Giáo án dạy thêm lý 11 chương 4 từ trường

Dạy thêm VẬT LÍ 11 Dạy thêm ngày soạn 2/1/2014 Chương Từ trường Dạng Lực từ tác dụng lên đoạn dây điện thẳng Bài Một đoạn dây dẫn thẳng dài 50cm đặt từ trường có B = 8.10 -2(T) dịng điện qua dây có cường độ I = 0,75A Xác định lực từ tác dụng lên đoạn dây trường hợp r a) Dây đặt vng góc với B r b) Dây đặt song song với B r c) Dây đặt lệch với B góc 30o ĐS: F =3.10-2N; b F = 0; c F =1,5.10-2N Bài Một kim loại AB nặng 500g, đặt hai ray nằm ngang song song cách 0,4m, AB vng góc với ray Cho dòng điện I = 50A chạy qua kim loại r r ray Đặt hệ từ trường B , có B vng góc với mắt phẳng chứa ray Cho hệ số ma sát AB ray µ = 0, a) Tìm điều kiện B để bắt đầu chuyển động b) Cho B = 0,1T Tìm tốc độ thanh, quãng đường sau chuyển động 2s ĐS: B ≥ 0, 05T ; b v = 4m/s, s =4m Bài Một dây dẫn thẳng MN = l, khối lượng đơn vị dài dây ρ = 0.04 kg / m Dây treo dây dẫn nhẹ thẳng đứng r đặt từ trường B vng góc với mp dây treo (hv) Cho B = e Br 0,04 T, dòng điện qua dây I a) Xác định chiều độ lớn I để lực căng dây treo = N b) Cho MN=l=25cm, I = 15A có chiều từ M đến N, tính lực căng M I dây r c) Giải câu b trường hợp cho B thẳng đứng từ xuống Tính góc lệch dây treo ĐS: IN-M =10A; b T = (P+F)/2= 0,125N; c T = F + P / = 0, 09 N , β = 56o ) Bài Một dẫn điện đồng chất OM có khối lượng m = 10g, dài l =1m O treo thẳng đứng từ trường B nằm ngang Đầu O α r quay tự xung quanh trục nằm ngang Khi cho dịng điện có F cường độ IO-M = 8A qua lệch khỏi phương thẳng đứng góc ’ O N 30o Tính cảm ứng từ B (đk cân bằng: F.ON=P.NO’ B = 6,25.10-3T) r P M BT 1: Một dây thẳng MN = 25cm treo hai dây dẫn nhẹ thẳng r đứng Hệ đặt từ trường B hướng thẳng đứng từ lên, có B = 0,05T Cho dòng điện I = 5A qua dây MN a) Xác định lực từ tác dụng lên dây b) Xác định xác định góc lệch hai dây treo so với phương thẳng đứng Biết khối lượng dây MN 50g (ĐS: a F=0,0625N; b 7,12o) BT2 Một kim loại CD dài l=CD=20cm, khối lượng 100g, đặt hai ray, vng góc với hai ray song song nằm ngang nối hai đầu A, B với nguồn điện có r hdt U (hv) Hệ thống đặt từ trường B hướng thẳng đứng lên trên, B = 0,2T Hệ số ma Dạy thêm VẬT LÍ 11 sát CD ray k = 0,1 Bỏ qua điện trở C ray, dòng điện cảm ứng mạch A a) Giả sử CD trượt sang trái phía AB với gia tốc a = 3m/s2 Xác định chiều cường độ dòng điện I chạy qua CD b) Bây người ta nâng hai đầu A, B ray để hợp với mp ngang góc α = 30o Tìm hướng gia tốc B chuyển động CD lúc D ĐS: chiều từ C đến D, ICD = 10A; b cd xuống dưới, xa AB với a2 = 0,47m/s2 ) Bài Một kim loại MN có điện trở R= Ω dài l=20cm, khối lượng 50g, đặt hai ray, vng góc với hai ray song song nằm ngang nối hai đầu A, B với nguồn điện có suất điện động có ξ , điện trở r = Ω (hv) Hệ thống đặt từ trường r B hướng thẳng đứng lên trên, B = 0,5T Hệ số ma sát MN ray k = M 0,1 Bỏ qua điện trở ray, dòng điện cảm ứng mạch A a) Giả sử MN trượt sang trái phía AB với gia tốc a = 1,2 m/s2 Xác định cực nguồn A, B tính ξ b) Bây người ta nâng hai đầu A, B ray để hợp với mp ngang góc α = 30o Tìm hướng gia tốc B chuyển