Chương IV TỪ TRƯỜNG

Hai dây dẫn thẳng, đặt gần nhau, song song với nhau có dòng điện chạy qua tương tác với nhau một lực khá lớn vì A.. Người ta thường có thể xác định chiều của lực từ tác dụng lên một đo

Chương IV: TỪ TRƯỜNG

Phần A: Tóm tắt 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

- Nam châm gồm có 2 cực: S ( Nam) và N ( Bắc), 2 cực cùng tên thì nhau, khác tên thì nhau - Tại một điểm trong không gian có từ trường, hướng của từ trường là hướng Nam (South) – Bắc (North) của kim nam châm nhỏ nằm cân bằng tại điểm đó - Đường sức của từ trường có hướng đi ra của nam châm Quy ước: - Dòng điện (hoặc đường sức đang đi vào mặt phẳng ): - Dòng điện (hoặc đường sức đang đi ra khỏi mặt phẳng): 2 Lực từ Cảm ứng từ: - Vecto cảm ứng từ là đại lượng đặc trưng cho

- Đặc điểm của vecto cảm ứng từ: + Hướng: Trùng với hướng của từ trường + Có độ lớn:

+ Đơn vị :

- Lực từ tác dụng lên phần tử dòng điện có độ lớn:

Trong đó α: là góc tạo bởi

- Lực từ tác dụng lên dây dẫn mang điện có đặc điểm: + Phương : vuông góc với B và l + Chiều: Tuân theo quy tắc bàn tay trái:

- Lực từ tác dụng lên mỗi đơn vị chiều dài của 2 dòng điện song song:

Lưu ý: Hai dòng điện cùng chiều thì hút nhau và ngược lại 3 Từ trường của dòng điện chạy trong các dây dẫn có hình dạng đặc biệt: - Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài: + Được xác định theo quy tắc nắm tay phải:

+ +

+ Độ lớn :

Trong đó:

- Từ trường của dòng điện chạy trong ống dây dẫn hình trụ: + Có hướng được xác định theo quy tắc nắm tay phải 2:

+ Độ lớn :

Trong đó:

- Từ trường của dòng điện chạy trong vòng dây tròn: + Có hướng được xác định như sau : + Độ lớn: r I B2..107

Trong đó : r: là bán kính của vòng dây (m) * Từ trường của nhiều dòng điện ( Nguyên lý chồng chất từ trường) - Giả sử tại một điểm M có cùng lúc nhiều từ trường được gây ra, thì từ trường tổng hợp tại M được xác định theo nguyên lý chồng chất từ trường: BM B B Bn     1 2

4 Lực Lorentz: - Là lực từ tác dụng lên

- Độ lớn của lực Lorentz:

Trong đó:

- Lực Lorentz có :

+ Phương : vuông góc với v , B + Chiều: tuân theo quy tắc bàn tay trái:

- Khi hạt mang điện chuyển động trong từ trường thì lực Lorentz đóng vai trò là lực hướng tâm và bán kính quỹ đạo của hạt mang điện được xác định:

B q

v m R

.0



TRẮC NGHIỆM LÝ THUYẾT Câu 1 Các tương tác sau đây, tương tác nào không phải là tương tác từ:

A tương tác giữa hai nam châm

B tương tác giữa hai dây dẫn mang dòng điện

C tương tác giữa các điện tích đứng yên

D tương tác giữa nam châm và dòng điện

Câu 2 Từ trường là dạng vật chất tồn tại:

A.Xung quanh hạt mang điện chuyển động B Xung quanh hạt mang điện

C Xung quanh dây dẩn điện D Xung quanh chất như Fe, Mn, Co…

Câu 3 Chọn phát biểu không đúng Lực từ là lực tương tác:

A Giữa nam châm và điện tích chuyển động B Giữa hai nam châm

C Giữa nam châm và dòng điện D Giữa nam châm và điện tích đứng yên

Câu 4 Mọi từ trường đều phát sinh từ

Câu 5 Một nam châm vĩnh cửu không tác dụng lực lên

A Thanh sắt chưa bị nhiễm từ B Thanh sắt đã bị nhiễm từ

C Điện tích không chuyển động D Điện tích chuyển động

Câu 6 Hai dây dẫn thẳng, đặt gần nhau, song song với nhau có dòng điện chạy qua tương

tác với nhau một lực khá lớn vì

A Hai dây dẫn có khối lượng

B Trong hai dây dẫn có các điện tích tự do

C Trong hai dây dẫn có các ion dương dao động quanh nút mạng

D Trong hai dây dẫn có các electron tự do chuyển động có hướng

Câu 7 Tương tác giữa điện tích đứng yên và điện tích chuyển động là

A Tương tác hấp dẫn B Tương tác điện C Tương tác từ D Tương tác điện từ Câu 8 Kim nam cham của la bàn đặt trên mặt đất chỉ hướng Bắc - Nam địa lí vì

