Chương IV: Bài tập cảm ứng từ của dòng điện thẳng dài
Chương IV: Bài tập lực từ của hai dòng điện thẳng song song
Bài tập từ trường của dòng điện thẳng dài. Các dạng bài tập từ trường của dòng điện thẳng dài. Phương pháp giải bài tập từ trường của dòng điện thẳng dài chương trình vật lý lớp 11 cơ bản, nâng cao.
II/Bài tập từ trường, cảm ứng từ của dòng điện thẳng dài
Bài tập 1: Một dây dẫn thẳng dài vô hạn mang dòng điện 0,5A đặt trong không khí.
a/ Tính cảm ứng từ M cách dòng điện 4cm
b/ Cảm ứng từ tại điểm N là 10-6T. Tính khoảng cách từ N đến dòng điện.
b/ BN=2.10-7IrIr => r=0,1m
Bài tập 2. Hai dòng điện thẳng dài, đặt song song ngược chiều cách nhau 20 cm trong không khí có I1=12 A; I2=15 A. Xác định cảm ứng từ tổng hợp tại điểm M cách I1 là 15 cm và cách I2 là 5 cm.
B1=2.10-7 I1AMI1AM= 1,6.10-5 T
B2=2.10-7 I2BMI2BM= 6.10-5 T
BM=B1 + B2=7,6.10-5 T
Bài tập 3. Hai dòng điện thẳng dài, đặt song song ngược chiều cách nhau 10 cm trong không khí có I1=6A; I2=12A. Xác định cảm ứng từ tổng hợp tại điểm M cách I1 là 5 cm và cách I2 là 15 cm.
B1=2.10-7 I1AMI1AM= 2,4.10-5 T
B2=2.10-7 I2BMI2BM= 1,6.10-5 T
BM=B1 – B2=0,8.10-5 T
Bài tập 4. Hai dòng điện thẳng dài, đặt song song cùng chiều cách nhau 10 cm trong không khí có I1=9A; I2=12A. Xác định cảm ứng từ tổng hợp tại điểm M cách I1 là 6 cm và cách I2 là 8cm.
B1=2.10-7 I1AMI1AM= 3.10-5 T
B2=2.10-7 I2BMI2BM= 4.10-5 T
B=√B21+B22B12+B22=5.10-5 T.
Bài tập 5. Hai dòng điện thẳng dài, đặt song song ngược chiều cách nhau 20 cm trong không khí có I1=I2=12A. Xác định cảm ứng từ tổng hợp tại điểm M cách I1 là 16 cm và cách I2 là 12cm.
B1=2.10-7 I1AMI1AM= 1,5.10-5 T
B2=2.10-7 I2BMI2BM= 2.10-5 T.
B=√B21+B22B12+B22=2,5.10-5 T.
Bài tập 6. Hai dòng điện thẳng dài, đặt song song ngược chiều cách nhau 20 cm trong không khí có I1=I2=9A. Xác định cảm ứng từ tổng hợp tại điểm M cách đều I1 và I2 một khoảng 30cm.
B1=B2=2.10-7 I1AMI1AM= 6.10-6 T
B=B1cosα + B2cosα=2B1cosα=2B1AHAMAHAM=4.10-6 T.
Bài tập 7. Hai dòng điện thẳng dài, đặt song song cùng chiều cách nhau 10 cm trong không khí có I1=I2=6A. Xác định cảm ứng từ tổng hợp tại điểm M cách đều I1 và I2 một khoảng 20cm.
B1=B2=2.10-7 I1AMI1AM= 6.10-6 T
B=B1cosα + B2cosα=2B1cosα=2B1√AM2−AH2AMAM2−AH2AM=11,6.10-6 T
Bài tập 8. Hai dòng điện thẳng dài, đặt song song cùng chiều cách nhau d=12 cm trong không khí có I1=I2=I=10A. Xác định cảm ứng từ tổng hợp tại điểm M cách đều I1 và I2 một khoảng x. 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 đại đó.
