10 -7 x I . x a = 4.10 -7 I 2 x a . b) Đặt MH = y; ta có x 2 = a 2 + y 2  B = 4.10 -7 I 22 ya a + ; B đạt cực đại khi y = 0  x = a; khi đó B max = 4.10 -7 a I . VD15. Hai dây dẫn thẳng, rất dài, đặt song song, cách nhau 15 cm trong không khí, có hai dòng điện cùng chiều, có cường độ I 1 = 10 A, I 2 = 5 A chạy qua. Xác định điểm M mà tại đó cảm ừng từ tổng hợp do hai dòng điện này gây ra bằng 0. HD. Giả sử hai dây dẫn được đặt vuông góc với mặt phẵng hình vẽ, dòng I 1 đi vào tại A, dòng I 2 đi vào tại B. Các dòng điện I 1 và I 2 gây ra tại M các véc http://lophocthem.com Phone: 01689.996.187 vuhoangbg@gmail.com CHỦ ĐỀ 1. TỪ TRƯỜNG CỦA CÁC LOẠI DÒNG ĐIỆN ĐẶC BIỆT tơ cảm ứng từ 1 B → và 2 B → . Để cảm ứng từ tổng hợp tại M bằng 0 thì B → = 1 B → + 2 B → = 0 →  1 B → = - 2 B → tức là 1 B → và 2 B → phải cùng phương, ngược chiều và bằng nhau về độ lớn. Để thỏa mãn các điều kiện đó thì M phải nằm trên đường thẳng nối A, B; nằm trong đoạn thẳng AB. Với B 1 = B 2 thì 2.10 -7 AM I 1 = 2.10 -7 AM AB I − 2  AM = 21 1 . II IAB + = 10 cm;  MB = 5 cm. Vậy điểm M phải nằm trên đường thẳng cách dây dẫn mang dòng I 1 10 cm và cách dây dẫn mang dòng I 2 5 cm; ngoài ra còn có các điểm ở rất xa hai dây dẫn cũng có cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện này gây ra cũng bằng 0 vì cảm ứng từ do mỗi dòng điện gây ra ở các điểm cách rất xa nó bằng 0. VD16. Hai dây dẫn thẳng, rất dài, đặt song song, cách nhau 10 cm trong không khí, có hai dòng điện ngược chiều, có cường độ I 1 = 20A, I 2 = 10A chạy qua. Xác định điểm N mà tại đó cảm ừng từ tổng hợp do hai dòng điện này gây ra bằng 0. HD. Giả sử hai dây dẫn được đặt vuông góc với mặt phẵng hình vẽ, dòng I 1 đi vào tại A, dòng I 2 đi ra tại B. Các dòng điện I 1 và I 2 gây ra tại M các véc tơ cảm ứng từ 1 B → và 2 B → . Để cảm ứng từ tổng hợp tại M bằng 0 thì B → = 1 B → + 2 B → = 0 →  1 B → = - 2 B → tức là 1 B → và 2 B → phải cùng phương, ngược chiều và bằng nhau về độ lớn. Để thỏa mn các điều kiện đó thì M phải nằm trên đường thẳng nối A, B; nằm ngoài đoạn thẳng AB, gần dây dẫn mang dòng I 2 hơn (vì I 1 > I 2 ). Với B 1 = B 2 thì 2.10 -7 AM I 1 = 2.10 -7 AB AM I − 2  AM = 21 1 . II IAB − = 20 cm;  BM = 10 cm. Vậy điểm M phải nằm trên đường thẳng cách dây dẫn mang dòng I 1 20 cm và cách dây dẫn mang dòng I 2 10 cm; ngoài ra còn có các điểm ở rất xa hai dây dẫn cũng có cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện này gây ra cũng bằng 0 vì cảm ứng từ do mỗi dòng điện gây ra ở các điểm cách rất xa nó bằng 0. VD17. 