Bài giảng môn học Vật lý lớp 11 - Bài tập từ trường

BÀI TẬP TỪ TRƯỜNG A. LÝ THUYẾT 1. Từ trường. Xung quanh nam châm và xung quanh dòng điện tồn tại từ trường. Từ trường có tính chất cơ bản là tác dụng lực từ lên nam châm hay lên dòng điện đặt trong nó. Vectơ cảm ứng từ là đại lượng đặc trưng cho từ trường về mặt tác dụng lực từ. Đơn vị cảm ứng từ là Tesla (T). 2. Từ trường của dòng điện trong dây dẫn thẳng, dài đặt trong không khí: Vectơ cảm ứng từ tại điểm M cách dây dẫn một đoạn r: - Điểm đặt: Tại điểm M - Phương: Vuông góc với mặt phẳng (M. I). - Chiều: Tuân theo quy tắc vặn đinh ốc. - Độ lớn: 3. Từ trường tại tâm của dòng điện trong khung dây tròn: Vectơ cảm ứng từ tại tâm khung dây tròn có: - Điểm đặt: Tại tâm - Phương: Vuông góc với mặt phẳng vòng dây. - Chiều: Theo quy tắc vặn đinh ốc (hoặc vào mặt nam S ra bặt bắc N của vòng dây) Mắt S: dòng điện cùng chiều kim đồng hồ, mặt N: dòng điện ngược chiều kim đồng hồ - Độ lớn: R là bán kính của khung dây, N là số vòng dây trong khung, I là cường độ dòng điện trong mỗi vòng. 4. Từ trường của dòng điện trong ống dây: Vectơ cảm ứng từ tại một điểm trong lòng ống dây - Điểm đặt: Tại điểm đang xét. - Phương: Vuông góc với mặt phẳng vòng dây - Chiều: Vào mặt nam(S) ra mặt bắc (N) của ống dây. - Độ lớn: n là số vòng dây trên một đơn vị dài của ống. l chiều dài của ống N tổng số vòng dây trên ống 5. Nguyên lý chồng chất từ trường: Xét trường hợp : a. Khí cùng hướng với : cùng hướng với , B = B1 + B2 b. Khi ngược hướng với : cùng hướng với c. Khi hợp với một góc xác định bởi: d. Khi B1 = B2 và hợp với một góc II. Lực từ tác dụng lên dòng điện – lực lorenxơ 1. Lực từ tác dụng lên dây dẫn có dòng điện: - Điểm đặt: Tại trung điểm của đoạn MN. - Phương: Vuông góc với mặt phẳng () - Chiều: Xác định theo quy tắc bàn tay trái: Đặt bàn tay trái duỗi thẳng để cho các đường cảm ứng từ hướng vào lòng bàn tay chiều từ cổ tay đến ngón tay giữa là chiều dòng điện, thì chiều ngón tay cái choãi ra 900 là chiều của lực từ tác dụng lên đoạn dây. - Độ lớn: F = BIlsin là góc hợp bởi đoạn dòng điện và vectơ cảm ứng từ. 2. Lực từ tác dụng lên hai dòng điện thẳng song song - Điểm đặt: Trung điểm của đoạn dây - Chiều: Là lực hút nếu dòng điện cùng chiều, lực đẩy nếu hai dòng điện ngược chiều - Độ lớn: r là khoảng cách giữa hai dòng điện. 3. Mômen ngẫu lực từ Mômen ngẫu lực từ tác dụng lên khung dây có dòng điện: M = IBS.sin Trong đó S là diện tích phần mặt phẳng giới hạn bởi khung, là góc hợp bởi vectơ pháp tuyến của khung và vectơ cảm ứng từ 4. Lực Lorenxơ - Điểm đặt: Tại điện tích - Phương: Vuông góc với mặt phẳng () - Chiều: Xác định theo quy tắc bàn tay trái: Đặt bàn tay trái duỗi thẳng sao cho cảm ứng từ đâm xuyên vaoaf lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón tay là chiều của vận tốc, ngón tay cái choãi ra 900 là chiều của lực lorenxơ nếu q >0, và chiều ngược lại nếu q <0 - Độ lớn: Trong đó q là điện tích của hạt, là góc hợp bởi vectơ vận tốc của