Chuyên đề Dòng điện chạy qua hai dây dẫn thẳng song song tương tác với nhau môn Vật lý 11

- HOC247 NET: Website hoc miễn phí các bài học theo chương trình SGK từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả các môn học với nội dung bài giảng chi tiết, sửa bài tập SGK, luyện tập trắc nghiệm m[r]

(1)

Bài 1: Hai dây dẫn thẳng dài, đặt song song với cách 10 cm đặt khơng khí Dịng điện chạy dây dẫn có cường độ I1 1 A, I2 5 A

a) Tính lực từ tác dụng lên đơn vị chiều dài dây

b) Tính lực từ tác dụng lên đoạn có chiều dài m dây Lời giải: a) Lực tác dụng lên đơn vị chiều dài dây:

7

0

.I 1.5

2.10 2.10 10

0,1 I

F N

r

  

  

b) Lực từ tác dụng lên đoạn có chiều dài 2m dây:

7 2.5

2.10 2.10 2.10 0,1

I I

F N

r

  

  

Bài 2: Dây dẫn thẳng dài có dịng I1 15 A qua, đặt chân khơng a) Tính cảm ứng từ điểm cách dây 15 cm

b) Tính lực từ tác dụng lên m dây dòng I2 10A đặt song song cách I1 đoạn 15 cm Cho biết lực lực hút hay lực đẩy Biết I1 I2 ngược chiều

Lời giải:

(2)

W: www.hoc247.net F: www.facebook.com/hoc247.net Y: youtube.com/c/hoc247tvc Trang | b) Lực từ dòng I1 tác dụng lên 1m dây dòng I2 :

7 715.10

2.10 2.10 2.10

0,15 I I

F N

r

  

  

Vì hai dịng điện ngược chiều nên lực lực đẩy

Bài 3: Ba dây dẫn thẳng dài mang dòng điện I I I1, 2, 3 theo thứ tự đó, đặt song song cách nhau, khoảng cách dây a = cm Biết chiều I1 I3 hướng vào, I2 hướng mặt phẳng hình vẽ, cường độ dịng điện I1 10 A, I2 I3 20 A Xác định F tác dụng lên mét dòng I1

Lời giải: Dòng I1 chịu tác dụng hai dòng điện I2 I3

Gọi F21,F31 lực dòng điện I2 dòng điện I3 tác dụng lên m dây dịng điện I1

Ta có:

7

21

7

31

13

10.20

2.10 2.10 10

0, 04

10.20

2.10 2.10 5.10

0, 08 I I

F N

r I I

F N

r

  

   

 

   



Vì hai dịng điện I1 I3 chiều nên lực tương tác chúng lực hút Còn hai dòng điện I1 I2 ngược chiều nên lực tương tác giũa chúng lực đẩy

Lực tổng hợp: F F31F21

(3)

Bài 4: Ba dây dẫn thẳng dài song song cách khoảng a = 20 (cm) (hình vẽ) Cường độ dịng điện chạy dây I150A , I2  I3 20A

1 Xác định cảm ứng từ B điểm cách dây dây khoảng a = 20 cm (tại I1 )

2 Xác định phương chiều độ lớn lực từ tác dụng lên 1m dây cách:

a) Dựa vào cảm ứng từ B vừa tính câu a b) Tính trực tiếp

(4)

W: www.hoc247.net F: www.facebook.com/hoc247.net Y: youtube.com/c/hoc247tvc Trang | Ta có:

 

7

2

7

3

2.10 2.10

I B T r I B T r             

Cảm ứng từ tổng hợp M: BB2B3

Gọi  góc tạo B2 B3 :I MI2 360

2

1 2 2cos 3.10

B B B B B   T

    

2 a) Khi đặt dịng điện I1 vào M dòng I1 chịu tác dụng lực từ từ trường tổng hợp B :

5

1 3.10 50.1 3.10

FBI     N

2.b) Ta có:

21 31

7

2 21 31

21 0,

2.10 10

r r a m

I I

I I F F N

r              

Gọi F hợp lực I2 I3 tác dụng lên I1 : FF21F31 Vì F13F23 nên F 2F13cos (với 30

2 

   ) Hay: F2.10 cos303  3.103N

Bài 5: Ba dây dẫn thẳng dài đặt song song mặt phẳng đứng có khoảng cách a = cm hình vẽ Dây giữ cố định, có cường độ dịng điện I12I3 4 A qua hình vẽ Dây tự có dịng I2 5 A qua Tìm chiều di chuyển dây lực từ tác dụng lên 1m dây bắt đầu chuyển động

2

I có chiều dịng điện:

(5)

a) Khi dịng điện qua I2 có chiều từ lên, lúc I1 đẩy I2 lực F12 I2 đẩy I2 lực F32

Ta có:

7

12

7

32

4.5

2.10 2.10 8.10

0, 05

.I 2.5

2.10 2.10 4.10

0, 05 I I F N r I F N r                 

Lực tổng hợp tác dụng lên đơn vị chiều dài dây mang I2 là:

12 32 F F F

Vì F12 F32 phương, ngược chiều F12F32 nên:

12 32 4.10 FF F   N

Vectơ F có phương vng góc với sợi dây I2 có chiều hướng sang phải (như hình vẽ) nên sợi dây mang

2

I dịch chuyển sang bên phải đến cân thiết lập dừng lại

b) Khi dịng diện qua I2 có chiều từ xuống, lúc I1 hút I2 lực F12 I2 hút I2 lực

32 F

Ta có:

7

12

7

32

4.5

2.10 2.10 8.10

0, 05

2.5

2.10 2.10 4.10

0, 05 I I F N r I I F N r                 

Lực tổng hợp tác dụng lên đơn vị chiều dài dây mang I2

là: F F12F32

Vì F12 F32 phương, ngược chiều F12F32 nên:

12 32 4.10 FF F   N

Vectơ F có phương vng góc với sợi dây I2 có chiều hướng sang phải (như hình vẽ) nên sợi dây mang

2

(6)

W: www.hoc247.net F: www.facebook.com/hoc247.net Y: youtube.com/c/hoc247tvc Trang | Bài 6: Hai dòng điện thẳng dài vô hạn đặt song song cách 30 cm mang hai dòng điện chiều

1 20A

I  ,I2 40A Xác định vị trí đặt dòng I3 để lực từ tác dụng lên I3 không Lời giải:

Gọi F F13, 23 lực dòng I1 I2 tác dụng lên dịng I3

Ta có:

 

13 23 13 23

13 23

2

F F

F F F F

F F

         





Từ (2) suy ra: 23

 

23 13 13 23 13

2

r

I I I

r r

r  r  r  I   

Vì hai dịng điện I1 I3 chiều nên từ (1) suy ra: dòng I3 phải bên khoảng hai dòng I1

3

I Do ta có: r23r1330 4

 

Giải (3) (4) ta có: r13 10 cm r2320 cm

Vậy để lực từ tác dụng lên dịng I3 dòng I3 phải đặt cách vòng I1 đoạn 10 cm hay đặt cách dòng

2

(7)

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

các 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 Chun 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