A Lực hấp dẫn Trái Đất tác dụng lên kim nam châm, định hướng cho nó

B Lực điện của Trái Đất tác dụng lên kim nam châm, định hướng cho nó

C Từ trường của Trái Đất tác dụng lên kim nam châm, định hướng cho nó

D Vì một lí do khác chưa biết

Câu 9 Trong các trường hợp sau đây trường hợp nào là tương tác từ

A Trái Đất hút Mặt Trăng

B Lược nhựa sau khi cọ xát với dạ có thể hút những mẫy giấy vụn

C Hai quả cầu tích điện đặt gần nhau

D Hai dây dẫn có dòng điện chạy qua đặt gần nhau

Câu 10 Để xác định 1 điểm trong không gian có từ trường hay không, ta

A Đặt tại đó một điện tích B Đặt tại đó một kim nam châm

C Đặt tại đó một sợi dây dẫn D Đặt tại đó một sợi dây tơ

Câu 11 Vật liệu nào sau đây không thể làm nam châm?

Câu 12 Nhận định nào sau đây không đúng về nam châm?

A Mọi nam châm đều hút được sắt

B Mọi nam châm khi nằm cân bằng thì trục đều trùng theo phương Bắc Nam;

C Các cực cùng tên của các nam châm thì đẩy nhau;

D Mọi nam châm bao giờ cũng cũng có hai cực

Câu 13 Dây dẫn mang dòng điện không tương tác với:

Câu 14 Phát biểu nào dưới đây là sai? Lực từ là lực tương tác

Câu 15 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 đặt trong nó

Câu 16 Một dây dẫn mang dòng điện có chiều từ trái sang phải nằm trong một từ trường

có chiều từ dưới lên thì lực từ có chiều

Câu 17 Một dây dẫn mang dòng điện được bố trí theo phương nằm ngang, có chiều từ

trong ra ngoài Nếu dây dẫn chịu lực từ tác dụng lên dây có chiều từ trên xuống dưới thì cảm ứng từ có chiều

A từ trái sang phải B từ phải sang trái C từ trên xuống dưới D từ dưới lên trên Câu 18 Một đoạn dây có dòng điện đặt trong từ trường đều B Để lực điện từ tác dụng lên

dây cực tiểu thì góc α giữa dây dẫn và



Bphải bằng:

A 00 B 300 C 600 D 900

Câu 19 Người ta thường có thể xác định chiều của lực từ tác dụng lên một đoạn dây mang

dòng điện thẳng bằng quy tắc nào sau đây:

A bàn tay phải B cái đinh ốc C nắm tay phải D bàn tay trái

Câu 20 Chọn một đáp án sai “lực từ tác dụng lên một dây dẫn có dòng điện đi qua đặt

vuông góc với đường sức từ sẽ thay đổi khi”:

A dòng điện đổi chiều B từ trường đổi chiều

C cường độ dòng điện thay đổi D dòng điện và từ trường đồng thời đổi chiều

Câu 21 Chọn một đáp án sai: Khi một dây dẫn có dòng điện

A đặt song song với đường cảm ứng từ thì không chịu tác dụng bởi lực từ

B đặt vuông góc với đường cảm ứng từ thì lực từ tác dụng lên dây dẫn là cực đại

C đặt trong từ trường đều thì giá trị cực đại của lực từ tác dụng lên dây dẫn là Fmax = Ibl

D đặt song song với đường cảm ứng từ thì lực từ tác dụng lên dây là Fmax = Ibl

Câu 22 Một đoạn dây dẫn mang dòng điện đặt trong từ trường đều Lực từ lớn nhất tác

dụng lên đoạn dây dẫn khi đoạn dây dẫn đặt :

A song song với các đường sức từ B vuông góc với các đường sức từ

C hợp với các đường sức từ góc 450 D đặt hợp với các đường sức từ góc 600

Câu 23 Theo quy tắc bàn tay trái thì lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện

A chỉ vuông góc với vectơ cảm ứng từ B

B chỉ vuông góc với mặt phẳng chứa dây dẫn và vectơ cảm ứng từ B

C chỉ vuông góc với đoạn dây dẫn

D có chiều hướng theo vectơ cảm ứng từ B

Câu 24 Phát biểu nào dưới đây sai? Lực từ tác dụng lên phần tử dòng điện

A vuông góc với các phần tử dòng điện B tỉ lệ với cảm ứng từ

C cùng hướng với từ trường D tỉ lệ với cường độ dòng điện

Câu 25 Từ phổ là:

A hình ảnh của các đường mạt sắt cho ta hình ảnh của các đường sức từ của từ trường

B hình ảnh tương tác của hai nam châm với nhau

C hình ảnh tương tác giữa dòng điện và nam châm

D hình ảnh tương tác của hai dòng điện chạy trong hai dây dẫn thẳng song song

Câu 26 Phát biểu nào sau đây là không đúng?

