Chuyên đề cảm ứng từ

1

CHỦ ĐỀ 1:XÁC ĐỊNH LỰC TỪ.CẢM ỨNG TỪ A: Tĩm tắt lý thuyết

I. TỪ TRƯỜNG 1. Tương tác từ

Tương tác giữa nam châm với nam châm, giữa dòng điện với nam châm và giữa dòng điện với dòng điện đều gọi là tương tác từ. Lực tương tác trong các trường hợp đó gọi là lực từ.

2. Từ trường

- Khái niệm từ trường: Xung quanh thanh nam châm hay xung quanh dòng điện có từ trường.

Tổng quát: Xung quanh điện tích chuyển động có từ trường.

- Tính chất cơ bản của từ trường: Gây ra lực từ tác dụng lên một nam châm hay một dòng điện đặt trong nó.

- Cảm ứng từ: Để đặc trưng cho từ trường về mặt gây ra lực từ, người ta đưa vào một đại lượng vectơ gọi là cảm ứng từ và kí hiệu là B

.

Phương của nam châm thử nằm cân bằng tại một điểm trong từ trường là phương của vectơ cảm ứng từ B

của từ trường tại điểm đó. Ta quy ước lấy chiều từ cực Nam sang cực Bắc của nam châm thử là chiều của B

. 3. Đường sức từ

Đường sức từ là đường được vẽ sao cho hướng của tiếp tuyến tại bất kì điểm nào trên đường cũng trùng với hướng của vectơ cảm ứng từ tại điểm đó.

4. Các tính chất của đường sức từ:

- Tại mỗi điểm trong từ trường, có thể vẽ được một đường sức từ đi qua và chỉ một mà thôi.

- Các đường sức từ là những đường cong kín. Trong trường hợp nam châm, ở ngoài nam châm các đường sức từ đi ra từ cực Bắc, đi vào ở cực Nam của nam châm.

- Các đường sức từ không cắt nhau.

- Nơi nào cảm ứng từ lớn hơn thì các đường sức từ ở đó vẽ mau hơn (dày hơn), nơi nào cảm ứng từ nhỏ hơn thì các đường sức từ ở đó vẽ thưa hơn.

5. Từ trường đều

Một từ trường mà cảm ứng từ tại mọi điểm đều bằng nhau gọi là từ trường đều.

II. PHƯƠNG, CHIỀU VÀ ĐỘ LỚN CỦA LỰC TỪ TÁC DỤNG LÊN DÂY DẪN MANG DÒNG ĐIỆN 1. Phương : Lực từ tác dụng lên đoạn dòng điện có phương vuông góc với mặt phẳng chứa đoạn dòng điện và cảm ứng tại điểm khảo sát .

2. Chiều lực từ : Quy tắc bàn tay trái

Quy tắc bàn tay trái : Đặt bàn tay trái duỗi thẳng để các đường cảm ứng từ xuyên vào lòng bàn tay và chiều từ cổ tay đến ngón tay trùng với chiều dòng điện. Khi đó ngón tay cái choãi ra 90^o sẽ chỉ chiều của lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn.

3. Độ lớn (Định luật Am-pe). Lực từ tác dụng lên đoạn dòng điện cường độ I, có chiều dài hợp với từ trường đều B một góc  F = BI sin

B Độ lớn của cảm ứng từ . Trong hệ SI, đơn vị của cảm ứng từ là tesla, kí hiệu là T.

III. NGUYÊN LÝ CHỒNG CHẤT TỪ TRƯỜNG

Giả sử ta có hệ n nam châm( hay dòng điện ). Tại điểm M, Từ trường chỉ của nam châm thứ nhất là B₁ , chỉ của nam châm thứ hai là B₂ , …, chỉ của nam châm thứ n là B_n . Gọi B là từ trường của hệ tại M thì:BB₁B₂...B_n

B: Bài tập

2 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



Bài 3: 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 4: Tại tâm của một dòng điện tròn cường độ 5 (A) cảm ứng từ đo được là 31,4.10^-6(T). Tính đường kính của dòng điện đó. ĐS: 20 (cm)

Bài 5: 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 6: 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 7: 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 8: Một đoạn dây dẫn dài l = 0,2m đặt trong từ trường đều sao cho dây dẫn hợp với vectơ cảm ứng từ



B một góc  = 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 9: 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 10: 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 11: 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 12:Ba dòng điện thẳng dài đặt song song với nhau,cách đều nhau đi qua

ba đỉnh của một tam giác đều cạnh a=4cm theo phương vuông góc với mặt phẳng hình vẽ.cho các dòng điện chạy qua có cùng mộtchiều với các cường độ dòng điện I1=10A,I2=I3=20A.Tìm lực tổng hợp F tác dụng lên mỗi mét

dây dẫn có dòng điện I1? ĐS: 10^-3N

13:Ba dòng điện thẳng dài đặt song song với nhau đi qua ba đỉnh của một tam giác theo phương vuông góc với mặt phẳng như hình vẽ.Cho các dòng điện chạy qua có chiều như hình vẽ với các cường độ dòng điện I1=10A,I2= 20A I3=30A,.Tìm lực tổng hợp F tác dụng lên mỗi mét dây dẫn có dòng điện I1.Biết I1 cách I2 và

I3 lần lượt là r1=8Cm,r2=6cm và hai dòng I2và I3 cách nhau 10 cm?

ĐS:1.12.10^-3 N





I

I

I



I

I

I



3 Bài 14: Một vịng dây trịn bán kính 5cm, xung quanh là khơng khí. Dịng điện trong dây cĩ cường độ là I, gây ra từ trường tại tâm vịng trịn cĩ B = 2,5.10^-6 T. Tính cường độ dịng điện chạy trong vịng dây ?

ĐS : 0,2A

Bài 15: Một vịng dây trịn đặt trong chân khơng cĩ bán kính R = 10cm mang dịng điện I = 50A a . Độ lớn của vectơ cảm ứng từ tại tâm vịng dây là bao nhiêu?

b . Nếu cho dịng điện nĩi trên qua vịng dây cĩ bán kính R’ = R/4 thì tại tâm vịng 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 16: Một khung dây trịn bán kính 30cm gồm 10vịng dây. Cường độ dịng điện qua khung là 0,3A. Tính cảm ứng từ tại tâm của khung dây ?

ĐS : 6,28.10^-6T

Bài 17: Một khung dây trịn đường kính 10 cm gồm 12 vịng dây. Tính cảm ứng từ tại tâm của khung dây nếu cường độ dịng điện qua mỗi vịng dây là 0,5A.?

ĐS : 7,5398.10^-5T

Ngày soạn:23/1/11.

