Hai dây dẫn thẳng song song dài vô hạn đặt cách nhau d=14cm ngược chiều
BÀI TẬP TỪ TRƯỜNG NCBạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (908.46 KB, 7 trang ) (1) 1 TỪ TRƯỜNG CÁC DÒNG ĐIỆN Bài 1: Vận dụng quy tắc nắm tay phải. Vẽ hình chiều đường sức từ và chiều cảm ứng từ B Hình 1 Hình 2 Hình 3. Hình 4. Hình 5. Vẽ cảm ứng từ tại M và N Hình 6. Dịng điện tròn Bài 2. Dòng điện có cường độ I = 2A chạy cùng chiều qua hai dây dẫn thẳng chập lại. Tính cảm ứng từ do hai dây gây nên tại nơi cách chúng 5 cm. ĐS: 1,6.10-5T Bài 3. Cuộn dây trịn bán kính R = 5cm ( gồm n = 100 vòng dây quấn nối tiếp cách điện với nhau ) đặt trong khơng khí có dịng điện I qua mỗi vịng dây, từ trường ở tâm vòng dây là B = 5.10-4T. Tìm I ? ĐS : 0,4A Bài 4. Một ống dây thẳng ( xơlênơit) chiều dài 20cm, đường kính 2cm. Một dây dẫn có vỏ bọc cách điện dài 300m, được quấn đều theo chiều dài ống. Ống dây không có lõi và đặt trong khơng khí. Cường độ dịng điện Bài 5. Một ống dây dẫn đường kính d = 0,5mm được bọc bằng một lớp cách điện mỏng và quấn thành một ống dây ( xơlênơit ). Các vịng dây của ống được quấn sát nhau. Cho dòng điện có cường độ I = 0,4A đi qua Bài 6. Hai dòng điện thẳng vơ hạn , I1= 10A, I2= 30A vng góc nhau trong khơng khí. Khoảng cách ngắn nhất giữa chúng là 4cm. Tính cảm ứng từ tại điểm cách mỗi dòng điện 2cm. ĐS: 3,16.10-4T Bài 7. Hai dây dẫn thẳng song song dài vô hạn đặt cách nhau d = 14cm trong khơng khí. Dịng điện chạy trong dây I1=I2=I= 1,25A. Xác định véc tơ cảm ứng từ tại m cách mỗi dây R= 25cm trong trường hợp hai dòng điện : a. Cùng chiều b. Ngược chiều ĐS: a. B song song O1O2, B= 1,92 .10-6T b. B vng góc O1O2, B = 0,56.10-6T Với O1 O2 là tâm các đường cảm ứng từ qua M. Bài 8. Hai dây dẫn thẳng song song dài vô hạn đặt cách nhau d=8cm trong khơng khí. Dịng điện chạy trong hai dây là I1= 10A, I2 = 20A và ngược chiều nhau. Tìm cảm ứng từ tại : (2) 2 ĐS: a. B0= 15. 10-5T, b. BM = 9,9 . 10-5T. Bài 9. Vòng dây tròn có R = 3,14cm có dịng điện I = 0,87A đi qua và đặt song song với đường cảm ứng từ của một từ trường đều Bo = 10-5T. Xác định B tại tâm O vòng dây. ĐS: B = 2.10-5T, ( ,B Bo)600 Bài 10. Hai vịng dây trịn bán kính R = 10cm có tâm trùng nhau đặt vng góc nhau. Cường độ trong hai dây I1I2 I 2A. Tìm B tại tâm O của hai vòng dây. ĐS: B =12,56 . 10-6T, 0 Bài 11. Cho 4 dòng điện cùng cường độ I1 = I2 = I3 = I4 = I= 2A song song nhau, cùng vng góc mặt phẳng hình vẽ, đi qua 4 đỉnh của một hình vng cạnh a = 20cm và có T Bài 12. Hai dây dẫn thẳng dài vô hạn đặt trong khơng khí vng góc nhau (cách điện với nhau) và nằm trong cùng một mặt phẳng. Cường độ dòng điện qua hai dây dẫn I1 = 2A ; I2 = 10A. a. Xác định cảm ứng từ gây bởi hai dòng điện tại M(x=5cm,y=4cm) trong mặt phẳng của hai dòng điện b. Xác định những điểm có vector cảm ứng từ gây bởi hai dịng điện bằng 0. ĐS : a.B=3.10-5T , 4,2.10-5T ; b.Những điểm thuộc đường thẳng y = 0,2x., y=5x Bài 13. Hai dây dẫn thẳng dài vô hạn đặt song song trong khơng khí cách nhau khoảng d = 6cm có các dịng I1= 1A, I2 = 4A đi qua. Định vị trí những điểm có cảm ứng từ tổng hợp bằng 0. Xét hai trường hợp: a. I1 và I2 cùng chiều. b. I1 và I2 ngược chiều. ĐS: a. Đường thẳng cách dây 1: 1,2cm , dây 2 : 4,8cm b. Đường thẳng cách dây 1: 2cm, dây 2: 8cm. Bài 14. Dây dẫn mảnh, thẳng dài có dịng I = 10A đi qua đặt vng góc với đường cảm ứng tư của từ trường đều có B0= 5. 10-5T. Tìm những điểm có cảm ứng từ tổng hợp bằng không. ĐS: Trên đường thẳng song song với dây, cách dây 4cm, đường thẳng nằm trong mặt phẳng dây và vng góc với Bo. Bài 15. Ba dây dẫn thẳng song song dài vô hạn cùng nằm trong mặt phẳng, hai dây liên tiếp cách nhau đoạn a = 6cm, cường độ I1I2 I I, 32 .I Dây I3 nằm ngồi I1, I2 và dịng I3 ngược chiều I1, I2. Tìm vị trí của M có cảm ứng từ tổng hợp bằng không. ĐS: M trên đường thẳng song song 3 dây, trong khoảng dât 1 và Bài 16. Ba dịng điện thẳng song song như hình vẽ: I1 = I3 = I, I2 = I/2, O1O2 = O2O3 = a, dịng I2 ngược chiều với I1 và I3. Tìm trên trục O2x vng góc với mặt phẳng chứa ba dây dẫn những điểm có B = 0. ĐS: 2 3 Bài 17. Hai dây đẫn thẳng dài vô hạn, đặt song song trong khơng khí cách nhau một đoạn d = 12 cm có các dịng điện cùng chiều I1 = I2 = I = 10 A chạy qua. Một điểm M cách đều hai dây dẫn một đoạn x. a) Khi x = 10 cm. Tính độ lớn cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện chạy trong hai dây dẫn gây ra tại điểm b) Hãy xác định x để độ lớn cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện gây ra đạt giá trị cực đại. Tính giá trị cực Bài 18. Hai dây đẫn thẳng dài vô hạn, đặt song song trong khơng khí cách nhau một đoạn d = 2a có các dịng điện ngược chiều cùng cường độ I1 = I2 = I chạy qua. I2 O (3) 3 a) Xác định cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện này gây ra tại điểm M cách đều hai dây dẫn một đoạn x. b) Hãy xác định x để độ lớn cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện gây ra đạt giá trị cực đại. Tính giá trị cực Bài 19. Một khung dây tròn gồm 24 vòng dây, mỗi vịng dây có dịng điện cường độ 0,5A chạy qua. Theo tính tốn thì cảm ứng từ ở tâm khung bằng 6,3.10-5T. Nhưng khi đo thì thấy cảm ứng từ ở tâm khung bằng 4,2.10-5T. Kiểm tra lại các vịng dây thì thấy có một số vịng quấn nhầm, chiều quấn của các vòng dây ngược a) Có bao nhiêu vịng bị quấn nhầm. b) Tìm bán kính mỗi vòng dây. Đs: có 4 vịng quấn nhầm. R = 0,12m LỰC TỪ Bài 2. Xác định lực từ trong các trường hợp sau: Bài 3. Xác định chiều của vector cảm ứng từ và cực của nam châm trong các hình sau: Bài 4. Tìm chiều lực từ hoặc I hoặc B Hình 1 Hình 2. Hình 3. Hình 4 Bài 5 : Hãy xác định các đại lượng được yêu cầu biết: a.B=0,02T,I=2A,l=5cm, =300. F=? b.B=0,03T,l=10cm,F=0,06N, =450. F=? c.I=5A,l=10cm,F=0,01N. =900. B=? Bài 6:Một đoạn dây được uốn gập thành khung dây có dạng tam giác AMN vng góc tại A như hình vẽ.