động MN lúc N (ĐS: a) ξ = 3,3V , cực dương nối với B; b) xuống với a = 2,12m/s2) Dạy thêm VẬT LÍ 11 Dạy thêm ngày soạn 7/1/2014 BÀI TỪ TRƯỜNG CỦA MỘT SỐ DỊNG ĐIỆN CĨ DẠNG ĐƠN GIẢN 1.Từ trường dịng điện thẳng a Dây dài vơ hạn Chiều: quy tắc nắm tay phải −7 Độ lớn: B = 2.10 I r b Dây hữu hạn chiều: quy tắc nắm tay phải −7 Độ lớn: B = 10 I ( sin α1 + sin α ) r + r B Từ trường dòng điện tròn Chiều: quy tắc nắm tay phải −7 Độ lớn: B = 2π 10 NI R α1 α2 r (N: số vịng dây ; R bán kính dòng điện) Từ trường dòng điện ống dây - dạng đường sức: + bên ống dây: đường sức từ // với ống dây( B đều) + bên ống dây: giống từ trường nam châm thẳng - Chiều đường sức từ: quy tắc nắm tay phải - Độ lớn: B = 4π 10−7.n.I (n: số vòng dây 1m chiều dài ống dây) Câu Cho dây dẫn thẳng dài mang dịng điện I1 = 10A đặt khơng khí hình vẽ a) Xác định vectơ cảm ứng từ M cách dây dẫn 20cm b) Tại M đặt dây dẫn thứ hai song song với dây thứ M mang dịng điện I2 = 30A Tìm quỹ tích điểm I1 mà cảm ừng từ tổng hợp khơng Hướng dẫn r a) BM có phương nằm mặt phẳng hình vẽ , chiều xác định theo quy tắc nắm tay phải hình vẽ 10 −7 I1 = 2.10−7 = 10−5 T Cảm ứng từ M: BM = 2.10 r 0, M r r r I b) Cảm ứng từ tai điểm N bất kì: BN = B1 + B2 r r r  B ↑↓ B2 BN = ↔   B1 = B2 Vậy N nằm mặt phẳng hai dây, N nằm đoạn thẳng vng góc hai dây cách dây thứ đoạn x I2 x −7 I −7 → = → x = 5cm TH1: hai dịng điện chiều Ta có B1 = B2 ⇔ 2.10 = 2.10 x 20 − x 20 − x Quỹ tích điểm thỏa mãn đường thẳng nằm mặt phẳng hai dây , song song nằm dây ,cách dây thứ 5cm I2 x −7 I −7 → = → x = 10cm TH2: Hai dòng điện ngược chiều: B1 = B2 ⇔ 2.10 = 2.10 x 20 + x 20 + x Quỹ tích điểm thỏa mãn đường thẳng nằm mặt phẳng hai dây , song song ,cách dây thứ 10cm, cách dây thứ hai 30cm I Dạy thêm VẬT LÍ 11 Câu Hai dây dẫn thẳng song song dài vơ hạn đặt cách 10cm khơng khí Dịng điện chạy hai dây ngược chiều có độ lớn I1 =10A; I2 =20A Tính B a) O cách dây 5cm b) M cách dây I1 10cm, cách dây I2 20cm c) N cách I1 8cm, cách I2 đoạn 6cm d) P cách dây 10cm (ĐS: a 1,2.10-4T; b 0; c 7,12.10-5T; d 3,46.10-5T) Câu Hai dây dẫn thẳng dài vô hạn đặt // cách 12cm Cho I1 = 2A ; I2 = 4A ; xác định r vị trí có từ trường tổng hợp B = TH a) dòng điện chiều b) dòng điện ngược chiều (ĐS: đường thẳng nằm mặt phẳng chứa dây dẫn, cách dây I1 4cm ; cách dây I2 8cm) b đường thẳng nằm mặt phẳng chứa dây dẫn, cách dây I1 12cm ; cách dây I2 24cm) r Câu 21.4: I1 = I2 = 5A song song, chạy ngược chiều, cách a = B 10cm Xác định B M, M cách hai dây đoạn a = 10cm r r Hướng dẫn B1 B2 Giả sử I1, I2 chạy dây dẫn, vng góc với mặt phẳng hình vẽ r r M Từ trường B1 dòng I1 gây ra, hợp với từ trường B2 dịng I2 gây góc α = 120o B1 = B2 = 10−5 T ⇒ BM = B1 = B2 = 10−5 T ⊕ I2 Ie Câu 21.5: I1 =6A, I2 = 9A song song, chạy ngược chiều, cách a = 10cm r Xác định B tại: a) điểm M cách I1: 6cm; cách I2: 4cm b) Điểm N cách I1: 6cm; cách I2: 8cm r Tìm quỹ tính điểm B = Hướng dẫn N 1.a) Dòng I1 gây cảm ứng từ M: I B1 = 2.10 = 2.10−5 T r1 Dòng I2 gây cảm ứng từ M: I B2 = 2.10 = 4,5.10−5 T r2 −7 P r B2 P Do