Bài 29: Từ trường của một số dòng điện có dạng đơn giản - Giải BT Vật Lí 11 nâng cao
Bài 29: Từ trường của một số dòng điện có dạng đơn giản
Câu c1 (trang 149 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Giả sử đã biết chiều của đường sức từ của dòng điện thẳng. Hãy nêu cách áp dụng quy tắc nắm tay phải hay quy tắc cái đinh ốc để xác định chiều dòng điện.
Hướng dẫn giải:• Quy tắc nắm tay phải: nắm tay phải sao cho bốn ngón tay nắm lại chỉ chiều đường sức từ trường thì ngón tay cái choãi ra chỉ chiều dòng điện thẳng.
• Quy tắc cái đinh ốc: đặt đinh ốc dọc theo phương của dòng điện thẳng. xoay đinh ốc theo chiều của đường sức từ, thì chiều tiến của đinh ốc là chiều của dòng điện.
Câu c2 (trang 150 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Giả sử đã biết chiều của đường sức từ của dòng điện tròn. Hãy nêu cách áp dụng quy tắc nắm tay phải hay quy tắc cái đinh ốc để xác định chiều của dòng điện trong khung dây.
Hướng dẫn giải:• Quy tắc nắm tay phải: khum nắm tay phải sao cho bốn ngón tay bao quanh khung dây, ngón tay cái choãi ra chỉ chiều của đường sức từ thì chiều từ cổ tay đến đầu 4 ngón tay chỉ chiều dòng điện tròn.
• Quy tắc cái đinh ốc: đặt đinh ốc dọc trục vuông góc với mặt phẳng chứa dòng điện tròn và đi qua tâm của nó. Xoay đinh ốc sao cho chiều tiến của đinh ốc theo chiều của đường sức từ, thì chiều xoay của đinh ốc là chiều của dòng điện.
Câu c3 (trang 150 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Dựa vào quy tắc nắm tay phải hay quy tắc cái đinh ốc đối với dòng điện tròn hãy phát biểu quy tắc xác định chiều dòng điện trong ống dây.
Hướng dẫn giải:Quy tắc nắm tay phải: nắm tay phải sao cho bốn ngón tay bao quanh ống dây, ngón tay cái choãi ra chỉ chiều của đường sức từ thì chiều từ cổ tay đến đầu bốn ngón tay chỉ chiều dòng điện tròn trong ống dây
Quy tắc cái đinh ốc: đặt đinh ốc dọc trục của ống dây. Xoay đinh ốc sao cho chiều tiến của đinh ốc theo chiều của đường sức từ, thì chiều xoay của đinh ốc là chiều của dòng điện.
Câu 1 (trang 151 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Cho một điểm M không nằm trên dòng điện thẳng. hãy vẽ một đường sức từ đi qua M. có thể vẽ được bao nhiêu đường sức đi qua M?
Hướng dẫn giải:Đường sức từ của dòng điện thẳng I đi qua M như hình 29.1.
Qua M chỉ có thể vẽ được một đường sức mà thôi.
Câu 2 (trang 151 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Hãy vẽ một số đường sức từ trong mặt phẳng vuông góc với dòng điện tròn đi qua tâm dòng điện đó. Có nhận xét gì về đường sức đi qua tâm dòng điện?
Hướng dẫn giải:Một số đường sức từ trong mặt phẳng vuông góc với dòng điện tròn đi qua tâm dòng điện đó như hình 29.2.
Đường sức đi qua tâm dòng điện là đường thẳng.
Câu 3 (trang 151 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Hãy vẽ một số đường sức từ trong mặt phẳng chứa trục của ống dây mang dòng điện.
Hướng dẫn giải:Một số đường sức từ trong mặt phẳng chứa trục của ống dây mang dòng điện được thể hiện như hình vẽ.
Câu 4 (trang 151 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Hãy vẽ một ống dây có dòng điện chạy qua, cần chỉ rõ chiều của dòng điện trong các vòng dây. Từ đó ghi chú rõ các cực của dòng điện đó.
Hướng dẫn giải:Chiều dòng điện và các cực từ được thể hiện như trong hình vẽ sau:
Bài 1 (trang 151 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Chọn câu đúng
Đường sức của từ trường gây ra bởi
A. Dòng điện thẳng là những đường thẳng song song với dòng điện
B. Dòng điện tròn là những đường tròn
C. Dòng điện tròn là những đường thẳng song song và cách đều nhau
D. Dòng điện tròn trong ống dây đi ra ở cực bắc đi vào ở cực Nam của ống dây đó.
Hướng dẫn giải:Đường sức từ của từ trường gây ra bởi dòng điện tròn trong ống dây đi ra ở cực Bắc đi vào ở cực Nam của ống dây đó.
Đáp án đúng là: D
Bài 2 (trang 151 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Chọn phương án đúng
Hai điểm M, N gần dòng điện thẳng dài mà khoảng cách từ M đến dòng điện lớn gấp hai lần khoảng cách từ N đến dòng điện. Nếu gọi cảm ứng từ gây ra bởi dòng điện đó tại M là BM, tại N là BN thì
A. BM = 2BN
B. BM = 0,5BN
C. BM = 4BN
D. BM = 0,25BN
Hướng dẫn giải:Cảm ứng từ gây ra bởi dòng điện thẳng tại một điểm cách dòng điện một khoảng R là:
Theo đề: RM = 2RN ⇒ BM = 0,5BN
Đáp án đúng là: B
Bài 3 (trang 151 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Cho dòng điện cường độ 1A chạy trong dây dẫn thẳng. Tính cảm ứng từ tại một điểm cách dây dẫn 10 cm.
Hướng dẫn giải:Cảm ứng từ gây ra bởi dòng điện thẳng cường độ I = 1A tại một điểm cách dòng điện một khoảng R = 10 cm là:
Đáp số: B = 2.10-6 T
Bài 4 (trang 151 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Tại tâm của một dòng điện tròn cường độ I = 5A người ta đo được cảm ứng từ B = 31,4.10-6 T. Hỏi đường kính của dòng điện đó?
Hướng dẫn giải:Độ lớn cảm ứng từ tại tâm O:
Bán kính của dòng điện đó là:
Đường kính của dòng điện đó là: D = 2. R = 2.0,1 = 0,2m
Đáp số: D = 0,2m
Bài 5 (trang 151 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Người ta muốn tạo ra từ trường có cảm ứng từ B = 250.10-5 T bên trong một ống dây. Cường độ dòng điện trong mỗi vòng dây là I = 2A. Ống dây dài 50 cm. Hỏi phải quấn bao nhiêu vòng dây?
Hướng dẫn giải:Độ lớn cảm ứng từ trong ống dây là: B = 4π. 10-7.n. I
Số vòng dây cần phải quấn trên 1 met ống dây:
Số vòng dây cần phải quấn là: N = n. L = 995.0,5 = 497,5 vòng
Đáp số: N = 497,5 vòng
Bài trước: Bài 28: Cảm ứng từ. Định luật Am-pe - Giải BT Vật Lí 11 nâng cao