Đặc của điểm lực Loren-xơ

a) Điểm đặt: tại điện tích chuyển động.

b) Phương: f B

              

, f v

 

( v: chỉ chiều chuyển động) ( lực Loren-xơ có phương vuông góc với mặt phẳng chứa (v

và B

)) c) Chiều: áp dụng quy tắc bàn tay trái.

Đặt bàn tay trái sao cho cảm ứng từ xuyên vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến 4 ngón tay chỉ chiều vận tốc. Ngón cái choãi ra 900 . nếu

q0 >0, chiều ngón cái chỉ chiều của lực Loren-xơ, nếu q0 < 0 chiều ngón cái ngược chiều của lực Loren-xơ.

d) Độ lớn: f = q0 .v.B.sinα với α =  B v ,

3. Chú ý: khi điện tích dịch chuyển trong điện trường đều theo phương vuông góc với đường sức từ thì

fLorentz = Fht = m v. 2 r

BÀI TẬP

Câu 1. Hãy cho biết :

1). Lực Lo – ren – xơ tác dụng lên electron ? Biết một electron chuyển động với vận tốc đầu v0 = 107 m/s , trong từ trường đều B = 0,1T , sao cho v0 hợp góc 300 so với đường sức từ . 2). Giá trị của góc α ? Biết một điện tích q = 10-4 C , chuyển động với vận tốc v0 = 20 m/s trong một từ trường đều B = 0,5T , sao cho v0 hợp với đường sức từ một góc α . Lực Lo – ren – xơ tác dụng lên điện tích có độ lớn 5.10-4 T .

3). Giá trị của v0 để điện tích chuyển động thẳng đều ? Biết điện tích điểm q = 10-4 C , khối lượng

m = 1 g chuyển động với vân tốc đầu v0 , theo phương ngang trong một từ trường đều B = 0,1 T có phương nằm ngang và vuông góc với v0 .

► q chuyển động thẳng đều khi f = P

Đ/S 1). 8.10-14 N 2). 300 3). 1000 m/s

Câu 2.. Vecto lực Lo – ren – xơ tác dụng lên electron ? Biết sau khi được gia tốc bỡi hiệu điện thế U

= 150V , người ta cho electron chuyển động song song với một dây dẫn có cường độ I = 10 A , cách dây dẫn 5 mm . Chiều chuyển động của electron cùng chiều dòng điện .

► Áp dụng Đlí động năng : |e|U = 0,5.mv2 → v

Cảm ứng từ của từ trường tại vị trí e bay vào : B = 2.10-7 .I/R → B Lực Lo – ren – xo tác dụng lên e có :

- Điểm đặt trên e v - Phương : vuông góc với dây dẫn

- Chiều : ra xa dây dẫn  - Độ lớn : F = |e|vB F

I Đ/S 1). 5.10-2 T 2). 1,536.10-16 N

Buổi 11 BÀI TẬP TỪ THÔNG. CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ

BÀI TẬP SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ƯNG BÀI TẬP VỀ HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM I. LÝ THUYẾT

1. Từ thông – Cảm ứng điện từ :

- Từ thông là đại lượng đặc trưng cho số đường sức từ xuyên qua bề mặt S của một khung dây có diện tích S và được xác định theo công thức : B.S.cos

Trong đó : Φ là từ thông –Wb (Vê be) B là C.Ư.T – T

S là diện tích của khung dây – m2 α là góc tạo bởi B

và pháp tuyến của S.

- Hiện tượng cảm ứng điện từ : Là hiện tượng khi từ thông Φ qua khung dây biến thiên thì trong khung dây xuất hiện dòng điện – gọi là dòng điện cảm ứng Ic.

* Lưu ý : Dòng điện cảm ứng chỉ tồn tại khi từ thông qua mạch biến thiên.

- Định luật Lenz về chiều dòng điện cảm ứng :

" Dòng điện cảm ứng sinh ra trong mạch kín có chiều sao cho từ trường cảm ứng có tác dụng chống lại sự biến thiên của từ thông ban đầu qua mạch kín"

*Lưu ý : Các bước xác định dòng điện cảm ứng trong mạch kín :

+ Bước 1 : Xác định từ trường bên ngoài theo quy tắc " Vào Nam ra Bắc"

+ Bước 2 : Xác định từ trường do khung dây sinh ra theo quy tắc " Gần ngược, xa cùng"

+ Bước 3 : Xác định dòng điện cảm ứng sinh ra trong khung dây theo qui tắc nắm tay phải 2. Suất điện động cảm ứng :

- Suất điện động cảm ứng là suất điện động sinh ra dòng điện cảm ứng trong mạch kín khi xảy ra hiện tượng cảm ứng điện từ.

- Định luật Faraday về suất điện động cảm ứng : " Độ lớn của suất điện động cảm ứng xuất hiện trong mạch kín tỉ lệ với tốc độ biến thiên của từ thông qua mạch kín đó"

ec t



 

 hay ec t 3. Tự cảm :

- Hiện tượng tự cảm : Là hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra trong một mạch có dòng điện mà sự biến thiên từ thông qua mạch được gây ra bởi sự biến thiên của cường độ dòng điện trong mạch kín.