hạt và vectơ cảm ứng từ B. BÀI TẬP Bài 1: Một đoạn dây dẫn dài 5 (cm) đặt trong từ trường đều và vuông góc với vectơ cảm ứng từ. Dòng điện chạy qua dây có cường độ 0,75 (A). Lực từ tác dụng lên đoạn dây đó là 3.10-2 (N). Tính độ lớn Cảm ứng từ của từ trường ĐS: B. 0,8 (T). Bài 2: Một đoạn dây dẫn thẳng MN dài 6 (cm) có dòng điện I = 5 (A) 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). Tính góc hợp bởi dây MN và đường cảm ứng từ. ĐS: 300 Bài 3: Hai điểm M và N gần một dòng điện thẳng dài. Khoảng cách từ M đến dòng điện lớn gấp hai lần khoảng cách từ N đến dòng điện. So sánh độ lớn của cảm ứng từ tại M và N ĐS: Bài 4: Dòng điện I = 1 (A) chạy trong dây dẫn thẳng dài. Cảm ứng từ tại điểm M cách dây dẫn 10 (cm) có độ lớn bằng bao nhiêu? ĐS: 2.10-6(T) Bài 5: Tại tâm của một dòng điện tròn cường độ 5 (A) cảm ứng từ đo được là 31,4.10-6(T). Tiinhs đường kính của dòng điện đó. ĐS: 20 (cm) Bài 6: Một dòng điện có cường độ I = 5 (A) chạy trong một dây dẫn thẳng, dài. Cảm ứng từ do dòng điện này gây ra tại điểm M có độ lớn B = 4.10-5 (T). Điểm M cách dây một khoảng bao nhiêu? ĐS: 2,5 (cm) Bài 7: Một dòng điện thẳng, dài có cường độ 20 (A), cảm ứng từ tại điểm M cách dòng điện 5 (cm) có độ lớn bằng bao nhiêu? ĐS: 8.10-5 (T) Bài 8: Một dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng, dài. Tại điểm A cách dây 10 (cm) cảm ứng từ do dòng điện gây ra có độ lớn 2.10-5 (T). Tính cường độ dòng điện chạy trên dây. ĐS: 10 (A) Bài 9: Hai dây dẫn thẳng, dài song song cách nhau 32 (cm) trong không khí, cường độ dòng điện chạy trên dây 1 là I1 = 5 (A), cường độ dòng điện chạy trên dây 2 là I2. Điểm M nằm trong mặt phẳng 2 dòng điện, ngoài khoảng 2 dòng điện và cách dòng I2 8 (cm). Để cảm ứng từ tại M bằng không thì dòng điện I2 co chiều và độ lớn như thế nào? ĐS: cường độ I2 = 1 (A) và ngược chiều với I1 Bài 10: Hai dây dẫn thẳng, dài song song cách nhau 32 (cm) trong không khí, dòng điện chạy trên dây 1 là I1 = 5 (A), dòng điện chạy trên dây 2 là I2 = 1 (A) ngược chiều với I1. Điểm M nằm trong mặt phẳng của hai dây và cách đều hai dây. Tính cảm ứng từ tại M. ĐS: 7,5.10-6 (T) Bài 11: Hai dây dẫn thẳng, dài song song cách nhau 32 (cm) trong không khí, dòng điện chạy trên dây 1 là I1 = 5 (A), dòng điện chạy trên dây 2 là I2 = 1 (A) ngược chiều với I1. Điểm M nằm trong mặt phẳng của 2 dòng điện ngoài khoảng hai dòng điện và cách dòng điện I1 8(cm). Tính cảm ứng từ tại M. ĐS: 1,2.10-5 (T) Bài 12: Hai dây dẫn thẳng, dài song song cách nhau cách nhau 40 (cm). Trong hai dây có hai dòng điện cùng cường độ I1 = I2 = 100 (A), cùng chiều chạy qua. Cảm ứng từ do hệ hai dòng điện gây ra tại điểm M nằm trong mặt phẳng hai dây, cách dòng I1 10 (cm), cách dòng I2 30 (cm) có độ lớn là bao nhiêu? ĐS: 24.10-5 (T) Bài 13: Một ống dây dài 50 (cm), cường độ dòng điện chạy qua mỗi vòng dây là 2 (A). cảm ứng từ bên trong ống dây có độ lớn B = 25.10-4 (T). Tính số vòng dây của ống dây. ĐS: 497 Bài 14: Một sợi dây đồng có