hai vectơ chiều nên: BM = B1 + B2 = 6,5.10−5 T −7 b) Dòng I1 gây cảm ứng từ N: B1N = 2.10 −7 Dòng I2 gây cảm ứng từ N: B2 N = 2.10 r B2 r B1P −7 ⊕ I1 r B r B1 M e r I2 BM I1 = 2.10−5 T r1 I2 = 2, 25.10−5 T r2 Do hai vectơ vng góc nên: BN = B1N + B2 N = 6,5.10−5 T r r r r r Gọi P đó: BP = B1P + B2 P = ⇔ B1P = − B2 P ⇒ B1P = B2 P I1 I2 ngược chiều nên điểm P nằm mặt phẳng chứa dây dây, I1 < I2 ⇒ r2 > r1 ⇒ r2 − r1 = 10cm = 0,1m (1) Dạy thêm VẬT LÍ 11 B1P = B2 P ⇔ 2.10−7 I1 I r I = 2.10−7 ⇔ = = = (2) r1 r2 r1 I1  r = 20cm = 0, 2m  r2 = 30cm = 0,3m Từ (1) (2) ⇒  Câu 21.7 I1 =2A, I2 = 4A dài vơ hạn, đồng phẳng, vng góc với r a) Xác định B điểm mp chứa dây, cách hai dây đoạn r = 4cm r b) Trong mp chứa hai dịng điện, tìm quỹ tích điểm B = Hướng dẫn Cho I1 chạy chiều trục Ox, I2 chạy chiều Oy Từ trường dịng gây M góc I2 vng hình vẽ: Có vị trí điểm M r r r Tại M: r B1 B1 B2 B1 a) Với x = y = 4cm = 0, 04m e•e M I I B1 = 2.10 = 10−5 T B2 = 2.10−7 = 2.10−5 T y x −7 BM1 = BM = 10−5 T BM = BM = 3.10−5 T r b) Quỹ tính nhũng điểm B = nằm hai r r góc vng B1 B2 ngược chiều I I x Sao cho: B1 = B2 ⇔ = ⇔ y = y x x Quỹ tích phải tìm đường thẳng y = trừ điểm O y e•⊕ r B2 M3 e ⊕ • M x r r B1 B2 r B1 ⊕⊕ • M I1 Bài tập Bài Dây dẫn thẳng dài khoảng hai dây uốn thành vòng tròn nhỏ, bán kính 3cm Cho dịng điện I = 1,5A qua dây Xác định B tâm O vòng tròn a) Hình a b) Hình b ĐS : a 4,14.10-5T ; b 2,14.10-5T O Hình a Hình b Bài Sợi dây dẫn đường kính dây d = 0,5mm; dòng điện qua dây I = 0,2A, quấn thành ống dây dài Xác định B tâm ống dây TH a) Ống dây có chiều dài 40cm gồm 400 vịng dây b) Ống dây có vịng dây cách điện với nhau, quấn sát (a B = 4π 10−7 N I = 2,5.10−4 T ; b B = 4π 10−7 I = 5, 02.10−4 T ) l d Bài dây dẫn thẳng dài vơ hạn đặt khơng khí vng góc với nằm mặt phẳng Oxy; cường độ dòng điện dây I = 2A trùng với trục Ox hướng chiều Ox; I2 = 10A trùng trục Oy hướng theo trục Oy Xác định r a) BM biết xM = 5cm; yM = 4cm r b) BN biết xN = 5cm; yN = -4cm r c) Xác định vị trí điểm có B = Dạy thêm VẬT LÍ 11 −5 −5 (a BM = BMy − BMx = 3.10 T hướng theo By ; b BN = BNx − BNy = 5.10 T ; c đt: y = 0, x ) BT1: dây dẫn // cách 2a; dòng điện hai dây chiều I; mặt phẳng (P) vng góc với dây cắt chúng A B Điểm M thuộc (P), nằm trung trực AB cách trung điểm O AB đoạn x Tính a) Cảm ứng từ O b) Cảm ứng từ M c) Xác định x để BM cực đại =? (a B0 = 0; b BM = 4.10−7 I x a2 + x2 ; c x = a, BM max = 4.10−7 I ) 2a ... dương nối với B; b) xuống với a = 2,12m/s2) Dạy thêm VẬT LÍ 11 Dạy thêm ngày soạn 7/1/20 14 BÀI TỪ TRƯỜNG CỦA MỘT SỐ DỊNG ĐIỆN CĨ DẠNG ĐƠN GIẢN 1 .Từ trường dòng điện thẳng a Dây dài vô hạn Chiều:... dây TH a) Ống dây có chiều dài 40 cm gồm 40 0 vịng dây b) Ống dây có vòng dây cách điện với nhau, quấn sát (a B = 4? ? 10−7 N I = 2,5.10? ?4 T ; b B = 4? ? 10−7 I = 5, 02.10? ?4 T ) l d Bài dây dẫn thẳng... đường sức: + bên ống dây: đường sức từ // với ống dây( B đều) + bên ống dây: giống từ trường nam châm thẳng - Chiều đường sức từ: quy tắc nắm tay phải - Độ lớn: B = 4? ? 10−7.n.I (n: số vòng dây 1m