Dạng 2. Từ trường của dòng điện tròn, của ống dây File

Một vòng dây tròn đặt trong chân không có bán kính R mang dòng điện có cường độ I thì cảm ứng từ tại tâm vòng dây là 10 µT.. Nếu cho dòng điện trên qua vòng dây có bán kính 4R thì cảm ứ[r]

(1)

Trên đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng!

DẠNG BÀI TỐN LIÊN QUAN ĐẾN TỪ TRƯỜNG CỦA DỊNG ĐIỆN TRÒN, CỦA ỐNG DÂY + Cảm ứng từ tâm khung dây điện tròn: I

B 10 N

R 

 

+ Cảm ứng từ lòng ống dây điện hình trụ dài: N

B 4 10  I 4 10 NI VÍ DỤ MINH HỌA

Câu Một vòng dây tròn đặt chân khơng có bán kính R mang dịng điện có cường độ I cảm ứng từ tâm vịng dây 10 µT Nếu cho dịng điện qua vịng dây có bán kính 4R cảm ứng từ tâm vịng dây có độ lớn

A 6.10−6 T B 1,2.10−6 T C 15.10−6 T D 2,5.10−6T Câu Chọn đáp án D

 Lời giải:

+ Từ

 

/

/ /

I B R R 10

B 10 B B 2,5 T

R B R R



        

 Chọn đáp án D

Câu Khi cho dòng điện cường độ 10 A chạy qua vòng dây dẫn đặt khơng khí cảm ứng từ tâm vịng dây dẫn có độ lớn 2,1.10-4

T Xác định bán kính vòng dây

A 5,0 cm B 0,30 cm C 3,0 cm D 2,5 cm

Câu Chọn đáp án C

+ I 710

 

B 10 2,1.10 10 r 0, 03 m

r r

  

      

 Chọn đáp án C

Câu Khung dây tròn đặt khơng khí bán kính 30 cm có 100 vòng dây Cường độ dòng điện qua khung dây 0,3/π A Độ lớn cảm ứng từ tâm khung dây

A 4.10-5T B 2.10-5T C 6,28.10−5T D 9,42.10−5T Câu Chọn đáp án B

+ B 10 N7 I 10 1007 0,3 / 2.10 5

 

r 0,3

   

    

 Chọn đáp án B

Câu Cho dòng điện cường độ 20 A chạy qua dây đồng có tiết diện 1,0 mm2 uốn thành vòng tròn đặt khơng khí Khi cảm ứng từ tâm vịng dây đồng có độ lớn 2,5.10−4 T Cho biết dây đồng có điện trở suất 1,7.10-8

Ω.m Hiệu điện hai đầu vòng dây đồng gần giá trị sau đây?

A 128 mV B 107 mV C 156mV D 99 mV

Câu Chọn đáp án B

+ Cảm ứng từ vòng dây gây tâm O có độ lớn:

 

7 I 20

B 10 2.10 10 r 0, 016 m

r r

  

       

O I

(2)

+ Chu vi điện trở vòng dây:

 

2

8

6 r 0, 032

0, 032

R 1, 7.10 5,369.10

S 10

 



    



      



+ Theo định luật Ôm: UIR107.103

 

Câu Hai sợi dây đồng giống nhau, có vỏ bọc cách điện, uốn thành hai khung dây tròn, khung thứ có vịng, khung thứ hai có hai vịng Nối hai đầu khung vào hiệu điện thê nhât định Khung thứ nhât gây tâm cảm ứng từ B1 khung thứ hai gây tâm B2 Tỉ số B2/B1

A B C D 0,5

Câu Chọn đáp án A

+ Điện trở nên cường độ dòng điện r1 = 2r2 Khung dây có vịng dây, cịn khung dây có vịng dây

+ Từ

7

7 2

7

1 I 10

B r

I

B 10 N

I r B 2 10

r

 





    



 Chọn đáp án A

1

r

2

r

Câu Hai sợi dây đồng giống nhau, khơng có vỏ bọc cách điện Dây thứ uốn thành một vịng ứịn Dây thứ hai gập đơi uốn thành vòng tròn Nối hai đầu khung vào hiệu điện định Khung thứ gây tâm cảm ứng từ B1 khung thứ hai gây tâm B2 Tỉ số B2/B1

A B C D

Câu Chọn đáp án B

+ Khung thứ hai xem vịng dây có điện trở giảm lần nên I2 = 4I1 r1 = 2r2

+

7

7 2

7 1

1 I 10

B r

I

B 10 N

I r B 2 10

r

 