A Qua bất kỳ điểm nào trong từ trường ta cũng có thể vẽ được một đường sức từ

B Đường sức từ do nam châm thẳng tạo ra xung quanh nó là những đường thẳng

C Đường sức mau ở nơi có cảm ứng từ lớn, đường sức thưa ở nơi có cảm ứng từ nhỏ

D Các đường sức từ là những đường cong kín

Câu 27 Phát biểu nào sau đây là không đúng? Từ trường đều là từ trường có

A các đường sức song song và cách đều nhau

B cảm ứng từ tại mọi nơi đều bằng nhau

C lực từ tác dụng lên các dòng điện như nhau

D các đặc điểm bao gồm cả phương án A và B

Câu 28 Phát biểu nào sau đây là không đúng?

A Tương tác giữa hai dòng điện là tương tác từ

B Cảm ứng từ là đại lượng đặc trưng cho từ trường về mặt gây ra tác dụng từ

C Xung quanh mỗi điện tích đứng yên tồn tại điện trường và từ trường

D Đi qua mỗi điểm trong từ trường chỉ có một đường sức từ

Câu 29 Dây dẫn mang dòng điện không tương tác với

a Xác định lực từ tác dụng lên dây dẫn khi dây dẫn đặt vuông góc với B

b Nếu lực từ tác dụng là 4,33 N Hãy xác định góc giữa B và dây dẫn ?

Bài 3: 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 dây dẫn đặt:

a vuông góc với các đường sức từ ?

b song song với các đường sức từ ?

c hợp với các đường sức từ một góc 450

Bài 4: Người ta dùng một dây dẫn có chiểu dài 2m , đặt vào từ trường đều có B = 10-2 T, dây dẫn được đặt vuông góc với các đường sức, lực từ tác dụng lên dây dẫn là 1N, hãy xác định cường độ dòng điện chạy trong dây dẫn

Bài 5: Một đoạn dây thẳng MN dài 6cm, có dòng điện 5A, đặt trong từ trường đều có cảm

ứng từ B = 0,5T Lực từ tác dụng lên đoạn dây có độ lớn F = 7,5.10-2

N Góc hợp bởi dây

MN và đường cảm ứng từ là bao nhiêu ?

Bài 6: Một đoạn dây dẫn dài 5cm đặt trong từ trường đều và vuông góc với vecto cảm ứng

từ Dòng điện chạy qua dây có cường độ 0,75A Lực từ tác dụng lên dây có giá trị 3.10-2N Hãy xác định cảm ứng từ của từ trường

Bài 7: Một dây dẫn mang dòng điện I = 5A, có chiều dài 1m, được đặt vuông góc với cảm

ứng từ B = 5.10-3T Hãy xác định lực từ tác dụng lên dây dẫn ?

Bài 8: Người ta cho dòng điện có cường độ I = 10 A chạy trong một dây dẫn, đặt dây dẫn

vuông góc với các đường cảm ứng từ có B = 5mT Lực điện tác dụng lên dây dẫn là 1N, hãy xác định chiều dài của dây dẫn nói trên ?

Bài 9: Một khung dây hình chữ nhật ABCD với AB = DC = 20 cm, BC = AD = 30 cm Cho

dòng điện có cường độ 5A chạy trong dây dẫn như hình vẽ Khung dây được đặt trong từ trường đều, vuông góc với mặt phẳng khung Từ trường có độ lớn B = 0,01 T

a Hãy tính lực từ tác dụng lên mỗi cạnh của khung dây ?

b Lực tổng hợp tác dụng lên khung dây bằng bao nhiêu ?

Bài 10: 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

Bài 11: Tính lực từ tác lên một đoạn dây dẫn thẳng, dài 10cm mang dòng điện 5A đặt trong

từ trường đều cảm ứng từ B = 0,08T Đoạn dây dẫn vuông góc với véc tơ cảm ứng từ B

Bài 12: Một dậy dẫn thẳng dài mang dòng điện 20A, đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ

B = 5.10-3T Đặt vuông góc với vectơ cảm ứng từ và chịu lực từ là 10-3N Chiều dài đoạn dây dẫn là bao nhiêu?

