Bài 28: Cảm ứng từ. Định luật Am-pe - Giải BT Vật Lí 11 nâng cao
Câu C1 (trang 145 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Dựa vào các số liệu trong bảng 28.1, hãy ước lượng xem cảm ứng từ của nam châm điện dùng trong thí nghiệm khoảng bao nhiêu tesla?
| α = 90o; ℓ = 4cm | |||
| Lần thí nghiệm | I (A) | F (N) | F/I |
| 1 | 0,6.102 | 0,08 | 0,001 |
| 2 | 1,2.102 | 0,16 | 0,0013 |
| 3 | 1,8.102 | 0,24 | 0,0013 |
| 4 | 2,4.102 | 0,32 | 0,0013 |
Hướng dẫn giải:
Câu 1 (trang 146 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Hãy nêu công thức định nghĩa độ lớn cảm ứng từ
Hướng dẫn giải:Vecto cảm ứng từ đặc trưng cho từ trường tại một điểm - ký hiệu
+ Hướng: trùng với hướng của từ trường tại điểm đó.
+ Độ lớn:
+ Đơn vị cảm ứng từ: Tesla (T)
Câu 2 (trang 146 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Hãy nêu công thức định luật Am-pe
Hướng dẫn giải:Lực từ
+ Điểm đặt: tại trung điểm của M1M2.
+ Phương: vuông góc với
+ Chiều: tuân theo quy tắc bàn tay trái “đặt bàn tay trái sao cho
+ Độ lớn: F = B. I. ℓ. sinα (trong đó α là góc hợp bởi
Bài 1 (trang 146 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Chọn câu sai.
Lực từ tác dụng lên một đoạn dây có dòng điện đặt trong từ trường đều tỉ lệ với
A. Cường độ dòng điện trong đoạn dây
B. Chiều dài của đoạn dây
C. Góc hợp bởi đoạn dây và đường sức từ
D. Cảm ứng từ tại điểm đặt đoạn dây
Hướng dẫn giải:Lực từ tác dụng lên một đoạn dây có dòng điện đặt trong từ trường đều tỉ lệ với sin của góc hợp bởi đoạn dây và đường sức từ
F = B. I. ℓ. sinα ⇒ câu C sai
Đáp án sai là: C
Bài 2 (trang 147 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Chọn phương án đúng
Một đoạn dòng điện nằm song song với đường sức từ và có chiều ngược với chiều của đường sức từ. Gọi F là lực từ tác dụng lên đoạn dòng điện đó thì.
A. F ≠ 0
B. F = 0
C. F còn tùy thuộc chiều dài của đoạn dòng điện
D. Cả ba phương án trên đều sai
Hướng dẫn giải:Đoạn dây có dòng điện song song, ngược chiều với đường sức từ có góc hợp bởi dòng điện và đường sức từ là α = 180o
Lực từ tác dụng lên đoạn dòng điện đó bẳng: F = B. I. ℓ. sinα =0
Đáp án đúng là: B
Bài 3 (trang 147 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Gập đôi đoạn dây dẫn MN có chiều dài ℓ mang dòng điện thành đoạn dây kép có chiều dài ℓ/2 (hình 28.2) và đặt trong từ trường đều.
Hỏi lực từ tác dụng lên đoạn dây đó có phụ thuộc vào chiều dài của đoạn dây và cường độ dòng điện I trong đoạn dây đó không? Giải thích.
Hướng dẫn giải:Gập đôi đoạn dây dẫn MN có chiều dài ℓ mang dòng điện thành đoạn dây kép có chiều dài ℓ/2. Như vậy dòng điện chạy trong mỗi đoạn dây sẽ ngược chiều, lực từ tác dụng lên cả đoạn dây sẽ là hợp lực của lực từ tác dụng lên mỗi nửa đoạn dây:
Trong đó:
⇒ F = F1 - F2 = 0
⇒ Lực từ tác dụng lên đoạn dây đó không phụ thuộc vào chiều dài của dây và cường độ dòng điện I trong đoạn dây.
Bài 4 (trang 147 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Một đoạn dây dẫn dài 5 cm đặt trong từ trường đều và vuông góc với vecto cảm ứng từ. Dòng điện qua dây có cường độ 0,75A. Lực từ tác dụng lên đoạn dây đó là 3.10-3 N. Xác định cảm ứng từ của từ trường.
Hướng dẫn giải:Đoạn dây có chiều dòng điện vuông góc với đường sức từ có góc hợp bởi dòng điện và đường sức là α = 90o
Lực từ tác dụng lên đoạn dây có dòng điện đó bằng: F = I. ℓ. B. sinα = B. I. ℓ
Cảm ứng từ của từ trường là:
Đáp số: B = 0,08T
Bài 5 (trang 147 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Đoạn dòng điện MN đặt trong từ trường đều như hình 28.3. Đoạn dòng điện và các đường sức từ đều nằm trong mặt phẳng hình vẽ. Cho biết cảm ứng từ bằng 0,5T, MN dàu 6cm và cường độ dòng điện qua MN bằng 5A.
a) Hãy dùng các ký hiệu ☉ hay ⊗ để chỉ chiều của lực từ tác dụng lên đoạn dòng điện MN.
b) Tính góc hợp bởi MN và vecto cảm ứng từ. Cho biết lực từ tác dụng lên đoạn dòng điện bằng 0,075N.
Hướng dẫn giải:a) Chiều của lực từ tác dụng lên đoạn dòng điện MN hướng vào mặt phẳng hình vẽ và được ký hiệu ⊗
b) Lực từ tác dụng lên đoạn dây có dòng điện đó được tính bởi công thức: F = I. ℓ. B. sinα
Góc hợp bởi MN và vectơ cảm ứng từ:
Đáp số: α = 30o
Bài trước: Bài 27: Phương và chiều của lực từ tác dụng lên dòng điện - Giải BT Vật Lí 11 nâng cao Bài tiếp: Bài 29: Từ trường của một số dòng điện có dạng đơn giản - Giải BT Vật Lí 11 nâng cao