Click aici >> 🏉 Lực Từ Tác Dụng Lên Đoạn Dây

Bài tập vận dụng. Bài 1: (Trang 66 SBT Vật lí 9) Một đoạn dây dẫn thẳng AB được đặt ở gần đầu của thanh nam châm thẳng (Như hình 30.2 bên dưới). Hãy biểu diễn lực điện từ tác dụng lên dây dẫn, biết rằng dòng điện chạy qua dây có chiều từ B đến A. Giải: Vận Câu 3: Mômen ngẫu lực từ tác dụng lên một khung dây có dòng điện đặt trong từ trường đều: A.tỉ lệ thuận với diện tích của khung. B.có giá trị lớn nhất khi mặt phẳng khung vuông góc với đường sức từ. C.có giá trị lớn nhất khi mặt phẳng khung song song với đường Lực từ tác dụng lên đoạn dây lúc này có độ lớn: F = B.I.sin 45° = 0,64 (N) Bài 4: Một đoạn dây thẳng MN dài 6 cm, có dòng điện 5A, đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 0,5 T. Lực từ tác dụng lên đoạn dây có độ lớn F = 7,5.10-2 N. Góc hợp bởi dây MN và đường 1/ Phương và chiều của lực từ Chương IV: Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện Khi có dòng điện chạy qua khung dây theo chiều D→C→B→A cân thăng bằng nghiêng về phía khung dây. Đổi chiều từ trường giữa hai cực của nam châm chữ U ta thấy cân thăng bằng lệch về phía các quả cân => chiều của lực từ đã thay đổi. Một đoạn dây dẫn thẳng dài 128cm 128 c m được đặt vuông góc với các đường sức từ trong một từ trường đểu có cảm ứng từ 0, 83T 0, 83 T. Xác định lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn khi dòng điện chạy qua đoạn dây dẫn này có cường độ 18A 18 A Câu 357998: Fast Money. giới thiệu đến các em học sinh lớp 11 bài viết Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn thẳng, nhằm giúp các em học tốt chương trình Vật lí 11. Nội dung bài viết Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn thẳng Dạng 1. Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn thẳng A. Phương pháp giải Lực từ tác dụng lên đoạn dòng điện đặt trong từ trường đều + Lực từ F có đặc điểm Điểm đặt tại trung điểm đoạn dòng điện Có phương vuông góc với I và B có chiều tuân theo quy tắc bàn tay trái Độ lớn F sin = α với α là góc tạo bới I và B Trong đó B là cảm ứng từ đơn vị là Tesla – T; I là cường độ dòng điện A là chiều dài của sơi dây m. Quy tắc bàn tay trái Lưu ý + Chiều của cảm ứng từ B bên ngoài nam châm là chiều vào Nam S ra Bắc N + Quy ước B F α I. Đặt bàn tay trái xòe rộng, sao cho lòng bàn tay hứng các đường sức từ, chiều từ cổ tay đến các ngón tay giữa chỉ chiều dòng điện, khi đó ngón cái choãi ra 900 chỉ chiều của lực từ 16. B. VÍ DỤ MẪU Ví dụ 1 Hãy áp dụng quy tắc bàn tay trái để xác định chiều của một trong ba đại lượng F, B, I còn thiếu trong các hình vẽ sau đây Hướng dẫn giải Trước tiên ta phát biểu quy tắc bàn tay trái Quy tắc bàn tay trái Đặt bàn tay trái xòe rộng, sao cho lòng bàn tay hứng các đường sức từ, chiều từ cổ tay đến các ngón tay giữa chỉ chiều dòng điện, khi đó ngón cái choãi ra 900 chỉ chiều của lực từ. Ví dụ 2 Xác định chiều đường sức từ ghi tên cực của nam châm Hướng dẫn giải Áp dụng quy tắc bàn tay trái ta xác định được các cực và chiều của B như sau B I F Hình 1 Hình 2 B I F Hình 3 F I B Hình 2 B I F Hình 1 B I Hình 3 B I F I Hình 1 I F Hình 2 I F Hình 3 17 Ví dụ 3 Một dây dẫn có chiều dài 10 m được đặt trong từ trường đều có B = T. Cho dòng điện có cường độ 10 A chạy qua dây dẫn. a Xác định lực từ tác dụng lên dây dẫn khi dây dẫn đặt vuông góc với B b Nếu lực từ tác dụng có độ lớn bằng 2,5 3 N. Hãy xác định góc giữa B và chiều dòng điện ? Hướng dẫn giải a Lực từ F có đặc điểm + Điểm đặt tại trung điểm đoạn dây mang dòng điện + Có phương vuông góc với I và B có chiều tuân theo quy tắc bàn tay trái + Độ lớn 90 5 N N S F I. Hình 1 B Theo quy tắc bàn tay trái thì vecto cảm ứng từ có phương thẳng đứng và chiều từ trên xuống. đường sức của vecto cảm ứng từ có chiều vào Nam, ra Bắc nên cực trên của nam châm là Bắc N và cực dưới là Nam S như hình 1. Ra Bắc Vào Nam B N S I F Hình 2 Ra Bắc Vào Nam B Theo quy tắc bàn tay trái thì vecto cảm ứng từ theo phương ngang và chiều từ trái sang phải. Đường sức của vecto cảm ứng từ có chiều vào Nam, ra Bắc nên cực bên trái của nam châm là Bắc N và cực bên phải là Nam S như hình 2. I F Hình 3 B Theo quy tắc bàn tay trái thì vecto cảm ứng từ có phương vuông góc với mặt phẳng hình vẽ và chiều hướng từ trong ra ngoài như hình 3. 