Đặt khung dây vào một từ trường đều,vecto cảm ứng từ song song với cạnh AN và hướng từ trái sang 𝑭 .𝑭I 𝑭 I 𝑭 I I N .I S N S I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . + + + N + + + . . . . . . . . . . . (4) 4 M N .phải.Coi khung dây nằm có định trong mặt phẳng hình vẽ và AM=8cm ,AN=6cm , B=3.10-3T, I=5A.Xác định lực từ F tác dụng lên đoạn của dây dẫn trong các trường hợp ở các hình vẽ sau. Bài 7 : Treo một thanh đồng có chiều dài l=5cm và có khối lượng 5g vào hai sợi dây thẳng đứng cùng chiều dài trong một từ trượng đều có B=0,5T và có chiều thẳng đứng từ dưới lên trên .Cho dịng điện thẳng đứng một góc .Xác định góc lệch của thanh đồng so với phương thẳng đứng? ÑS: =450 Bài 8. Treo đoạn dây dẫn MN có chiều dài l = 25cm , khối lượng của một đơn vị chiều dài là 0,04kg bằng hai dây mảnh, nhẹ sao cho dây dẫn nằm ngang, Biết cảm a) Định chiều và độ lớn của I để lực căng dây bằng 0. b) Nếu cho I = 16A có chiều từ M đến N. Tính lực căng mỗi dây ? ĐS : a) 10A, chiều từ N đến M b) 0,13N. Bài 9. Một dây dẫn được gập thành khung dây dạng tam giác vuông cân MNP. MN = NP = 10cm. Đặt khung dây vào từ trường B =10-2T có chiều như hình vẽ. Cho dịng điện I = 10A vào khung có chiều MNPM. Lực từ tác dụng vào các cạnh của khung Bài 10 : Treo một thanh đồng có chiều dài l=1m và có khối lượng 200g vào hai sợi dây thẳng đứng cùng chiều dài trong một từ trượng đều có B=0,2T và có chiều thẳng đứng từ dưới lên trên . Cho dòng điện một chiều qua thanh đồng thì thấy dây treo bị lệch so với a.Xác định cường độ dòng điện I chạy trong thanh đồng và lực căng của dây? b.Đột nhiên từ trường bị mất.Tính vận tốc của thanh đồng khi nó đi qua vị trí cân bằng.Biết chiều dài của các dây treo là 40cm.Bỏ qua mọi ma sát và sức cản của khơng khí.Lấy g=10m/s2 ĐS:I= . . m g B l .tg , T= . m g ; 2. . 1 cos v g l Baøi 11 : Hai thanh ray nằm ngang ,song song và cách nhau l=20cm đặt trong từ trường đều B thẳng đứng hướng xuống với B=0,2T.Một a.Thanh MN trượt sang trái với gia tốc a=3m/s2. Xác định chiều và độ lớn của I trong thanh MN. b.Nâng hai đầu A,C lên một góc=300so với mặt ngang. Tìm hướng và gia toẫc chuyeơn đng cụa thanh biêt v0=0 ĐS : I=10A ;a0,47m/s2 trong từ trường đều B thẳng đứng hướng lên với B=0,4T.Một thanh trở thanh kim loại là R=2 và khối lượng của thanh ray là m=100g.Bỏ qua điện trở ray và dây nối. Lấy a.Thanh MN nằm yên.Xác định giá trị của hệ số ma sát . b.Cho =0,2.Hãy xác định : + gia tốc chuyển động a của thanh MN. P (5) 5 + muốn cho thanh MN trượt xuống hai đầu A,C với cùng gia tốc như ÑS : = ;b.a=1,2m/s2 ; =35,490 LỰC LORENXO Bài 1. Xác định lực Lo-ren-xơ tác dụng lên điện tích q. Bài 2. Vận dụng quy tắc xác định lực Lorenxo, hoặc các