B1=B2=2.10-7 IxIx
B=B1cosα + B2cosα=2B1cosα = 4. 10-7I.√1x2−d22x41×2−d22x4
Bmax => (1x2−d22x4)max(1×2−d22x4)max
áp dụng bất đẳng thức côsi => x=d√2d2
=> Bmax=3,32.10-5 T.
Bài tập 9. Hai dòng điện thẳng dài, đặt song song cùng chiều cách nhau d=2a trong không khí có I1=I2=I . Xác định cảm ứng từ tổng hợp tại điểm M cách đều I1 và I2 một khoảng x. 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 đại đó.
B1=B2=2.10-7 IxIx
B=B1cosα + B2cosα=2B1cosα = 4.10-7I.ax2ax2
x2 =a2 + MH2 => Bmax khi MH=0
=> Bmax=4.10-7 IaIa
Bài tập 10. Hai dòng điện thẳng dài đặt trong không khí trùng với hai trục tọa độ vuông góc xOy. Dòng I1=2A cùng chiều với chiều dương trục Ox, dòng I2=3A ngược chiều với chiều dương trục Oy. Tính cảm ứng từ tổng hợp tại điểm M có tọa độ M(4cm;-2cm)
B1=2.10-7 I1|y|I1|y|=2.10-5 T.
B1=2.10-7 I2|x|I2|x|=1,5.10-5 T.
B=B1 – B2=0,5.10-5 T.
Bài tập 11. Hai dòng điện thẳng dài đặt trong không khí trùng với hai trục tọa độ vuông góc xOy. Dòng I1=6A ngược chiều với chiều dương trục Ox, dòng I2=9A cùng chiều với chiều dương trục Oy. Tính cảm ứng từ tổng hợp tại điểm M có tọa độ M(4cm;6cm)
B1=2.10-7 I1|y|I1|y|=2.10-5 T.
B1=2.10-7 I2|x|I2|x|=4,5.10-5 T.
B=B1 + B2=6,5.10-5 T.
Bài tập 12. Cho hai dây dẫn thẳng song song dài vô hạn đặt cách nhau 8cm trong không khí. Dòng điện chạy trong hai dây là I1 = 10A, I2 = 20A, cùng chiều nhau. Hãy xác định cảm ứng từ tổng hợp tại M khi
a/ M cách đều hai dây đoạn 4cm
b/ M cách I1 đoạn 2cm, cạch I2 đoạn 6cm
c/ M cách I2 đoạn 2cm, cách I2 đoạn 10cm
d/ M cách I1 đoạn 6cm, cách I2 đoạn 10cm
e/ M cách đều hai dây đoạn 5cm.
Bài tập 13. Cho một đoạn dây dẫn AB có chiều dài 10√3 cm, mang dòng điện I = 10A xác định cảm ứng từ tại điểm C, biết CA vuông góc với AB tại A và CB = 10cm.
Bài tập 14. Xác định véc tơ cảm ứng từ tại các điểm cho trên hình vẽ do mỗi dòng điện gây ra ứng với mỗi trường hợp sau
Bài tập 15. Một dòng điện có cường độ I = 5A chạy trong một dây dẫn thẳng dài. Xác định cảm ứng từ hai điểm M, N. Cho biết M, N cách dòng điện một đoạn d = 4cm như hình vẽ
Bài tập 16. Dòng điện có cường độ 2A chạy cùng chiều qua hai dây dẫn thẳng chập sát lại. Tính cảm ứng từ do hai dây dẫn gây ra tại nơi cách chúng 5cm.
Bài tập 17. Một dây dẫn thẳng dài vô hạn, dòng điện chạy trong dây có cường độ I = 10A.
