Chuyên đề: Lực từ Lực Lorenxơ VẬT LÝ 11 CÓ ĐÁP ÁN

Chuyên đề: Lực từ & Lực Lo-ren-xơ Lý thuyết: Lực từ Dạng 1: Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn thẳng Trắc nghiệm: Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn thẳng Dạng 2: Lực từ tác dụng lên dây dẫn song song Trắc nghiệm: Lực từ tác dụng lên dây dẫn song song Dạng 3: Lực từ tác dụng lên khung dây Trắc nghiệm: Lực từ tác dụng lên khung dây 50 tập trắc nghiệm Lực từ có đáp án chi tiết (phần 1) 50 tập trắc nghiệm Lực từ có đáp án chi tiết (phần 2) Chuyên đề: Lực Lo-ren-xơ Lý thuyết: Lực Lo-ren-xơ Dạng bài: Các dạng tập lực Lo-ren-xơ Trắc nghiệm: Lực Lo-ren-xơ Bài tập trắc nghiệm 60 câu trắc nghiệm Từ trường có lời giải chi tiết (cơ - phần 1) 60 câu trắc nghiệm Từ trường có lời giải chi tiết (cơ - phần 2) 50 câu trắc nghiệm Từ trường có lời giải chi tiết (nâng cao - phần 1) 50 câu trắc nghiệm Từ trường có lời giải chi tiết (nâng cao - phần 2) Chuyên đề: Lực từ Lý thuyết: Lực từ a Lực từ tác dụng lên đoạn dây có dòng điện đặt từ trường Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn có chiều dài L có dòng điện I chạy qua đặt từ trường có + Điểm đặt tại trung điểm của đoạn dây + Phương vuông góc với đoạn dây với đường sức từ + Chiều xác định theo quy tắc bàn tay trái: “Đặt bàn tay trái duỗi thẳng cho vecto cảm ứng từ B→ hướng vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón giữa chiều dòng điện chay đoạn dây, đó chiều ngón tay cái choãi chỉ chiều của lực từ F→” + Độ lớn: F = BILsin α Trong đó: I cường độ dòng điện (A) L chiều dài đoạn dây (m) α góc hợp bởi hướng của cảm ứng từ hướng của dòng điện b Lực từ tác dụng lên dây dẫn thẳng dài song song có dòng điện chạy qua - Nếu dòng điện chạy chiều dây hút - Nếu dòng điện chạy ngược chiều dây đẩy - Lực tác dụng có độ lớn : Trong đó: I1, I2 cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn ℓ chiều dài dây d khoảng cách dây c Lực từ tác dụng lên khung dây có dòng điện - Nếu mặt phẳng khung dây vuông góc với đường cảm ứng từ đó các lực tác dụng lên khung không làm quay khung (chỉ làm cho khung giãn hoặc co lại) - Nếu mặt phẳng khung dây song song với đường cảm ứng từ đó xuất ngẫu lực làm khung quay với momen : M = B.I.S sin α Trong đó: S diện tích khung; α = (B, n) với n→ pháp tuyến mặt phẳng khung dây Dạng 1: Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn thẳng A Phương pháp & Ví dụ - Lực từ F→ có đặc điểm: + Điểm đặt tại trung điểm đoạn dòng điện + Có phương vuông góc với I→ B→, có chiều tuân theo quy tắc bàn tay trái + Độ lớn: F = B.I.l.sin α (với α góc tạo bới I→ B→) Trong đó: B cảm ứng từ (đơn vị Tesla – T); I cường độ dòng điện (A); l chiều dài của sơi dây (m) - Quy tắc bàn tay trái: Đặt bàn tay trái xòe rộng, cho lòng bàn tay hứng các đường sức từ, chiều từ cổ tay đến các ngón tay giữa chỉ chiều dòng điện, đó ngón cái choãi 90° chỉ chiều của lực từ Lưu ý: + Chiều của cảm ứng từ bên nam châm chiều vào Nam (S) Bắc (N) + Quy ước: : Có phương vuông góc với mặt phẳng biểu diễn, chiều : Có