    



1

r

2

r

Câu Một dây dẫn thẳng, dài có vỏ bọc cách điện, khoảng uốn thành vịng trịn, bán kính R = 20 cm hình vẽ Dịng điện chạy qua dây dẫn có cường độ A Độ lớn cảm ứng từ tâm O vòng tròn A 16,5.10-6 T B 14,4.10-6 T C 20,7.10-6T D 10,7.10-6 T Câu Chọn đáp án D

+ Dòng điện chạy vòng tròn gây tâm O cảm ứng từ vng góc với mặt phẳng hình vẽ, hướng từ ngồi vào (quy tắc nắm tay phải) có độ lớn: 7 6

 

1

I

B 10 10 15, 7.10 T

R 0,

  

    

+ Dòng điện chạy dây dẫn thẳng gây tâm O cảm ứng từ vng góc với mặt phẳng hình vẽ, hướng từ (quy tắc nắm tay phải) có độ lớn: B2 10 I 10 5.106

 

R 0,

  

    

+ Cảm ứng từ tống hợp O làB B 1B2 Vì A1 B2 phương, ngược chiều B1 > B2 nên B phương, chiều với Bx có độ lớn B = B1 − B2 = 10,7.10-6T

Câu Một dây dẫn dài, cách điện căng thẳng, có đoạn nhỏ khoảng dây uốn thành vịng trịn bán kính 1,5 cm Cho dịng điện cường độ I = A chạy dây dẫn hình vẽ Độ lớn cảm ứng từ tâm O vòng tròn

(3)

Câu Chọn đáp án A

+ Dòng điện chạy vòng tròn gây tâm O cảm ứng từ vng góc với mặt phẳng hình vẽ, hướng từ ngồi vào (quy tắc nắm tay phải) có độ lớn: 7 5

 

1

I

B 10 10 4.10 T R 0, 015

  

    

+ Dòng điện chạy dây dẫn thẳng gây tâm O cảm ứng từ vng góc với mặt phẳng hình vẽ, hướng từ (quy tắc nắm tay phải) có độ lớn: B2 10 I 10 4.10 5

 

R 0, 015

  

    

+ Cảm ứng từ tống hợp O làB B 1B2 Vì A1 B2 phương, ngược chiều B1 > B2 nên B phương, chiều với Bx có độ lớn B = B1 − B2 = 10,7.10-6T

Câu Hai dịng điện đặt khơng khí đồng phẳng: dịng thứ thẳng đều, có cường độ I1 = 2A, dịng thứ hai hình trịn, tâm O2 cách dịng thứ 40cm,bán kính R2 = 20cm, có cường độ I2 = 4/π A Xác định độ lớn cảm ứng từ O2

A 6.10-6T B 4.10-6T C 5.10-6T D 3.10-6T

1 I

2

I O2

Câu Chọn đáp án D

+ Từ trường I1 gây O2 có phương vng góc với mặt phẳng hình vẽ có chiều hướng từ ngồi vào (quy tắc nắm tay phải) có độ lớn: 7 6

 

1

I

B 2.10 2.10 10 T r 0,

  

  

+ Từ trường I2 gây O2 có phương vng góc với mặt phẳng hình vẽ có chiều hướng từ (quy tắc nắm tay phải) có độ lớn: 7 6

 

1

I /

B 2.10 2.10 4.10 T r 0,

   

  

+ Từ trường tống hợp: BB1B2  B B2B13.106

 

Câu 10 Hai dòng điện đặt khơng khí đồng phẳng: dịng thứ thẳng dài, có cường độ I1 = A; dịng thứ hai hình trịn, tâm O2, bán kính r (với 0,15 m < r < 0,2 m), có cường độ I2 = 5/π A, cho MN = 0,1 m (xem hình vẽ) Độ lớn cảm ứng từ tống hợp O2 có giá trị nhỏ

A 6.10-6 T B 12.10-6 T C 15.10−6T D 18.106 T

1

I

2

I

2

O M

N

Câu 10 Chọn đáp án D

+ Từ trường I1 gây O2 có phương vng góc với mặt phẳng hình vẽ có chiều hướng từ ngồi vào (quy tắc nắm tay phải) có độ lớn:

6

7

1

I 10

B 2.10 2.10

r r 0,1 r 0,1



 

  

 

+ Từ trường I2 gây O2 có phương vng góc với mặt phẳng hình vẽ có chiều hướng từ ngồi (quy tắc nắm tay phải) có độ lớn:

6

7

12

2

I / 10 B 2.10 2.10

r r r



  

  

+ Từ trường tống hợp:

6

1 1 2

10 10 B B B B B B

r 0,1 r

 

      

 Hàm nghịch biến r tăng từ 0,15m

nên Bmin r = 0,2m Bmin 15.10 T6

(4)

Câu 11 Một khung dây trịn gơm 24 vịng dây, vịng dây có dịng điện cường độ I chạy qua Theo tính tốn cảm ứng từ tâm khung B Nhưng đo thây cảm ứng từ tâm khung 0,5B Kiểm tra lại vòng dây thấy có n vịng quấn nhầm, chiều quấn vòng ngược chiều quấn đa số vòng khung Giá trị n

A B C D

Câu 11 Chọn đáp án B

+ Từ trường n vòng quấn ngược sê khử bớt từ trường n vịng cịn lại có n vịng quấn ngược xem khung dây bị 2n vòng

+ Từ





I B 10

I r

B 10 N n

I r

0, 24 2n r

 

   

    

   



Câu 12 Nối hai diêm M, N vòng tròn dây dân với hai cực nguồn điện Tính độ lớn cảm ứng từ tâm O vòng tròn Coi cảm ứng từ dòng điện dây nối sinh O không đáng kể

A 6.10-6 T B 12.10-6 T C 15.10−6 T D Câu 12 Chọn đáp án D

+ Vì hai đoạn mạch mắc song song nên:

1 2 1 2

I R I R I I I I

S S

      

+ Véc tơ cảm ứng từ I1 I2 gây O có hướng ngược với độ lớn

là: 1 2

7 1

I I

1 2

7 2

I B 10

r r

B B B B B I I

B 10 r r



 

  

      



  

 



O

2

I

1

I

Câu 13 Hai vòng tròn dây dẫn đồng tâm, bán kính vịng thứ R = 8cm, vòng thứ 2R vòng có dịng điện cường đội I = 10A chạy qua Nếu hai vòng dây nằm mặt phẳng chiều đọ lớn cảm ứng từ tống hợp O là:

A 11,78.10-5T B 2,12.10-5T C 0,71.10-5T D 3,93.10-5T Câu 13 Chọn đáp án A

+ Dòng I1, I2 gây O véc tơ cảm ứng từ B , B1 có hướng hình (quy tắc nắm tay phải) có độ lớn: 5

 

1

I

B 2B 10 2,5 10 T

R

 

    

+ Vì B1 B2 hướng nên cảm ứng từ tống hợp O B1B2 hướng với hai véc tơ có độ lớn: BB1B2 11, 78.10 T5

1

B

2

B

1

I

2

I

Câu 14 Hai vịng trịn dây dẫn đồng tâm, bán kính vịng thứ R = 8cm, vòng thứ 2R vịng có dịng điện cường độ I = 10A chạy qua Nếu hai vòng dây nằm mặt phẳng ngược chiều độ lớn cảm ứng từ tống hợp O là:

A 11,78.10-5T B 2,12 10-5T C 0,71 10-5T D 3,93 10-5T Câu 14 Chọn đáp án B

 

1

I

B 2B 10 2,5 10 T

R

 

    

+ Vì B1 B2 phương, ngược chiều B1 > B2 nên cảm ứng từ tống

1

B

2

B

1

I

2

(5)

hợp P: BB1B3 hướng với B1 có độ lớn:

 

5

BB B 3,93.10 T

Câu 15 Hai vịng trịn dây dẫn đồng tâm, bán kính vòng thứ R = 8cm, vòng thứ 2R vịng có dịng điện cường đội I = 10A chạy qua Nếu hai vòng nằm hai mặt phẳng vng góc với độ lớn cảm ứng từ O là:

A 11,78.10-5T B 8,78.10-5T C 0,71.10-5T D 6,93.10-5T Câu 15 Chọn đáp án B

 

1

I

B 2B 10 2,5 10 T

R

 

    

+ Vì B1B2 nên cảm ứng từ tống hợp O: B B 1B2 có độ lớn tính theo cơng thức: 2 5

 

1

B B B 8, 78.10 T

1

B

2

B

1

I

2

I

Câu 16 Cho hai vòng trịn dây dẫn bán kính R = 5πcm dòng điện chạy qua I1 = 3A I2 = 4A Vóng thứ đặt mặt phẳng nang, vòng thứ hai đặt mặt phẳng thẳng đứng cho hai tâm vòng tròn trùng hình vẽ Véc tơ cảm ứng từ tâm có:

A hướng hợp với hướng Nam Bắc góc 370 B hướng hợp với hướng Bắc Nam góc 370 C Độ lớn 31µT

D độ lớn 20µT

Tây

Nam

Đơng Bắc

Trên

Dưới

1

I

2

I

Câu 16 Chọn đáp án D

+ Dòng I1, I2 gây O véc tơ cảm ứng từ B , B1 có hướng hình (quy tắc nắm tay phải) có độ lớn:

 

7

1

7

2

I

B 10 1, 2.10 T r

B 10 1, 6.10 T

 

   

 

   



+ Theo nguyên lý chống chất từ trường:

 

2

1

2

1 B

tan 0, 75 37 B

B B B

B B B 2.10 T

      



   

   



Tây

Nam

Đông Bắc

Trên

Dưới

1

I

2

I

1 B

2 B B

Câu 17 Đặt ống dây dài cho trục nằm ngang vng góc với thành phần nằm ngang từ trường Trái Đất (Bd) Cho dịng điện cường độ I1 qua ống dây độ lớn cảm ứng từ B1 ống dây gây lòng ống gấp lần Bd Đặt kim nam châm thử ống dây nằm cân mặt phẳng

song song với mặt đất, theo phương hợp với trục ống dây góc α Giá trị α gần giá trị sau đây?

A 26° B 36° C 45° D 60°

Câu 17 Chọn đáp án A

+ Theo nguyên lý chống chất từ trường: B B 1B2

d

1 B

tan 26,

B

      



d

B B

1

(6)

Câu 18 Đặt ống dây dài cho trục nằm ngang vng góc với thành phần nằm ngang từ trường Trái Đất (Bd) Cho dịng điện cường độ I1 qua ống dây độ lớn cảm ứng từ B1 ống dây gây lòng ống gấp lần Bd Nếu cường độ dòng điện I2 đặt kim nam châm thử ống dây kim nam châm nằm cân theo phương Đông Bắc Biết nam châm thử nằm cân mặt phẳng song song với mặt đất Giá trị I2/I1 gần giá trị sau đây?

A 0,3 B 0,5 C 0,6 D 0,8

+ Theo nguyên lý chống chất từ trường: B B 1B2 d

B 2B

2 d 2

1

B B B B I I

2



     

0

45 d

B B

2

B

Bắc

Tây Nam

Đông Đơng - Bắc

Câu 19 Ống dây hình trụ dài 30cm đặt khơng khí có 100 vịng dây Cường độ dòng điện qua ống dây 0,3/π A Độ lớn cảm ứng từ lòng ống dây là:

A 4.10-5T B 2.10-5T C 6,28.10-5T D 9,42.10-5T Câu 19 Chọn đáp án A

+ Tính N 100 0,3 5

 

0,3

  

    



Câu 20 Một ống dây dài 20 cm, có 1200 vịng dây đặt khơng khí Độ lớn cảm ứng từ bên ống dây 75.10 3T Cường độ dòng điện chạy ống dây

A A B 9.9A C 15 A D 20A

+ N 10 NI 75.10 10 71200I I 9,9 A

 

  

      

Câu 21 Hai ống dây dặt khơng khí có thông số sau:

Ống 5A 5000 vòng Dài 2m

Ống 2A 10000 vòng Dài 1,5m

Độ lớn cảm ứng từ ống dây B1 B2 Chọn phưong án

A B1 + B2 = 0,016 T B B1/B2 = 0,98 C B1 + 3B2 = 0,066 T D B2/B1 = 0,98 Câu 21 Chọn đáp án C

+

 

7

1

7

2

5000

B 10 5 10 T

N

B 10 I

10000 16

B 10 10 T 1,5

 



 

    



   

   

 



Câu 22 Xác định số vịng dây có mét dọc theo chiều dài ống dây dẫn hình trụ đặt khơng khí (khơng lõi sắt) để cảm ứng từ bên ống dây dẫn có độ lớn 8,2.10-3T dịng điện ống dây dẫn có cường độ 4,35A

A 1500 vòng/m B 3000 vòng/m C 1800 vòng/m D 900 vòng/m

+ B 4 10 nI7 8, 2.103  4 10 n.4,357  n 1500 (vòng/m)

(7)

A 6,2.10-3 T B 4.10-3 T C 5.10−3T D 3.10-3 T Câu 23 Chọn đáp án C

+ Vì vịng dây quấn sát nên số vòng dây ống dây: N d  + Tính N

B 10 I 10 I

d

 

   

 

7

3

B 10 5.10 T 0,5.10

 



   

d

Câu 24 Dùng loại dây đồng đường kính 0,5 mm có phủ lớp sơn cách điện mỏng để quấn thành ống dây dài Ống dây có năm lớp nối tiếp với cho dòng điện tất vòng dây lớp chiều Các vòng dây lớp quấn sít Hỏi cho dòng điện cường độ I = 0,15 A vào ống dây cảm ứng từ bên ống dây bao nhiêu?