18 M N I B P T T F b Ta có 0 2 F 2,5 3 3 F sin sin 60 Ví dụ 4 Cho đoạn dây MN có khối lượng m, mang dòng điện I có chiều như hình, được đặt vào trong từ trường đều có vectơ B như hình vẽ. Biểu diễn các lực tác dụng lên đoạn dây MN bỏ qua khối lượng dây treo. Hướng dẫn giải + Các lực tác dụng lên đoạn dây MN gồm Trọng lực P đặt tại trọng tâm chính giữa thanh, có chiều hướng xuống; Lực căng dây T đặt vào điểm tiếp xúc của sợi dây và thanh, chiều hướng lên; Lực từ F áp dụng quy tắc bàn tay trái xác định được F có phương thẳng đứng, chiều hướng lên như hình. + Các lực được biểu diễn như hình. Ví dụ 5 Treo đoạn dây dẫn có chiều dài 5 cm, khối lượng m = 5g bằng hai dây mảnh, nhẹ sao cho dây dẫn nằm ngang. Biết cảm ứng từ của từ trường hướng thẳng đứng xuống dưới, có độ lớn B = 0,5 T và dòng điện đi qua dây dẫn là I = 2A. Nếu lấy g = 10 m/s2 thì góc lệch α của dây treo so với phương thẳng đứng là bao nhiêu. Hướng dẫn giải + Các lực tác dụng lên thanh MN gồm Trọng lực P có phương thẳng đứng, hướng xuống. Lực căng dây dây T Lực từ F dùng quy tắc bàn tay trái xác định chiều của F + Các lực được biểu diễn như hình I B M N T1 T2 F P + Điều kiện cân bằng TFP0 TR0 ⇒ β = α + Từ hình ta có F BI sin 90 P mg 0,005 45 45. Ví dụ 6 Treo đoạn dây dẫn MN có chiều dài l = 25 cm, khối lượng của một đơn vị chiều dài là 0,04 kg/m bằng hai dây mảnh, nhẹ sao cho dây dẫn nằm ngang. Biết cảm ứng từ có chiều như hình vẽ, có độ lớn B = 0,04 T. Cho g = 10 m/s2 a Xác định chiều và độ lớn của I để lực căng dây bằng 0. b Cho I = 16A có chiều từ M đến N. Tính lực căng mỗi dây ? Hướng dẫn giải a Lực căng dây bằng 0 nghĩa là dây nằm lơ lững ⇒ PF0 F P + Do đó lực từ F phải có chiều hướng lên. Áp dụng quy tắc bàn tay trái ta xác định được chiều của dòng điện có chiều từ N đến M. + Mặt khác ta cũng có mg F P sin 90 mg I B. sin 90 + Mật độ khối lượng của sợi dây m d + Vậy I 10 A Bsin 90 b Khi dòng điện có chiều từ M đến N thì lực từ F có chiều hướng xuống. Do lực căng dây T có chiều hướng lên nên T P F mg BI + Mật độ khối lượng của sợi dây m d + Vậy mg T BI BI 0,26 N + Vì có hai sợi dây nên lực căng mỗi sợi là 1 2 T. Ví dụ 7 Một dây dẫn được gập thành khung dây dạng tam giác vuông MNP hình vẽ. Biết MN = 30 cm, NP = 40 cm. Đặt khung dây vào từ trường đều B = 0,01 T B có phương vuông góc với mặt phẳng hình vẽ, có chiều từ ngoài vào trong như hình. Cho dòng điện I = 10A vào khung có chiều MNPM. Lực từ tác dụng vào các cạnh của khung dây là bao nhiêu. Hướng dẫn giải Vì B vuông góc với mặt phẳng MNP nên B vuông góc với tất cả các cạnh của tam giác MNP. + Lực từ tác dụng lên đoạn MN Có điểm đặt tại trung điểm của MN Có phương vuông góc với MN, chiều hướng sang phải như hình Có độ lớn 0 F sin 90 0, 0,03 N MN + Lực từ tác dụng lên đoạn NP Có điểm đặt tại trung điểm của NP Có phương vuông góc với NP, chiều hướng lên như hình Có độ lớn 0 F sin 90 0, + Lực từ tác dụng lên đoạn PM Có điểm đặt tại trung điểm của PM Có phương vuông góc với PM, chiều như hình Có độ lớn 0 F sin 90 PM. C. BÀI TẬP VẬN DỤNG Bài 1. Hãy áp dụng quy tắc bàn tay trái để xác định chiều của một trong ba đại lượng F, B, I còn thiếu trong các hình vẽ sau đây Bài 2. Xác định chiều đường sức từ ghi tên cực của nam châm Bài 3. Một dây dẫn có chiều dài l = 