Một đoạn dây dẫn dài 0,80 m đặt nghiêng một góc 60 so với hướng của các đường sức từ trong một từ trường đều có cảm ứng từ 0,50 T. Khi dòng điện chạy qua đoạn dây dẫn này có cường độ 7,5A, thì đoạn dây dẫn bị tác dụng một lực từ bằng bao nhiêu? Tiện thể cho mình xin cách làm chung dạng như này Đăng Nhập để xem đáp án. Câu hỏi khác cùng đề thi. Câu 1: Hình nào biểu diễn đúng hướng lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn thẳng mang dòng điện I có chiều như hình vẽ đặt trong từ trường đều, đường sức từ có hướng như hình vẽ: A. B. Các cực từ không thể đứng đơn lẻ; mọi nam châm đều có cặp cực Bắc/Nam mà không thể chia tách ra từng cực một được. Mô hình cực từ không giải thích được từ trường sinh ra do dòng điện trong dây dẫn, hay lực mà từ trường tác dụng lên điện tích chuyển động. Như bạn đã biết càng kéo dài dây, kháng lực tạo ra càng lớn. Tuy nhiên, bất cứ loại dây cao su nào cũng có giới hạn về độ đàn hồi. Khi bạn kéo căng dây vượt quá độ đàn hồi của chúng, áp lực lên dây cao su tại điểm kết nối trở nên quá lớn và dễ gây đứt gãy. Lời khuyên: không kéo dài quá 3 lần đồ dài nguyên bản của dây. Câu 3: Mômen ngẫu lực từ tác dụng lên một khung dây có dòng điện đặt trong từ trường đều: A.tỉ lệ thuận với diện tích của khung. B.có giá trị lớn nhất khi mặt phẳng khung vuông góc với đường sức từ. C.có giá trị lớn nhất khi mặt phẳng khung song song với đường O6Wz5Q. giới thiệu đến các em học sinh lớp 11 bài viết Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn thẳng, nhằm giúp các em học tốt chương trình Vật lí 11. Nội dung bài viết Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn thẳng Dạng 1. Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn thẳng A. Phương pháp giải Lực từ tác dụng lên đoạn dòng điện đặt trong từ trường đều + Lực từ F có đặc điểm Điểm đặt tại trung điểm đoạn dòng điện Có phương vuông góc với I và B có chiều tuân theo quy tắc bàn tay trái Độ lớn F sin = α với α là góc tạo bới I và B Trong đó B là cảm ứng từ đơn vị là Tesla – T; I là cường độ dòng điện A là chiều dài của sơi dây m. Quy tắc bàn tay trái Lưu ý + Chiều của cảm ứng từ B bên ngoài nam châm là chiều vào Nam S ra Bắc N + Quy ước B F α I. Đặt bàn tay trái xòe rộng, sao cho lòng bàn tay hứng các đường sức từ, chiều từ cổ tay đến các ngón tay giữa chỉ chiều dòng điện, khi đó ngón cái choãi ra 900 chỉ chiều của lực từ 16. B. VÍ DỤ MẪU Ví dụ 1 Hãy áp dụng quy tắc bàn tay trái để xác định chiều của một trong ba đại lượng F, B, I còn thiếu trong các hình vẽ sau đây Hướng dẫn giải Trước tiên ta phát biểu quy tắc bàn tay trái Quy tắc bàn tay trái Đặt bàn tay trái xòe rộng, sao cho lòng bàn tay hứng các đường sức từ, chiều từ cổ tay đến các ngón tay giữa chỉ chiều dòng điện, khi đó ngón cái choãi ra 900 chỉ chiều của lực từ. Ví dụ 2 Xác định chiều đường sức từ ghi tên cực của nam châm Hướng dẫn giải Áp dụng quy tắc bàn tay trái ta xác định được các cực và chiều của B như sau B I F Hình 1 Hình 2 B I F Hình 3 F I B Hình 2 B I F Hình 1 B I Hình 3 B I F I Hình 1 I F Hình 2 I F Hình 3 17 Ví dụ 3 Một dây dẫn có chiều dài 10 m được đặt trong từ trường đều có B = T. Cho dòng điện có cường độ 10 A chạy qua dây dẫn. a Xác định lực từ tác dụng lên dây dẫn khi dây dẫn đặt vuông góc với B b Nếu lực từ tác dụng có độ lớn bằng 2,5 3 N. Hãy xác định góc giữa B và chiều dòng điện ? Hướng dẫn giải a Lực từ F có đặc điểm + Điểm đặt tại trung điểm đoạn dây mang dòng điện + Có phương vuông góc với I và B có chiều tuân theo quy tắc bàn tay trái + Độ lớn 90 5 N N S F I. Hình 1 B Theo quy tắc bàn tay trái thì vecto cảm ứng từ có phương thẳng đứng và chiều từ trên xuống. đường sức của vecto cảm ứng từ có chiều vào Nam, ra Bắc nên cực trên của nam châm là Bắc N và cực dưới là Nam S như hình 1. Ra Bắc Vào Nam B N S I F Hình 2 Ra Bắc Vào Nam B Theo quy tắc bàn tay trái thì vecto cảm ứng từ theo phương ngang và chiều từ trái sang phải. Đường sức của vecto cảm ứng từ có chiều vào Nam, ra Bắc nên cực bên trái của nam châm là Bắc N và cực bên phải là Nam S như hình 2. I F Hình 3 B Theo quy tắc bàn tay trái thì vecto cảm ứng từ có phương vuông góc với mặt phẳng hình vẽ và chiều hướng từ trong ra ngoài như hình 3. 