phương vuông góc với mặt phẳng biểu diễn, chiều vào : Có phương, chiều phương chiều của mũi tên nằm mặt phẳng vẽ nó Ví dụ 1: Hãy áp dụng quy tắc bàn tay trái để xác định chiều (của một ba đại lượng F→, B→, I→) còn thiếu các hình vẽ sau đây: Hướng dẫn: Trước tiên ta phát biểu quy tắc bàn tay trái: Quy tắc bàn tay trái: Đặt bàn tay trái xòe rộng, cho lòng bàn tay hứng các đường sức từ, chiều từ cổ tay đến các ngón tay giữa chỉ chiều dòng điện, đó ngón cái choãi 90° chỉ chiều của lực từ Ví dụ 2: Một dây dẫn có chiều dài 10 m được đặt từ trường đều có B = 5.10 T Cho dòng điện có cường độ 10 A chạy qua dây dẫn a) Xác định lực từ tác dụng lên dây dẫn dây dẫn đặt vuông góc với B→ b) Nếu lực từ tác dụng có độ lớn 2,5√3 N Hãy xác định góc giữa B→ chiều dòng điện ? Hướng dẫn: a) Lực từ F→ có đặc điểm: + Điểm đặt tại trung điểm đoạn dây mang dòng điện + Có phương vuông góc với I→ B→, có chiều tuân theo quy tắc bàn tay trái + Độ lớn: F = B.I.l.sin α = (5.10-2).10.10.sin 90° = (N) b) Ta có: F = B.I.l.sin α Ví dụ 3: Cho đoạn dây MN có khối lượng m, mang dòng điện I có chiều hình, được đặt vào từ trường đều có vectơ B→ hình vẽ Biểu diễn các lực tác dụng lên đoạn dây MN (bỏ qua khối lượng dây treo) Hướng dẫn: + Các lực tác dụng lên đoạn dây MN gồm: Trọng lực P→ đặt tại trọng tâm (chính giữa thanh), có chiều hướng xuống; Lực căng dây T→ đặt vào điểm tiếp xúc của sợi dây thanh, chiều hướng lên; Lực từ F→: áp dụng quy tắc bàn tay trái xác định được F→ có phương thẳng đứng, chiều hướng lên hình + Các lực được biểu diễn hình Ví dụ 4: Treo đoạn dây dẫn MN có chiều dài l = 25 cm, khối lượng của một đơn vị chiều dài 0,04 kg/m hai dây mảnh, nhẹ cho dây dẫn nằm ngang Biết cảm ứng từ có chiều hình vẽ, có đợ lớn B = 0,04 T Cho g = 10 m/s2 a) Xác định chiều độ lớn của I để lực căng dây b) Cho I = 16A có chiều từ M đến N Tính lực căng mỡi dây ? Hướng dẫn: a) Lực căng dây nghĩa dây nằm lơ lững ⇒ P→ + F→ = ⇒ F→ = - P→ + Do đó lực từ F→ phải có chiều hướng lên Áp dụng quy tắc bàn tay trái ta xác định được chiều của dòng điện có chiều từ N đến M + Mặt khác ta có: F = P ⇔ B.I.l.sin 90° = mg + Mật độ khối lượng của sợi dây: d = m/l + Vậy: b) Khi dòng điện có chiều từ M đến N lực từ F→ có chiều hướng xuống Do lực căng dây T→ có chiều hướng lên nên: T = P + F = mg + BIl + Mật độ khối lượng của sợi dây: d = m/l + Vậy: + Vì có hai sợi dây nên lực căng mỡi sợi T1 = T2 = T/2 = 0,13 (N) B Bài tập Bài 1: Hãy áp dụng quy tắc bàn tay trái để xác định chiều (của một ba đại lượng F→, B→, I→) còn thiếu các hình vẽ sau đây: Hiển thị lời giải Bài 2: Xác định chiều đường sức từ (ghi tên cực của nam châm) Hiển thị lời giải Áp dụng quy tắc bàn tay trái ta xác định được các cực chiều của B→ sau: +) Theo quy tắc bàn tay trái vecto cảm ứng từ có phương thẳng đứng chiều từ dưới lên Đường sức của vecto cảm ứng từ có chiều vào Nam, Bắc nên cực của nam châm Nam (S) cực dưới Bắc (N) (như hình 1) +) Theo quy tắc bàn tay trái vecto cảm ứng từ có phương thẳng đứng chiều từ xuống Đường sức của