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 I 1 = 2 A, dòng điện qua dây Oy chạy ngược chiều với chiều dương của trục tọa độ và có cường độ I 2 = 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. HD. Dòng I 1 gây ra tại A véc tơ cảm ứng từ 1 B → vuông góc với mặt phẵng xOy, hướng từ ngoài vào, có độ lớn: B 1 = 2.10 -7 || 1 y I = 2.10 -5 T. Dòng I 2 gây ra tại A véc tơ cảm ứng từ 2 B → vuông góc với mặt phẵng xOy, hướng từ trong ra, có độ lớn: B 2 = 2.10 -7 || 2 x I = 1,5.10 -5 T. http://lophocthem.com Phone: 01689.996.187 vuhoangbg@gmail.com CHỦ ĐỀ 1. TỪ TRƯỜNG CỦA CÁC LOẠI DÒNG ĐIỆN ĐẶC BIỆT Cảm ứng từ tổng hợp tại A là B → = 1 B → + 2 B → . Vì 1 B → và 2 B → cùng phương, ngược chiều và B 1 > B 2 nên B → cùng phương, cùng chiều với 1 B → và có độ lớn B = B 1 – B 2 = 0,5.10 -5 T. VD18. 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 I 1 = 6 A, dòng điện qua dây Oy chạy cùng chiều với chiều dương của trục tọa độ và có cường độ I 2 = 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. HD. Dòng I 1 gây ra tại M véc tơ cảm ứng từ 1 B → vuông góc với mặt phẵng xOy, hướng từ ngoài vào, có độ lớn: B 1 = 2.10 -7 || 1 y I = 2.10 -5 T. Dòng I 2 gây ra tại M véc tơ cảm ứng từ 2 B → vuông góc với mặt phẵng xOy, hướng từ ngoài vào, có độ lớn: B 2 = 2.10 -7 || 2 x I = 4,5.10 -5 T. Cảm ứng từ tổng hợp tại M là B → = 1 B → + 2 B → . Vì 1 B → và 2 B → cùng phương, cùng chiều và nên B → cùng phương, cùng chiều với 1 B → và 2 B → và có độ lớn B = B 1 + B 2 = 6,5.10 -5 T. http://lophocthem.com Phone: 01689.996.187 vuhoangbg@gmail.com CHỦ ĐỀ 1. TỪ TRƯỜNG CỦA CÁC LOẠI DÒNG ĐIỆN ĐẶC BIỆT *BÀI TẬP TỰ LUẬN BÀI 1. Cuộn dây tròn bán kính R = 5cm gồm 20 vòng dây quấn nối tiếp 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 -4 (T). 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? D/S:a. I=2A ; b.TANG 4LAN BÀI 2. 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 -4 T BÀI 3. Một dây đồng dài 48m, bên ngoài phủ 1 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 -4 T. BÀI 4. 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. BÀI 5. 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 . d 1 = d 2 = 6 cm . b . d 1 = 9,6 cm ; d 2 = 7,2 cm . c . d 1 = d 2 = 10 cm . Đáp án: a. 0 b.4,14.10^-5 BÀI 6. Hai dây dẫn thẳng dài vô hạn , song song cách nhau 10 cm trong không khí có hai dòng điện có cường độ I 1 = 6A , I 2 = 9A chạy ngược 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 . d 1 = 6cm ; d 2 = 4 cm . b . d 1 = 6 cm ; d 2 = 8 cm . Đáp án: a. 6,5.106-5 b.3.10^-5 BÀI 8. 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 -5 T . Vòng dây tròn có R = 3,14cm có dòng điện I= 0,87A ≈ ( 3 /2) A đi qua và đặt song song và đặt song song với đường cảm ứng từ của một từ trường đều có B 0 = 10 -5 T. Xác định B  tại tâm O của vòng dây. ĐS: 2.10 -5 T, ),( 0 BB   = α = 60 0 BÀI 9. 