đường kính 0,8 (mm), lớp sơn cách điện bên ngoài rất mỏng. Dùng sợi dây này để quấn một ống dây có dài l = 40 (cm). Số vòng dây trên mỗi mét chiều dài của ống dây là bao nhiêu? ĐS: 1250 Bài 15: Một sợi dây đồng có đường kính 0,8 (mm), điện trở R = 1,1 (Ω), lớp sơn cách điện bên ngoài rất mỏng. Dùng sợi dây này để quấn một ống dây dài l = 40 (cm). Cho dòng điện chạy qua ống dây thì cảm ứng từ bên trong ống dây có độ lớn B = 6,28.10-3 (T). Hiệu điện thế ở hai đầu ống dây là bao nhiêu? ĐS: 4,4 (V) Bài 16: Một dây dẫn rất dài căng thẳng, ở giữa dây được uốn thành vòng tròn bán kính R = 6 (cm), tại chỗ chéo nhau dây dẫn được cách điện. Dòng điện chạy trên dây có cường độ 4 (A). Tính cảm ứng từ tại tâm vòng tròn ĐS: 5,5.10-5 (T) Bài 17: Hai dòng điện có cường độ I1 = 6 (A) và I2 = 9 (A) chạy trong hai dây dẫn thẳng, dài song song cách nhau 10 (cm) trong chân không I1 ngược chiều I2. Tính cảm ứng từ do hệ hai dòng điện gây ra tại điểm M cách I1 6 (cm) và cách I2 8 (cm) ĐS: 3,0.10-5 (T) Bài 18: Hai dây dẫn thẳng dài song song cách nhau 10 (cm) trong không khí, dòng điện chạy trong hai dây có cùng cường độ 5 (A) ngược chiều nhau. Tính cảm ứng từ tại điểm M cách đều hai dòng điện một khoảng 10 (cm ĐS: 1.10-5 (T) Bài 19: Khi tăng đồng thời cường độ dòng điện trong cả hai dây dẫn thẳng song song lên 3 lần thì lực từ tác dụng lên một đơn vị dài dây thay đổi như thế nào? ĐS: 9 lần Bài 20: Hai dây dẫn thẳng, dài song song và cách nhau 10 (cm) trong chân không, dòng điện trong hai dây cùng chiều có cường độ I1 = 2 (A) và I2 = 5 (A). Tính lực từ tác dụng lên 20(cm) chiều dài của mỗi dây. ĐS: lực hút có độ lớn 4.10-6 (N) Bài 21: Hai dây dẫn thẳng, dài song song đặt trong không khí. Dòng điện chạy trong hai dây có cùng cường độ 1 (A). Lực từ tác dụng lên mỗi mét chiều dài của mỗi dây có độ lớn là 10-6(N). Tính khoảng cách giữa hai dây. ĐS: 20 (cm) Bài 22: Hai vòng dây tròn cùng bán kính R = 10 (cm) đồng trục và cách nhau 1(cm). Dòng điện chạy trong hai vòng dây cùng chiều, cùng cường độ I1 = I2 = 5 (A). Tính lực tương tác giữa hai vòng dây. ĐS: 3,14.10-4 (N) Bài 23: Một electron bay vào không gian có từ trường đều có cảm ứng từ B=0,2(T) với vận tốc ban đầu v0 = 2.105 (m/s) vuông góc với . Tiinhs lực Lorenxơ tác dụng vào electron. ĐS: 6,4.10-15 (N) Bài 27: Một electron bay vào không gian có từ trường đều có cảm ứng từ B = 10-4 (T) với vận tốc ban đầu v0 = 3,2.106 (m/s) vuông góc với , khối lượng của electron là 9,1.10-31(kg). Tính bán kính quỹ đạo của electron trong từ trường. ĐS: 18,2 (cm) Bài 25: Một hạt proton chuyển động với vận tốc 2.106 (m/s) vào vùng không gian có từ trường đều B = 0,02 (T) theo hướng hợp với vectơ cảm ứng từ một góc 300. Biết điện tích của hạt proton là 1,6.10-19 (C). Tính lực Lorenxơ tác dụng lên proton. ĐS: 3,2.10-15 (N) Bài 26: Khung dây dẫn hình vuông cạnh a = 20 (cm) gồm có 10 vòng dây, dòng điện chạy trong mỗi vòng dây có cường độ I = 2 (A). Khung dây đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 