- Từ thông riêng của mạch kín : Φ = L.i

Trong đó : Φ là từ thông riêng của mạch kín.

L = 4π.10-7.

l N2

.S là độ tự cảm của ống dây.

- Suất điện động tự cảm : Suất điện động tự cảm xuất hiện trong hiện tượng tự cảm và có độ lớn tỉ lệ với tốc độ biến thiên của dòng điện trong mạch : etc L ti



 



- Năng lượng từ trường sinh ra bên trong ống dây : . 2

2 1Li W 

II. BÀI TẬP

Bài 1. Hãy cho biết :

1). Từ thông qua khung dây ? Biết một khung dây hình vuông có cạnh là a = 10 cm , đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 2 mT sao cho các đường sức từ hợp góc 300 so với mặt phẳng khung dây .

► α = 900 – 300 = 600 → Φ = BScosα

2). Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung dây trong thời gian từ trường biến đổi ? Biết một khung dây phẳng, diện tích 25 cm2 gồm 50 vòng dây đặt trong một từ trường đều . Vecto cảm ứng từ hợp với mặt phẳng khung dây góc 300 và có độ lớn 0,05T . Người ta làm cho cảm ứng từ B tăng từ 0,05T đến 0,1T trong khoảng thời gian 10-2 s .

► eC = t .N





∆Φ = B.S.cosα = ∆B.S.cosα = (0,1 – 0,05).25.10-4.cos(900 – 300) = 6,25.10-3 (Wb)

→ eC = 31,25.10-2 V .

3). Suất điện động cảm ứng ec và cường độ dòng điện cảm ứng ic xuất hiện trong khung ? Biết một khung dây dẫn phẳng giới hạn diện tích S = 100 cm2 , có điện trở R = 0,1 Ω . Khung dây đặt trong từ trường đều có vecto cảm ứng từ B

hợp với pháp tuyến ncủa diện tích S góc α = 600 . Cho độ lớn cảm ứng từ thay đổi với tốc độ Bt 0,1(T/s) .

► ec = t B.S.cost  Bt .S.cos











 = 5.10-4 (V)

ic = R ec

= 5.10-3 (A)

4). Giá trị của cạnh hình vuông a ? Biết một khung dây hình vuông có cạnh a gồm N = 2 vòng dây . Khung dây được đặt trong một từ trường đều có cảm ứng từ B = 0,4 T sao cho các đường sức vuông góc với mặt phẳng của khung và từ thông qua khung bằng 4.10-4 Wb .

► Φ = N.B.S.cosα → S S = a2 → a = 22,36 mm .

Bài 2. Một ống dây tự cảm có chiều dài l= 50cm gồm có 2000 vòng dây. Diện tích mỗi vòng là 5cm2.

a. Tìm hệ số tự cảm của ống dây ?

b. Năng lượng từ trường trong ống dây là bao nhiêu khi cho dòng điện i = 2A chạy qua ? hướng dẫn

a. áp dụng công thức S

l

L4.107 N2 Thay sè L 7 2.5.10 4 5.03.10 3H

5 , 0 10 2000 .

4    

 

b. Năng lợng từ trờng trong ống dây tự cảm:

J Li

W 5,03.10 0,02 2

1 2

1 2 3





 

ĐS: ec=10-3V

ĐS:I=1,2A,ngược chiều kim đồng hồ Bài 6 Một ống dây dài 50cm, có 1000 vòng dây. Diện tích tiết diện của ống là 20cm2. Tính độ

tự cảm của ống dây đó. Giả thiết rằng từ trường trong ống dây là từ trường đều.

ĐS: L  5.10-3H.

Bài 7 Một ống dây dài 50cm có 2500 vòng dây.Đường kính ống dây bằng 2cm.Cho một dòng điện biến đổi theo thời gian chạy qua ống dây.Sau thời gian 0,01s dòng điện tăng từ 0 đến 1,5A.Tính suất điện động tự cảm trong ống dây

ĐS:etc=0,74V

Bài 4: Một khung dây phẳng,diện tích 20cm2,gồm 50 vòng đặt trong từ trường đều.Véc tơ cảm ứng từ làm thành với mặt phẳng khung dây một góc =

6

 và có độ lớn bằng 2.10-4T.Người ta làm cho từ trường giảm đều đến không trong khoảng thời gian 0,01s.Tính suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung dây trong thời gian từ trường biến đổi

Bài 5: Một dây đồng điện trở R=3được uốn thành hình vuông cạnh a=40cm,hai đầu dây đồng được nối với hai cực của một nguồn điện có suất điện động=6V,điện trở không đáng kể.Mạch điện đặt trong một từ trường đều có B

cùng hướng với véc tơ pháp tuyến n của mặt phẳng hình vuông như hình vẽ. Cảm ứng từ tăng theo thời gian theo quy luật B=15t(T).Xác định độ lớn

và chiều dòng điện trong mạch.