Toptailieu.vn xin giới thiệu sơ lược Lý thuyết Từ trường của dòng điện chạy trong các dây dẫn có hình dạng đặc biệt Vật Lí 11 chọn lọc, hay nhất giúp học sinh lớp 11 ôn luyện để nắm chắc kiến thức cơ bản và đạt kết quả cao trong các bài thi môn Vật Lí.
Mời các bạn đón xem:
Từ trường của dòng điện chạy trong các dây dẫn có hình dạng đặc biệt (Lý thuyết + 35 bài tập có lời giải)
I. Lý thuyết Từ trường của dòng điện chạy trong các dây dẫn có hình dạng đặc biệt
1. Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài
- Đường sức từ là những đường tròn nằm trong những mặt phẳng vuông góc với dòng điện và có tâm nằm trên dây dẫn.
- Chiều đường sức từ được xác định theo quy tắc nắm tay phải 1.
- Độ lớn cảm ứng từ tại điểm M cách dây dẫn một khoảng r:
Quy tắc nắm tay phải 1: Tay phải nắm lấy vòng dây sao cho ngón cái choãi ra là chiều dòng điện, khi đó các ngón tay trỏ chỉ hướng theo chiều của đường sức từ.
2. Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn uốn thành vòng tròn
- Đường sức từ đi qua tâm O của vòng tròn là đường thẳng vô hạn ở hai đầu, còn các đường khác là những đường cong có chiều dài đi vào mặt Nam và đi ra mặt Bắc của dòng điện tròn đó.
- Chiều đường sức từ được xác định theo quy tắc nắm tay phải 2.
- Độ lớn cảm ứng từ tại tâm O của vòng dây bán kính R:
Nếu khung dây tròn tạo bởi N vòng dây sít nhau thì:
Quy tắc nắm tay phải 2: Tay phải nắm lấy vòng dây sao cho các ngón tay trỏ hướng theo chiều dòng điện, khi đó ngón cái choãi ra là chiều của đường sức từ.
3. Từ trường của dòng điện chạy trong ống dây dẫn hình trụ
- Trong ống dây, các đường sức từ là những đường thẳng song song cùng chiều và cách đều nhau.
- Chiều của đường sức từ được xác định theo quy tắc nắm tay phải 2.
- Độ lớn cảm ứng từ trong lòng ống dây:
Trong đó:
N là tổng số vòng dây.
l là độ dài hình trụ
n là số vòng dây quấn trên một đơn vị độ dài của lõi
4. Từ trường của nhiều dòng điện
Nguyên lí chồng chất: Vectơ cảm ứng từ tại một điểm do nhiều dòng điện gây ra bằng tổng các vectơ cảm ứng từ do từng dòng điện gây ra tại điểm ấy.
II. Bài tập Từ trường của dòng điện chạy trong các dây dẫn có hình dạng đặc biệt
A. 0,1mT
B. 0,2mT
C. 0,3mT
D. 0,4mT
Cảm ứng từ tại M do dây dẫn d2 gây ra là:
Do hai véctơ cùng chiều nên cảm ứng từ tổng hợp tại M có độ lớn bằng:
Bài 2. Trong chân không, cho hai dây dẫn d1, d2 song song và cách nhau 4cm. dòng điện trong hai dây cùng chiều và có cường độ tương ứng là I1 = I2 = 10A. Gọi M là một điểm nằm ngoài mặt phẳng chứa hai dây và cách đều các dây d1, d2 những khoảng cách bằng 4cm. Cảm ứng từ tại M có độ lớn bằng
A. 50μT
B. 37μT
C. 87μT
D. 13μT
Đáp án: C Cảm ứng từ tại M do dây dẫn d1 gây ra là:
Cảm ứng từ tại M do dây dẫn d2 gây ra là:
Dựa vào hình vẽ ta có:
Bài 3. Chân không, cho hai dòng điện d1, d2 song song, cùng chiều và cách nhau 4cm. Gọi M là một điểm nằm ngoài mặt phẳng chứa hai dây và cách đều các dòng điện d1, d2 những khoảng bằng 4cm. Biết cảm ứng từ tại M có phương song song với mặt phẳng chứa hai dòng điện và có độ lớn bằng 12√3 μT. Cường độ dòng điện chạy trong mỗi dây dẫn là