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 tâm O của tam giác trong hai trường hợp : a) Cả ba dòng điện đều hướng ra phía trước mặt phẳng hình vẽ. b) I 1 hướng ra phía sau ,I 2 và I 3 hướng ra phía trước mặt phẳng hình vẽ.Cho biết cạnh tam giác là 10cm và I 1 =I 2 =I 3 = 5A. ĐS: a) 0 b) B = T 5 10.32 − I 2 B I 3 C A I 1 O http://lophocthem.com Phone: 01689.996.187 vuhoangbg@gmail.com CHỦ ĐỀ 1. TỪ TRƯỜNG CỦA CÁC LOẠI DÒNG ĐIỆN ĐẶC BIỆT BÀI 10. Hai dây dẫn thẳng dài vô hạn , song song cách nhau 6 cm trong không khí có hai dòng điện có cường độ I 1 = 1A ,I 2 =4A chạy qua . Xác định vị trí những điểm có cảm ứng từ tổng hợp bằng không trong hai trường hợp: a . I 1 , I 2 cùng chiều. ĐS: đường thẳng cách dây 1 : 1,2cm , dây 2: 4,8cm b . I 1 , I 2 ngược chiều. ĐS: đường thẳng cách dây 1 : 2cm , dây 2: 8cm BÀI 11. Dây dẫn mảnh , thẳng dài có dòng I = 10A đi qua đặt vuông góc với đường cảm ứng từ của từ trường đều có B 0 =5.10 -5 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 0 B  BÀI 12. Ba dây dẫn thẳng song song dài vô hạn cùng nằm trong mặt phẳng, hai dây liên tiếp cách nhau 6cm, cường độ I 1 =I 2 =I , I 3 =2I . Dây I 3 nằm ngoài I 1 ,I 2 và dòng I 3 ngược chiều I 1 , I 2 . 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. BÀI 13. Cuộn dây tròn dẹt có 20 vòng , bán kính là 3.14 cm. Khi có dòng điện đi vào thì tại tâm của vòng dây xuất hiện từ trường là B = T . Tính cường độ dòng điện trong vong dây. ĐA; 5A BÀI 14. Một dây dẫn trong không khí được uốn thành vòng tròn . bán kính R = 0.1m có I = 3.2 A chạy qua . Mặt phẳng vòng dây trùng với mặt phẳng kinh tuyến từ . Tại tâm vòng dây treo một kim nam châm nhỏ . Tính góc quay của kim nam châm khi ngắt dòng điện . Cho biết thành phần nằm ngang của cảm ứng từ trái đất có T. Đa; 43* BÀI 15. Ba dòng điện cùng cường độ I 1 = I 2 = I 3 = 10 A chạy trong ba dây dẫn thẳng dài vô hạn và song song với nhau đặt trong chân không. Mặt phẳng vuông góc với ba dây tạo thành tiết diện ngang là tam giác đều ABC, cạnh a=10 cm. Chiều các dòng điện cho ở hình vẽ. xác định cảm ứng từ tổng hợp tại M do 3 dây dẫn gây ra. ĐA: B=8,3.10 -5 T BÀI 16. Một Ống dây điện đặt trong không khí sao cho trục của nó vuông góc với mặt phẳng kinh tuyến từ . Cảm ứng từ trái đất có thành phần nằm ngang T. Trong ống dây có treo một kim nam châm . khi có dòng điện I = 2 mA chạy qua dây dẫn thì ta thấy kim nam châm lệch khỏi vị trí ban đầu . Biết ống dây dài 31.4cm và chỉ cuốn một lớp . Tìm số vòng dây của ống. ĐÁP ÁN: N= 5000 (VÒNG) II. ĐỀ TRẮC NGHIỆM TỔNG