Bài toán về Lực từ tác dụng lên 1 đoạn dây mang dòng điện môn Vật lý 11

BÀI TOÁN VỀ LỰC TỪ TÁC DỤNG LÊN MỘT ĐOẠN DÂY MANG DÒNG ĐIỆN 1. Chiều lực từ được xác định bởi quy tắc bàn tay trái “Xòe bàn tay trái hứng các đường cảm ứng từ sao cho chiều của dòng đ[r]

BÀI TOÁN VỀ LỰC TỪ TÁC DỤNG LÊN MỘT ĐOẠN DÂY MANG DÒNG ĐIỆN 1 Định luật Ampe

.sin FBI  Trong đó: F (N) lực từ tác dụng lên sợi dây

B (T) từ trường mà dây dẫn đặt vào I (A) cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn

(m) chiều dài dây dẫn

 B,

  góp hợp từ trường chiều dài sợi dây Chiều lực từ xác định quy tắc bàn tay trái “Xòe bàn tay trái hứng đường cảm ứng từ cho chiều dòng điện từ cổ tay đến ngón tay Ngón tay chỗi 90° chiều dài lực từ”

2 Luyện tập

Ví dụ 1: Người ta cho dịng điện có cường độ I = 10 A chạy dây dẫn, đặt dây dẫn vng góc với đường cảm ứng từ có B = mT Lực điện từ tác dụng lên dây dẫn 0,01 N, xác định chiều dài dây dẫn nói ?

Lời giải:

Ta có: sin 30, 01 0, Isin 5.10 10.sin 90

F F BI

B 

 

     m = 20 cm

Ví dụ 2: Giữa hai cực nam châm có cảm ứng từ B nằm ngang, B = 0,01 T người ta đặt mơt dây dẫn có chiều dài nằm ngang vng góc với B Khối lượng đơn vị chiều dài d = 0,01 kg/m Tìm cường độ dịng điện I qua dây để dây nằm lơ lững không rơi Cho

10

Lời giải: Các lực tác dụng lên sợi dây gồm trọng lực P lực từ F Điều kiện để sợi dây nằm cân là: P    F F P Do lực từ F phải có chiều hướng lên

Mặt khác ta có: sin 90

sin 90 mg

F P BI mg I

B

    

Mật độ khối lượng sợi dây: d  m

Cường độ dòng điện qua dây: 10A sin90

d g I

B

 

Ví dụ 3: Treo đoạn dây dẫn MN có chiều dài 25 cm, khối lượng 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 độ lớn B = 0,04 T Cho g 10m s2

a) Xác định chiều độ lớn I để lực căng dây b) Cho I = 16 A có chiều từ M đến N Tính lực căng dây ?

Lời giải: a) Lực căng dây nghĩa dây nằm lơ lửng

0

P F F P

     

Do lực từ F phải có chiều hướng lên Áp dụng quy tắc bàn tay trái ta xác định chiều dịng điện có chiều từ N đến M

Mặt khác: I .sin 90

sin 90 mg

F P B mg I

B

b) Khi dịng điện có chiều từ M đến N lực từ F có chiều hướng xuống Do lực căng dây T có chiều hướng lên nên:

mg T   P F mgBI  T  BI

  Mật độ khối lượng sợi dây: d  m

Vậy: T  mg BI d g BI0, 26 N

 

Vì có hai sợi dây nên lực căng sợi 1 2 0,13

T

T T   N

Ví dụ 4: Treo đoạn dây dẫn có chiều dài 5 cm, khối lượng m = g hai dây mảnh, nhẹ cho dây dẫn nằm ngang Biết cảm ứng từ từ trường hướng thẳng xuống dưới, có độ lớn B = 0,5 T dịng điện qua dây dẫn I = 2A Nếu lấy g 10m s2 góc lệch  dây treo so với phương thẳng đứng bao nhiêu?

Lời giải:

Điều kiện cân bằng: T          F P T R T R  

Từ hình ta có: tan sin 90 0,5.2.0, 05.sin 90 45 45 0, 005.10

F BI P mg

Ví dụ 5: Hai ray nằm ngang, song song cách đoạn = 0,3 cm, kim loại đặt lên hai ray Cho dòng điện I = 50 A chạy qua kim loại với ray Biết hệ số ma sát kim loại với ray 0, khối lượng kim loại m = 0,5 kg Hãy tìm điều kiện độ lớn cảm ứng từ B để chuyển động (B vng góc với mặt phẳng hai ray)

Lời giải:

Giả sử cảm ứng từ B có chiều từ xuống chiều lực từ xác định hình Dưới tác dụng lực từ kim loại chuyển động mặt ngang hai ray Khi lực ma sát ngược chiều với lực từ F

Điều kiện để kim loại chuyển động là: sin 90

ms

FF BI N

Vì mặt ngang nên: 20 mg

N P mg BI mg B T

I  

Website HOC247 cung cấp môi trường học trực tuyến sinh động, nhiều tiện ích thơng minh, nội dung giảng biên soạn công phu giảng dạy giáo viên nhiều năm kinh nghiệm, giỏi kiến thức chuyên môn lẫn kỹ sư phạm đến từ trường Đại học trường chuyên danh tiếng

I. Luyện Thi Online

- Luyên thi ĐH, THPT QG: Đội ngũ GV Giỏi, Kinh nghiệm từ Trường ĐH THPT danh tiếng xây dựng khóa luyện thi THPTQG các mơn: Tốn, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học Sinh Học

- Luyện thi vào lớp 10 chun Tốn: Ơn thi HSG lớp 9 luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán trường

PTNK, Chuyên HCM (LHP-TĐN-NTH-GĐ), Chuyên Phan Bội Châu Nghệ An trường Chuyên khác

TS.Trần Nam Dũng, TS Pham Sỹ Nam, TS Trịnh Thanh Đèo Thầy Nguyễn Đức Tấn.

II Khoá Học Nâng Cao HSG

- Toán Nâng Cao THCS: Cung cấp chương trình Tốn Nâng Cao, Tốn Chuyên dành cho em HS THCS lớp 6, 7, 8, u thích mơn Tốn phát triển tư duy, nâng cao thành tích học tập trường đạt điểm tốt kỳ thi HSG

- Bồi dưỡng HSG Tốn: Bồi dưỡng phân mơn Đại Số, Số Học, Giải Tích, Hình Học và Tổ Hợp dành cho học sinh khối lớp 10, 11, 12 Đội ngũ Giảng Viên giàu kinh nghiệm: TS Lê Bá Khánh Trình, TS Trần Nam Dũng, TS Pham Sỹ Nam, TS Lưu Bá Thắng, Thầy Lê Phúc Lữ, Thầy Võ Quốc Bá Cẩn đơi HLV đạt thành tích cao HSG Quốc Gia

III. Kênh học tập miễn phí

- HOC247 NET: Website hoc miễn phí học theo chương trình SGK từ lớp đến lớp 12 tất môn học với nội dung giảng chi tiết, sửa tập SGK, luyện tập trắc nghiệm mễn phí, kho tư liệu tham khảo phong phú cộng đồng hỏi đáp sôi động

- HOC247 TV: Kênh Youtube cung cấp Video giảng, chuyên đề, ôn tập, sửa tập, sửa đề thi miễn phí từ lớp đến lớp 12 tất mơn Tốn- Lý - Hố, Sinh- Sử - Địa, Ngữ Văn, Tin Học Tiếng Anh

Vững vàng tảng, Khai sáng tương lai

Học lúc, nơi, thiết bi – Tiết kiệm 90%

Học Toán Online Chuyên Gia