0,2 (T), mặt phẳng khung dây chứa các đường cảm ứng từ. Tính mômen lực từ tác dụng lên khung dây. ĐS: 0,16 (Nm) Bài 27: Một khung dây phẳng nằm trong từ trường đều, mặt phẳng khung dây chứa các đường sức từ. Khi giảm cường độ dòng điện đi 2 lần và tăng cảm ừng từ lên 4 lần thì mômen lực từ tác dụng lên khung dây thay đổi như thế nào? ĐS: tăng 2 lần Bài 28: Một khung dây dẫn hình chữ nhật ABCD đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B=5.10-2 (T). Cạnh AB của khung dài 3 (cm), cạnh BC dài 5 (cm). Dòng điện trong khung dây có cường độ I = 5 (A). Giá trị lớn nhất của mômen ngẫu lực từ tác dụng lên khung dây có độ lớn là bao nhiêu? ĐS: 3,75.10-4 (Nm) Bài 29: Một khung dây cứng hình chữ nhật có kích thước 2 (cm) x 3 (cm) đặt trong từ trường đều. Khung có 200 vòng dây. Khi cho dòng điện có cường độ 0,2 (A) đi vào khung thì mômen ngẫu lực từ tác dụng vào khung có giá trị lớn nhất là 24.10-4 (Nm). Tính độ lớn cảm ứng từ của từ trường . ĐS: 0,10 (T) P M N Bài 30: Một dây dẫn được gập thành khung dây có dạng tam giác vuông cân MNP. Cạnh MN = NP = 10 (cm). Đặt khung dây vào trong từ trường đều B = 10-2 (T) có chiều như hình vẽ. Cho dòng điện I có cường độ 10 (A) vào khung dây theo chiều MNPM. Tính độ lớn lực từ tác dụng vào các cạnh của khung dây. ĐS: FMN = 10-2 (N), FNP = 0 (N), FMP = 10-2 (N) Bài 31: Một dây dẫn được gập thành khung dây có dạng tam giác vuông MNP như bài 30. Cạnh MN = 30 (cm), NP = 40 (cm). Đặt khung dây vào trong từ trường đều B = 10-2 (T) vuông góc với mặt phẳng khung dây có chiều như hình vẽ. Cho dòng điện I có cường độ 10(A) vào khung dây theo chiều MNPM. Tính lLực từ tác dụng vào các cạnh của khung dây ĐS: FMN = 0,03 (N), FNP = 0,04 (N), FMP = 0,05 (N). D C N M Bài 32: Thanh MN dài l = 20 (cm) có khối lượng 5 (g) treo nằm ngang bằng hai sợi chỉ mảnh CM và DN. Thanh nằm trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 0,3 (T) nằm ngang vuông góc với thanh có chiều như hình vẽ. Mỗi sợi chỉ treo thanh có thể chịu được lực kéo tối đa là 0,04 (N). Dòng điện chạy qua thanh MN có cường độ nhỏ nhất là bao nhiêu thì một trong hai sợi chỉ treo thanh bị đứt. Cho gia tốc trọng trường g = 9,8 (m/s2) ĐS:. I = 0,52 (A) và có chiều từ N đến M Bài 33: Một hạt tích điện chuyển động trong từ trường đều, mặt phẳng quỹ đạo của hạt vuông 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) Bài 34: Hai hạt bay vào trong từ trường đều với cùng vận tốc. Hạt thứ nhất có khối lượng m1= 1,66.10-27 (kg), 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? ĐS: R2 = 15 (cm) Bài 35: Một khung dây tròn bán kính R = 10 (cm), gồm 50 vòng dây có dòng điện 10 (A) chạy qua, đặt trong không khí. Tính độ lớn cảm ứng từ tại tâm khung dây. ĐS: B = 6,28.10-3 (T). Bài 36: Một cuộn dây dẫn dẹt hình tròn, gồm N = 100 vòng, mỗi vòng có bán kính R = 10cm, mỗi mét dài của dây dẫn có điện trở R0 = 0,5W. Cuộn dây đặt trong một từ trường đều có vectơ cảm ứng từ vuông góc với mặt