Bài 13: Một đoạn dây dẫn dài l = 0,2m đặt trong từ trường đều sao cho dây dẫn hợp với

vectơ cảm ứng từ một ước  = 300 Biết dòng điện chạy qua dây là 10A, cảm ứng từ B= 2.10-4 T Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn là bao nhiêu?

Bài 16: Một đoạn dây dẫn dài l = 0,8m đặt trong từ trường đều sao cho dây dẫn hợp với

vectơ cảm ứng từ B một góc  = 60 Biết dòng điện I = 20A và dây dẫn chịu một lực từ là

F = 2.10-2 N Độ lớn của cảm ứng từ B là bao nhiêu?

Bài 17: Treo đoạn dây dẫn có chiều dài 25cm ,mang dòng điện 16A theo chiều từ trái sang

phải, khối lượng 0,01kg bằng hai dây mảnh, nhẹ sao cho dây dẫn nằm ngang Biết cảm ứng

từ có chiều từ trong ra ngoài độ lớn 0,04T Xác định:

a chiều và độ lớn của lực từ tác dụng lên dây dẫn

b độ lớn lực căng mỗi dây Lấy g = 10 m/s2

Bài 18: Treo đoạn dây dẫn có chiều dài 5cm, khối lượng 5g bằng hai dây mảnh, nhẹ sao cho

dây dẫn nằm ngang, dòng điện có chiều từ ngoài vào trong Biết cảm ứng từ của từ trường hướng thẳng đứng xuống dưới, có độ lớn 0,5T và dòng điện đi qua dây dẫn là 2A Xác định:

a chiều của lực từ tác dụng lên dây dẫn

b góc lệch của dây treo so với phương thẳng đứng là bao nhiêu? Lấy g = 10m/s2

Bài 19: Treo một thanh đồng có chiều dài 1m có khối lượng 200g vào 2 sợi dây thẳng đứng

cùng chiều dài trong một từ trường đều có độ lớn 0,2T có chiều thắng đứng hướng lên trên Cho dòng điện một chiều chạy qua thanh đồng thấy dây treo bị lệch so với phương thẳng đứng một góc 600 Xác định:

a chiều của lực từ tác dụng lên thanh đồng

b cường độ dòng điện chạy trong thanh đồng và lực căng của dây?

B TRẮC NGHIỆM

Câu 1 Một đoạn dây dẫn dài 5cm đặt trong từ trường đều vuông góc với véctơ cảm ứng từ Dòng

điện có cường độ 0,75A qua dây dẫn thì lực từ tác dụng lên đoạn dây có độ lớn là 3.10-3

N Cảm ứng từ của từ trường có giá trị:

Câu 2 Một đoạn dây dài l đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 0,5T hợp với đường cảm ứng

từ một góc 300 Dòng điện qua dây có cường độ 0,5A, thì lực từ tác dụng lên đoạn dây là 4.10-2

N Chiều dài đoạn dây dẫn là:



B

Câu 3 Treo một đoạn dây dẫn có chiều dài l=4cm, khối lượng m=4g bằng hai sợi dây mảnh, nhẹ

sao cho đoạn dây dẫn nằm ngang Biết cảm ứng từ của từ trường hướng thẳng đứng từ trên xuống

và có độ lớn B=0,5T,dòng điện qua dây dẫn là I= 2 3 A Lấy g=10m/s2

.Góc lệch của dây treo so với phương thẳng đứng:

Câu 4 Trong động cơ điện, đoạn dây dẫn có dòng điện 6A đặt vuông góc với cảm ứng từ có độ lớn

0,5T Lực từ tác dụng lên 1cm của đoạn dây dẫn đó là

Câu 5 Đặt một dây dẫn thẳng, dài mang dòng điện 20 A trong một từ trường đều có véc tơ cảm

ứng từ vuông góc với dây, người ta thấy mỗi 50 cm của dây chịu lực từ là 0,5 N cảm ứng từ có độ lớn là

Câu 6 Đoạn dây dẫn dài 10 cm mang dòng điện 5 A đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ 0,08 T

Đoạn dây đặt vuông góc với các đường sức từ Lực từ tác dụng lên đoạn dây là

Câu 7 Đoạn dây dẫn dài 10cm mang dòng điện 5 A đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ 0,08 T

Lực từ tác dụng lên đoạn dây là 20mN Đoạn dây đặt hợp với các đường sức từ góc là

Chủ đề 2: Từ trường của dòng điện chạy trong các dây dẫn có hình dạng đặc biệt



A BÀI TẬP TỰ LUẬN

Dạng 1 Áp dụng quy tắc nắm tay phải để xác định chiều dòng điện, chiều cảm ứng từ