5m, được đặt trong từ trường đều có độ lớn B = T. Cường độ dòng điện chạy trong dây dẫn có giá trị 6A. Hãy xác đinh độ lớn của lực từ tác dụng lên dây dẫn trong các trường hợp sau đây a Dây dẫn đặt vuông góc với các đường sức từ. b Dây dẫn đặt song song với các đường sức từ. c Dây dẫn hợp với các đường sức từ một góc 450 Bài 4. Một đoạn dây thẳng MN dài 6 cm, có dòng điện 5A, đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 0,5 T. Lực từ tác dụng lên đoạn dây có độ lớn F = 7, N. Góc hợp bởi dây MN và đường cảm ứng từ là bao nhiêu ? Bài 5. Một dây dẫn mang dòng điện I = 5A, có chiều dài 1m, được đặt vuông góc với cảm ứng từ B = T. Hãy xác định lực từ tác dụng lên dây dẫn ? Bài 6. Người ta cho dòng điện có cường độ I = 10 A chạy trong một dây dẫn, đặt dây dẫn vuông góc với các đường cảm ứng từ có B = 5 mT. Lực điện tác dụng lên dây dẫn là 0,01N, hãy xác định chiều dài của dây dẫn nói trên? Bài 7. Người ta dùng một dây dẫn có chiều dài 2m đặt vào từ trường đều có B = 10-2 T, dây dẫn được đặt vuông góc với các đường sức, lực từ tác dụng lên dây dẫn là 1N, hãy xác định cường độ dòng điện chạy trong dây dẫn. F I Hình 2 F I Hình 3 I F Hình 4 B F I Hình 5 Hình 6 F B I I B Hình 1 F I Hình 2 I F Hình 1 I F Hình 3 22 Bài 8. Một đoạn dây dẫn dài 5cm đặt trong từ trường đều và vuông góc với vecto cảm ứng từ. Dòng điện chạy qua dây có cường độ 0,75A. Lực từ tác dụng lên dây có giá trị N. Hãy xác định cảm ứng từ của từ trường. Bài 9. Một dây dẫn thẳng MN chiều dài l, khối lượng của một đơn vị dài của dây là D = 0,04kg/m. Dây được treo bằng hai dây dẫn nhẹ thẳng đứng và đặt trong từ trường đều có B vuông góc với mặt phẳng chứa MN và dây treo, B = 0,04T. Cho dòng điện I qua dây. a Định chiều và độ lớn của I để lực căng của các dây treo bằng không. b Cho MN = 25cm, I = 16A có chiều từ N đến M. Tính lực căng của mỗi dây. Bài 10. Giữa hai cực nam châm có cảm ứng từ B nằm ngang, B = 0,01T người ta đặt môt dây dẫn có chiều dài nằm ngang vuông góc với B Khối lượng của một đơn vị chiều dài là d = 0,01 kg/m. Tìm cường độ dòng điện I qua dây để dây nằm lơ lững không rơi. Cho g = 10 m/s2 Bài 11. Hai thanh ray nằm ngang, song song và cách nhau đoạn l = 0,3 cm, một thanh kim loại đặt lên hai thanh ray. Cho dòng điện I = 50A chạy qua thanh kim loại với thanh ray. Biết hệ số ma sát giữa thanh kim loại với thanh ray là µ = 0,2 và khối lượng thanh kim loại m = 0,5kg. Hãy tìm điều kiện về độ lớn của cảm ứng từ B để thanh có thể chuyển động B vuông góc với mặt phẳng hai thanh ray. Bài 12. Một dây dẫn được gập thành khung dây dạng tam giác vuông cân MNP. MN = NP = 10 cm. Đặt khung dây vào từ trường B = 10-2 T có chiều như hình vẽ. Cho dòng điện I = 10A vào khung có chiều MNPM. Lực từ tác dụng vào các cạnh của khung dây là bao nhiêu ? Bài 13. Xác định lực từ tác dụng lên các cạnh của khung hình vẽ. Biết chiều của vectơ cảm ứng từ B và chiều dòng điện được cho như mỗi hình vẽ. D. HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP VẬN DỤNG. Vật lí lớp 11 bài tập lực từ tác dụng lên đoạn dây điện đặt trong từ trường đều thuộc chương trình vật lí lớp 11 chủ đề Từ trường, cảm ứng thức Tính lực từ tác dụng lên đoạn dây điện đặt trong từ trường đều$F = BI\ell.\sin\alpha$Trong đóF lực từ tác dụng lên đoạn dây điện N điểm đặt tại trung điểm của đoạn dây điệnI Cường độ dòng điện AB cảm ứng từ T$\ell$ chiều dài đoạn dây điện mα = $\vec{B},\vec{I}$Phương pháp giải Bài tập lực từ tác dụng lên đoạn dây điện đặt trong từ trường đềuBài tập 1 Một dây dẫn có chiều dài 10m đặt trong từ trường đều B= Cho dòng điện cường độ 10A chạy qua dây xác định lực từ tác dụng lên dây dẫn khi dây dẫn đặt vuông góc với \[\vec{B}\]b/ Nếu lực từ tác dụng có độ lớn bằng \[2,5\sqrt{3}\] N. Xác định góc giữa \[\vec{B}\] và chiều dòng điện. Hướng dẫnBài tập lực từ tác dụng lên đoạn dây điệna/ F= F= =\[2,5\sqrt{3}\] => α=60o.