CHỦ ĐỀ 2:XÁC ĐỊNH CẢM ỨNG TỪ TỔNG HỢP A: Tĩm tắt lý thuyết

III. NGUYÊN LÝ CHỒNG CHẤT TỪ TRƯỜNG

Giả sử ta có hệ n nam châm( hay dòng điện ). Tại điểm M, Từ trường chỉ của nam châm thứ nhất là B₁ , chỉ của nam châm thứ hai là B₂ , …, chỉ của nam châm thứ n là B_n . Gọi B là từ trường của hệ tại M thì:BB₁B₂...B_n

TỪ TRƯỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN CHẠY TRONG DÂY DẪN CÓ HIØNH DẠNG ĐẶC BIỆT 1. Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài

Vectơ cảm ứng từ B

tại một điểm được xác định:

- Điểm đặt tại điểm đang xét.

- Phương tiếp tuyến với đường sức từ tại điểm đang xét - Chiều được xác định theo quy tắc nắm tay phải - Độ lớn B = 2.10^-7

r I

2. Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn uốn thành vòng tròn Vectơ cảm ứng từ tại tâm vòng dây được xác định:

- Phương vuông góc với mặt phẳng vòng dây

- Chiều là chiều của đường sức từ: Khum bàn tay phải theo vòng day của khung dây sao cho chiều từ cổ tay đến các ngón tay trùng với chiều của dòng điện trong khung , ngón tay cái choảy ra chỉ chiều đương sức từ xuyên qua mặt phẳng dòng điện

- Độ lớn

R 10 NI 2

B  ^7

R: Bán kính của khung dây dẫn I: Cường độ dòng điện

N: Số vòng dây

3. Từ trường của dòng điện chạy trong ống dây dẫn

B

4 Từ trường trong ống dây là từ trường đều. Vectơ cảm ứng từ B

được xác định

- Phương song song với trục ống dây - Chiều là chiều của đường sức từ

- Độ lớn B4.10^7nI n: Số vòng dây trên 1m

B: Bài tập.

Bài 1: Hai dây dẫn thẳng, dài song song cách nhau 32 (cm) trong khơng khí, dịng điện chạy trên dây 1 là I₁

= 5 (A), dịng 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 2: Hai dây dẫn thẳng, dài song song cách nhau cách nhau 40 (cm). Trong hai dây cĩ hai dịng điện cùng cường độ I1 = I2 = 100 (A), cùng chiều chạy qua. Cảm ứng từ do hệ hai dịng điện gây ra tại điểm M nằm

trong mặt phẳng hai dây, cách dịng I1 10 (cm), cách dịng I₂ 30 (cm) cĩ độ lớn là bao nhiêu?

ĐS: 1,33.10^-5 (T)

Bài 3: Một dây dẫn rất dài căng thẳng, ở giữa dây được uốn thành vịng trịn bán kính R = 6 (cm), tại chỗ chéo nhau dây dẫn được cách điện. Dịng điện chạy trên dây cĩ cường độ 4 (A). Tính cảm ứng từ tại tâm vịng trịn ĐS: 5,5.10^-5 (T)

Bài 4: Hai dây dẫn thẳng, dài song song cách nhau 32 (cm) trong khơng khí, dịng điện chạy trên dây 1 là I1 = 5 (A), dịng điện chạy trên dây 2 là I2 = 1 (A) ngược chiều với I1. Điểm M nằm trong mặt phẳng của 2 dịng điện ngồi khoảng hai dịng điện và cách dịng điện I₁ 8(cm). Tính cảm ứng từ tại M. ĐS: 1,2.10^-5 (T)

Bài 5: Hai dây dẫn thẳng dài vơ hạn d1 ; d2 đặt song song trong khơng khí cách nhau khoảng 5 cm, cĩ dịng 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 6: Hai dây dẫn thẳng dài vơ hạn d₁; d₂ đặt song song trong khơng khí cách nhau khoảng 8 cm, cĩ dịng điện ngược chiều I1 = 10A ; I2 = 10A đi qua. Tính cảm ứng từ tại:

a. O cách mỗi dây 4cm.

b. M cách mỗi dây 8cm. ĐS : a. B= 10 ^{– 4} T b. B=2,5.10 ^{– 5} T

Bài 7: Cho hai dây dẫn thẳng dài vơ hạn, đặt trong khơng khí, đặt trong khơng khí, cách nhau một khoảng d

= 80cm. Dịng điện trong hai dây cùng chiều và cùng cường độ I1 = I2 = I = 1A. Tính cảm ứng từ tại các điểm sau :

a. Điểm N cách dây thứ nhất 100cm, cách dây thứ hai 20cm.

b. Điểm M cách đều hai dây một khoảng là 80cm. ĐS : a. 1,2.10^-6T ;b. 2,2.10^-7T

Bài 8: Hai dây dẫn thẳng dài vơ hạn d1 ; d2 đặt song song trong khơng khí cách nhau khoảng 10 cm, cĩ dịng 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. ĐS : a. BM = 0 ; b. BN = 0,72.10 ^{– 5} T ; c. P cách d₁ 8cm và cách d₂ 6cm. c. B_P = 10 ^{– 5} T ; d. B_Q = 0,48.10 ^{– 5} T d. Q cách d1 10cm và cách d2 10cm

.

Bài 9: Tính cảm ứng từ tại tâm của 2 vịng dây dẫn đồng tâm, cĩ bán kính là R và 2R. Trong mỗi vịng trịn cĩ dịng điện I = 10A chạy qua. Biết R = 8cm. Xét các trường hợp sau :

a. Hai vịng trịn nằm trong cùng một mặt phẳng, hai dịng điện chạy cùng chiều.

b. Hai vịng trịn nằm trong cùng một mặt phẳng, hai dịng điện chạy ngược chiều.

5 c. Hai vòng tròn nằm trong hai mặt phẳng vuông góc nhau.

ĐS: a. 1,18.10^-4T b. 3,92.10^-5T c. 8,77.10^-4T Bài 10: Cho 4 dòng điện cùng cường độ I₁ = I₂ = I₃ = I₄ = I= 2A song song nhau, cùng vuông góc mặt phẳng hình vẽ, đi qua 4 đỉnh của một hình vuông cạnh a = 20cm và có chiều như hình vẽ. Hãy xác định vector cảm ứng từ tại tâm của hình vuông. ĐS : 8. 10^-6T Bài 11: Cho hai dòng điện I₁, I₂ có chiều như hình vẽ,

có cường độ :I₁ = I₂ = I = 2A ; các khoảng cách từ M đến hai dòng điện là a = 2cm ; b = 1cm. Xác định vector cảm ứng từ tại M. ĐS : 4,22.10^-5 T

Bài 12 :Hai dòng điện thẳng song song,dòng thứ nhất có I₁=5A,dòng thứ hai có

I₂=10A,dòng thứ ba hình tròn có bán kính R=6,28cm mang dòng điện I3=10A.Hãy xác định cảm ứng từ tại tâm O của dòng điện tròn.Biết tâm O cách dòng thư nhất 10 cm và cách dòng thứ hai là 20 cm ĐS: B=1,1.10^-4 T

Bài 13 :cho ba dòng điện thẳng song,vuông góc với mặt phẳng hình vẽ,đi qua ba đỉnh A,B,C của một tam giác đều.Hãy xác định cảm ứng từ tại tâm của tam giác trong hai trường hợp :

a. Cả ba dòng điệ đều hướng ra phía trước

b. I₁ hướng ra phía sau,I₂,I₃ hướng ra phía trước mặt phẳng hình vẽ.