vecto cảm ứng từ có chiều vào Nam, Bắc nên cực của nam châm Bắc (N) cực dưới Nam (S) (như hình 2) +) Theo quy tắc bàn tay trái vecto cảm ứng từ có phương vng góc với mặt phẳng hình vẽ chiều hướng từ ngồi (như hình 3) Câu 23: Một e bay với vận tốc v = 1,8.106 m/s vào từ trường đều B = 0,25 T theo hướng hợp với B một góc 60° Giá trị của bước δ A 1,29 mm B 0,129 mm C 0,052 mm D 0,52 mm Hiển thị lời giải Đáp án B Ta có tần số Bài tập trắc nghiệm 60 câu trắc nghiệm Từ trường có lời giải chi tiết (cơ - phần 1) Bài 1: Vật liệu sau không thể dùng làm nam châm? A Sắt hợp chất của sắt B Niken hợp chất của niken C Cô ban hợp chất của cô ban D Nhôm hợp chất của nhôm Hiển thị lời giải Đáp án: D HD Giải: Vật liệu dùng để làm nam châm thường các chất (hoặc các hợp chất của chúng): sắt, niken, côban, mangan, gađôlinium, disprôsium Bài 2: Đặt hai cực của hai nam châm lại gần thấy chúng đẩy Kết luận sau sai? A Hai cực gần của hai nam châm hai cực khác tên B Hai cực xa của hai nam châm hai cực tên C Hai cực gần của hai nam châm hai cực tên D Câu C B Hiển thị lời giải Đáp án: A HD Giải: Khi đưa các cực của nam châm lại gần các cực tên đẩy nhau, khác tên hút Bài 3: Nhận định sau không về nam châm? A Mọi kim nam châm nằm cân nó ln nằm theo hướng Bắc – Nam B Các cực tên của các nam châm đẩy C Mọi nam châm đều hút được sắt D Mọi nam châm bao giờ có hai cực phân biệt Hiển thị lời giải Đáp án: A HD Giải: Điều chỉ kim nam châm nằm cân ở trạng thái tự Bài 4: Khi sử dụng kim nam châm để phát có mặt của từ trường tại một điểm, nếu A kim nam châm chỉ hướng Đơng – Tây tại điểm đó có từ trường B kim nam châm chỉ hướng Đơng – Nam tại điểm đó không có từ trường C kim nam châm chỉ hướng Tây – Bắc tại điểm đó không có từ trường D kim nam châm chỉ hướng Bắc – Nam tại điểm đó có từ trường Hiển thị lời giải Đáp án: A HD Giải: Tại mợt điểm có từ trường kim nam châm lệch khỏi hướng Bắc – Nam Bài 5: Nhận định sau không nói về tương tác từ giữa các vật? A Dòng điện có thể tác dụng lực lên nam châm B Nam châm có thể tác dụng lực lên dòng điện C Hai dòng điện có thể tương tác với D Hai dòng điện không thể tương tác với Hiển thị lời giải Đáp án: D HD Giải: Thực nghiệm chứng tỏ hai dòng điện có thể tương tác với Bài 6: Cho hai dây dây dẫn đặt gần song song với Khi có hai dòng điện chiều chạy qua dây dẫn A hút B đẩy C không tương tác D đều dao động Hiển thị lời giải Đáp án: A HD Giải: Thực nghiệm chứng tỏ hai sợi dây mang hai dòng điện chạy chiều hút nhau, ngược chiều đẩy Bài 7: Lực sau không phải lực từ? A Lực Trái Đất tác dụng lên vật nặng B Lực Trái đất tác dụng lên kim nam châm ở trạng thái tự làm nó định hướng theo phương bắc nam C Lực nam châm tác dụng lên dây dẫn nhôm mang dòng điện D Lực hai dây dẫn mang dòng điện tác dụng lên Hiển thị lời giải Bài 8: Các tương tác sau đây, tương tác không phải 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 dòng điện Hiển thị lời giải Đáp án: C HD Giải: Tương tác giữa các điện tích đứng yên tương tác điện Bài 9: Xung quanh vật sau không