[collapse]Bài tập 2 Dòng điện cường độ 10A chạy qua khung dây dẫn tam giác vuông MNP theo chiều MNPM như hình vẽ. Biết MN=30cm, NP=40cm. Từ trường đều B=0,01T vuông góc với mặt phẳng khung dây. Tính lực từ tác dụng lên các cạnh của khung dây, vẽ hình minh họa. Hướng dẫnBài tập lực từ tác dụng lên đoạn dây điệnF$_{MN}$ = NP^{2}}\]F$_{MP}$ = tập 3 Treo dây MN = 5cm khối lượng 5g bằng hai dây không giãn khối lượng không đáng kể. Độ lớn cảm ứng từ 0,5T phương vuông góc với đoạn dây, chiều từ trên xuống như hình vẽ. Tính góc lệch của dây treo so với phương thẳng đứng khi đoạn dây MN nằm cân bằng biết cường độ dòng điện qua đoạn dây MN là 2A, lấy g=10m/s2. Hướng dẫnBài tập lực từ tác dụng lên đoạn dây điệnF= P= α=\[\dfrac{F}{P}\] => α=45o[collapse]Bài tập 4 Dòng điện 6A chạy qua đoạn dây dẫn dài 5m đặt trong từ trường đều có B= Tính lực từ tác dụng lên dây dẫn trong các trường hợp saua/ Dây dẫn đặt vuông góc với các đường sức Dây dẫn đặt song song với các đường sức Dây dẫn hợp với các đường sức từ một góc 45o Hướng dẫna/ F= F= F= tập 5 Dòng điện 10A chạy qua khung dây tam giác vuông cân MNP theo chiều MNPM có MN=NP=10cm đặt trong từ trường đều. Cảm ứng từ B=10-2T song song với NP như hình vẽ. Tính lực từ tác dụng lên các cạnh của khung dây. Hướng dẫnBài tập lực từ tác dụng lên đoạn dây điệnF$_{MN}$= tập 6 Hai thanh ray nằm ngang song song cách nhau 0,3cm. Một thanh kim loại đặt lên hay thanh ray. Cho dòng điện 50A chay qua thanh kim loạt đặt lên hay thanh ray. Biết hệ số ma sát giữa thanh kim loại và thanh ray là µ=0,2 và khối lượng thanh kim loại là 0,5kg. Tìm điều kiện về độ lớn của cảm ứng từ B có phương vuông góc với mặt phẳng hai thanh ray để thanh kim loại có thể chuyển động. Hướng dẫnBài tập lực từ tác dụng lên đoạn dây điệnBài tập lực từ tác dụng lên đoạn dây điệnĐể thanh kim loại chuyển động lực từ phải lớn hơn lực ma sátF > F$_{ms}$ => > => B > 20/3 T[collapse]Bài tập 7 Một dây dẫn có dạng nửa đường tròn bán kính 20cm được đặt trong mặt phẳng vuông góc với cảm ứng từ của từ trường đều B=0,4T. Cho dòng điện I=5A đi qua đoạn dây. Tính lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn. Hướng dẫnBài tập lực từ tác dụng lên đoạn dây điệnChia đoạn dây thành các phần tử nhỏ Δl$_{i}$ và Δl’$_{i}$ đối xứng nhau qua trục đối xứng của vòng dây bị tác dụng lên mỗi phần tử nhỏ đó làF$_{i}$= Δl$_{i}$F’$_{i}$= Δl’$_{i}$Phân tích \[\vec{F_{i}}\] và \[\vec{F’_{i}}\] lên các trục Ox và Oy ta cóF$_{ix}$= Δl$_{i }$sin αF’$_{ix}$= Δl’$_{i }$sin αF$_{iy}$= Δl$_{i }$cos α= Δl’$_{i }$cos α= từ tác dụng lên vòng dây \[\vec{F}\]=\[\sum\vec{F_{i}} \] + \[\sum\vec{F’_{i}} \]\[\vec{F}\]=\[\sum\vec{F_{ix}} \] + \[\sum\vec{F’_{ix}} \] + \[\sum\vec{F_{iy}} \] + \[\sum\vec{F’_{iy}} \]F=0 + \[\sum BI.\Delta x_{i}\] + \[\sum BI.\Delta x’_{i}\]= + tập 8. Một đoạn dây MN dài 6cm có dòng điện 5A đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ 0,5T. Lực từ tác dụng lên đoạn dây có độ lớn F = 7, Góc hợp bởi dây MN và đường cảm ứng từ là bao nhiêu? Hướng dẫnF = => α = 30o[collapse]Bài tập 9. Cho dòng điện I = 10A chay trong dây dẫn, đặt dây dẫn vuông góc với các đường cảm ứng từ có B = 5mT. Lực điện tác dụng lên dây dẫn là 0,01N. Xác định chiều dài của dây dẫn. Hướng dẫnB = 5mT = = => L = 0,2m[collapse]Bài tập 10. Giữa hai cực nam châm có \[\vec{B}\] nằm ngang, B = 0,01T người ta đặt một dây dẫn có chiều dài L nằm ngang vuông góc với B. Khối lượng một đơn vị chiều dài là d = 0,01kg/m. Tìm cường độ dòng điện I qua dây để dây nằm lơ lửng không rơi. Cho g = 10m/s2 Hướng dẫnBài tập lực từ tác dụng lên đoạn dây điệnđể dây lơ lửng => F = P => = mg = => I = 