18 M N I B P T T F b Ta có 0 2 F 2,5 3 3 F sin sin 60 Ví dụ 4 Cho đoạn dây MN có khối lượng m, mang dòng điện I có chiều như hình, được đặt vào trong từ trường đều có vectơ B như hình vẽ. Biểu diễn các lực tác dụng lên đoạn dây MN bỏ qua khối lượng dây treo. Hướng dẫn giải + Các lực tác dụng lên đoạn dây MN gồm Trọng lực P đặt tại trọng tâm chính giữa thanh, có chiều hướng xuống; Lực căng dây T đặt vào điểm tiếp xúc của sợi dây và thanh, chiều hướng lên; Lực từ F áp dụng quy tắc bàn tay trái xác định được F có phương thẳng đứng, chiều hướng lên như hình. + Các lực được biểu diễn như hình. Ví dụ 5 Treo đoạn dây dẫn có chiều dài 5 cm, 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 = 0,5 T và dòng điện đi qua dây dẫn là I = 2A. Nếu lấy g = 10 m/s2 thì góc lệch α của dây treo so với phương thẳng đứng là bao nhiêu. Hướng dẫn giải + Các lực tác dụng lên thanh MN gồm Trọng lực P có phương thẳng đứng, hướng xuống. Lực căng dây dây T Lực từ F dùng quy tắc bàn tay trái xác định chiều của F + Các lực được biểu diễn như hình I B M N T1 T2 F P + Điều kiện cân bằng TFP0 TR0 ⇒ β = α + Từ hình ta có F BI sin 90 P mg 0,005 45 45. Ví dụ 6 Treo đoạn dây dẫn MN có chiều dài l = 25 cm, khối lượng của một đơn vị chiều dài là 0,04 kg/m bằng hai dây mảnh, nhẹ sao cho dây dẫn nằm ngang. Biết cảm ứng từ có chiều như hình vẽ, có độ lớn B = 0,04 T. Cho g = 10 m/s2 a Xác định chiều và độ lớn của I để lực căng dây bằng 0. b Cho I = 16A có chiều từ M đến N. Tính lực căng mỗi dây ? Hướng dẫn giải a Lực căng dây bằng 0 nghĩa là dây nằm lơ lững ⇒ PF0 F P + Do đó lực từ F phải có chiều hướng lên. Áp dụng quy tắc bàn tay trái ta xác định được chiều của dòng điện có chiều từ N đến M. + Mặt khác ta cũng có mg F P sin 90 mg I B. sin 90 + Mật độ khối lượng của sợi dây m d + Vậy I 10 A Bsin 90 b Khi dòng điện có chiều từ M đến N thì lực từ F có chiều hướng xuống. Do lực căng dây T có chiều hướng lên nên T P F mg BI + Mật độ khối lượng của sợi dây m d + Vậy mg T BI BI 0,26 N + Vì có hai sợi dây nên lực căng mỗi sợi là 1 2 T. Ví dụ 7 Một dây dẫn được gập thành khung dây dạng tam giác vuông MNP hình vẽ. Biết MN = 30 cm, NP = 40 cm. Đặt khung dây vào từ trường đều B = 0,01 T B có phương vuông góc với mặt phẳng hình vẽ, có chiều từ ngoài vào trong như hình. Cho dòng điện I = 10A vào khung có chiều MNPM. Lực từ tác dụng vào các cạnh của khung dây là bao nhiêu. Hướng dẫn giải Vì B vuông góc với mặt phẳng MNP nên B vuông góc với tất cả các cạnh của tam giác MNP. + Lực từ tác dụng lên đoạn MN Có điểm đặt tại trung điểm của MN Có phương vuông góc với MN, chiều hướng sang phải như hình Có độ lớn 0 F sin 90 0, 0,03 N MN + Lực từ tác dụng lên đoạn NP Có điểm đặt tại trung điểm của NP Có phương vuông góc với NP, chiều hướng lên như hình Có độ lớn 0 F sin 90 0, + Lực từ tác dụng lên đoạn PM Có điểm đặt tại trung điểm của PM Có phương vuông góc với PM, chiều như hình Có độ lớn 0 F sin 90 PM. C. BÀI TẬP VẬN DỤNG Bài 1. Hãy áp dụng quy tắc bàn tay trái để xác định chiều của một trong ba đại lượng F, B, I còn thiếu trong các hình vẽ sau đây Bài 2. Xác định chiều đường sức từ ghi tên cực của nam châm Bài 3. Một dây dẫn có chiều dài l = 5m, được đặt trong từ trường đều có độ lớn B = T. Cường độ dòng điện chạy trong dây dẫn có giá trị 6A. Hãy xác đinh độ lớn của lực từ tác dụng lên dây dẫn trong các trường hợp sau đây a Dây dẫn đặt vuông góc với các đường sức từ. b Dây dẫn đặt song song với các đường sức từ. c Dây dẫn hợp với các đường sức từ một góc 450 Bài 4. Một đoạn dây thẳng MN dài 6 cm, có dòng điện 5A, 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, N. Góc hợp bởi dây MN và đường cảm ứng từ là bao nhiêu ? Bài 5. Một dây dẫn mang dòng điện I = 5A, có chiều dài 1m, được đặt vuông góc với cảm ứng từ B = T. Hãy xác định lực từ tác dụng lên dây dẫn ? Bài 6. Người ta cho dòng điện có cường độ I = 10 A chạy trong một dây dẫn, đặt dây dẫn vuông góc với các đường cảm ứng từ có B = 5 mT. Lực điện tác dụng lên dây dẫn là 0,01N, hãy xác định chiều dài của dây dẫn nói trên? Bài 7. Người ta dùng một dây dẫn có chiều dài 2m đặt vào từ trường đều có B = 10-2 T, dây dẫn được đặt vuông góc với các đường sức, lực từ tác dụng lên dây dẫn là 1N, hãy xác định cường độ dòng điện chạy trong dây dẫn. F I Hình 2 F I Hình 3 I F Hình 4 B F I Hình 5 Hình 6 F B I I B Hình 1 F I Hình 2 I F Hình 1 I F Hình 3 22 Bài 8. Một đoạn dây dẫn dài 5cm đặt trong từ trường đều và vuông góc với vecto cảm ứng từ. Dòng điện chạy qua dây có cường độ 0,75A. Lực từ tác dụng lên dây có giá trị N. Hãy xác định cảm ứng từ của từ trường. Bài 9. Một dây dẫn thẳng MN chiều dài l, khối lượng của một đơn vị dài của dây là D = 0,04kg/m. Dây được treo bằng hai dây dẫn nhẹ thẳng đứng và đặt trong từ trường đều có B vuông góc với mặt phẳng chứa MN và dây treo, B = 0,04T. Cho dòng điện I qua dây. a Định chiều và độ lớn của I để lực căng của các dây treo bằng không. b Cho MN = 25cm, I = 16A có chiều từ N đến M. Tính lực căng của mỗi dây. Bài 10. Giữa hai cực nam châm có cảm ứng từ B nằm ngang, B = 0,01T người ta đặt môt dây dẫn có chiều dài nằm ngang vuông góc với B Khối lượng của một đơn vị chiều dài là d = 0,01 kg/m. Tìm cường độ dòng điện I qua dây để dây nằm lơ lững không rơi. Cho g = 10 m/s2 Bài 11. Hai thanh ray nằm ngang, song song và cách nhau đoạn l = 0,3 cm, một thanh kim loại đặt lên hai thanh ray. Cho dòng điện I = 50A chạy qua thanh kim loại với thanh ray. Biết hệ số ma sát giữa thanh kim loại với thanh ray là µ = 0,2 và khối lượng thanh kim loại m = 0,5kg. Hãy tìm điều kiện về độ lớn của cảm ứng từ B để thanh có thể chuyển động B vuông góc với mặt phẳng hai thanh ray. Bài 12. Một dây dẫn được gập thành khung dây dạng tam giác vuông cân MNP. MN = NP = 10 cm. 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 ? Bài 13. Xác định lực từ tác dụng lên các cạnh của khung hình vẽ. Biết chiều của vectơ cảm ứng từ B và chiều dòng điện được cho như mỗi hình vẽ. D. HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP VẬN DỤNG. Công thức Lực từ tác dụng lên đoạn dây điện trong từ trường vật lí lớp 11 chủ đề từ trường, cảm ứng từ chỉ áp dụng được cho đoạn dây điện đặt trong từ trường nghiệm mô phỏng lực từ tác dụng liên đoạn dây điện đặt trong từ trường đều$F = BI\ell.\sin\alpha$Trong đóF lực từ tác dụng lên đoạn dây điện N điểm đặt tại trung điểm của đoạn dây điệnI Cường độ dòng điện AB cảm ứng từ T$\ell$ chiều dài đoạn dây điện mα = $\vec{B},\vec{I}$Công thức tính lực từ nằm trong chương trình vật lí lớp 11 chủ đề từ trườngCách xác định lực từĐiểm đặt đặt vào trung điểm của đoạn dây điệnPhương chiều tuân theo quy tắc bàn tay trái 1Hình ảnh quy tắc bàn tay trái 1Lưu ý các véc tơ $\vec{F}; \vec{B}; \vec{I}$ hợp với nhau tạo ra quy tắc tam diện thuận cái này có trước đây là vấn đề thuộc về tự nhiên sinh ra nó đã thế, để tiện sử dụng và gần gũi người ta mới nghĩ ra quy tắc tay trái 1 cái này có sau để xác định chiều của các véc tơ $\vec{F}; \vec{B}; \vec{I}$ vì vậy không nên hiểu theo ý nghĩa ngược lại là $\vec{F}; \vec{B}; \vec{I}$ tuân theo quy tắc tay trái 1 coi quy tắc có trước.Bài tập áp dụng công thức lực từ tác dụng lên đoạn dây điện trong từ trường đềuBài tập 1 Một dây dẫn có chiều dài 10m đặt trong từ trường đều B= Cho dòng điện cường độ 10A chạy qua dây xác định lực từ tác dụng lên dây dẫn khi dây dẫn đặt vuông góc với \[\vec{B}\]b/ Nếu lực từ tác dụng có độ lớn bằng \[2,5\sqrt{3}\] N. Xác định góc giữa \[\vec{B}\] và chiều dòng điện. Hướng dẫnBài tập áp dụng công thức lực từ tác dụng lên đoạn dây điệna/ F= F= =\[2,5\sqrt{3}\] => α=60o.