A. 2,4A
B. 4,8A
C. 5,6A
D. 2,8A
Bài 4. Trong chân không, cho hai dây dẫn d1, d2 song song và cách nhau 5cm. Dòng điện trong hai dây cùng chiều và có cường độ tương ứng là I1 = 30A, I2 = 20A. Gọi M là một điểm gần hai dây dẫn mà cảm ứng từ tại M bằng 0. Điểm M cách dây d1
A. 3cm
B. 2cm
C. 8cm
D. 7cm
Vậy M cách d1 3cm và cách d2 2cmBài 5. Trong chân không, cho hai đường thẳng x, y song song và cách nhau 9cm. Đặt dòng điện thẳng cường độ I1 = 15A trùng với đường thẳng x. Muốn cảm ứng từ tại những điểm nằm trên đường thẳng y bằng 0 thì phải đặt thêm dòng điện thẳng cường độ I2 = 20A, nằm trong mặt phẳng (x, y), ngược chiều với dòng điện I1 và cách đường thẳng x một khoảng là
A. 6cm
B. 3cm
C. 8cm
D. 4cm
và
Bài 6. Một khung dây dẫn hình tròn, bán kính R (m) đặt trong chân không. Dòng điện chạy trong khung có cường độ I (A). Cảm ứng từ tại tâm O của khung dây được tính bằng công thức:
Bài 7. Một khung dây dẫn tròn mỏng phẳng gồm 500 vòng dây, bán kính của mỗi vòng dây là 10cm, đặt trong chân không. Dòng điện chạy trong các vòng dây có cường độ I = 10A. Cảm ứng từ tại tâm O của khung dây có độ lớn gần đúng là
A. 0,031T
B. 0,042T
C. 0,051T
D. 0,022T
Bài 8. Một ống dây hình trụ, tiết diện đều, không có lõi thép. Số vòng dây trên mỗi mét chiều dài ống là 5000 vòng. Nếu cường độ dòng điện chạy trên mỗi vòng của ống dây là 12A thì cảm ứng từ trong lòng của ống dây có độ lớn bằng
A. 75,4μT
B. 754 mT
C. 75,4 mT
D. 0,754T
Bài 9. Một sợi dây dẫn dài 30cm được quấn thành một ống dây sao cho các vòng dây nằm sát nhau, đường kính tiết diện ống dây d = 5cm. Khi cho dòng điện có cường độ 10A chạy qua ống dây thì cảm ứng từ trong lòng ống dây đo được bằng π.10-3T. Chiều dài của sợi dây là
A. 11,78m
B. 23,56m
C. 17,18m
D. 25,36m
Số vòng dây là: N = n.? = 250.0,3 = 75 vòngChiều dài của sợi dây bằng L = N.π.d = 75.π.0,05 = 11,78m.Bài 10. Trong chân không, cho hai dây dẫn d1, d2 song song và cách nhau 4cm. Dòng điện trong hai dây ngược chiều và có cường độ tương ứng là I1 = 10A và I2 = 15A. Gọi M là một điểm nằm trong mặt phẳng chứa hai dây và cách đều hai dây. Cảm ứng từ tại M có độ lớn bằng
A. 150.10-6T
B. 100.10-6T
C. 250.10-6T
D. 50.10-6T
Cảm ứng từ tại M do dây dẫn d2 gây ra là:
Do hai véctơ ngược chiều nên cảm ứng từ tổng hợp tại M có độ lớn bằng:
A. cường độ dòng điện
B. hình dạng của dây dẫn
C. môi trường xung quanh dây dẫn
D. tiết diện của dây dẫn
Bài 12. Cảm ứng từ tại một điểm trong từ trường của dòng điện thẳng, rất dài không thay đổi khi điểm đó dịch chuyển
A. song song với dòng điện
B. vuông góc với dòng điện
C. trên một đường sức từ
D. trên một mặt trụ
Do vậy để cảm ứng từ không đổi khi điểm M dịch chuyển thì điểm M phải dịch chuyển theo đường song song với dòng điện.Bài 13. Trong hình vẽ, mũi tên nào đúng hướng của từ trường tạo ra bởi dòng điện trong ống dây thẳng, dài?
A. 1
B. 2
C. 4
D. 3
Bài 14. Một dòng điện không đổi chạy trong dây dẫn thẳng, dài đặt trong chân không có cường độ I = 10 A. Cảm ứng từ tại một điểm nằm cách dòng điện 2cm có độ lớn là
A. 10-6T
B. 10-4T
C. 10-5T
D. 10-7T
Bài 15. Một dòng điện không đổi chạy trong dây dẫn thẳng, dài đặt trong chân không. Biết cảm ứng từ tại vị trí cách dòng điện 3cm có độ lớn là 2.10-5T. Cường độ dòng điện chạy trong dây dẫn là
A. 3 A
B. 1,5A
C. 2A
D. 4,5A
Bài 16. Một dòng điện không đổi chạy trong dây dẫn thẳng dài, dài đặt trong chân không có cường độ I = 5A. Gọi M là một điểm gần dòng điện, cảm ứng từ tại M có độ lớn là 2.10-5T. Khoảng cách từ M đến dòng điện là
A. 5m
B. 5cm
C. 0,05cm
D. 0,05mm
Bài 17. Một dòng điện không đổi chạy trong dây dẫn thẳng, dài đặt trong chân không. Trên đường thẳng ∆ vuông góc với dây dẫn có hai điểm M và N nằm ở một phía so với sợi dây. Biết cảm ứng từ tại M và N có độ lớn lần lượt là BM = 3.10-5T và BN = 2.10-5T. Cảm ứng từ tại trung điểm của đoạn MN có độ lớn là
A. 2,2.10-5T
B. 2,5.10-5T
C. 2,6.10-5T
D. 2,4.10-5T
Thay số tính được Bp = 2,4.10-5TBài 18. Một dòng điện không đổi chạy trong dây dẫn thẳng, dài đặt trong chân không. Gọi M và N là hai điểm trên đường thẳng ∆ nằm vuông góc với dây dẫn, ở cùng một phía so với dây dẫn và điểm M gần dây dẫn hơn. Biết độ lớn của cảm ứng tại M lớn gấp 1,2 lần độ lớn cảm ứng từ tại N và khoảng cách MN bằng 2cm. Khoảng cách từ M đến dây dẫn bằng
A. 10cm
B. 12cm
C. 6cm
D. 8cm
Ta có: rN - rM = MN = 2cm (2)Giải (1), (2) ta tìm được rM = 10cmBài 19. Khảo sát từ trường của một dòng điện thẳng, dài có cường độ không đổi. Gọi M là một điểm gần dòng điện và cách dòng điện một khoảng r. Những điểm mà cảm ứng từ tại đó cùng hướng, cùng độ lớn với cảm ứng từ tại điểm M nằm trên
A. đường tròn qua M, thuộc mặt phẳng vuông góc với dòng điện, tâm nằm trên dây dẫn
B. đường thẳng qua M và song song với dòng điện
C. mặt trụ qua M, với trục hình trụ trùng với dây dẫn
D. hai đường thẳng nằm đối xứng nhau qua dây dẫn, một trong hai đường thẳng đó đi qua M và song song với dây dẫn
Do vậy để cảm ứng từ không đổi khi điểm M dịch chuyển thì R không đổi, do đó điểm M phải dịch chuyển theo đường thẳng qua M và song song với dòng điện.Bài 20. Gọi d1, d2 là hai đường thẳng song song cách nhau 4cm trong chân không. M là một điểm trong mặt phẳng chứa d1, d2. Biết khoảng cách từ M đến d1 lớn hơn khoảng cách từ M đến d2 là 4cm. Đặt một dòng điện không đổi trùng với đường thẳng d1 thì cảm ứng từ tại M có độ lớn là B1 = 0,12T. Đưa dòng điện tới vị trí trùng với đường thẳng d2 thì cảm ứng từ tại M có độ lớn là B2 = 0,10T. Cảm ứng từ tại một điểm trên đường d1 có độ lớn là
A. 0,22T
B. 0,11T
C. 0,5T
D. 0,25T
CÔNG TY TNHH ĐẦU TƯ VÀ DỊCH VỤ GIÁO DỤC VIETJACK
- Người đại diện: Nguyễn Thanh Tuyền
- Số giấy chứng nhận đăng ký kinh doanh: 0108307822, ngày cấp: 04/06/2018, nơi cấp: Sở Kế hoạch và Đầu tư thành phố Hà Nội.
2021 © All Rights Reserved.