10A[collapse]Bài tập 11. Treo đoạn dây dẫn MN có chiều dài L = 25cm, khối lượng một đơn vị chiều dài 0,04kg/m bằng hai dây mảnh nhẹ sao cho dẫy dẫn nằm ngang. Biết cảm ứng từ có chiều như hình vẽ, độ lớn B = Lấy g = 10m/s2a/ Xác định chiều và độ lớn của I để lực căng dây bằng 0b/ Cho I = 16A có chiều từ M đến N, tính lực căng mỗi dây. Hướng dẫnBài tập lực từ tác dụng lên đoạn dây điệna/Để lực căng dây bằng 0 => F phải có chiều như hình vẽvận dụng quy tắc bàn tay trái => chiều của I từ N → MF = = P = mg = => I = 10Ab/Khi I có chiều từ M → N lực từ có chiều như hình vẽT = P + F = mg + = + BIL = 0,26NT1 = T2 = T/2 = 0,13N[collapse]Bài tập 12. Thanh kim loại CD chiều dài L = 20cm khối lượng m = 100g đặt vuông góc với 2 thanh ray song song nằm ngang và nối với nguồn điện như hình. Hệ thống đặt trong từ trường đều có B = 0,2T phương chiều như hình vẽ. Biết hệ số ma sát giữa CD và thanh ray là µ = 0,1. Bỏ qua điện trở của các thanh ray, điện trợ tại nơi tiếp xúc và dòng điện cảm ứng trong Biết thanh ray trượt sang trái với gia tốc a = 3m/s2. Xác định chiều và độ lớn của dòng điện qua nâng 2 đầu thanh AB của ray lên để hợp với mặt phẳng ngang góc 30o. Tìm hướng và gia tốc chuyển động của thanh bắt đầu trượt với vận tốc ban đầu bằng 0. Hướng dẫnBài tập lực từ tác dụng lên đoạn dây điệnBài tập lực từ tác dụng lên đoạn dây điện[collapse]Bài tập 13. Hai thanh ray nằm ngang song song và cách nhau L = 10cm đặt trong từ trường đều \[\vec{B}\] thẳng đứng, B = 0,1T. Một thanh kim loại đặt trên ray vuông góc với ray. Nối ray với nguồn điện E = 12V, r = 1. điện trở của thanh kim loại và dây nối R = 5. Tìm lực từ tác dụng lên thanh km loại. Hướng dẫnBài tập lực từ tác dụng lên đoạn dây điệnI = E/R + r = 2AF = = 0,02N[collapse]Bài tập 14. Một thanh dẫn điện khối lượng 5g được treo nằm ngang trên hai dây dẫn nhẹ thẳng đứng. Thanh đặt trong một từ trường đều, véc tơ cảm ứng từ thẳng đứng hướng xuống và có độ lớn B = 1T. Thanh có chiều dài l1 = 0,1m. Mắc vào các điểm giữ các dây dẫn một tụ điện C = 100µF được tích điện tới hiệu điện thế U = 100V. Cho tụ phóng điện. Coi rằng quá trình phóng điện xảy ra trong thời gian rất ngắn, thanh chưa kịp rời vị trí cân bằng mà chỉ nhận được theo phương ngang một động lượng p nào đó. Tính vận tốc của thanh khi rời khỏi vị trí cân bằng và góc lệch cực đại của dây khỏi vị trí cân bằng. Cho g = 10m/s2 Hướng dẫnBài tập lực từ tác dụng lên đoạn dây điệnBài tập lực từ tác dụng lên đoạn dây điện[collapse] Công thức Lực từ tác dụng lên đoạn dây điện trong từ trường vật lí lớp 11 chủ đề từ trường, cảm ứng từ chỉ áp dụng được cho đoạn dây điện đặt trong từ trường nghiệm mô phỏng lực từ tác dụng liên đoạn dây điện đặt trong từ trường đều$F = BI\ell.\sin\alpha$Trong đóF lực từ tác dụng lên đoạn dây điện N điểm đặt tại trung điểm của đoạn dây điệnI Cường độ dòng điện AB cảm ứng từ T$\ell$ chiều dài đoạn dây điện mα = $\vec{B},\vec{I}$Công thức tính lực từ nằm trong chương trình vật lí lớp 11 chủ đề từ trườngCách xác định lực từĐiểm đặt đặt vào trung điểm của đoạn dây điệnPhương chiều tuân theo quy tắc bàn tay trái 1Hình ảnh quy tắc bàn tay trái 1Lưu ý các véc tơ $\vec{F}; \vec{B}; \vec{I}$ hợp với nhau tạo ra quy tắc tam diện thuận cái này có trước đây là vấn đề thuộc về tự nhiên sinh ra nó đã thế, để tiện sử dụng và gần gũi người ta mới nghĩ ra quy tắc tay trái 1 cái này có sau để xác định chiều của các véc tơ $\vec{F}; \vec{B}; \vec{I}$ vì vậy không nên hiểu theo ý nghĩa ngược lại là $\vec{F}; \vec{B}; \vec{I}$ tuân theo quy tắc tay trái 1 coi quy tắc có trước.Bài tập áp dụng công thức lực từ tác dụng lên đoạn dây điện trong từ trường đềuBài tập 1 Một dây dẫn có chiều dài 10m đặt trong từ trường đều B= Cho dòng điện cường độ 10A chạy qua dây xác định lực từ tác dụng lên dây dẫn khi dây dẫn đặt vuông góc với \[\vec{B}\]b/ Nếu lực từ tác dụng có độ lớn bằng \[2,5\sqrt{3}\] N. Xác định góc giữa \[\vec{B}\] và chiều dòng điện. Hướng dẫnBài tập áp dụng công thức lực từ tác dụng lên đoạn dây điệna/ F= F= =\[2,5\sqrt{3}\] => α=60o.