1/ Xác định độ lớn cảm ứng từ do dòng điện trên gây ra tại
a/ điểm M nằm cách dây dẫn 5cm
b/ điểm N nằm cách dây dẫn 8cm
2/ điểm D có cảm ứng từ là 2.10-5T, điểm D nằm cách dây dẫn I bao nhiêu
Bài tập 18. Dây dẫn thẳng dài vô hạn đặt trong không khí, có dòng điện I = 0,5A.
a/ Tính cảm ứng từ tại M, cách dây dẫn 5cm
b/ Cảm ứng từ tại N có độ lớn 5.10-7T. Tìm quỹ tích điểm N
Bài tập 19. Hai dây dẫn thẳng D1 và D2 rất dài đặt song song cách nhau 6cm trong không khí, có dòng điện I1= I2 = 2A đi qua cùng chiều. Xác định véc tơ cảm ứng tại
a/ M cách D1 và D2 một khoảng 3cm
b/ N cách D1 khoảng 4cm, cách D2 khoảng 2cm
c/ K cách D1 khoảng 10cm, cách D2 khoảng 4cm.
Bài tập 20. Cho hai dòng điện I1; I2 có chiều như hình vẽ I1 = I2 = 2A, các khoảng cách từ M đến hai dòng điện là a = 2cm, b = 1cm. Xác định véc tơ cảm ứng từ tại M.
Bài tập 21. Hai dây dẫn thẳng song song dài vô hạn đặt cách nhau 100cm trong không khí. Dòng điện chạy trong 2 dây dẫn cùng chiều có I1 =I2 = 2A. Tìm cảm ứng từ tại
a/ Điểm M cách I1 đoạn d1 = 60cm và I2 đoạn d2 = 40cm
b/ điểm N cách I1 đoạn d1 = 60cm, cách I2 đoạn d2 = 80cm
Bài tập 22. hai dây dẫn thẳng dài vô hạn song song đặt cách nhau khoảng 8cm trong không khí, có dòng điện ngược chiều I1 = I2 =10A đi qua. Tính cảm ứng từ tại điểm M cách mỗi dây 4cm
Bài tập 23. Hai dây dẫn thẳng dài vô hạn đặt vuông góc với nhau trong không khí, có I1 =10A, I2 =30A chạy qua. Khoảng cách ngắn nhất giữa chúng là 4cm. Tính cảm ứng từ tại điểm các mõi dòng diện 2cm.
Bài tập 24. Ba dòng điện thẳng song song vuông góc với mặt phẳng hình vẽ. Biết I1 = I2 = I3 = 10A. Xác định cảm ứng từ tại M.
Bài tập 25. Ba dòng điện thẳng song song vuông góc với mặt phẳng hình vẽ. Biết I1 = I2 = I3 = 10A. Xác định cảm ứng từ tại M.
Bài tập 26. Ba dòng điện thẳng song song vuông góc với mặt phẳng hình vẽ. Biết I1 = I2 = I3 = 5A. Tam giá ABC đều cạnh a = 10cm.
a/ Xác định véc tơ cảm ứng từ tại tâm O của tam giác
b/ nếu đổi chiều dòng điện của một trong 2 dòng thì cảm ứng từ tại tâm O là bao nhiêu
Bài tập 27. Ba dòng điện thẳng song song vuông góc với mặt phẳng hình vẽ. Biết I1 = I2 = I3 = 5A.
ABCD là hình vuông cạnh a = 10cm. Xác định véc tơ cảm ứng từ tại D.
Bài tập 28. Bốn dòng điện thẳng song song vuông góc với mặt phẳng hình vẽ.
Biết I1 = I2 = I3 = I4 = I = 2A đi qua bốn đỉnh của hình vuông cạnh a = 20cm. Xác định véc tơ cảm ứng từ tại tâm O của hình vuông.
Bài tập 29. Hai dây dẫn thẳng dài vô hạn đặt song song cách nhau AB = 2a = 8√2cm trong không khí, có I1 = I2 = I = 2√2 A cùng chiều. Gọi O là trung điểm của AB, trục Ox trong mặt phẳng hình vẽ và có chiều như hình
a/ Xác định véc tơ cảm ứng từ tổng hợp tại O
b/ Gọi M là điểm thuộc Ox với OM = x = 4√2 cm xác định véc tơ cảm ứng từ tổng hợp tại M
c/ xác định vị trí điểm M trên Ox tại đó cảm ứng từ tổng hợp có giá trị cực đại. Tính giá trị cực đại này.