HỢP: Câu hỏi 1: Chọn một đáp án sai khi nói về từ trường: A. Tại mỗi điểm trong từ trường chỉ vẽ được một và chỉ một đường cảm ứng từ đi qua B. Các đường cảm ứng từ là những đường cong không khép kín C. Các đường cảm ứng từ không cắt nhau D. Tính chất cơ bản của từ trường là tác dụng lực từ lên nam châm hay dòng điện đặt trong nó Câu hỏi 2: Công thức nào sau đây tính cảm ứng từ tại tâm của vòng dây tròn có bán kính R mang dòng điện I: A. B = 2.10 -7 I/R B. B = 2π.10 -7 I/R C. B = 2π.10 -7 I.R D. B = 4π.10 -7 I/R A B C I 1 I 2 I 3 M [...]... hướng của véc tơ cảm ứng từ tại tâm vòng dây của dòng điện trong vòng dây tròn mang dòng điện: B A I B C I B I B I D B Câu hỏi 15: Trong các hình vẽ sau, hình vẽ nào biểu diễn đúng hướng của véc tơ cảm ứng từ tại tâm vòng dây của dòng điện trong vòng Idây tròn mang dòng điện: I A I B B B I C B D B Câu hỏi 16: Trong các hình vẽ sau, hình vẽ nào biểu diễn sai hướng của véc tơ cảm ứng từ tại tâm vòng dây của. .. hướng của véc tơ cảm ứng từ tại tâm vòng dây của dòng điện trong vòng dây tròn mang dòng điện: A I B I B B B I C D I B Câu hỏi 19: Trong các hình vẽ sau, hình vẽ nào biểu diễn đúng hướng của véc tơ cảm ứng từ tại tâm vòng dây của dòng điện trong vòng dây tròn mang dòngBđiện: B B A B D C I I B I I Câu hỏi 20: Trong các hình vẽ sau, hình vẽ nào biểu diễn sai hướng của véc tơ cảm ứng từ tại tâm vòng dây của. .. hướng của đường cảm ứng từ của dòng điện trong ống dây gây nên: A I B I C D B và C I Câu hỏi 24: Trong các hình vẽ sau, hình vẽ nào biểu diễn sai hướng của đường cảm ứng từ của dòng điện trong ống dây gây nên: CHỦA 1 TỪ TRƯỜNG CỦA CÁC LOẠI DÒNG ĐIỆN ĐẶC BIỆT ĐỀ I B I C I D A và B http://lophocthem.com Phone: 01689.996.187 vuhoangbg@gmail.com Câu hỏi 25: Cho dòng điện cường độ 1A chạy trong dây dẫn thẳng... hỏi 12: Trong các hình vẽ sau, hình vẽ nào biểu diễn đúng hướng của véc tơ cảm ứng từ tại tâm vòng dây của dòng điện trong vòng dây tròn mang dòng điện: A B I B B I I B C D B và C Câu hỏi 13: Trong các hình vẽ sau, hình vẽ nào biểu diễn sai hướng của véc tơ cảm ứng từ tại tâm vòng dây của dòng điện trong vòng dây tròn mang dòng điện: B A I B C I B I D B I B Câu hỏi 14: Trong các hình vẽ sau, hình vẽ... của dòng điện trong vòng dây tròn mang dòng điện: B A B B C I I B D B I I Câu hỏi 21: Trong các hình vẽ sau, hình vẽ nào biểu diễn đúng hướng của đường cảm ứng từ của dòng điện trong ống dây gây nên: C B A D A và C I I I Câu hỏi 22: Trong các hình vẽ sau, hình vẽ nào biểu diễn sai hướng của đường cảm ứng từ của dòng điện trong ống dây gây nên: A D A và B C B I I I Câu hỏi 23: Trong các hình vẽ sau, hình. .. dòng điện trong vòng dây