[collapse]Bài tập 2 Dòng điện cường độ 10A chạy qua khung dây dẫn tam giác vuông MNP theo chiều MNPM như hình vẽ. Biết MN=30cm, NP=40cm. Từ trường đều B=0,01T vuông góc với mặt phẳng khung dây. Tính lực từ tác dụng lên các cạnh của khung dây, vẽ hình minh họa. Hướng dẫnBài tập áp dụng công thức lực từ tác dụng lên đoạn dây điệnF$_{MN}$ = NP^{2}}\]F$_{MP}$ = tập 3 Treo dây MN = 5cm khối lượng 5g bằng hai dây không giãn khối lượng không đáng kể. Độ lớn cảm ứng từ 0,5T phương vuông góc với đoạn dây, chiều từ trên xuống như hình vẽ. Tính góc lệch của dây treo so với phương thẳng đứng khi đoạn dây MN nằm cân bằng biết cường độ dòng điện qua đoạn dây MN là 2A, lấy g=10m/s2. Hướng dẫnBài tập áp dụng công thức lực từ tác dụng lên đoạn dây điệnF= P= α=\[\dfrac{F}{P}\] => α=45o[collapse]Bài tập 4 Dòng điện 6A chạy qua đoạn dây dẫn dài 5m đặt trong từ trường đều có B= Tính lực từ tác dụng lên dây dẫn trong các trường hợp saua/ Dây dẫn đặt vuông góc với các đường sức Dây dẫn đặt song song với các đường sức Dây dẫn hợp với các đường sức từ một góc 45o Hướng dẫnBài tập áp dụng công thức lực từ tác dụng lên đoạn dây điệna/ F= F= F= Vật lí lớp 11 bài tập lực từ tác dụng lên đoạn dây điện đặt trong từ trường đều thuộc chương trình vật lí lớp 11 chủ đề Từ trường, cảm ứng thức Tính lực từ tác dụng lên đoạn dây điện đặt trong từ trường đều$F = BI\ell.\sin\alpha$Trong đóF lực từ tác dụng lên đoạn dây điện N điểm đặt tại trung điểm của đoạn dây điệnI Cường độ dòng điện AB cảm ứng từ T$\ell$ chiều dài đoạn dây điện mα = $\vec{B},\vec{I}$Phương pháp giải Bài tập lực từ tác dụng lên đoạn dây điện đặt trong từ trường đềuBài tập 1 Một dây dẫn có chiều dài 10m đặt trong từ trường đều B= Cho dòng điện cường độ 10A chạy qua dây xác định lực từ tác dụng lên dây dẫn khi dây dẫn đặt vuông góc với \[\vec{B}\]b/ Nếu lực từ tác dụng có độ lớn bằng \[2,5\sqrt{3}\] N. Xác định góc giữa \[\vec{B}\] và chiều dòng điện. Hướng dẫnBài tập lực từ tác dụng lên đoạn dây điệna/ F= F= =\[2,5\sqrt{3}\] => α=60o.[collapse]Bài tập 2 Dòng điện cường độ 10A chạy qua khung dây dẫn tam giác vuông MNP theo chiều MNPM như hình vẽ. Biết MN=30cm, NP=40cm. Từ trường đều B=0,01T vuông góc với mặt phẳng khung dây. Tính lực từ tác dụng lên các cạnh của khung dây, vẽ hình minh họa. Hướng dẫnBài tập lực từ tác dụng lên đoạn dây điệnF$_{MN}$ = NP^{2}}\]F$_{MP}$ = tập 3 Treo dây MN = 5cm khối lượng 5g bằng hai dây không giãn khối lượng không đáng kể. Độ lớn cảm ứng từ 0,5T phương vuông góc với đoạn dây, chiều từ trên xuống như hình vẽ. Tính góc lệch của dây treo so với phương thẳng đứng khi đoạn dây MN nằm cân bằng biết cường độ dòng điện qua đoạn dây MN là 2A, lấy g=10m/s2. Hướng dẫnBài tập lực từ tác dụng lên đoạn dây điệnF= P= α=\[\dfrac{F}{P}\] => α=45o[collapse]Bài tập 4 Dòng điện 6A chạy qua đoạn dây dẫn dài 5m đặt trong từ trường đều có B= Tính lực từ tác dụng lên dây dẫn trong các trường hợp saua/ Dây dẫn đặt vuông góc với các đường sức Dây dẫn đặt song song với các đường sức Dây dẫn hợp với các đường sức từ một góc 45o Hướng dẫna/ F= F= F= tập 5 Dòng điện 10A chạy qua khung dây tam giác vuông cân MNP theo chiều MNPM có MN=NP=10cm đặt trong từ trường đều. Cảm ứng từ B=10-2T song song với NP như hình vẽ. Tính lực từ tác dụng lên các cạnh của khung dây. Hướng dẫnBài tập lực từ tác dụng lên đoạn dây điệnF$_{MN}$= tập 6 Hai thanh ray nằm ngang song song cách nhau 0,3cm. Một thanh kim loại đặt lên hay thanh ray. Cho dòng điện 50A chay qua thanh kim loạt đặt lên hay thanh ray. Biết hệ số ma sát giữa thanh kim loại và thanh ray là µ=0,2 và khối lượng thanh kim loại là 0,5kg. Tìm điều kiện về độ lớn của cảm ứng từ B có phương vuông góc với mặt phẳng hai thanh ray để thanh kim loại có thể chuyển động. Hướng dẫnBài tập lực từ tác dụng lên đoạn dây điệnBài tập lực từ tác dụng lên đoạn dây điệnĐể thanh kim loại chuyển động lực từ phải lớn hơn lực ma sátF > F$_{ms}$ => > => B > 20/3 T[collapse]Bài tập 7 Một dây dẫn có dạng nửa đường tròn bán kính 20cm được đặt trong mặt phẳng vuông góc với cảm ứng từ của từ trường đều B=0,4T. Cho dòng điện I=5A đi qua đoạn dây. Tính lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn. Hướng dẫnBài tập lực từ tác dụng lên đoạn dây điệnChia đoạn dây thành các phần tử nhỏ Δl$_{i}$ và Δl’$_{i}$ đối xứng nhau qua trục đối xứng của vòng dây bị tác dụng lên mỗi phần tử nhỏ đó làF$_{i}$= Δl$_{i}$F’$_{i}$= Δl’$_{i}$Phân tích \[\vec{F_{i}}\] và \[\vec{F’_{i}}\] lên các trục Ox và Oy ta cóF$_{ix}$= Δl$_{i }$sin αF’$_{ix}$= Δl’$_{i }$sin αF$_{iy}$= Δl$_{i }$cos α= Δl’$_{i }$cos α= từ tác dụng lên vòng dây \[\vec{F}\]=\[\sum\vec{F_{i}} \] + \[\sum\vec{F’_{i}} \]\[\vec{F}\]=\[\sum\vec{F_{ix}} \] + \[\sum\vec{F’_{ix}} \] + \[\sum\vec{F_{iy}} \] + \[\sum\vec{F’_{iy}} \]F=0 + \[\sum BI.