[collapse]Bài tập 2 Dòng điện cường độ 10A chạy qua khung dây dẫn tam giác vuông MNP theo chiều MNPM như hình vẽ. Biết MN=30cm, NP=40cm. Từ trường đều B=0,01T vuông góc với mặt phẳng khung dây. Tính lực từ tác dụng lên các cạnh của khung dây, vẽ hình minh họa. Hướng dẫnBài tập áp dụng công thức lực từ tác dụng lên đoạn dây điệnF$_{MN}$ = NP^{2}}\]F$_{MP}$ = tập 3 Treo dây MN = 5cm khối lượng 5g bằng hai dây không giãn khối lượng không đáng kể. Độ lớn cảm ứng từ 0,5T phương vuông góc với đoạn dây, chiều từ trên xuống như hình vẽ. Tính góc lệch của dây treo so với phương thẳng đứng khi đoạn dây MN nằm cân bằng biết cường độ dòng điện qua đoạn dây MN là 2A, lấy g=10m/s2. Hướng dẫnBài tập áp dụng công thức lực từ tác dụng lên đoạn dây điệnF= P= α=\[\dfrac{F}{P}\] => α=45o[collapse]Bài tập 4 Dòng điện 6A chạy qua đoạn dây dẫn dài 5m đặt trong từ trường đều có B= Tính lực từ tác dụng lên dây dẫn trong các trường hợp saua/ Dây dẫn đặt vuông góc với các đường sức Dây dẫn đặt song song với các đường sức Dây dẫn hợp với các đường sức từ một góc 45o Hướng dẫnBài tập áp dụng công thức lực từ tác dụng lên đoạn dây điệna/ F= F= F= Lý thuyết và phương pháp giải lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn thẳng kèm ví dụ minh họa và bài tập tự luyện LỰC TỪ TÁC DỤNG LÊN ĐOẠN DÂY DẪN THẲNG ALý thuyết và phương pháp giải -Lực từ $\overrightarrow{F}$ có đặc điểm +Điểm đặt tại trung điểm đoạn dòng điện. +Có phương vuông góc với $\overrightarrow{I}$ và $\overrightarrow{B}$, có chiều tuân theo quy tắc bàn tay trái. +Độ lớn $F= \alpha $ với $\alpha $ là góc tạo bởi $\overrightarrow{I}$ và $\overrightarrow{B}$. Trong đó B là cảm ứng từ đơn vị là Tesla – T I là cường độ dòng điện A $l$ là chiều dài của sợi dây m $\alpha $ là góc tạo bởi hướng của vecto cảm ứng từ và hướng dòng điện. -Quy tắc bàn tay trái Đặt bàn tay trái xòe rộng, sao cho lòng bàn tay hứng các đường sức từ, chiều từ cổ tay đến các ngón tay giữa chỉ chiều dòng điện, khi đó ngón cái choãi ra 90$^{0}$ chỉ chiều của lực từ. -Đặc điểm đường sức Là những đường tròn đồng tâm nằm trong mặt phẳng vuông góc với dây dẫn và có tâm là giao điểm của mặt phẳng và dây dẫn. +Độ lớn $B={{ Chú ý +Chiều của cảm ứng từ bên ngoài nam châm là chiều vào Nam S ra Bắc N +Quy ước $\odot $ Có phương vuông góc với mặt phẳng biểu diễn, chiều đi ra. $\otimes $ Có phương vuông góc với mặt phẳng biểu diễn, chiều đi vào. $\to $ Có phương, chiều là phương chiều của mũi tên và nằm trên mặt phẳng vẽ nó. Ví dụ 1 Lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn thẳng mang dòng điện tỉ lệ với độ dòng điện qua đoạn dây. bậc hai của hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn dây. phương hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn dây. trở của đoạn dây. Hướng dẫn Lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn thẳng phụ thuộc và cường độ dòng điện qua đoạn dây. Chọn đáp án A. Ví dụ 2 Trong một từ trường đều B = 0,2T, người ta đặt một dây dẫn dài 20cm có mang dòng điện I. Biết rằng nếu đặt dây vuông góc với đường cảm ứng từ thì trọng lượng của dây P = 0,4N sẽ cân bằng với lực từ tác dụng lên dây. Giá trị I bằng Hướng dẫn Trọng lượng của dây P = 0,4N sẽ cân bằng với lực từ tác dụng lên dây nên lực từ tác dụng lên dây dẫn là F = 0,4N. Cường độ dòng điện là $F=BIl\Rightarrow I=\frac{F}{Bl}=\frac{0,4}{0, 10AChọn đáp án A. Ví dụ 3 Dòng điện 5A chạy trong dây dẫn đặt trong từ trường có cảm ứng từ 10T. Góc tạo bởi giữa chiều của dòng