có từ trường? A Một dây dẫn thẳng, dài B Một khung dây có dòng điện chạy qua C Một nam châm thẳng D Một kim nam châm Hiển thị lời giải Đáp án: A HD Giải: Từ trường tồn tại xung quanh nam châm hay dòng điện, không tồn tại xung quanh một dây dẫn Bài 10: Từ trường dạng vật chất tồn tại không gian A tác dụng lực hút lên các vật B tác dụng lực điện lên điện tích C tác dụng lực từ lên nam châm dòng điện đặt nó D tác dụng lực đẩy lên các vật đặt nó Hiển thị lời giải Đáp án: C HD Giải: Từ trường dạng vật chất tồn tại không gian xung quanh dòng điện, điện tích chủn đợng hoặc nam châm tác dụng lực từ lên nam châm dòng điện đặt nó Bài 11: Các đường sức từ các đường cong vẽ không gian có từ trường cho A pháp tuyến tại điểm trùng với hướng của từ trường tại điểm đó B tiếp tuyến tại điểm trùng với hướng của từ trường tại điểm đó C pháp tuyến tại mỗi điểm tạo với hướng của từ trường một góc không đổi D tiếp tuyến tại điểm tạo với hướng của từ trường một góc không đổi Hiển thị lời giải Bài 12: Phát biểu sau không nói về đường sức từ? A Qua điểm từ trường ta có thể vẽ được một đường sức từ B Đường sức từ nam châm thẳng tạo xung quanh nó 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 những đường cong kín Hiển thị lời giải Bài 13: Đường sức từ khơng có tính chất sau đây? A Qua mỗi điểm không gian chỉ vẽ được một đường sức B Các đường sức các đường cong khép kín hoặc vơ hạn ở hai đầu C Chiều của các đường sức chiều của từ trường D Các đường sức của một từ trường có thể cắt Hiển thị lời giải Đáp án: D HD Giải: Các đường sức từ của một từ trường không thể cắt Bài 14: Điểm khác bản của đường sức điện tĩnh đường sức từ A đường sức điện đường thẳng, đường sức từ đường cong B đường sức điện được vẽ mau đường sức từ C đường sức điện những đường cong hở, đường sức từ những đường cong kín D đường sức điện ngược chiều với đường sức từ Hiển thị lời giải Bài 15: Từ phở 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 C hình ảnh tương tác giữa dòng điện nam châm D hình ảnh tương tác của hai dòng điện chạy hai dây dẫn thẳng song song Hiển thị lời giải Đáp án: A HD Giải: Từ phở hình ảnh của các đường mạt sắt cho ta hình ảnh của các đường sức từ của từ trường Bài 16: Từ trường đều từ trường mà các đường sức từ các đường A thẳng B song song C thẳng song song D thẳng song song cách đều Hiển thị lời giải Đáp án: D HD Giải: Từ trường đều từ trường mà các đường sức từ các đường thẳng song song cách đều Bài 17: Các đường sức từ lòng nam châm hình chữ U A những đường thẳng song song cách đều B những đường cong, cách đều C những đường thẳng hướng từ cực Nam sang cực Bắc D những đường cong hướng từ cực Nam sang cực Bắc Hiển thị lời giải Đáp án: A HD Giải: Từ trường lòng nam châm chữ U từ trường đều nên các đường sức từ những đường thẳng song song cách đều Bài 18: Phương của lực từ tác dụng lên dây dẫn mang dòng điện không có đặc điểm sau đây? A Vuông góc với dây dẫn mang dòng điện B Vuông góc với vectơ cảm ứng từ C Vuông góc với mặt phẳng chứa vectơ cảm ứng từ dòng