\Delta x_{i}\] + \[\sum BI.\Delta x’_{i}\]= + tập 8. Một đoạn dây MN dài 6cm có dòng điện 5A đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ 0,5T. Lực từ tác dụng lên đoạn dây có độ lớn F = 7, Góc hợp bởi dây MN và đường cảm ứng từ là bao nhiêu? Hướng dẫnF = => α = 30o[collapse]Bài tập 9. Cho dòng điện I = 10A chay trong dây dẫn, đặt dây dẫn vuông góc với các đường cảm ứng từ có B = 5mT. Lực điện tác dụng lên dây dẫn là 0,01N. Xác định chiều dài của dây dẫn. Hướng dẫnB = 5mT = = => L = 0,2m[collapse]Bài tập 10. Giữa hai cực nam châm có \[\vec{B}\] nằm ngang, B = 0,01T người ta đặt một dây dẫn có chiều dài L nằm ngang vuông góc với B. Khối lượng một đơn vị chiều dài là d = 0,01kg/m. Tìm cường độ dòng điện I qua dây để dây nằm lơ lửng không rơi. Cho g = 10m/s2 Hướng dẫnBài tập lực từ tác dụng lên đoạn dây điệnđể dây lơ lửng => F = P => = mg = => I = 10A[collapse]Bài tập 11. Treo đoạn dây dẫn MN có chiều dài L = 25cm, khối lượng một đơn vị chiều dài 0,04kg/m bằng hai dây mảnh nhẹ sao cho dẫy dẫn nằm ngang. Biết cảm ứng từ có chiều như hình vẽ, độ lớn B = Lấy g = 10m/s2a/ Xác định chiều và độ lớn của I để lực căng dây bằng 0b/ Cho I = 16A có chiều từ M đến N, tính lực căng mỗi dây. Hướng dẫnBài tập lực từ tác dụng lên đoạn dây điệna/Để lực căng dây bằng 0 => F phải có chiều như hình vẽvận dụng quy tắc bàn tay trái => chiều của I từ N → MF = = P = mg = => I = 10Ab/Khi I có chiều từ M → N lực từ có chiều như hình vẽT = P + F = mg + = + BIL = 0,26NT1 = T2 = T/2 = 0,13N[collapse]Bài tập 12. Thanh kim loại CD chiều dài L = 20cm khối lượng m = 100g đặt vuông góc với 2 thanh ray song song nằm ngang và nối với nguồn điện như hình. Hệ thống đặt trong từ trường đều có B = 0,2T phương chiều như hình vẽ. Biết hệ số ma sát giữa CD và thanh ray là µ = 0,1. Bỏ qua điện trở của các thanh ray, điện trợ tại nơi tiếp xúc và dòng điện cảm ứng trong Biết thanh ray trượt sang trái với gia tốc a = 3m/s2. Xác định chiều và độ lớn của dòng điện qua nâng 2 đầu thanh AB của ray lên để hợp với mặt phẳng ngang góc 30o. Tìm hướng và gia tốc chuyển động của thanh bắt đầu trượt với vận tốc ban đầu bằng 0. Hướng dẫnBài tập lực từ tác dụng lên đoạn dây điệnBài tập lực từ tác dụng lên đoạn dây điện[collapse]Bài tập 13. Hai thanh ray nằm ngang song song và cách nhau L = 10cm đặt trong từ trường đều \[\vec{B}\] thẳng đứng, B = 0,1T. Một thanh kim loại đặt trên ray vuông góc với ray. Nối ray với nguồn điện E = 12V, r = 1. điện trở của thanh kim loại và dây nối R = 5. Tìm lực từ tác dụng lên thanh km loại. Hướng dẫnBài tập lực từ tác dụng lên đoạn dây điệnI = E/R + r = 2AF = = 0,02N[collapse]Bài tập 14. Một thanh dẫn điện khối lượng 5g được treo nằm ngang trên hai dây dẫn nhẹ thẳng đứng. Thanh đặt trong một từ trường đều, véc tơ cảm ứng từ thẳng đứng hướng xuống và có độ lớn B = 1T. Thanh có chiều dài l1 = 0,1m. Mắc vào các điểm giữ các dây dẫn một tụ điện C = 100µF được tích điện tới hiệu điện thế U = 100V. Cho tụ phóng điện. Coi rằng quá trình phóng điện xảy ra trong thời gian rất ngắn, thanh chưa kịp rời vị trí cân bằng mà chỉ nhận được theo phương ngang một động lượng p nào đó. Tính vận tốc của thanh khi rời khỏi vị trí cân bằng và góc lệch cực đại của dây khỏi vị trí cân bằng. Cho g = 10m/s2 Hướng dẫnBài tập lực từ tác dụng lên đoạn dây điệnBài tập lực từ tác dụng lên đoạn dây điện[collapse] Bài tập lực từ tác dụng lên đoạn dây điện đặt trong từ trường Nội dung chính Show Bài tập lực từ tác dụng lên đoạn dây điện đặt trong từ trườngBiểu thức độ lớn của lực từ tác dụng lên đoạn dây điện đặt trong từ trường đềuVideo bài giảng qui tắc bàn tay trái 1, qui tắc bàn tay trái 2Dạng bài tập vận dụng qui tắc bàn tay trái 1Video bài giảng lực từ tác dụng lên đoạn dây điện đặt trong từ trường đềuBài tập lực từ tác dụng lên đoạn dây điện đặt trong từ trường đềuVideo liên quan Biểu thức độ lớn của lực từ tác dụng lên đoạn dây điện đặt trong từ trường đều $F = BI\ell.