điện và chiều của từ trường bằng 60$^{0}$. Nếu từ trường tác dụng lên dây dẫn một lực 20N, thì chiều dài của dây dẫn bằng. Hướng dẫn Ta có $F=BIl\sin \alpha \Rightarrow l=\frac{F}{BI\sin \alpha }=\frac{20}{ {{60}^{0}}}$= 0,46m Chọn đáp án A. Ví dụ 4 Một đoạn dòng điện nằm song song với đường sức từ và có chiều ngược với chiều của đường sức từ. Gọi F là lực từ tác dụng lên đoạn dòng điện đó thì khác 0. = 0. còn tùy thuộc chiều dài của đoạn dòng điện. còn tùy thuộc độ lớn cường độ dòng điện. Hướng dẫn Góc giữa dòng điện và vectơ cảm ứng từ bằng 0, suy ra F = 0. Chọn đáp án B. Ví dụ 5 Lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn có dòng điện chạy qua có hướng hợp với hướng của dòng điện góc $\alpha $ độ lớn cực đại khi $\alpha $= 0. độ lớn cực đại khi $\alpha =\frac{\pi }{2}$. độ lớn không phụ thuộc góc $\alpha $. độ lớn dương khi $\alpha $ nhọn và âm khi $\alpha $ tù. Hướng dẫn Từ công thức $F= \alpha $ F cực đại khi sin$\alpha $= 1, hay $\alpha =\frac{\pi }{2}$ Chọn đáp án B. Ví dụ 6 Một đoạn dây dẫn thẳng dài 5cm đặt trong từ trường đều và vuông góc với vectơ cảm ứng từ. Dòng điện qua dây có cường độ 0,75A. Lực từ tác dụng lên đoạn dây đó là Xác định cảm ứng từ của từ trường? Hướng dẫn Đoạn dây vuông góc với vectơ cảm ứng từ nên góc giữa dòng điện và vectơ cảm ứng từ bằng 90$^{0}$. Ta có $B=\frac{F}{ \alpha }=\frac{{{ {{90}^{0}}}$= 0,08T Chọn đáp án A. Ví dụ 7 Một đoạn dây dẫn dài 5cm đặt trong từ trường đều và vuông góc với vectơ cảm ứng từ. Dòng điện chạy qua dây có cường độ 0,75A. Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn đó là Độ lớn cảm ứng từ của từ trường là Hướng dẫn Ta có $B=\frac{F}{ \alpha }=\frac{{{ {{90}^{0}}}$ = 0,8 TChọn đáp án C. Ví dụ 8 Một đoạn dây dẫn đặt trong từ trường đều. Nếu chiều dài dây dẫn và cường độ dòng điện qua dây dẫn tăng 2 lần thì độ lớn lực từ tác dụng lên dây dẫn 2 lần 2 lần 4 lần đổi Hướng dẫn Từ công thức $F= \alpha $ Nếu I và $l$ đồng thời tăng 2 lần thì F tăng 4 lần. Chọn đáp án C. Ví dụ 9 Một đoạn dây dẫn dài $l$ = 0,2m đặt trong từ trường đều sao cho dây dẫn hợp với vectơ cảm ứng từ một góc 30$^{0}$. Biết dòng điện chạy qua dây là 10A, cảm ứng từ B = Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn là Hướng dẫn Ta có $F= \alpha ={{ {{30}^{0}}={{ Chọn đáp án B. Ví dụ 10 Treo đoạn dây dẫn có chiều dài $l$ = 5cm, khối lượng m = 5g bằng hai dây mảnh, nhẹ sao cho dây dẫn nằm ngang. Biết cảm ứng từ của từ trường hướng thẳng đứng xuống dưới, có độ lớn B = 0,5T và dòng điện đi qua dây dẫn là I = 2A. Nếu lấy g = 10m/s$^{2}$ thì góc lệch của dây treo so với phương thẳng đứng là Hướng dẫn Các lực tác dụng lên đoạn dây là $\overrightarrow{P},\overrightarrow{{{F}_{t}}},\overrightarrow{T}$ $\tan \alpha =\frac{{{F}_{t}}}{P}=\frac{ \alpha ={{45}^{0}}$ Chọn đáp án B. CBài tập tự luyện Câu 1 Chiều của lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện, thường được xác định bằng quy tắc tay trái. đinh ốc. tay phải. đinh ốc 2. Câu 2 Phương của lực từ tác dụng lên dây dẫn mang dòng điện đặt trong từ trường không có đặc điểm nào sau đây? góc với mặt phẳng chứa vectơ cảm ứng từ và dòng điện. góc với vectơ cảm ứng từ. song với các đường sức từ. góc với dây dẫn mang dòng điện. Câu 3 Một đoạn dây dẫn thẳng dài 10cm mang dòng điện cường độ 0,75A, đặt trong từ trường đều có đường sức từ vuông góc với dây dẫn. Biết lực từ tác dụng lên đoạn dây là 0,03N thì cảm ứng từ có độ lớn bằng Câu 4 Đặc điểm nào sau đây không phải của các đường sức từ biểu diễn từ trường sinh bởi dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài? đường sức là các đường tròn. phẳng chứa các đường sức thì vuông góc với dây dẫn. các đường sức được xác định bởi quy tắc bàn tay trái. các đường sức không phụ thuộc chiều dòng