Cho biết các cạnh của tam giác bằng 10cm và I1=I₂=I₃=5A ĐS:a. B_T =0 , b.B= 2 3.10^5T

Bài 14:Cho ba dòng điện thẳng song song,vuông góc với mặt phẳng hình vẽ và đi qua ba đỉnh A,B,C của một hình vuông.Hãy xác định cảm ứng tại đỉnh thứ tư D của hình vuông trong hai trường hợp:

a. Cả ba dòng điện đều hướng ra phía sau mặt phẳng hình vẽ

b. I₁,I₃ hướng ra phía sau,còn I₂ hướng ra phía trước mặt phẳng hình vẽ.

Cho biết hình vuông có cạnh 10cm và I₁=I₂=I₃=5A ĐS:a. B=^{3 2}.10 ⁵

2 ^ T , b.B= ².10⁵ 2 ^ T

Bài 15:Cho ba dòng điện thẳng song song,vuông góc với mặt phẳng hình vẽ.Khoảng cách từ điểm M đến ba dòng điện

cho trên hình vẽ.Hãy xác định cảm ứng từ tại M trong hai trường hợp:

a. Cả ba dòng điện đều hướng ra phía trước mặt hình vẽ b. I₁ hướng ra phía sau,I₂ và I₃ hướng ra phía trước mặt phẳng hình vẽ.Cho I1=I₂=I₃=10A

ĐS: a. B=10^-4T, c. B= 5.10^4T

Ngày soạn:30/1/11

I3

I2

O

I4

I₁

M I₂

I1

a b

.O I2

I₁ I₃

A

B C

D

I₂ I3

I₁

I1 M I2

2cm 2cm

2cm

B C

A I1

I₂ I₃

6

CHỦ ĐỀ 3:XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ CẢM ỨNG TỪ TỔNG HỢP BẰNG KHÔNG

Bài toán 5: TÌM VỊ TRÍ ĐỂ VECTƠ CẢM ỨNG TỪ TỔNG HỢP BẰNG 0

1. Hai dòng điện thẳng cùng chiều I₁ M  I₂ A B B₁ : Gọi M là điểm có cảm ứng từ tổng hợp bằng 0 : B_M B₁B₂ 0

→ B₁ B₂

 và B1 = B2

B2 : Lập phương trình đại số để tìm vị trí điểm M

♣ Vì B1 = B2 → 2.10^-2 .I1/r1 = 2.10^-7.I2/r2 →

1 2 1 2

I I r

r  (1)

♣ Để B₁ B₂

 và I1 cùng chiều I2 thì M phải thuộc AB nên : r1 + r2 = AB (2)

♣ Giải (1) và (2) tìm được r1 và r2

2. Hai dòng điện thẳng ngƣợc chiều A B

I₁  I₂ M B1 : Gọi M là điểm có cảm ứng từ tổng hợp bằng 0 : B_M B₁B₂ 0

→ B₁ B₂

 và B₁ = B₂

B2 : Lập phương trình đại số để tìm vị trí điểm M

♣ Nếu I1 > I2 → r1 > r2

 Vì I1 = I2 → r2/r1 = I2/I1 (1)

 Để B₁ B₂

 , I1 ngược chiều I2 và I1 > I2 thì M nằm ngoài AB về phía I2, nên : r1 – r2 = AB (2)

 Gi ải (1) và (2) tìm được r1 và r₂ A B

♣ Nếu I2 > I1 → r2 > r1 M I1   I2

 r2/r1 = I2/I1 (1)

 r2 – r1 = AB (2)

 Gi ải (1) và (2) tìm được r1 và r2

BÀI TẬP MẪU

7 Bài 5.1. Hãy cho biết :

1). Vị trí để cảm ứng từ tổng hợp tại M bằng 0 ? Biết :

a). Hai dây dẫn thẳng dài vô hạn đặt song song trong không khí, mang dòng điện cùng chiều, có cường độ I1 = 4A , I2 = 1A , đặt cách nhau 6 cm .

b). Hai dây dẫn thẳng dài vô hạn đặt song song trong không khí, mang dòng điện ngược chiều, có cường độ I1 = 1A , I₂ = 4 A , đặt cách nhau 6 cm .

2). Tập hợp những điểm có cảm ứng từ bằng nhau ? Biết :

a). Hai dẫy dẫn thẳng dài vô hạn đặt song song trong không khí cách nhau một khoảng 12 cm có các dòng điện I1 = 1A , I₂ = 4A đi qua ngược chiều nhau .

► M là điểm có B₁ B₂



Do 



 



2 1

2 1 2

1 B B

B B B

B



 



Do B1 = B2 → 4

1 2 1

2  

I I r r

Để B₁ B₂

 → M thuộc đoạn AB , nên : r1 + r₂ = AB

b). Hai dây dẫn thẳng dài vô hạn đặt song song trong không khí cách nhau 12 cm có các dòng điện I1 = 1A , I2 = 4A đi qua cùng chiều nhau .

► r2/r1 = I2/I1 và r2 – r1 = AB (Vì I2 > I1)

Đ/S 1. a). 4,8 cm và 1,2 cm b). 2 cm và 8 cm 2). a). 2,4 cm và 9,6 cm b). 4 cm và 16 cm

Bài 5.2. Một vòng dây có bán kính R = 10 cm, mang dòng điện I1 = 10A và một dây dẫn thẳng dài đặt đồng phẳng . Dây dẫn thẳng mang dòng điện I2 = 8 A . Xác định chiều của I₂ và khoảng cách d từ tâm O của vòng dây đến dây dẫn thẳng để cảm ứng từ tổng hợp tại O bằng 0 ?

I1

I₂ O d

► Để B_O

= 0 → I2 có chiều hướng sang trái B₁ = B₂ → 2 .10^-7 . 

d I₂

2 π.10^-7 . R I₁

→ d = 2,55 cm Đ/S 2,55 cm

8

LUYỆN GIẢI TRẮC NGHIỆM

Câu 1. Chọn phát biểu sai ?