phẳng các vòng dây và có độ lớn B = 10-2T giảm đều đến 0 trong thời gian Dt = 10-2s. Tính cường độ dòng điện xuất hiện trong cuộn dây. ĐS: I = = 0,1A. Bài 37: 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 38: Tính độ tự cảm của một ống dây dài 30cm, đường kính 2cm, có 1000 vòng dây. Cho biết trong khoảng thời gian 0,01s cường độ dòng điện chạy qua ống dây giảm đều đặn từ 1,5A đến 0. Tính suất điện động cảm ứng trong ống dây. ĐS: L » 2,96.10-3H » 3.10-3H ; e = 0,45V. Bài 39: Tính độ tự cảm của cuộn dây biết sau thời gian Dt = 0,01s, dòng điện trong mạch tăng đều từ 2A đến 2,5A và suất điện động tự cảm là 10V. ĐS: L = 0,2H. Bài 40: Một ống dây dài l = 31,4cm có 100 vòng, diện tích mỗi vòng S = 20cm2, có dòng điện I = 2A chạy qua. a. Tính từ thông qua mỗi vòng dây. b. Tính suất điện động tự cảm trong cuộn dây khi ngắt dòng điện trong thời gian Dt=0,1s. Suy ra độ tự cảm của ống dây. ĐS: a. F = 1,6.10-5 Wb ; b. e = 0,16V ; L = 0,008H. Bài 41: Dòng điện thẳng dài vô hạn có cường độ I = 0,5A đặt trong không khí. a. Tính cảm ứng từ tại M cách dòng điện 4cm. Cảm ứng từ tại N bằng 10-6T. Tính khoảng cách từ N đến dòng điện. ĐS: a. B = 0,25.10-5T; b. r = 10cm Bài 42: 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 5cm. ĐS: 1,6.10-5T Bài 43: Hai dây dẫn thẳng song song dài vô hạn đặt cách nhau d = 14cm trong không khí. Dòng điện chạy trong hai dây là I1 = I2 = 1,25A. Xác định vecto cảm ứng từ tại M cách mỗi dây r = 25cm trong trường hợp hai dòng điện: a. Cùng chiều Ngược chiều ĐS: a.// O1O2, B = 1,92.10-6T; b. O1O2, B = 0,56.10-6T Bài 44: Hai dây dẫn thẳng song song dài vô hạn đặt cách nhau d = 8cm trong không khí. Dòng điện chạy trong hai dây là I1 = 10A, I2 = 20A và ngược chiều nhau. Tìm cảm ứng từ tại điểm a. O cách mỗi dây 4cm M cách mỗi dây 5cm ĐS: a. 15.10-5T; b. 9,9.10-5T Bài 45: Cuộn dây tròn bán kính R = 5cm (gồm N = 100 vòng dây quấn nối tiếp cách điện với nhau) đặt trong không khí có dòng điện I qua mỗi vòng dây, từ trường ở tâm vòng dây là B = 5.10-4T. Tìm I? ĐS: 0,4A Bài 46: Một dây thẳng chiều dài 18,84cm được bọc bằng một lớp cách điện mỏng và quấn thành một cuộn dây tròn. Cho dòng điện có cường độ I = 0,4A đi qua vòng dây. Tính cảm ứng từ trong vòng dây. ĐS: 0,84.10-5 T Bài 47: Một ống dây thẳng chiều dài 20cm, đường kính 2cm. Một dây dẫn có vỏ bọc cách điện dài 300cm được quấn đều theo chiều dài ống. Ong dây không có lõi và đặt trong không khí. Cường độ dòng điện đi qua dây dẫn là 0,5A. Tìm cảm ứng từ trong ống dây. ĐS: 0,015T Bài 48: Tính lực từ tác lên một đoạn dây dẫn thẳng, dài 10cm mang dòng điện 5A đặt trong từ trường đều cảm ứng từ b = 0,08T. Đoạn dây dẫn vuông góc với véc tơ cảm ứng từ . ĐS: 0,04N Bài 49: Một hạt mang điện tích q = 3,2.10-19C bay vào từ trường đều, cảm ứng từ B = 0,5T. Lúc lọt vào trong từ trường vận tốc hạt là v = 106m/s và vuông góc với . Tính lực Lorenxo tác dụng lên hạt đó. ĐS: 1,6.10-13N Bài 50: Một electron bay vào trong từ trường đều, cảm