A 1,88.10−3 T B 1,44.10-3 T C 5.10-3T D 2,13.10-3 T Câu 24 Chọn đáp án A

+ Vì vịng dây quấn sát nên số vịng dây ống dây: N d



+ Tính N

B 10 I 10 I

d

 

   

 

7

3

B 10 1,88.10 T 0,5.10

 



   

d

Câu 25 Dùng loại dây đồng đường kính 0,5 mm có phủ lớp sơn cách điện mỏng dài s = 314cm, quấn vừa đủ lớp quanh hình trụ dài L = 50cm, có đường kính D = 4cm để làm ống dây Ống dây đặt khơng khí vịng dây quấn sát Nếu cho dòng điện cường độ I = 0,4A chạy qua ống dây cảm ứng từ bên ống dây

A 1,88.10−5 T B 1,44.10-5 T C 5.10-5T D 2,13.10-5 T Câu 25 Chọn đáp án A

+ Vì vịng dây quấn sát chiều dài vòng dây πD nên số vòng dây quấn ống dây N s

D 



+ Cảm ứng từ bên ống dây: B 10 NI 10 s I

L L D

 

   



 

7 3,14

B 10 0, 2,5.10 T 0,5 0, 04

 

   



d

Câu 26 Dùng dây đồng dài 60m, có điện trở suất 1,76.10-8Ωm, có đường kính 1,2mm để quấn (một lớp) thành ống dây dài Dây có phủ lớp sơn cách điện mỏng Các vòng dây quấn sát Khi cho dòng điện qua ống dây người ta đo cảm ứng từ ống dây 0,004T Hiệu điện đặt vào hai đầu ống dây gần giá trị sau đây?

A 5,9V B 4,2V C 3,9V D 3,5V

+ Vì vồng dây quấn sát nên số vòng dây ống dây: N d  N=f

+ N

B 10 I 10 I

d

 

   

3

0, 004 10 I I 3,82A 1, 2.10



    

(8)

+ Điện trở:









 

60

R 1, 76.10 0,934

S 0,5d 0,5.1, 2.10



      

  R=

 

   k

Câu 27 Dùng dây đồng đường kính d = 0,8 mm có phủ lớp sơn cách điện mỏng, quấn vừa đủ lớp quanh hình trụ có đường kính D = cm để làm ống dây Khi nối hai dây đồng với nguồn điện có hiệu điện U = 3,3 V cảm ứng từ bên ống dây 5π.10-4

T Cho biết điện trở suất đồng P = 1,76.10-8 Ωm Các vòng dây quấn sát Chiều dài ống dây L

A 0,6 m B 0,5 m C 0,4 m D 0,2 m

+ Vì vịng dây quấn sát chiều dài vòng D nên số vòng dây quấn ống dây

L N

d D

 



+ B 10 NI 10 1I 10 4 10 3.I

L d 0,8.10

   



       

+









 

3

2

8 R

3.3 0,8.10 0,5 Rd 0,5

0,5d

L 0, m

D 0, 04.1, 76.10 L

d D

 

  

 

    

 

 

 



w

Câu 28 (Đề tham khảo BGDĐT – 2018) Cho mạch điện có sơ đồ hình bên: L ống dây dẫn hình trụ dài 10cm, gồm 1000 vịng dây, quấn lớp sít nhau, khơng có lõi, đặt khơng khí, điện trở R, nguồn điện có  9V r = 1Ω Biết đường kính vòng dây nhỏ so với chiều dài ống dây Bỏ qua điện trở ống dây dây nối Khi có dịng điện mạch ổn định cảm ứng từ ống dây có độ lớn 2,51.10-2T Giá trị R

L R

, r   

A 3Ω B 4,5 Ω C 3,5 Ω D 9,42.4Ω

Câu 28 Chọn đáp án C

+ B 10 NI 10 N 2,51.10 10 7100 R 3,5

R r 0,1 R

    

         

 

-HẾT -