đại lượng cịn thiếu trong hình vẽ: Bài 3. Xác định đại lượng cịn thiếu trong hình vẽ sau: Bài 4: Một electron bay vào khơng gian có từ trường đều có cảm ứng từ B=0,2(T) với vận tốc ban đầu v0 = 2.105 (m/s) vng góc với B . Tinh lực Lorenxơ tác dụng vào electron. ĐS: 6,4.10-15 (N) Bài 2: Một electron bay vào khơng gian có từ trường đều có cảm ứng từ B = 10-4 (T) với vận tốc ban đầu v0 = 3,2.106 (m/s) vng góc với B , khối lượng của electron là 9,1.10-31(kg). Tính bán kính quỹ đạo của electron. ĐS: 18,2 (cm) Bài 3: Một hạt proton chuyển động với vận tốc 2.106 (m/s) vào vùng khơng gian có từ trường đều B = 0,02 (C). Tính lực (N) Bài 4: Một e bay vng góc với các đường sức của một từ trường đều có độ lớn 5.10-2T thì chịu một lực lorenxơ có độ lớn 1,6.10-14N. Vận tốc của e khi bay vào là bao nhiêu ? ĐS : 2.106 m/s Bài 5: Một hạt tích điện chuyển động trong từ trường đều, mặt phẳng quỹ đạo của hạt vng góc với đường sức từ. Nếu hạt chuyển động với vận tốc v1 = 1,8.106 (m/s) thì lực Lorenxơ tác dụng lên hạt có giá trị f1 = 2.10-6 (N), nếu hạt chuyển động với vận tốc v2 = 4,5.107 (m/s) thì lực Lorenxơ tác dụng lên hạt có giá trị là bao nhiêu? ĐS: f2 = 5.10-5 (N) q q (6) 6 điện tích q1 = - 1,6.10-19 (C). Hạt thứ hai có khối lượng m2 = 6,65.10-27 (kg), điện tích q2 = 3,2.10-19 (C). Bán kính quỹ đạo của hạt thứ nhât là R1 = 7,5 (cm) thì bán kính quỹ đạo của hạt thứ hai là bao nhiêu? Bài 7: Một hạt electron với vận tốc đầu bằng 0, được gia tốc qua một hiệu điện thế 400V. Tiếp đó, nó được dẫn vào một miền có từ trường với Bvng góc với v ( vlà vận tốc electron). Quỹ đạo của electron là mộtđường trịn bán kính R =7cm. Xác định cảm ứng từ B. ĐS: 0,96.10-3T Bài 8: Một proton chuyển động theo một quỹ đạo trịn bán kính 5cm trong một từ trường đều B = 10-2T. b. Xác định chu kỳ chuyển động của proton. Khối lượng p = 1,72.10-27kg. ĐS: a. v = 4,785.104 m/s; b. 6,56.10-6s Bài 9: Một chùm hạt α có vận tốc ban đầu không đáng kể được tăng tốc bởi hiệu điện thế U = 106V. Sau khi tăng tốc, chùm hạt bay vào từ trường đều cảm ứng từ B = 1,8T. Phương bay của chùm hạt vng góc với a. Tìm vận tốc của hạt α khi nó bắt đầu bay vào từ trường. m = 6,67.10-27 kg ; cho q = 3,2.10-19 C. ĐS : a. v = 0,98.107 m/s ; b. f = 5,64.10-12 N. Bài 10: Một proton m = 1,67.10-27kg;q =1,6.10-19 C bay vào từ trường đêu B = 0,4T với vận tốc v = 2.106 a. Bán kính quỹ đạo. b. Cường độ điện trường đều có phương vng góc với mp ( Bv,) để proton vẫn đi thẳng. Bài 11: Một êlectrôn sau khi đi qua hiệu điện thế tăng tốc φ = 40V, bay vào một vùng từ trường đều có hai mặt biên phẳng song song, bề dày h = 10cm. Vận tốc của êlectrơn vng góc với cả cảm ứng từ B lẫn hai qua vùng đó? Cho biết tỷ số độ lớn điện tích và khối lượng của êlectrơn là γ = 1,76.1011 C/kg. Bài 12: Một electron bay vào một trường điện từ với vận tốc bằng 105m/s. Đường