điện D Song song với các đường sức từ Hiển thị lời giải Đáp án: D HD Giải: Phương của lực từ vuông góc với dây dẫn mang dòng điện vecto cảm ứng từ (các đường sức từ) Bài 19: Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn không phụ thuộc trực tiếp vào A độ lớn cảm ứng từ B cường độ dòng điện chạy dây dẫn C chiều dài dây dẫn mang dòng điện D điện trở dây dẫn Hiển thị lời giải Đáp án: D HD Giải: Lực từ F = BlIsinα, không phụ thuộc vào điện trở dây dẫn Bài 20: Người ta thường có thể xác định chiều của lực từ tác dụng lên một đoạn dây mang dòng điện thẳng quy tắc sau đây: A quy tắc bàn tay phải B quy tắc cái đinh ốc C quy tắc nắm tay phải D quy tắc bàn tay trái Hiển thị lời giải Đáp án: D HD Giải: Để xác định chiều của lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện ta sử dụng quy tắc bàn tay trái Bài 21: Chọn một đáp án sai A Khi một dây dẫn có dòng điện đặt song song với đường cảm ứng từ khơng chịu tác dụng bởi lực từ B Khi dây dẫn có dòng điện đặt vng góc với đường cảm ứng từ lực từ tác dụng lên dây dẫn cực đại C Giá trị cực đại của lực từ tác dụng lên dây dẫn dài l có dòng điện I đặt từ trường đều B Fmax = IBl D Khi dây dẫn có dòng điện đặt song song với đường cảm ứng từ lực từ tác dụng lên dây Fmax = IBl Hiển thị lời giải Đáp án: D HD Giải: Khi dây dẫn có dòng điện đặt song song với đường cảm ứng từ lực từ tác dụng lên dây F = (do sinα = 0) Bài 22: Chọn một đáp án sai “lực từ tác dụng lên một dây dẫn có dòng điện qua đặt vuông góc với đường sức từ thay đổi khi”: A dòng điện đổi chiều B từ trường đổi chiều C cường độ dòng điện thay đổi D dòng điện từ trường đồng thời đổi chiều Hiển thị lời giải Đáp án: D HD Giải: Khi dòng điện từ trường đồng thời đởi chiều góc hợp bởi chiều dòng điện chiều từ trường không đổi nên lực từ không đổi Bài 23: Một khung dây dẫn mang dòng điện đặt từ trường đều Kết luận sau không đúng? A Luôn có lực từ tác dụng lên tất cả các cạnh của khung B Lực từ tác dụng lên các cạnh của khung mặt phẳng khung dây không song song với đường sức từ C Khi mặt phẳng khung dây vng góc với vectơ cảm ứng từ khung dây ở trạng thái cân D Mômen ngẫu lực từ có tác dụng làm quay khung dây về trạng thái cân bền Hiển thị lời giải Bài 24: Hình biểu diễn hướng lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn thẳng mang dòng điện I có chiều hình vẽ đặt từ trường đều, đường sức từ có hướng hình vẽ: Hiển thị lời giải Đáp án: A HD Giải: I B phương nên lực từ F = Bài 25: Hình biểu diễn hướng lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn thẳng mang dòng điện I có chiều hình vẽ đặt từ trường đều, đường sức từ có hướng hình vẽ: Hiển thị lời giải Đáp án: A HD Giải: Áp dụng quy tắc bàn tay trái: chiều từ cổ tay đến ngón tay giữa chiều dòng điện (trái qua phải), chiều cảm ứng từ (trong ngoài) hướng vào lòng bàn tay, chiều ngón cái choãi (trên xuống dưới) chỉ chiều lực từ Bài 26: Hình biểu diễn hướng lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn thẳng mang dòng điện I có chiều hình vẽ đặt từ trường