ứng từ B = 1,2T. Lúc lọt vào từ trường, vận tốc của hạt là v0 = 107m/s và vecto làm thành với một góc = 300. Tính lực Lorenxo tác dụng lên electron đó. ĐS: 0,96.10-12N Bài 51: 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 vuông góc với ( là vận tốc electron). Quỹ đạo của electron là một đường tròn bán kính R =7cm. Xác định cảm ứng từ . ĐS: 0,96.10-3T Bài 52: Một proton chuyển động theo một quỹ đạo tròn bán kính 5cm trong một từ trường đều B = 10-2T. a. Xác định vận tốc của proton Xác định chu kỳ chuyển động của proton. Khối lượng p = 1,72.10-27kg. ĐS: a. v = 4,785.104m/s; b. 6,56.10-6s Bài 53: Khung dây ABCD đặt thẳng đứng, một phần nằm trong từ trường đều như hình. B=1T trong khoảng NMPQ, B=0 ngoài khoảng đó. Cho AB=l=5cm, khung có điện trở r=2, khung di chuyển đều xuống dưới với vận tốc v=2m/s. Tính dòng điện cảm ứng qua khung và nhiệt lượng toả ra trong khung khi nó di chuyển một đoạn x=10cm (cạnh AB chưa ra khỏi từ trường) ĐS: IC=0,05A, 25.10-5J Bài 54: Một khung dây hình vuông MNPQ, cạnh a =20cm, điện trở tổng cộng R = 0,8, trên đó có các nguồn E1=12V, E2=8V, r1= r2 = 0,1, mạch được đặt trong từ trường đều như hình. a. Cho tăng theo thời gian bằng quy luật B=kt. (k=40T/s). Tìm số chỉ Ampe kế?(RA=0) b. Để số chỉ Ampe kế chỉ số 0, phải thay đổi thế nào? ĐS: 5,6A, do E1>E2 EC = E1- E2 B=kt (k=-100T/s) Bài 55: Một cuộn dây hình tròn, bán kính 8cm, gồm 100vòng dây, được đặt vuông góc với một từ trường đều B=0,3T. Hai đầu nối với một điện trở R=1. Cho cuộn dây quay đều một góc 180o quanh một đường kính của nó trong thời gian 0,5s. a. Tính suất điện động cảm ứng xuất hiện trong cuộn dây? b. Tính cường độ dòng điện qua R, cho biết điện trở của cuộn dây là r=0,5. c. Vẽ đồ thị biến thiên của cos. Có nhận xét gì về sự biến thiên của và của cos? Bài 56: Một vòng dây có diện tích S =100cm2, hai đầu nối với một tụ có điện dung C=5. Mặt phẳng vòng dây đặt vuông góc với các đường cảm ứng từ của từ trường B=kt, (k=0,5T/s). a. Tính điện tích trên tụ? b. Nếu không có tụ điện thì công suất toả nhiệt trên vòng dây là bao nhiêu? Cho biết điện trở của vòng dây R=0,1. ĐS: Q=C.EC=2,5.10-8C, Bài 57: Xác định lực từ trong các trường hợp sau: + + + + + + + + + + + + + + + I S N I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I N S I N S . I Bài 58: Xác định chiều của vector cảm ứng từ và cực của nam châm trong các hình sau: I F B . F I F I I F . I B α . I B Bài 59: Xác định vectơ lực từ (phương, chiều, độ lớn) trong các trường hợp sau, biết: B = 0,02T, α = 450, I = 5A, l = 5cm, B = 0,05T, I = 4A, l = 10cm ĐS: a. F = 4,25.10-3 N ; b. F = 0,02T Bài 60: Một dậy dẫn thẳng dài mang dòng điện 20A, đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 5.10-3T. Đặt vuông góc với vectơ cảm ứng từ và chịu lực từ là 10-3N. Chiều dài đoạn dây dẫn là bao nhiêu? ĐS: 1cm Bài 61: Một đoạn dây dẫn dài l = 0,2m đặt trong từ trường đều sao cho dây dẫn hợp với vectơ cảm ứng từ một ước a = 300. Biết dòng điện chạy qua dây là 10A, cảm ứng từ B= 2.10-4T. Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn là bao nhiêu? ĐS: 2.10-4N Bài 62: Một đoạn dây dẫn dài l = 0,8m đặt trong từ trường đều sao cho dây dẫn hợp với vectơ cảm ứng từ một góc a = 600. Biết dòng điện I = 20A và dây dẫn chịu một lực từ là F = 2.10-2N. Độ lớn của cảm ứng từ là bao nhiêu? ĐS: l,4.10-3T Bài 63: Một đoạn dây dẫn dài l = 0,5m đặt trong từ trường đều sao cho dây dẫn hợp với vectơ cảm ứng từ một góc a = 450. Biết cảm ứng từ B = 2.10-3T và dây dẫn chịu lực từ F = 4.10-2N. Cường độ dòng điện trong dây dẫn là bao nhiêu ? ĐS : 40A. Bài 64: Một đoạn dây dẫn MN đặt trong từ trường đều có cảm ứng lừ bằng 0,5T. Biết MN = 6 cm, cường độ dòng điện qua MN bằng 5A, lực từ tác dụng lên đoạn dây là 0,075 N. Góc hợp bởi MN và vectơ cảm ứng từ là bao nhiêu ? ĐS : a = 300 Bài 65: Một đoạn dây dẫn có chiều dài l = 15cm, đặt trong từ trường có cảm ứng từ B = 2.10-4 T. Góc giữa dây dẫn và cảm ứng từ là 300. Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn I = 10A. Tính lực từ tác dụng vào dây dẫn. ĐS: F = 1,5.10-4N P M N Bài 66: Một dây dẫn được gập thành khung dây dạng tam giác vuông MNP. MN = 30cm, NP = 40cm. 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? ĐS: FMN = 0,03N, FNP = 0,04N, FMP = 0,05N. P M N Bài 67: 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 dòng điện I = 10A vào khung có chiều MNPM. Lực từ tác dụng vào các cạnh của khung dây là bao nhiêu? ĐS: FMN = 10-2N, FNP = 0, FMP = 10-2N Bài 68: 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/s2 thì góc lệch a của dây treo so với phương thẳng đứng là bao nhiêu ? ĐS : a = 450 M N . Bài 69: 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 ứng từ có chiều như hình vẽ, có độ lớn B = 0,04T. Định chiều và độ lớn của I để lực căng dây bằng 0. ĐS : 40A, chiều từ N đến M. Cho I = 16A có chiều từ M đến N. Tính lực căng mỗi dây ? ĐS : 0,28N. Bài 70: Một dòng điện cường độ I = 0,5A đặt trong không khí a. Tính cảm ứng từ tại điểm M cách dòng điện 4cm. b. Cảm ứng từ tại N bằng 10-6 T. Tính khoảng cách từ N đến dòng điện. ĐS: a. BM = 0,25. 10 – 5 T b. rN = 10cm Bài 71: Một dòng điện có cường độ 5A chạy trong dây dẫn thẳng, dài. Cảm ứng từ tại điểm M có giá trị là B = 4.10-5T. Hỏi điểm M cách dây một khoảng bằng bao nhiêu? ĐS: 2,5cm x y I Bài 71: Một dây dẫn thẳng dài xuyên qua và vuông góc với mặt phẳng hình vẽ tại điểm O. Cho dòng điện I = 6A có chiều như hình vẽ. Xác định vecto cảm ứng từ tại các điểm : A1 (x = 6cm ; y = 2cm), A2 (x = 0cm ; y = 5cm), A3 (x = -3cm ; y = -4cm), A4 (x = 1cm ; y = -3cm) ĐS : a.1,897.10-5T ; b 2,4. 10-5T  c. 2,4. 10-5T ; d. 3,794. 10-5T . Bài 73: Một vòng dây tròn bán kính 5cm, xung quanh là không khí. Dòng điện trong dây có cường độ là I, gây ra từ trường tại tâm vòng tròn có B = 2,5.10-6 T. Tính cường độ dòng điện chạy trong vòng dây ? ĐS : 0,2A Bài 74: Một vòng dây tròn đặt trong chân không có bán kính R = 10cm mang dòng điện I = 50A a . Độ lớn của vectơ cảm ứng từ tại tâm vòng dây là bao nhiêu? b . Nếu cho dòng điện nói trên qua vòng dây có bán kính R’ = R/4 thì tại tâm vòng dây , độ lớn của cảm ứng từ B là bao nhiêu ? ĐS : a. B = 3,14 . 