\sin\alpha$ Trong đó F lực từ tác dụng lên đoạn dây điện N điểm đặt tại trung điểm của đoạn dây điện I Cường độ dòng điện A B cảm ứng từ T $\ell$ chiều dài đoạn dây điện m α = $\vec{B},\vec{I}$ Video bài giảng qui tắc bàn tay trái 1, qui tắc bàn tay trái 2 Dạng bài tập vận dụng qui tắc bàn tay trái 1 Bài tập 1. Vận dụng qui tắc bàn tay trái xác định véc tơ của đại lượng còn thiếu Hướng dẫn [Ẩn HD] Bài tập 2. Xác định phương chiều của lực từ bằng qui tắc bàn tay trái Hướng dẫn [Ẩn HD] Bài tập 3. Xác định chiều được sức từ ghi tên các cực của nam châm bằng qui tắc bàn tay trái. Hướng dẫn [Ẩn HD] Video bài giảng lực từ tác dụng lên đoạn dây điện đặt trong từ trường đều Bài tập lực từ tác dụng lên đoạn dây điện đặt trong từ trường đều Bài tập 4 Một dây dẫn có chiều dài 10m đặt trong từ trường đều B= Cho dòng điện cường độ 10A chạy qua dây dẫn. a/ xác định lực từ tác dụng lên dây dẫn khi dây dẫn đặt vuông góc với \[\vec{B}\] b/ Nếu lực từ tác dụng có độ lớn bằng \[2,5\sqrt{3}\] N. Xác định góc giữa \[\vec{B}\] và chiều dòng điện. Hướng dẫn a/ F= b/ F= =\[2,5\sqrt{3}\] => α=60o. [Ẩn HD] Bài tập 5 Dòng điện cường độ 10A chạy qua khung dây dẫn tam giác vuông MNP theo chiều MNPM như hình vẽ. Biết MN=30cm, NP=40cm. Từ trường đều B=0,01T vuông góc với mặt phẳng khung dây. Tính lực từ tác dụng lên các cạnh của khung dây, vẽ hình minh họa. Hướng dẫn F$_{MN}$ = F$_{NP}$= MP=\[\sqrt{MN^{2}+ NP^{2}}\] F$_{MP}$ = [Ẩn HD] Bài tập 6 Treo dây MN = 5cm khối lượng 5g bằng hai dây không giãn khối lượng không đáng kể. Độ lớn cảm ứng từ 0,5T phương vuông góc với đoạn dây, chiều từ trên xuống như hình vẽ. Tính góc lệch của dây treo so với phương thẳng đứng khi đoạn dây MN nằm cân bằng biết cường độ dòng điện qua đoạn dây MN là 2A, lấy g=10m/s2. Hướng dẫn F= P= tan α=\[\dfrac{F}{P}\] => α=45o [Ẩn HD] Bài tập 7 Dòng điện 6A chạy qua đoạn dây dẫn dài 5m đặt trong từ trường đều có B= Tính lực từ tác dụng lên dây dẫn trong các trường hợp sau a/ Dây dẫn đặt vuông góc với các đường sức từ. b/ Dây dẫn đặt song song với các đường sức từ. c/ Dây dẫn hợp với các đường sức từ một góc 45o Hướng dẫn a/ F= b/ F= c/ F= [Ẩn HD] Bài tập 8 Dòng điện 10A chạy qua khung dây tam giác vuông cân MNP theo chiều MNPM có MN=NP=10cm đặt trong từ trường đều. Cảm ứng từ B=10-2T song song với NP như hình vẽ. Tính lực từ tác dụng lên các cạnh của khung dây. Hướng dẫn F$_{MN}$= F$_{NP}$= F$_{MP}$= [Ẩn HD] Bài tập 9 Hai thanh ray nằm ngang song song cách nhau 0,3cm. Một thanh kim loại đặt lên hay thanh ray. Cho dòng điện 50A chay qua thanh kim loạt đặt lên hay thanh ray. Biết hệ số ma sát giữa thanh kim loại và thanh ray là µ=0,2 và khối lượng thanh kim loại là 0,5kg. Tìm điều kiện về độ lớn của cảm ứng từ B có phương vuông góc với mặt phẳng hai thanh ray để thanh kim loại có thể chuyển động. Hướng dẫn Để thanh kim loại chuyển động lực từ phải lớn hơn lực ma sát F > F$_{ms}$ => > => B > 20/3 T [Ẩn HD] Bài tập 10 Một dây dẫn có dạng nửa đường tròn bán kính 20cm được đặt trong mặt phẳng vuông góc với cảm ứng từ của từ trường đều B=0,4T. Cho dòng điện I=5A đi qua đoạn dây. Tính lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn. Hướng dẫn Chia đoạn dây thành các phần tử nhỏ Δl$_{i}$ và Δl$_{i}$ đối xứng nhau qua trục đối xứng của vòng dây bị uốn. Lực tác dụng lên mỗi phần tử nhỏ đó là F$_{i}$= Δl$_{i}$ F$_{i}$= Δl$_{i}$ Phân tích \[\vec{F_{i}}\] và \[\vec{F_{i}}\] lên các trục Ox và Oy ta có F$_{ix}$= Δl$_{i }$sin α F$_{ix}$= Δl$_{i }$sin α F$_{iy}$= Δl$_{i }$cos α= F$_{iy}$= Δl$_{i }$cos α= Lực từ tác dụng lên vòng dây \[\vec{F}\]=\[\sum\vec{F_{i}} \] + \[\sum\vec{F_{i}} \] \[\vec{F}\]=\[\sum\vec{F_{ix}} \] + \[\sum\vec{F_{ix}} \] + \[\sum\vec{F_{iy}} \] + \[\sum\vec{F_{iy}} \] F=0 + \[\sum BI.\Delta x_{i}\] + \[\sum BI.