đều, đường sức từ có hướng hình vẽ: Hiển thị lời giải Đáp án: D HD Giải: Áp dụng quy tắc bàn tay trái: chiều từ cổ tay đến ngón tay giữa chiều dòng điện (trong ngoài), chiều cảm ứng từ (phải qua trái) hướng vào lòng bàn tay, chiều ngón cái choãi (trên xuống dưới) chỉ chiều lực từ Bài 27: Phát biểu dưới đúng? Cho một đoạn dây dẫn mang dòng điện I đặt song song với đường sức từ, chiều của dòng điện ngược chiều với chiều của đường sức từ A Lực từ không tăng cường độ dòng điện B Lực từ tăng tăng cường độ dòng điện C Lực từ giảm tăng cường độ dòng điện D Lực từ đổi chiều ta đổi chiều dòng điện Hiển thị lời giải Đáp án: A HD Giải: I song song với B nên sinα = 0, F = Bài 28: Một khung dây mang dòng điện I đặt từ trường đều, mặt phẳng khung dây vuông góc với đường cảm ứng từ (Hình vẽ) Kết luận sau về lực từ tác dụng lên các cạnh của khung dây A không B có phương vuông góc với mặt phẳng khung dây C nằm mặt phẳng khung dây, vuông góc với các cạnh có tác dụng kéo dãn khung D nằm mặt phẳng khung dây, vuông góc với các cạnh có tác dụng nén khung Hiển thị lời giải Đáp án: C HD Giải: Áp dụng quy tắc bàn tay trái: chiều từ cổ tay đến ngón tay giữa chiều dòng điện (tuỳ theo các cạnh), chiều cảm ứng từ (ngoài vào trong) hướng vào lòng bàn tay, chiều ngón cái choãi (chiều kéo dãn khung ra) chỉ chiều lực từ Bài 29: Đặt một khung dây dẫn hình chữ nhật có dòng điện chạy qua từ trường cho mặt phẳng khung dây vuông góc với các đường cảm ứng từ chiều hình vẽ lực từ có tác dụng gì: A lực từ làm dãn khung B lực từ làm khung dây quay C lực từ làm nén khung D lực từ không tác dụng lên khung Hiển thị lời giải Đáp án: C HD Giải: Áp dụng quy tắc bàn tay trái: chiều từ cổ tay đến ngón tay giữa chiều dòng điện (tuỳ theo các cạnh), chiều cảm ứng từ (dưới lên trên) hướng vào lòng bàn tay, chiều ngón cái choãi (chiều nén khung lại) chỉ chiều lực từ Bài 30: Chọn phát biểu sai Cảm ứng từ tại một điểm từ trường của một dòng điện chạy một dây dẫn có dạng định A tỉ lệ với cường độ dòng điện I gây từ trường B khơng phụ tḥc vào dạng hình học của dây dẫn C phụ tḥc vào vị trí điểm ta xét D phụ thuộc vào môi trường xung quanh Hiển thị lời giải Đáp án: B HD Giải: Cảm ứng từ tại một điểm từ trường của một dòng điện chạy một dây dẫn có dạng định phụ tḥc vào dạng hình học của dây dẫn 60 câu trắc nghiệm Từ trường có lời giải chi tiết (cơ - phần 2) 50 câu trắc nghiệm Từ trường có lời giải chi tiết (nâng cao - phần 1) 50 câu trắc nghiệm Từ trường có lời giải chi tiết (nâng cao - phần 2) .. .Lý thuyết: Lực từ a Lực từ tác dụng lên đoạn dây có dòng điện đặt từ trường Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn có chiều dài L có... của I để lực căng của các dây treo không b) Cho MN = 25cm, I = 16A có chiều từ N đến M Tính lực căng của mỡi dây Hiển thị lời giải a) Để lực căng của dây treo khơng trọng lực lực từ... nên lực tương tác giữa chúng lực hút Độ lớn của lực tương tác: Bài 3: Hai dây dẫn đặt cách 2cm khơng khí, dòng điện dây có giá trị cường độ, lực tương tác từ giữa dây lực hút