tròn mang dòng điện: A I B B I B C I I D B B Câu hỏi 17: Trong các hình vẽ sau, hình vẽ nào biểu diễn đúng hướng của véc tơ cảm ứng từ tại tâm vòng dây của dòng điện trong vòng dây tròn mang dòng điện: A I B B I B C I B D I B CHỦ ĐỀ 1 TỪ TRƯỜNG CỦA CÁC LOẠI DÒNG ĐIỆN ĐẶC BIỆT http://lophocthem.com Phone: 01689.996.187 vuhoangbg@gmail.com Câu hỏi 18: Trong các hình vẽ sau, hình. .. từ trong lòng một ống dây hình trụ có dòng điện chạy qua tính bằng biểu thức: A B = 2π.10-7I.N B B = 4π.10-7IN/l C B = 4π.10-7N/I.l D B = 4π.IN/l Câu hỏi 4: Trong các hình vẽ sau, hình vẽ nào biểu diễn đúng hướng của đường cảm ứng từ của dòng điện trong dây dẫn thẳng dài vô hạn vuông góc với mặt phẳng hình vẽ: A I B B B I C I B D B và C Câu hỏi 5: Độ lớn cảm ứng từ tại một điểm bên trong lòng ống dây. .. đúng hướng của véc tơ cảm ứng từ tại M gây bởi dòng điện trong dây dẫn thẳng dài vô hạn: I I B M A B B M B B M C M D I I Câu hỏi 8: Hình vẽ nào dưới đây xác định sai hướng của véc tơ cảm ứng từ tại M gây bởi dòng điện trong dây dẫn thẳng dài vô hạn: M B M A B M I B I B B C M D I I Câu hỏi 9: Hình vẽ nào dưới đây xác định đúng hướng của véc tơ cảm ứng từ tại M gây bởi dòng điện trong dây dẫn thẳng dài... R2 = 16cm, trong mỗi vòng dây đều có dòng điện cường độ I = 10A chạy qua Biết hai vòng dây nằm trong cùng một mặt phẳng, và dòng điện chạy trong hai vòng cùng chiều: A 9,8.10-5T B 10,8 10-5T C 11,8 10-5T D 12,8 10-5T CHỦ ĐỀ 1 TỪ TRƯỜNG CỦA CÁC LOẠI DÒNG ĐIỆN ĐẶC BIỆT http://lophocthem.com Phone: 01689.996.187 vuhoangbg@gmail.com Câu hỏi 51: Tính cảm ứng từ tại tâm của hai vòng tròn dây dẫn đồng tâm,... R2 = 16cm, trong mỗi vòng dây đều có dòng điện cường độ I = 10A chạy qua Biết hai vòng dây nằm trong cùng một mặt phẳng, và dòng điện chạy trong hai vòng ngược chiều: A 2,7.10-5T B 1,6 10-5T C 4,8 10-5T D 3,9 10-5T Câu hỏi 52: Tính cảm ứng từ tại tâm của hai vòng tròn dây dẫn đồng tâm, bán kính một vòng là R1 = 8cm, vòng kia là R2 = 16cm, trong mỗi vòng dây đều có dòng điện cường độ I = 10A chạy qua . ĐỀ 1. TỪ TRƯỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN CHẠY TRONG DÂY DẪN CÓ HÌNH DẠNG ĐẶC BIỆT http://lophocthem.com Phone: 01689.996.187 vuhoangbg@gmail.com CHỦ ĐỀ 1. TỪ TRƯỜNG CỦA CÁC LOẠI DÒNG ĐIỆN ĐẶC BIỆT. TOÁN 2: Từ trường của dòng điện chạy trong các dây dẫn có dạng đặc biệt. BÀI TOÁN 3. NGUYÊN LÝ CHỒNG CHẤT TỪ TRƯỜNG *Phương pháp . + Vẽ hình biểu diễn các véc tơ cảm ứng từ do từng dòng điện. 1. TỪ TRƯỜNG CỦA CÁC LOẠI DÒNG ĐIỆN ĐẶC BIỆT Câu hỏi 18: Trong các hình vẽ sau, hình vẽ nào biểu diễn sai hướng của véc tơ cảm ứng từ tại tâm vòng dây của dòng điện trong vòng dây tròn mang dòng