Độ lớn của từ trường do một dây dẫn gây ra tại một điểm M phụ thuộc vào : A. hình dạng của sợi dây B. vị trí của điểm M

C. mơi trường xung quanh D. chiều của dịng điện Câu 2. Độ lớn cảm ứng từ tại tâm của một khung dây dẫn trịn :

A. tỉ lệ với bán kính B. tỉ lệ nghịch với số vịng dây

C. tỉ lệ nghịch với cường độ dịng điện D. phụ thuộc vào mơi trường đặt dây . Câu 3. Theo định luật Am – pe, nếu đoạn dây dẫn đặt song song vec tơ cảm ứng từ B

thì lực từ tác dụng lên đoạn dây sẽ :

A. bằng 0 B. cĩ giá trị nhỏ nhất

C. cĩ giá trị lớn nhất D. cĩ giá trị tùy thuộc vào cường độ dịng điện trong dây dẫn đĩ . Câu 4. Hai điểm M và N gần một dịng điện thẳng dài . Khoảng cách từ M đến dịng điện lớn gấp hai lần

khoảng cách từ N đến dịng điện . Độ lớn của cảm ứng từ tại M và N là BM và B_N thì : A. BM = 2BN B. BM = 4BN C. BM = 0,5BN D. BM = 0,25BN

► BN = 2.10^-7 .I/r BM = 2.10^-7 .I/2r → BN = 2BM

Ngày soạn:11/2/11

CHỦ ĐỀ 4:BÀI TẬP TỔNG HỢP VỀ LỰC TỪ,CẢM ỨNG TỪ VÀ CẢM ỨNG TỪ TỔNG HỢP

1. Lực tương tác giữa hai dây dẫn song song mang dòng điện có:

- Điểm đặt tại trung điểm của đoạn dây đang xét

- Phương nằm trong mặt phẳng hình vẽ và vuông góc với dây dẫn

- Chiều hướng vào nhau nếu 2 dòng điện cùng chiều, hướng ra xa nhau nếu hai dòng điện ngược chiều.

- Độ lớn F =

r I 10 I .

2 ^{7 1 2} :Chiều dài đoạn dây dẫn, r Khoảng cách giữa hai dây dẫn 2. Lực Lorenxơ có:

- Điểm đặt tại điện tích chuyển động

- Phương vuông góc với mặt phẳng chứa vectơ vận tốc của hạt mang điện và vectơ cảm ứng từ tại điểm đang xét

9 - Chiều tuân theo quy tắc bàn tay trái: Đặt bàn tay trái duỗi thẳng để các đường cảm ứng từ xuyên vào lòng bàn tay và chiều từ cổ tay đến ngón tay trùng với chiều dòng điện. Khi đó ngón tay cái choãi ra 90^o sẽ chỉ chiều của lực Lo-ren-xơ nếu hạt mang điện dương và nếu hạt mang điện âm thì chiều ngược lại

- Độ lớn của lực Lorenxơ f  qvBSin : Góc tạo bởi v,B

KHUNG DÂY MANG DÒNG ĐIỆN ĐẶT TRONG TỪ TRƯỜNG ĐỀU A: Tĩm tắt lý thuyết.

1. Trường hợp đường sức từ nằm trong mặt phẳng khung dây Xét một khung dây mang dòng điện đặt trong từ trường đều B

nằm trong mặt phẳng khung dây.

- Cạnh AB, DC song song với đường sức từ nên lên lực từ tác dùng lên chúng bằng không

- Gọi F₁ ,F₂

là lực từ tác dụng lên các cạnh DA và BC.

Theo công thức Ampe ta thấy F₁ ,F₂

có - điểm đặt tại trung điểm của mỗi cạnh - phương vuông góc với mặt phẳng hình vẽ - chiều như hình vẽ(Ngược chiều nhau) - Độ lớn F1 = F2

Vậy: Khung dây chịu tác dụng của một ngẫu lực. Ngẫu lực này làm cho khung dây quay về vị trí cân bằng bền 2. Trường hợp đường sức từ vuông góc với mặt phẳng khung dây

Xét một khung dây mang dòng điện đặt trong từ trường đều B

vuông góc với mặt phẳng khung dây.

- Gọi F₁ ,F₂

,F₃ ,F₄

là lực từ tác dụng lên các cạnh AB, BC, CD, DA Theo công thức Ampe ta thấy F₁ F₃



 , F₂ F₄





Vậy: Khung dây chịu tác dụng của các cặp lực cân bằng. Các lực này khung làm quay khung.

c. Momen ngẫu lực từ tác dụng lên khung dây mang dòng điện.

Xét một khung dây mang dòng điện đặt trong từ trường đều B

nằm trong mặt phẳng khung dây

Tổng quát

Với  (B,n)



Bài 1: Dây dẫn thẳng dài cĩ dịng điện I₁ = 15A đi qua đặt trong khơng khí.

a. Tính cảm ứng từ tại điểm cách dậy 15 cm.

b. Tính lực tác dụng lên 1m dây của dịng điện I2 = 10A đặt song song, cách I₁ 15cm và I₂ ngược chiều ĐS: a) B =2.10 ^{– 5} T b)F = 2.10 ^{– 4} N.

Bài 2 :Hai dịng điện cường độ I1 = 3A; I₂ = 2A chạy cùng chiều trong hai dây dẫn song song và cách nhau 50cm.

a. Xác định vectơ cảm ứng từ tại điểm M cách dịng I₁ 30cm; dịng I₂ 20cm

A B

I D C

.

F₂

F₁

+ B F1

F2

F3

F4

A B

D C

M : Momen ngẫu lực từ (N.m) I: Cường độ dòng điện (A) B: Từ trường (T)

S: Diện tích khung dây(m²) M = IBSsin

10 b. Xỏc định vectơ cảm ứng từ tại điểm N cỏch dũng I₁ 30cm; dũng I₂ 40cm

c. Hóy tớnh lực từ tỏc dụng lờn mỗi một chiều dài của hai dõy

d. Hóy xỏc định những điểm mà tại đú cảm ứng từ tổng hợp bằng khụng.Tại những điểm đú cú từ trường hay khụng? ĐS:a. BM=0T,b. B=2,24.10^-6T,c.F=2,4.10^-5N,d.r₁=30cm,r₂=20cm Bài 3: Hai dũng điện cường độ I₁=6A,I₂=9A chạy trong hai dõy dẫn thẳng song song dài vụ hạn và

cú chiều ngược nhau,được đặt trong chõn khụng cỏch nhau một khoảng a= 10cm:

1. Xỏc định cảm ứng từ tại:

a. Điểm M cỏch I₁ 6cm,cỏch I₂ 4cm b. Điểm M cỏch I1 6cm,cỏch I₂ 8cm

2.Hóy tớnh lực từ tỏc dụng lờn 0,5m chiều dài của mỗi dõy?

3. Hóy xỏc định những điểm mà tại đú cảm ứng từ tổng hợp bằng 0 ĐS: 1.a B=6,5.10^-5T,b.B=3.10^-5T , 2. F=5,4.10^-5T,3. r₁20cm,r₂=30cm

Cõu 1. 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 là:

A. 2.10^-8(T) B. 4.10^-6(T) C. 2.10^-6(T) D. 4.10^-7(T)

Cõu 2. Một dòng điện có c-ờng 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 A. 25 (cm) B. 10 (cm)

C. 5 (cm) D. 2,5 (cm)

Cõu 3. Một dòng điện thẳng, dài có c-ờng độ 20 (A), cảm ứng từ tại điểm M cách dòng điện 5 (cm) có độ lớn là:

A. 8.10^-5 (T) B. 80.10^-5 (T) C. 4.10^-6 (T) D. 40.10^-6 (T)

Cõu 4. 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). C-ờng độ dòng điện chạy trên dây là: A. 10 (A) B. 20 (A) C.