sức điện trường và đường A/m. Tìm gia a) Electron chuyển động theo phương chiều của các đường sức. ĐS: a, an 0; 14 2 1,76.10 ( / ) t a a m s b, at = 0; aan ac2aL2 2,5.10 (14 m s/ 2) Bài 13: Một electron chuyển động theo một quỹ đạo trịn, bán kính R =10cm trong một từ trường đều có cảm ứng từ B =1T. Đưa thêm vào vùng không gian này một điện trường đều có cường độ E =100V/m và có ĐS: 3 10 t s Bài 14: Một hạt có khối lượng m và điện tích q bay vào một từ trường đều có cảm ứng từ B . Góc giữa véctơ vận tốc v và véctơ cảm ứng từ B là α. Trong trường hợp này hạt sẽ chuyển động như thế nào? Tìm chu kì ĐS: Hạt sẽ thực hiện một chuyển động quay với vận tốc v1 theo một mặt trụ và chuyển động thẳng đều với vận tốc v2 dọc theo đường sinh của mặt trụ đó. qB T 1 , qB cos v 2 T v h 2 Bài 15: Một êlectrôn chuyển động trong một từ trường đều có cảm ứng từ B= 5.10-3T, theo hướng hợp với đường cảm ứng từ một góc α = 60o. Năng lượng của êlectrôn bằng W =1,64.10-16J. Trong trường hợp này (7) 7 α x ĐS: 7 1,9.10 ( / ) v m s R1,9.10 ( )2 m T 7,1.10 ( )9 s h6,8.10 ( )2 m Bài 16: Sau khi được tăng tốc bởi hiệu điện thế U trong ống phát, êlectrơn được phóng ra theo hướng Ox để rồi sau đó phải bắn trúng vào điểm M ở cách O khoảng d. Hãy tìm dạng quỹ đạo của êlectrôn và cường độ a) Từ trường có phương vng góc với mặt phẳng b) Từ trường có phương song song với OM. (OM hợp với phương Ox góc α; điện tích êlectrơn là Giải: a) B 2sin 2eU d m ta có: t = kT (k: số nguyên dương 1, 2, 3...) B k2 cos 2Um d e Bài 17: Một êlectrôn bay trong một từ trường đều có cảm ứng từ là B . Êlectron có vận tốc vcó phương lập với đường sức từ một góc φ. Độ rộng của vùng có từ trường là l. Hãy tìm độ biến thiên động lượng của êlectrôn trong thời gian bay qua từ trường. ĐS: ΔP = 2mvsinφsin
qBl . Bài 18: Một êlectron chuyển động trong một từ trường đều có cảm ứng từ B = 2.10-3 T. Quỹ đạo của ĐS: 2 2 6 1 2 7,6.10 ( / ) v v v m s PHẦN THỰC HÀNH VÀ ĐỊNH TÍNH Câu 1. Sau khi bắn một electron có vận tốc v vào trong từ trường đều theo phương vng góc với đường sức từ thì electron sẽ chuyển động như thế nào. Câu 2. Sau khi bắn một electron có vận tốc v vào trong từ trường đều theo phương song song với đường sức từ thì electron sẽ chuyển động như thế nào. Câu 3. Có một thanh nam châm va một thanh sắt bề ngoài giống hệt nhau ( cùng mẹ khác cha). Làm thế nào có thể phân biệt được thanh nào là nam châm, thanh nào là thanh sắt ( với điều kiện chỉ dùng hai thanh này). Câu 4. Các đường sức có điểm xuất phát và điểm tận cùng khơng ? Nếu có thì điểm xuất phát và điểm tận cùng ở đâu. Câu 5. Trên hình bên, trong dây dẫn MN biểu diễn một tia điện tử (tia electron) chạy theo chiều mũi tên. Hỏi chiều của vector cảm ứng từ tại P. Câu 6. Cho hình vẽ bên. Hãy xác định cực Nam cực Bắc của: a) thanh sắt CD. b) kim nam châm nằm phía trên. Câu 7. |
