Bài tập về Từ trường Vật lí lớp 11

THẦY SAN ĐT 0964 889 884, NHẬN DẠY KÈM, DẠY NHÓM, ÔN THI ĐẠI HỌC

CHẤT LƢỢNG CAO LỚP 10, 11, 12

1

I. CÁC KIẾN THỨC – CÔNG THỨC CƠ BẢN 1. Từ trƣờng a) Định nghĩa: Từ trường là một dạng vật chất tồn tại trong không gian mà biểu hiện cụ thể là sự xuất hiện của lực từ tác dụng lên một dòng điện hay một nam châm đặt trong nó. b) Cảm ứng từ: Là đại lượng đặc trưng cho từ trường về mặt gây ra lực từ mạnh hay yếu. Kí hiệu là B , đơn vị của cảm ứng từ là Tesla (T) c) Hướng của từ trường: Hướng của từ trường tại một điểm là hướng Nam - Bắc của kim nam châm cân bằng tại điểm đó. 2. Đƣờng sức từ a) Định nghĩa: Đường sức từ là những đường vẽ ở trong không gian có từ trường sao cho tiếp tuyến tại mỗi điểm có hướng trùng với hướng của từ trường tại điểm đó. b) Tính chất: - Qua mỗi điểm trong không gian chỉ vẽ được một đường sức từ. - Các đường sức từ là những đường cong khép kín hoặc vô hạn ở 2 đầu. - Chiều của đường sức từ tuân theo những quy tắc xác định (quy tắc nắm tay phải, quy tắc đinh ốc, quy tắc vào Nam ra Bắc….) - Quy ước vẽ các đường cảm ứng từ sao cho chỗ nào từ trường mạnh thì các đường sức dày và chỗ nào từ trường yếu thì các đường sức từ thưa. 3. Từ trƣờng của dòng điện thẳng a) Các đường sức từ: - Là các đường tròn đồng tâm nằm trong mặt phẳng vuông góc với dòng điện. - Tâm của đường sức từ là giao điểm của mặt phẳng và dòng điện. - Chiều của đường sức từ và chiều của dòng điện có thể xác định theo qui tắc nắm tay phải: b) Qui tắc nắm tay phải: Để bàn tay phải sao cho ngón cái nằm dọc theo dây dẫn và chỉ theo chiều dòng điện, chiều khum của các ngón còn lại chỉ chiều của đường sức từ. c) Quy tắc cái đinh ốc 1: Quay cái đinh ốc để nó tiến theo chiều dòng điện thì chiều quay của nó tại điểm đó là chiều của cảm ứng từ. d) Cảm ứng từ B tại một điểm M:  Điểm đặt: tại điểm M đang xét.  Phƣơng: cùng với phương tiếp tuyến của đường tròn (O, r) tại điểm M ta xét.  Chiều: Xác định theo quy tắc nắm bàn tay phải hoặc quy tắc đinh ốc 1.



Độ lớn: Nếu dây dài vô hạn: -7 I B=2.10 . r . Nếu môi trường có độ từ thẩm µ thì: -7 I B = 2.10 μ r Nếu dây hữu hạn:   -7

1 2 I B =10 . sinα +sinα r Trong đó: B : cảm ứng từ (T);

CHUYÊN ĐỀ 4. TỪ TRƢỜNG DẠNG 1. TỪ TRƢỜNG CỦA DÕNG ĐIỆN THẲNG DÀI

+

2 

1 

B

r

I

I

BM

O r M

B

ThuVienDeThi.com

THẦY SAN ĐT 0964 889 884, NHẬN DẠY KÈM, DẠY NHÓM, ÔN THI ĐẠI HỌC

CHẤT LƢỢNG CAO LỚP 10, 11, 12

2

I : cường độ dòng điện điện chạy trong dây dẫn (A); r : khoảng cách từ điểm khảo sát đến dòng điện (m). 6. Nguyên lí chồng chất từ trƣờng a) Nguyên lí: 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: 1 2 n B = B +B +...+B

b) Độ lớn: Xét trường hợp chỉ có 2 dòng điện gây ra vectơ cảm ứng từ 1 2 B ;B thì 1 2 B = B +B

- Nếu 1 B cùng hướng 2 B hay 1 2 B B  ; 1 2 = (B ;B ) 0  

1 2 B = B +B

- Nếu 1 B ngược hướng 2 B hay 1 2 B B  ; 0 1 2 = (B ;B ) 180  

1 2 B = B -B

- Nếu 1 B vuông góc 2 B hay 1 2 B B  ; 0 1 2 = (B ;B ) 90  

2 2 1 2 B = B + B

- Nếu 1 B hợp với 2 B góc  hay 1 2 = (B ;B ) 

2 2 1 2 1 2 B = B +B +2.B B cosα ; nếu 1 2 B = B thì 1

α B = 2B cos 2

7. Phƣơng pháp giải  Bước 1: Vẽ hình biểu diễn các véctơ cảm ứng từ do từng dòng điện gây ra tại điểm đang xét, vẽ véctơ cảm ứng từ tổng hợp.  Bước 2: Tính độ lớn các véctơ cảm ứng từ thành phần.  Bước 3: Viết biểu thức cảm ứng từ tổng hợp dưới dạng véctơ 1 2 B = B +B .  Bước 4: Dùng phép chiếu hoặc hệ thức lượng trong tam giác, định lí hàm số sin, cosin để chuyển biểu thức véctơ về biểu thức đại số.  Bước 5: Giải phương trình để tìm độ lớn của cảm ứng từ tổng hợp. Rút ra kết luận chung (nếu cần). II. BÀI TẬP Câu 1: Dòng điện I = 1A chạy trong dây dẫn thẳng dài. Cảm ứng từ tại điểm M cách dây dẫn 10cm có độ lớn bằng bao nhiêu? ĐS: B = 2.10-6T Câu 2: Một dòng điện có cường độ I = 5A chạy trong một dây dẫn thẳng dài. Cảm ứng từ do dòng điện này gây ra tại điểm M có độ lớn B = 4.10-5T. Điểm M cách dây một khoảng bao nhiêu? ĐS: r = 2,5cm Câu 3: Dòng …