30 (A) D.50 (A)

Cõu 5. Hai dây dẫn thẳng, dài song song cách nhau 32 (cm) trong không khí, c-ờng độ dòng điện chạy trên dây 1 là I₁ = 5 (A), c-ờng 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 có A.

c-ờng độ I₂ = 2 (A) và cùng chiều với I₁ B. c-ờng độ I₂ = 2 (A) và ng-ợc chiều với I₁

C. c-ờng độ I₂ = 1 (A) và cùng chiều với I₁ D. c-ờng độ I₂ = 1 (A) và ng-ợc chiều với I₁

Cõu 6. 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) ng-ợc chiều với I₁. Điểm M nằm trong mặt phẳng của hai dây và cách đều hai dây. Cảm ứng từ tại M có độ lớn là:

A. 5,0.10^-6 (T) B. 7,5.10^-6 (T) C. 5,0.10^-7 (T) D.7,5.10^-7 (T)

Cõu 7. 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) ng-ợc 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). Cảm ứng từ tại M có độ lớn là:

A. 1,0.10^-5 (T) B. 1,1.10^-5 (T) C. 1,2.10^-5 (T) D. 1,3.10^-5 (T).

* Đối với dòng điện tròn

Cõu 8. Tại tâm của một dòng điện tròn có 12 vòng dây,c-ờng độ 5 (A) cảm ứng từ đo đ-ợc là 31,4.10^-6(T).

Đ-ờng kính của dòng điện đó là:A. 10 (cm) B. 20 (cm) C. 22 (cm) D. 26 (cm).

Cõu 9. Một dây dẫn điện đ-ợc cuốn thành một vòng tròn bán kính 10cm gồm 5 vòng dây. Cho dòng điện có c-ờng độ 0.5A chạy qua dây dẫn. Tính từ tr-ờng tại tâm vòng dây.

Cõu 10. Một dây dẫn điện tròn có đ-ờng kính 30cm. c-ờng độ dòng điện của dây dẫn bằng bao nhiêu để từ tr-ờng tại tâm của vòng dây có độ lớn là 0.5 T?

11 Bài 1: Một chựm hạt α cú vận tốc ban đầu khụng đỏng kể được tăng tốc bởi hiệu điện thế U = 106V.

Sau khi tăng tốc, chựm hạt bay vào từ trường đều cảm ứng từ B = 1,8T. Phương bay của chựm hạt vuụng gúc với đường cảm ứng từ.

a. Tỡm vận tốc của hạt α khi nú bắt đầu bay vào từ trường. m = 6,67.10^-27 kg ; cho q = 3,2.10^-

19 C.

b. Tỡm độ lớn lực Lorentz tỏc dụng lờn hạt. ĐS : a. v = 0,98.107 m/s ; b. f = 5,64.10^-12 N.

Bài 2: Một hạt khối lượng m, mang điện tớch e, bay vào trong từ trường với vận tốc v. Phương của vận tốc vuụng gúc với đường cảm ứng từ. Thớ nghiệm cho biết khi đú quỹ đạo của đường trũn và mặt phẳng quỹ đạo vuụng gúc với đường cảm ứng từ. Cho B = 0,4T ; m = 1,67.10^-27kg ; q = 1,6.10^-

19 C ; v = 2.10⁶ m/s. Tớnh bỏn kớnh của đường trũn quỹ đạo ? ĐS : 5,2cm.

Bài 3: Một electron bay vào khụng gian cú từ trường đều cú cảm ứng từ B=0,2(T) với vận tốc ban đầu

v₀ = 2.10⁵ (m/s) vuụng gúc với B. Tớnh lực Lorenxơ tỏc dụng vào electron. ĐS: 6,4.10^-15 (N) Bài 4: Một electron bay vào khụng gian cú từ trường đều cú cảm ứng từ B = 10^-4 (T) với vận tốc ban đầu v0 = 3,2.10⁶ (m/s) vuụng gúc với B, khối lượng của electron là 9,1.10^-31(kg). Tớnh bỏn kớnh quỹ đạo của electron trong từ trường. ĐS: 18,2 (cm)

Bài 5: Một hạt proton chuyển động với vận tốc 2.10⁶ (m/s) vào vựng khụng gian cú từ trường đều B

= 0,02 (T) theo hướng hợp với vectơ cảm ứng từ một gúc 30⁰. Biết điện tớch của hạt proton là 1,6.10^-19 (C). Tớnh lực Lorenxơ tỏc dụng lờn proton. ĐS: 3,2.10^-15 (N)

Bài 6: Một điện tích chuyển động trong từ tr-ờng đều. Mặt phẳng quỹ đạo của hạt vuông góc với đ-ờng cảm ứng từ. Nếu điện tích chuyển động với vận tốc v₁ = 10⁶m/s lực Lorentz tác dụng lên điện tích là f₁ = 3.10^-6 N. Hỏi nếu điện tích chuyển động với vận tốc v₂ = 2,5.10⁶ m/s thì lực f₂ tác dụng lên điện tích là bao nhiêu?

ĐS: f₂ =2,5.10^-6N

Bài 7: Một điện tích có khối l-ợng m₁ = 1,60.10^-27 kg, có điện tích q₁ = -e chuyển động vào từ tr-ờng

đều

B = 0,4T với vận tốc v₁ = 10⁶ m/s. Biết ^v 



B. a. Tính bán kính quỹ đạo của điện tích

b. Một điện tích thứ hai có khối l-ợng m₂ = 9,60.10^-27 kg, điện tích q₂ = 2e khi bay vuông góc vào từ tr-ờng trên sẽ có bán kính quỹ đạo gấp 2 lần điện tích thứ nhất. Tính vận tốc của điện tích thứ hai.

ĐS: a. R= 0,25mm ; b.V=6,7.10⁴m/s

Bài 1: Khung dõy dẫn hỡnh vuụng cạnh a = 20 (cm) gồm cú 10 vũng dõy, dũng điện chạy trong mỗi vũng dõy cú cường độ I = 2 (A). Khung dõy đặt trong từ trường đều cú cảm ứng từ B = 0,2 (T), mặt phẳng khung dõy chứa cỏc đường cảm ứng từ. Tớnh mụmen lực từ tỏc dụng lờn khung dõy. ĐS:

0,16 (Nm)

Bài 2: Khung dây hình chữ nhật diện tích S = 20 cm² gồm 50 vòng dây. Khung dây đặt thẳng đứng trong từ tr-ờng đều có



B nằm ngang, B = 0,2T. Cho dòng điện I = 1A qua khung. Tính momen lực đặt lên khung khi:

a.