10 - 4 T b. B = 1,256 . 10 -3 T Bài 75: Một khung dây tròn bán kính 30cm gồm 10vòng dây. Cường độ dòng điện qua khung là 0,3A. Tính cảm ứng từ tại tâm của khung dây ? ĐS : 6,28.10-6T Bài 76: Một khung dây tròn đường kính 10 cm gồm 12 vòng dây. Tính cảm ứng từ tại tâm của khung dây nếu cường độ dòng điện qua mỗi vòng dây là 0,5A.? ĐS : 7,5398.10-5T Bài 77: Một ống dây có dòng điện I = 20 A chạy qua tạo ra trong lòng ống dây một từ trường đều có cảm ứng từ B = 2,4 .10-3 T . Số vòng dây quấn trên mỗi mét chiều dài của ống dây là bao nhiêu ? ĐS : 95,94 vòng Bài 78: Một ống dây có dòng điện I = 25 A chạy qua . Biết cứ mỗi mét chiều dài của ống dây được quấn 1800 vòng . Độ lớn cảm ứng từ trong lòng ống dây là bao nhiêu? ĐS: B = 5,65 . 10 -2 T Bài 79: Một ống dây thẳng dài có 1200 vòng dây, cảm ứng từ bên trong ống dây là B = 7,5.10-3T. Tính cường độ dòng điện qua ống dây. ho biết ống dây có chiều dài 20cm. ĐS :0,9947A Bài 80: Một dây dẫn có đường kính tiết diện d = 0,5 cm, bọc bằng một lớp cách điện mỏng và quấn thành một ống dây các vòng của ống dây được quấn sát nhau. Cho dòng điện I = 0,4 A đi qua ống dây. Tính cảm ứng từ trong ống dây. ĐS : B = 1 .10 -4 T Bài 81: Tìm cảm ứng từ trường : a. Ở tâm O một vòng dây dẫn tròn có dòng điện I = 0,2 A chạy qua. Vòng dây có bán kính r = 5 cm đặt trong không khí. b. Ở trong lòng một ống dây hình trụ có chiều dài l = 62,8cm. Xung quanh quấn 1000 vòng dây dẫn, có dòng điện một chiều I = 0,2A chạy qua. Lõi sắt trong lòng ống có độ từ thẩm gấp 3000 lần độ từ thẩm của chân không. ĐS : a. 2,512.10-6T ; b.1,2T Bài 82: Cho hai dây dẫn thẳng dài vô hạn, đặt trong không khí, đặt trong không khí, cách nhau một khoảng d = 80cm. Dòng điện trong hai dây cùng chiều và cùng cường độ I1 = I2 = I = 1A. Tính cảm ứng từ tại các điểm sau : a. Điểm M cách đều hai dây một khoảng là 50cm. b. Điểm N cách dây thứ nhất 100cm, cách dây thứ hai 60cm. ĐS :a. 4,8.10-7T ; b. 1,26.10-7T. Bài 83: Hai dây dẫn thẳng dài vô hạn d1 ; d2 đặt song song trong không khí cách nhau khoảng 10 cm, có dòng điện cùng chiều I1 = I2 = I = 2,4A đi qua. Tính cảm ứng từ tại: a. M cách d1 và d2 khoảng r = 5cm. b. N cách d1 20cm và cách d2 10cm. c. P cách d1 8cm và cách d2 6cm. d. Q cách d1 10cm và cách d2 10cm. ĐS : a. BM = 0 ; b. BN = 0,72.10 – 5 T ; c. BP = 10 – 5 T ; d. BQ = 0,48.10 – 5 T Bài 84: Hai dây dẫn thẳng dài vô hạn d1 ; d2 đặt song song trong không khí cách nhau khoảng 5 cm, có dòng điện ngược chiều I1 = 2A ; I2 = 6A đi qua. Tính cảm ứng từ tại M cách d1 4cm và cách d2 3cm. ĐS : B = 4,12.10 – 5 T. Bài 85: Hai dây dẫn thẳng dài vô hạn d1; d2 đặt song song trong không khí cách nhau khoảng 8 cm, có dòng điện ngược chiều I1 = 10A ; I2 = 10A đi qua. Tính cảm ứng từ tại: a. O cách mỗi dây 4cm. b. M cách mỗi