điện. Câu 5 Phương của lực từ tác dụng lên dây dẫn mang dòng điện không có đặc điểm nào sau đây? góc với dây dẫn mang dòng điện. góc với vec tơ cảm ứng từ. góc với mặt phẳng chứa vec tơ cảm ứng từ và dòng điện. song với các đường sức từ. Câu 6 Nhận định nào sau đây không đúng về cảm ứng từ sinh bởi dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài? thuộc bản chất dây dẫn. thuộc môi trường xung quanh. thuộc hình dạng dây dẫn. thuộc độ lớn dòng điện. Câu 7 Cảm ứng từ sinh bởi dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài không có đặc điểm nào sau đây? góc với dây dẫn. lệ thuận với cường độ dòng điện. lệ ngịch với khoảng cách từ điểm đang xét đến dây dẫn. lệ thuận với chiều dài dây dẫn. Câu 8 Một dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài vô hạn có độ lớn 10A đặt trong chân không sinh ra một từ trường có độ lớn cảm ứng từ tại điểm cách dây dẫn 50cm. Câu 9 Tại một điểm cách một dây dẫn thẳng dài vô hạn mang dòng điện 5A thì có cảm ứng từ 0,4$\mu $T. Nếu cường độ dòng điện trong dây dẫn tăng thêm 10A thì cảm ứng từ tại điểm đó có giá trị là $T $T $T $T Câu 10 Chọn câu sai Lực điện từ tác dụng lên đoạn dây dẫn có dòng điện đặt trong từ trường. cùng chiều từ trường. luôn vuông góc với cảm ứng từ. vuông góc với dây dẫn. thuộc vào góc giữa dây dẫn và cảm ứng từ. Câu 11 Chọn câu đúng Đặt bàn tay trái cho các đường sức từ xuyên vào lòng bàn tay, ngón cái choãi ra 90$^{0}$ chỉ chiều dòng điện thì chiều của lực từ tác dụng lên dòng điện chiều từ cổ tay đến bốn ngón tay. với chiều từ cổ tay đến bốn ngón tay. chiều với ngón tay cái choãi ra. chiều với ngón tay cãi choãi ra. Câu 12 Lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn MN có dòng điện chạy qua đặt cùng phương với đường sức từ cùng hướng với đường sức từ. ngược hướng với đường sức từ. vuông góc với đường sức từ. bằng 0. Câu 13 Một đoạn dây dẫn thẳng, dài 10cm mang dòng điện 5A đặt trong từ trường đều cảm ứng từ B = 0,08T. Biết đoạn dây dẫn vuông góc với vec tơ cảm ứng từ. Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn là Câu 14 Một dây dẫn thẳng dài mang dòng điện 20A, đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B = Dây dẫn đặt vuông góc với vec tơ cảm ứng từ và chịu lực từ bằng 10$^{-3}$N. Chiều dài của đoạn dây dẫn là Câu 15 Một đoạn dây dẫn dài $l$ = 0,8m đặt trong từ trường đều sao cho dây dẫn hợp với vec tơ cảm ứng từ một góc 60$^{0}$. Biết dòng điện I = 20A và dây dẫn chịu một lực là F = Độ lớn của cảm ứng từ là Câu 16 Một đoạn dây dẫn dài $l$ = 0,5m đặt trong từ trường đều sao cho dây dẫn hợp với vec tơ cảm ứng từ một góc 45$^{0}$. Biết cảm ứng từ B = và dây dẫn chịu lực từ F = Cường độ dòng điện trong dây dẫn là? Câu 17 Ha dây dẫn thẳng dài nằm trong cùng một mặt phẳng và vuông góc với nhau, mang dòng điện ${{I}_{1}}={{I}_{2}}$= 10A trong không khí. Cảm ứng từ tại điểm M cách đều hai dây dẫn một đoạn 10cm bằng Câu 18 Dây dẫn thẳng dài có cường độ I$_{1}$ = 5A đi qua đặt trong không khí. Tính lực tác dụng lên 1m dây của dòng điện I$_{2}$ = 10A đặt song song, cách I$_{1}$ 15cm và I$_{2}$ ngược D. Câu 19 Một dây dẫn có chiều dài 10m được đặt trong từ trường đều có B = Cho rằng điện có cường độ 10A chạy qua dây dẫn. Nếu lực từ tác dụng có độ lớn bằng 2,5$\sqrt{3}$N. Hãy xác định góc giữa $\overrightarrow{B}$ và chiều dòng điện? Câu 20 Một dây dẫn có chiều dài $l$ = 5m, được đặt trong từ trường đều có độ lớn B = Cường độ dòng điện chạy trong dây dẫn có giá trị 6A. Xác định độ lớn của lực từ tác dụng lên dây dẫn khi dây dẫn đặt song song với các đường sức từ. Đáp án C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 C10 A C C D D A D A B A C11 C12 C13 C14 C15 C16 C17 C18 C19 C20 B D B D C C C A B C Bài viết gợi ý

lực từ tác dụng lên đoạn dây