B song song mặt phẳng khung dây.

b.



B hợp với mặt phẳng khung một góc 30⁰.

12 I1

A

D C

B I2

Bài 3: 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 4: 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 5: 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)

Bài 6: 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: F_MN = 10^-2 (N), F_NP = 10^-2 (N), F_MP = 1,41.10^-2 (N)

Bài 7: Một dây dẫn được gập thành khung dây có dạng tam giác vuông MNP như bài 6. 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 Lực từ tác dụng vào các cạnh của khung dây

ĐS: FMN = 0,03 (N), F_NP = 0,04 (N), F_MP = 0,05 (N).

Bài 8: 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: F_MN

= 10^-2N, F_NP = 0, F_MP = 10^-2N

Bài 9: Khung dây hình vuông ABCD cạnh a = 4cm có dòng điện I₂ = 20A đi qua ( như hình vẽ), một dòng điện thẳng

I₁ = 15A nằm trong mặt phẳng ABCD cách AD một đoạn 2cm.

Tính lực điện tổng hợp do I₁ tác dụng lên khung.

ĐS : F = 2,5.10 ^{– 3} N

Bài 10: Khung dây hình chữ nhật ABCD có các cạnh 40cm x 50cm gồm 10 vòng nối tiếp có dòng điện I = 2A đi qua mỗi vòng dây đặt thẳng đứng trong từ trường đều có vectơ cảm ứng từ B nằm ngang , B = 0,3T. Tính lực từ tác dụng lên mỗi cạnh của khung dây trong hai trường hợp:

a. Bsong song với mặt phẳng khung dây.

B

P M

N

B

P M

N

A B

D C

I

13 b. Bvuông góc với mặt phẳng khung dây.

ĐS: a. F_BA=F_DC=0,F_AD=F_DC=3N ;b. F_BA=F_DC=2,4N,F_AD=F_DC=3N Bài 11: Khung dây hình chữ nhật ABCD có diện tích 25cm² gồm 5 vòng nối tiếp có dòng điện I = 4A đi qua mỗi vòng dây đặt thẳng đứng trong từ

trường đều có B = 0,3T. Tính momen lực từ đặt lên khung dây trong hai trường hợp:

a. Bsong song với mặt phẳng khung dây.

b. Bvuông góc với mặt phẳng khung dây.

ĐS: a. M=0.015 N.m ;b. M=0

Bài 12:Một khung dây hình vuông cạnh 10cm đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B=5.10^-4T sao cho các đường sức từ song song với mặt phẳng khung như hình vẽ.Cho dòng điện có cường độ I=20A chạy qua khung:

a. Hãy tính lực từ tác dụng lên các cạnh của khung b. Hãy cho biết chiều quay của khung

c. Hãy tính momen ngẫu lực từ tác dụng lên khung ĐS: a. F_BA=F_DC=0,F_AD=F_DC=10^-3N

b.ngược chiều kim đồng hồ;c.M=10^-4N.m

Ngày soạn:20/2/11

CHỦ ĐỀ 5: LỰC LORENXO

Bài toán 7: LỰC LO – REN – XƠ 1). Điểm đặt : tại điện tích điểm

2). Phương : vuông góc với v và B 3). Chiều : tuân theo qui tắc bàn tay trái

 Đặt bàn tay trái sao cho chiều từ cổ tay đến ngón tay là chiều của v

khi q > 0 , ngược chiều v

khi q < 0 .

 Cảm ứng từ xuyên vào lòng bàn tay

 Ngón cái choãi ra 90⁰ chỉ chiều lực Lo – Ren – Xơ 4). Độ lớn f  qvBsin

- q : điện tích (C)

- v : vận tốc chuyển động của q (m/s) - B : cảm ứng từ (T)

B

A B

D C

I

14 - α = (v B

;

BÀI TẬP MẪU

Bài 7.1. Hãy cho biết :

1). Lực Lo – ren – xơ tác dụng lên electron ? Biết một electron chuyển động với vận tốc đầu v0 = 10⁷ m/s , trong từ trường đều B = 0,1T , sao cho v₀

hợp góc 30⁰ so với đường sức từ .

2). Giá trị của góc α ? Biết một điện tích q = 10^-4 C , chuyển động với vận tốc v0 = 20 m/s trong một từ trường đều B = 0,5T , sao cho v₀

hợp với đường sức từ một góc α . Lực Lo – ren – xơ tác dụng lên điện tích có độ lớn 5.10^-4 T .

3). Giá trị của v0 để điện tích chuyển động thẳng đều ? Biết điện tích điểm q = 10^-4 C , khối lượng m = 1 g chuyển động với vân tốc đầu v₀

, theo phương ngang trong một từ trường đều B = 0,1 T có phương nằm ngang và vuông góc với v₀

.

► q chuyển động thẳng đều khi f = P

Đ/S 1). 8.10^-14 N 2). 30⁰ 3). 1000 m/s

Cần nhớ

1). Lực hướng tâm : fht = m R v²

2). Trong chuyển động tròn đều lực Lo – ren – xơ đóng vai trò lực hướng tâm : m sin

2

vB R q

v  3). Khi điện tích chuyển động điện trường B

và cường độ điện trường E

thì điện tích chịu tác dụng đồng thời hai lực : lực điện F_đ

và lực từ F_t .

4). Khi điện tích chuyển động thẳng đều thì hợp tác dụng lên điện tích bằng 0

Bài 7.2. Hãy cho biết :

1). Giá trị của B ? Biết một electron có khối lượng m = 9,1.10^-31 kg , chuyển động với vận tốc ban đầu v0 = 10⁷ m/s , trong một từ trường đều B sao cho v₀

vuông góc với các đường sức từ . Qũy đạo của electron là một đường tròn bán kính R = 20 mm .

► f_ht = Flực từ → B

15 2). Thời gian để điện tích quay được một vòng bằng một chu kì chuyển động ? Biết một điện tích q = 10⁶ C , khối lượng m = 10^-4 g , chuyển động với vận tốc đầu v₀ = 10 m/s đi vào trong một từ trường đều có cảm ứng từ B = 0,2T sao cho v₀

vuông góc với các đường sức từ .

► f_ht = F_lt → R T =

0

2 v

R

3). Vận tốc và chu kì quay của proton ? Biết một proton có khối lượng m = 1,67.10^-27 kg chuyển động theo một quỹ đạo tròn bán kính 7 cm trong một từ trường đều cảm ứng từ B = 0,01T .

► fht = Flt → v0 = m

qBR ; T =

0

2 v

R

4). Bán kính quỹ đạo của electron ? Biết một electron có vận tốc ban đầu bằng 0 , được gia tốc bằng một hiệu điện thế U = 500 V , sau đó bay vào theo phương vuông góc với đường sức từ . Cảm ứng từ của từ trường là B = 0,2T .