Bài 1 Biết chiều dòng điện chạy trong dây dẫn có chiều như hình vẽ Xác định vecto cảm ứng từ

Bài 2 Biết chiều cảm ứng từ Xác định chiều dòng điện

Dạng 2 Từ trường do dòng điện thẳng, dài gây ra

Bài 3 Một dây dẫn dài vô hạn, dòng điện chạy trong dây có cường độ I = 10A Hãy xác định cảm

ứng từ do dòng điện trên gây ra tại:

a Điểm M nằm cách dây dẫn 5cm

b Điểm N nằm cách dây dẫn 8 cm

c Ở điểm D có cảm ứng từ là 4.10-5 T, điểm D nằm cách dây dẫn 1 đoạn bằng bao nhiêu?

Bài 4 Người ta cho dòng điện có cường độ chưa biết chạy trong dây dẫn và xác định được tại điểm

A nằm cách dây 1 cm có từ trường với B = 2.10-4T, hãy xác định cường độ dòng điện đã chạy trong dây dẫn?

Bài 5 Dòng điện có cường độ I = 20A chạy trong 1 dây dẫn dài vô hạn, tại một điểm B người ta

xác định được từ trường có B = 3.10-3

T Hãy tìm khoảng cách từ điểm B đến dây dẫn?

Bài 6 Một dây dẫn thẳng dài có dòng điện cường độ I = 0.5A đặt trong không khí

Bài 8 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?

Bài 9 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

Bài 10 Một dòng điện có cường độ 20A, cảm ứng từ tại điểm M cách dòng điện 5 cm có độ lớn là

bao nhiêu?

Bài 11 Một dây dẫn thẳng dài và có chiều dòng điện I = 6A có chiều như hình vẽ

Xác định vecto cảm ứng tại các điểm: A1(x = 6cm; y = 2cm), A2(x = 0cm; y = 5cm),

A3(x = -3cm; y = -4cm), A4(x = 1cm; y = -3cm)

Dạng 3 Từ trường do dòng điện tròn gây ra

Bài 12 Một vòng dây hình tròn có bán kính 5cm Cho dòng điện I = 25A chạy qua vòng dây Hãy

xác định cảm ứng từ tại tâm của vòng dây?

Bài 13 Dùng 1 dây dẫn uốn thành hình tròn và cho dòng điện có cường độ I = 10A chạy qua vòng

dây, cảm ứng từ do dòng điện gây ra tại tâm của vòng tròn có giá trị là 4.10-5 T Hãy xác định bán kính của khung dây trên?

Bài 14 Hãy xác định từ trường do dòng điện có cường độ I = 50A chạy trong dây dẫn trong các

trường hợp

a Dây dẫn dài vô hạn, tìm từ trường tại điểm nằm cách dây 2 cm?

b Dây dẫn được uốn thành hình tròn có đường kính 10 cm?

Bài 15 Tại tâm của một dòng điện tròn cường độ 5 (A) cảm ứng từ đo được là 31,4.10-6(T) Tính đường kính của dòng điện đó

Bài 16 Một dây dẫn tròn bán kính R = 5cm, dòng điện chạy trong dây dẫn có cường độ 5A xác

định cảm ứng từ tại tâm O của dây dẫn

Dạng 4 Từ trường do ống dây tròn, dài gây ra

Bài 17 Một ống dây có chiều dài 20cm, gồm 500 vòng dây, cho cường độ I = 5A chạy trong ống

dây, hãy xác định cảm ứng từ bên trong ống dây?

Bài 18 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

Bài 19 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?

Bài 20 Một sợi dây đồng có đường kính 0,4mm Dùng sợi dây này để quấn một ống dây dài 40cm,

hãy xác định trên 1m chiều dài ống dây này có bao nhiêu vòng dây?

Bài 21 Một sợi dây đồng có bán kính là 0,5mm, dùng sợi dây này để quấn một ống dây dài 20cm,

cho dòng điện I = 5A chạy trong dây dẫn Hãy xác định :

a Số vòng dây trên 1 met chiều dài?

b Cảm ứng từ bên trong ống dây?

Bài 22 Một sợi dây đồng có đường kính 0,8 mm , điện trở R = 1,1 Dùng sợi dây này để quấn một ống dây dài 40cm Cho dòng điện chạy qua ống dây thì cảm ứng từ bên trong ống dây có độ lớn B = 6,28.10-3 T Hãy xác định:

a Số vòng dây trên 1 met chiều dài?

b Hiệu điện thế ở 2 đầu ống dây?