\Delta x_{i}\]= + [Ẩn HD] Bài tập 11. Một đoạn dây MN dài 6cm có dòng điện 5A đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ 0,5T. Lực từ tác dụng lên đoạn dây có độ lớn F = 7, Góc hợp bởi dây MN và đường cảm ứng từ là bao nhiêu? Hướng dẫn F = => α = 30o [Ẩn HD] Bài tập 12. Cho dòng điện I = 10A chay trong dây dẫn, đặt dây dẫn vuông góc với các đường cảm ứng từ có B = 5mT. Lực điện tác dụng lên dây dẫn là 0,01N. Xác định chiều dài của dây dẫn. Hướng dẫn B = 5mT = F = => L = 0,2m [Ẩn HD] Bài tập 13. Giữa hai cực nam châm có \[\vec{B}\] nằm ngang, B = 0,01T người ta đặt một dây dẫn có chiều dài L nằm ngang vuông góc với B. Khối lượng một đơn vị chiều dài là d = 0,01kg/m. Tìm cường độ dòng điện I qua dây để dây nằm lơ lửng không rơi. Cho g = 10m/s2 Hướng dẫn để dây lơ lửng => F = P => = mg = => I = 10A [Ẩn HD] Bài tập 14. Treo đoạn dây dẫn MN có chiều dài L = 25cm, khối lượng một đơn vị chiều dài 0,04kg/m bằng hai dây mảnh nhẹ sao cho dẫy dẫn nằm ngang. Biết cảm ứng từ có chiều như hình vẽ, độ lớn B = Lấy g = 10m/s2 a/ Xác định chiều và độ lớn của I để lực căng dây bằng 0 b/ Cho I = 16A có chiều từ M đến N, tính lực căng mỗi dây. Hướng dẫn a/ Để lực căng dây bằng 0 => F phải có chiều như hình vẽ vận dụng qui tắc bàn tay trái => chiều của I từ N M F = = P = mg = => I = 10A b/ Khi I có chiều từ M N lực từ có chiều như hình vẽ T = P + F = mg + = + BIL = 0,26N T1 = T2 = T/2 = 0,13N [Ẩn HD] Bài tập 15. Thanh kim loại CD chiều dài L = 20cm khối lượng m = 100g đặt vuông góc với 2 thanh ray song song nằm ngang và nối với nguồn điện như hình. Hệ thống đặt trong từ trường đều có B = 0,2T phương chiều như hình vẽ. Biết hệ số ma sát giữa CD và thanh ray là µ = 0,1. Bỏ qua điện trở của các thanh ray, điện trợ tại nơi tiếp xúc và dòng điện cảm ứng trong mạch. a/ Biết thanh ray trượt sang trái với gia tốc a = 3m/s2. Xác định chiều và độ lớn của dòng điện qua CD. b/ nâng 2 đầu thanh AB của ray lên để hợp với mặt phẳng ngang góc 30o. Tìm hướng và gia tốc chuyển động của thanh bắt đầu trượt với vận tốc ban đầu bằng 0. Hướng dẫn [Ẩn HD] Bài tập 16. Hai thanh ray nằm ngang song song và cách nhau L = 10cm đặt trong từ trường đều \[\vec{B}\] thẳng đứng, B = 0,1T. Một thanh kim loại đặt trên ray vuông góc với ray. Nối ray với nguồn điện E = 12V, r = 1. điện trở của thanh kim loại và dây nối R = 5. Tìm lực từ tác dụng lên thanh km loại. Hướng dẫn I = E/R + r = 2A F = = 0,02N [Ẩn HD] Bài tập 17. Một thanh dẫn điện khối lượng 5g được treo nằm ngang trên hai dây dẫn nhẹ thẳng đứng. Thanh đặt trong một từ trường đều, véc tơ cảm ứng từ thẳng đứng hướng xuống và có độ lớn B = 1T. Thanh có chiều dài l1 = 0,1m. Mắc vào các điểm giữ các dây dẫn một tụ điện C = 100µF được tích điện tới hiệu điện thế U = 100V. Cho tụ phóng điện. Coi rằng quá trình phóng điện xảy ra trong thời gian rất ngắn, thanh chưa kịp rời vị trí cân bằng mà chỉ nhận được theo phương ngang một động lượng p nào đó. Tính vận tốc của thanh khi rời khỏi vị trí cân bằng và góc lệch cực đại của dây khỏi vị trí cân bằng. Cho g = 10m/s2 Hướng dẫn [Ẩn HD] giới thiệu đến các em học sinh lớp 11 bài viết Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện đặt trong từ trường, nhằm giúp các em học tốt chương trình Vật lí 11. Nội dung bài viết Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện đặt trong từ trường DẠNG 1. LỰC TỪ TÁC DỤNG LÊN ĐOẠN DÂY DẪN MANG DÒNG ĐIỆN ĐẶT TRONG TỪ TRƯỜNG 1. Phương pháp chung – Xác định lực từ tác dụng lên đoạn dây. – Xác định các lực khác tác dụng lên đoạn dây. – Áp dụng định luật II Newton. 2. Ví dụ minh họa Ví dụ 1 Đoạn dây dẫn chiều dài có dòng điện I chạy qua đặt trong từ trường đều B. Cho biết Tìm hướng và độ lớn của B hợp với I góc 30° độ lớn bất kì. Lời giải Đoạn dây dẫn chiều dài có dòng điện I chạy qua đặt trong từ trường đều B, ta có Lực từ tác dụng lên đoạn dây là Đáp án A. Cường độ dòng điện là Cảm ứng từ có độ lớn là hướng dọc theo dây, độ lớn bất kì. Đáp án D. Ví dụ 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 N. Tính góc α hợp bởi dây MN và đường cảm ứng từ? Lời giải Góc α hợp bởi dây MN và đường cảm ứng từ là Đáp án dụ 3 Một đoạn dây dẫn dài 20 cm, có dòng điện 0,5 A chạy qua đặt trong từ trường đều có B = 0,02T. Biết đường sức từ vuông góc với dây dẫn và đều nằm trong mặt phẳng ngang. Lực từ tác dụng lên dây có độ lớn và phương như thế nào? A. F có phương thẳng đứng, có độ lớn 3N. B. F có phương thẳng đứng, có độ lớn 3N. C. F có phương nằm ngang, có độ lớn 3N. D. F có phương nằm ngang, có độ lớn 4N. Lời giải Lực từ tác dụng lên dây F có phương thẳng đứng. Đáp án A. Ví dụ 4 Một khung dây cường độ 0,5 A hình vuông cạnh a = 20 cm. Từ trường có độ lớn 0,15 T có phương vuông góc với mặt phẳng khung dây, có chiều từ ngoài vào trong. Vẽ hình, xác định lực và độ lớn của các lực từ tác dụng lên các cạnh A. lực từ qua các cạnh đều bằng nhau và bằng 0,015 N. B. lực từ qua các cạnh đều bằng nhau và bằng 0,025 N. C. lực từ qua các cạnh đều bằng nhau và bằng 0,03 N. D. lực từ qua các cạnh đều bằng nhau và bằng 0,045 N. Lời giải + Vì khung dây là hình vuông và từ trường có phương vuông góc với mặt phẳng khung dây nên lực từ qua các cạnh đều bằng nhau Đáp án A. Ví dụ 5 Một dây dẫn MN có chiều dài khối lượng của một đơn vị dài của dây là D = 0,04 kg m. Dây được treo bằng hai dây dẫn nhẹ thẳng đứng và đặt trong từ trường đều có B = 0,04 T. Cho dòng điện I qua dây. a Xác định chiều và độ lớn của I để lực căng của các dây treo bằng 0. A. Cường độ dòng điện I phải có hướng từ N đến M, độ lớn I = 10 A. B. Cường độ dòng điện I phải có hướng từ M đến N, độ lớn I = 10 A. C. Cường độ dòng điện I phải có hướng từ N đến M, độ lớn I = 1 A. D. Cường độ dòng điện I phải có hướng từ M đến N, độ lớn I = 1 A. b Cho MN 25 cm có chiều từ N đến M. Tính lực căng của mỗi dây. Lời giải a + Để lực căng dây treo bằng không thì trọng lực và lực từ lên dây dẫn thẳng MN phải bằng nhau và lực từ phải hướng lên trên, theo quy tắc bàn tay trái thì cường độ dòng điện I phải có hướng từ M đến N. Đáp án B. b + Lực từ tác dụng lên MN F BI 0,16 α N. + Vì chiều dòng điện từ N đến M nên theo quy tắc bàn tay trái thì lực F sẽ hướng xuống và cùng chiều với P + Khi MN nằm cân bằng thì F chiếu lên phương của trọng lực P ta được N Đáp án C. Ví dụ 6 Đoạn dây dẫn MN có chiều dài l = 20 cm, khối lượng m = 10 g được treo nằm ngang bằng hai dây mảnh AM, BN. Thanh MN đặt trong từ trường đều B thẳng đứng hướng lên với B = 0,5 T. Khi cho dòng điện I chạy qua, đoạn dây MN dịch chuyển đến vị trí cân bằng mới, lúc đó hai dây treo AM, BN hợp với phương đứng một góc α = 30. Xác định I và lực căng dây treo. Lấy g. A. Cường độ dòng điện I = A, lực căng dây 3 30 T = N. B. Cường độ dòng điện 2 3 I = A, lực căng dây 3 15 T = N. C. Cường độ dòng điện 1 3 I = A, lực căng dây 3 15 T = N. D. Cường độ dòng điện 2 3 I = A, lực căng dây 3 30 T = N. Lời giải + Các lực tác dụng lên đoạn dây MN, PF và lực căng dây T + Theo quy tắc bàn tay trái ta được F có hướng sang ngang và vuông góc với trọng lực P + Đoạn dây MN nằm cân bằng nên PF T + Hơn nữa khi xét mặt cắt ngang của đoạn dây thì tan α Đáp án A. Ví dụ 7 Giữa hai cực của một nam châm hình móng ngựa có một điện trường đều. B thẳng đứng, B = 0,5 T. Người ta treo một dây dẫn thẳng chiều dài 5 cm, khối lượng 5 g nằm ngang trong từ trường bằng hai dây dẫn mảnh nhẹ. Tìm góc lệch của dây treo so với phương thẳng đứng khi cho dòng điện I = 2 A chạy qua dây. Cho g = 10 2 m s. Lời giải + Theo quy tắc bàn tay trái ta được F có hướng sang ngang và vuông góc với trọng lực P + Góc lệch của dây treo so với phương thẳng đứng là do hợp lực của P và F gây ra Đáp án C. Ví dụ 8 Một dây dẫn được uốn gập thành một khung dây có dạng tam giác vuông AMN như hình, đặt khung dây vào từ trường đều B như hình. Coi khung dây nằm cố định trong mặt phẳng hình vẽ. Xác định vectơ lực từ tác dụng lên các cạnh tam giác. Cho AM = 8 cm, AN = 6 cm. Lời giải + Lực từ tác dụng lên cạnh NA bằng 0 vì NA B + Lực từ tác dụng lên cạnh AM có điểm đặt tại trung điểm AM và theo quy tắc bàn tay trái nó có hướng từ ngoài vào trong và có độ lớn + Lực từ tác dụng lên cạnh MN có điểm đặt tại trung điểm MN và theo quy tắc bàn tay trái nó có hướng từ trong ra ngoài và có độ lớn Đáp án A.

lực từ tác dụng lên đoạn dây