► Áp dụng Đlí động năng : |e|U = 0,5mv² → v f_ht = F_lt → R = 377.10^-6 m .

Đ/S 1). 2,84.10^-3 T 2). 3,14 s 3). 6,71.10⁴ m/s và 6,55.10^-6 s 4). 377.10^-6 m Bài 7.3. (Nâng cao) Hãy cho biết :

1). Vecto cảm ứng từ của từ trường ? Biết khi bắn một electron với vận tốc v = 2.10⁵ m/s vào điện trường đều theo phương vuông góc với đường sức của điện trường . Cường độ điện trường E = 10⁴ V/m . Để electron chuyển động thẳng đều trong điện trường, ngoài điện trường còn có từ trường .

► Electron chuyển động thẳng đều thì : F_đ F_t 0

→ F_đ F_t



 q < 0 → F_đ

và E

ngược chiều . Áp dụng quy tắc bàn tay trái chiều B là  F_đ

v E

F_t Về độ lớn : evB = |e|E → B = 5.10^-2 T .

2). Vecto lực Lo – ren – xơ tác dụng lên electron ? Biết sau khi được gia tốc bỡi hiệu điện thế U = 150V , người ta cho electron chuyển động song song với một dây dẫn có cường độ I = 10 A , cách dây dẫn 5 mm . Chiều chuyển động của electron cùng chiều dòng điện .

► Áp dụng Đlí động năng : |e|U = 0,5.mv² → v

16 Cảm ứng từ của từ trường tại vị trớ e bay vào : B = 2.10^-7 .I/R → B

Lực Lo – ren – xo tỏc dụng lờn e cú :

- Điểm đặt trờn e v - Phương : vuụng gúc với dõy dẫn

- Chiều : ra xa dõy dẫn  - Độ lớn : F = |e|vB F

I Đ/S 1). 5.10^-2 T 2). 1,536.10^-16 N

Ngày soạn:27/2/11

CHỦ ĐỀ 6:

Ch-ơng V.

CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ

1. Từ thông qua diện tích S:

Φ = BS.cosα

2. Suất điện động cảm ứng trong mạch điện kín:

e_c t







- Độ lớn suất điện động cảm ứng trong một đoạn dây chuyển động:

ec = Bvlsinθ

- Suất điện động tự cảm:

t L I e_c



 



3. Năng l-ợng từ tr-ờng trong ống dây:

LI2

2 W 1

4. Mật độ năng l-ợng từ tr-ờng:

2 7B 8 10

1

 



B: Bài tập

Bài 1: Một ống dõy dài l = 30cm gồm N = 1000 vũng dõy, đường kớnh mỗi vũng d = 8cm cú dũng điện với cường độ I = 2A đi qua.

 Tớnh độ tự cảm của ống dõy.

 Tớnh từ thụng qua mỗi vũng dõy.

 Thời gian ngắt dũng điện là t = 0,1 giõy, tớnh suất điện động tự cảm xuất hiện trong ống dõy.

Bài 2: tớnh độ tự cảm của ụng dõy, biết rằng cường độ dũng điện qua ống dõy giảm đều 2A trong thời gian 0,01s và suất điện động tự cảm trong ống dõy là 4,6V

17 Bài 3: tính năng lượng từ trường trong ống dây khi cho dịng điện 5A đi qua ống dây đĩ. Cho biết khi đĩ từ thơng qua ống dây bằng 2Wb.

Bài 4: Một cuộn tự cảm cĩ độ tự cảm 0,1H, trong đĩ dịng điện biết thiên đều với tốc độ 200A/s thì suất điện động tự cảm là bao nhiêu ?

Bài 5: Ống dây hình trụ chiều dài l = 20cm, cĩ N = 1000 vịng, diện tích mỗi vịng S = 100cm².

 Tính hệ số tự cảm của ống dây.

 Dịng điện qua cuộn dây đĩ tăng đều từ 0 đến 10A trong thời gian 0,1s. tính xuất điện động tự cảm xuất hiện trong ống dây.

Bài 6: Một ống dây cĩ 400 vịng dây, diện tích tiết diện S = 10cm², độ tự cảm L = 40mH. Cho dịng điện cường độ i = 2A qua ống dây. Tính cảm ứng từ trong ống dây.

Bài 7: Một ĩng dây cĩ độ tự cảm L = 0,5H. muốn tích lũy năng lượng từ trường 100J trong ống dây thì phải dùng dịng điện cĩ cường độ bao nhiêu đi qua ống dây đĩ ?

Bài 1: Một cuộn dây dẫn thẳng cĩ 1000 vịng ðặt trong từ trýờng ðều sao cho các ðýờng cảm ứng từ vuơng gĩc với mặt phẳng khung. Diện tích phẳng mỗi vịng dây S=2dm². Cảm ứng từ giảm ðều từ 0,5 T ðến 0,2 T trong 0,1 s.

a. Tìm ðộ biến thiên của từ thơng cuộn dây trong 0,1 s?

b. Suất ðiện ðộng cảm ứng xuất hiện trong cuộn dây bằng bao nhiêu?

c. Hai ðầu cuộn dây nối với ðiện trở R=15Ù. Tìm cýờng ðộ dịng ðiện qua R?

Bài 2: Cuộn dây cĩ 1000 vịng, S=25 cm². Từ trýờng ðặt vào cuộn dây tãng từ 0 ðến 0,01 T trong thời gian 0,5s. Mặt phẳng cuộn dây vuơng gĩc với ðýờng cảm ứng từ.

a. Tìm suất ðiện ðộng cảm ứng xuất hiện trong cuộn dây?

b. Hai ðầu cuộn dây nối với R=5Ù. Tìm cýờng ðộ dịng ðiện qua R?

Bài 3: Trong một mạch ðiện cĩ ðộ tự cảm L=0,6H cĩ dịng ðiện giảm ðều từ 0,2A ðến 0 trong thời gian 0,01s. Tìm suất ðiện ðộng tự cảm trong mạch?

Bài 4: Xác ðịnh hệ số tự cảm L của ống dây. Biết rằng khi dịng ðiện thay ðổi từ 10A ðến 25A trong thời gian 0,01s thì suất ðiện ðộng E trong ống dây là 30V.

Bài 5: Trong ống dây ðiện dài l=20cm gồm N=1000vịng, ðýờng kính mỗi vịng 10cm, cĩ I=2A chạy qua.

a. Tính từ thơng qua mỗi vịng dây?

b. Tính suất ðiện ðộng trong ống dây khi ngắt dịng ðiện với thời gian ngắt là 0,1s?

c. Suy ra hệ số tự cảm của ống dây?

Ngày soạn:4/3/11

CHỦ ĐỀ 7: SỰ PHẢN XẠ VÀ KHÚC XẠ ÁNH SÁNG . Vấn Đề 1. Định luật phản xạ ánh sáng – gương phẳng

 tia tới và tia phản xạ cùng nằm trong mặt phẳng tới

 góc phản xạ và góc tới bằng nhau ( i = i^/)

Aûnh qua gương phẳng: ảnh và vật đối xứng qua gương; ảnh ảo; ảnh và vật trái bản chất Vấn Đề 2. Định luật khúc xạ ánh sáng

₂₁

1

2 n

n n r sin

i

sin   nếu môi trường chứa1 là không khí: sini = nsinr ( n1 = 1, n2 = n )

18 ( n1:chiết suất môi trường chứa tia tới i; n2 : chiết suất môi trường chứa tia tới khúc xạ r )

Góc giới hạn phản xạ toàn phần :

1 2

gh n

i n

sin 

BÀI TẬP

I. SỰ PHẢN XẠ VÀ KHÚC XẠ ÁNH SÁNG : 1. Một người nhìn thấy ảnh của đỉnh một cột điện trong một vũng nước nhỏ.Người ấy đứng cách vũng nước 2m và cách chân cột điện 10m . Mắt người cách chân một đoạn 1,6m.Tính chiều cao cột điện

2. Một gương phẳng hình tròn đường kính 12cm đặt song song với một trần nhà , cách trần 1m , mặt phản xạ hướng lên.Aùnh sáng từ nguồn điểm S cách trần 0,5m chiếu xuống gương ,phản xạ cho một vệch sáng trên trần nhà .Hãy tính đường kính của vệch sáng ở trên trần nhà

3. Cho một điểm sáng S và một điểm M bất kì trước gương phẳng a. Vẽ tia sáng từ S qua gương , phản xạ qua M

b. Chứng minh rằng trong vô số các đường đi từ S đến gương rồi đến M thì ánh sáng đi theo đường gần nhất

4. Chiếu một chùm tia sáng SI vào một gương phẳng G .Tia phản xạ là IR. Giữ tia tới cố định , quay gương một góc quanh trục vuông góc với mặt phẳng tới. Tính góc quay của tia phản xạ tạo bởi IR và I

R

là β

5. Một người cao 1,6m đứng trước gương phẳng thẳng đứng cách gương 3m , nhìn ảnh mình trong gương . Mắt người đó cách đỉnh đầu 10cm

a. Người ấy thấy ảnh cách mình bao xa ?

b. Để thấy rõ từ chân đến đầu, gương phải có chiều dài tối thiểu là bao nhiêu? thành dưới của gương phải cách mặt đất tối đa là bao nhiêu để người đó nhìn thấy chân mình

trong gương .

40. Có một bể nước hình hộp chữ nhật . Mặt nước trong bể nằm cách miệng bể 20cm . Aùnh sáng mặt trời chiếu xiên vào bể nước . Ta chỉ thấy bóng của một thành bể in xuống đáy bể . Chiều dài của bóng ở trên mặt nước là 30cn và ở dưới đáy bể là 90cm . Tính chiều sâu của lớp nước . Chiết suất của nước là

3 4

41. Một chiếc bể hình hộp chữ nhật , có đáy phẳng nằm ngang , chứa đầy nước ( chiết suất n =4/3).

Một người nhìn vào điểm giữa của mặt nước theo phương hợp với phương thẳng đứng một

góc 45

và nằm trong mặt phẳng vuông góc với hai thành bể .Hai thành bể này cách nhau

30cm . Người ấy vừa vặn nhìn thấy một điểm nằm trên giao tuyến của thành bể và đáy bể

. Tính chiều sâu của bể nước

19

42. Một người nhìn một hòn đá dưới đáy một dòng suối có cảm giác hòn đá nằm ở độ sâu 0,8m .Chiều sâu thực của dòng bằng bao nhiêu ? nếu người nhìn đá dưới góc 60

so với pháp tuyến , chiết suất của nước là n =

3 4

43. Tia sáng đi từ không khí tới gặp mặt phân cách giữa không khí và môi trường trong suốt chiết suất n dưới góc tới

i = 45

. Góc hợp bởi tia phản xạ và tia khúc xạ là 105

. Tính n

44. Khảo sát đường đi của tia SI từ dưới nước tới gặp mặt nước tại I dưới góc tới a) i = 30

b) i = 60

45. Một bản mặt song song , bề dày e = 10cm , chiết suất n = 1,5 ở trong không khí a) Điểm vật S , thật , cách bản 20cm .Xác định vị trí ảnh S

cho bởi bản

b) Tìm vị trí ảnh nếu S là vật ảo

c) Xác định vị trí và độ lớn của ảnh nếu vật thực là AB = 2cm , song song với bản

46. Chiếu tới bản song song dày 10cm , chiết suất n = 1,5 , một chùm tia sáng song song với góc tới 45

a) Bản đặt trong không khí .Vẽ đường đi của chùm tia sáng qua bản b) Tính khoảng cách giữa chùm tia tới va chùm tia ló

c) Tính lại câu b, nếu góc tới nhỏ: i = 6

.

47.Một tia sáng truyền từ một chất lỏng ra ngoài không khí dưới góc 35

thì góc lệch giữa tia tới nối dài và tia khúc xạ là 25

.Tính chiết suất của chất lỏng

48. Chiếu một tia sáng từ không khí vào thuỷ tinh có chiết suất 1,5.Hãy xác định góc tới sao cho:

a) Tia khúc xạ vuông góc với tia tới b) Góc khúc xạ bằng nửa góc tới

49.Một cái cọc được cắm thẳng đứng trong một bể rộng , đáy phẳng nằm ngang chứa đầy nước .Phần cọc nhô lên trên mặt nước dài 0,6m.Bóng của cái cọc trên mặt nước dài 0,8m, ở dưới đáy bể dài 1,7m .Tính chiều sâu của bể nước .Chiết suất của nước là 4/3

50. Thả nổi trên mặt nước một đĩa nhẹ , chắn sáng , hình tròn .Mắt người quan sát đặt trên mặt nước sẽ không thấy được vật sáng ở đáy chậu khi bán kính đĩa không nhỏ hơn R = 20cm. Tính chiều sâu lớp nước trong chậu .Biết rằng vật và tâm đĩa nằm trên đường thẳng và chiết suất của nước là 4/3

Ngày soạn:12/3/11 CHỦ ĐỀ 8:

LĂNG KÍNH

20

A LÝ THUYẾT.

I: Lăng kính

sini

= nsinr

, sini

= n sinr

; A = r

+ r

, D = –A Góc lệch cựctiểu : điều kiện cĩ D

: i

= i

; r

= r

sin

A (D^min 

= nsin

2

A

, i =

2 A D_min 

, r =

2 A

B: BÀI TẬP.

01. Cho một lăng kính có tiết diện thẳng là ømột tam giác đ ều ABC (

=

= 60

), có chiết suất n =

, chiếu một tia sáng SI vuông góc với mặt AB tại I.

a. Tính gĩc tới và gĩc lệch ứng với trường hợp D

.

b. Vẽ đ ường đ i của tia sáng trong trư