Từ trường - Trường THPT Phong Điền

Trƣờng THPT Phong Điền Tổ: Lí - Tin – CN Chuyên đề 4. Từ trƣờng. GV: Hồ Long Anh (0978179993) “ Dục tốc bất đạt, biếng học bất thành!” Trang 1 A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT I.TỪ TRƢỜNG 1.Tƣơng tác từ: Tƣơng tác giữa nam châm với nam châm, giữa dòng điện với dòng điện, giữa nam châm với dòng điện đều gọi là tƣơng tác từ. Lực tƣơng tác trong các trƣờng hợp đó gọi là lực từ. 2.Từ trƣờng: - Khái niệm từ trƣờng: Từ trƣờng là một dạng vật chất tồn tại trong không gian mà biểu hiện cụ thể là sự xuất hiện của lực từ tác dụng lên một dòng điện hay một nam châm đặt trong nó. - Hƣớng của từ trƣờng: hƣớng của từ trƣờng tại một điêmt là hƣớng Nam – Bắc của kim nam châm nhỏ nằm cân bằng tại điểm đó. 3.Đƣờng sức từ: Đƣờng sức từ là đƣờng vẽ ở trong không gian có từ trƣờng sao cho tiếp tuyến của từ trƣờng có hƣớng trùng với hƣớng của từ trƣờng tại điểm đó. 4.Các tính chất của đƣờng sức từ: - Tại mỗi điểm trong từ trƣờng chỉ có thể vẽ đƣợc một đƣờng sức từ. - Các đƣờng sức từ là những đƣờng cong khép kín hoặc vô hạn ở hai đầu. - Chiều các đƣờng sức từ tuân theo các qui tắc xác định (qui tắc nắm tay phải, qui tắc vào nam ra bắc) - Nơi nào có cảm ứng từ lớn thì đƣờng sức ở đó vẽ mau hơn (dày hơn), nơi nào cảm ứng từ nhỏ hơn thì các đƣờng sức từ ở đó vẽ thƣa hơn. 5.Từ trƣờng đều: Một từ trƣờng mà cảm ứng tại mọi điểm đều bằng gọi là từ trƣờng đều. III. LỰC TỪ TÁC DỤNG LÊN DÂY DẪN MANG DÒNG ĐIỆN: 1. Phƣơng : Lực từ tác dụng lên đoạn dòng điện dòng điện có phƣơng vuông góc với mặt phẳng chứa đoạn dòng điện và cảm ứng từ tại điểm khảo sát. 2. Chiều lực từ: Qui tắc bàn tay trái: Đặt bàn tay trái duỗi thẳng để các đƣờng 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 900 sẽ chỉ chiều của lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn. 3. Độ lớn: F = B.I.l sinα Trong đó :  lB  , IV. NGUYÊN LÝ CHỒNG CHẤT TỪ TRƢỜNG: n21 B...BBB  V. TỪ TRƢỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN CHẠY TRONG DÂY DẪN CÓ HÌNH DẠNG ĐẶC BIỆT: Dạng dòng điện Đặc điểm của vecto cảm ứng từ - Điểm đặt: tại điểm ta xét. - Phƣơng: tiếp tuyến với đƣờng sức từ tại điểm ta xét. Trƣờng THPT Phong Điền Tổ: Lí - Tin – CN Chuyên đề 4. Từ trƣờng. GV: Hồ Long Anh (0978179993) “ Dục tốc bất đạt, biếng học bất thành!” Trang 2 Dòng điện chạy trong daây daãn thaúng daøi - Chiều: Xác định theo qui tắc nắm tay phải: Đặt bàn tay phải sao cho ngón cái nằm dọc theo dây dẫn và chỉ chiều dòng điện, khi đó các ngón cái khum lại chỉ chiều dòng điện. - Độ lớn: B = 2.10-7 r I Dòng điện chạy trong daây daãn uoán thaønh voøng troøn - Phƣơng: vuông góc với mặt phẳng vòng dây. - Chiều: Khum bàn tay phải dọc theo vòng dây của khung dây sao cho chiều từ cổ tay đến các ngón tay trùng với chiều của dòng điện trong khung dây, thì chiều của ngón tay cái choãi ra chỉ chiều của đƣờng sức từ xuyên qua mặt phẳng vòng dây. - Độ lớn: R NI 102B 7 R: Bán kính của vòng dây I: Cƣờng độ dòng điện. N: Số vòng dây. Doøng ñieän chaïy trong oáng daây daãn - Phƣơng: song song với trục ống dây. - Chiều: xác định giống nhƣ của vòng dây. - Độ lớn: nI10.4B 7 n: Số vòng dây trên 1m chiều dài. VI. LỰC LORENTZ: - Điểm đặt: tại điện tích đang xét. - Phƣơng: vuông góc với mặt phẳng chứa vector vận tốc của hạt mang điện và vactor cảm ứng từ. öùng töø taïi ñieåm ñang xeùt - Chiều: Tuân theo qui tắc bàn tay trái: Đặt bàn tay trái duỗi thẳng để các đƣờng cảm ứng từ xuyên vào lòng bàn tay và chiều từ cổ tay đến ngón tay trùng với chiều của v  nếu q>0 và ngƣợc chiều với v  nếu q <0. Khi đó ngón tay cái choãi ra 900 sẽ chỉ chiều của lực Lorentz tác dụng lên điện tích. - Độ lớn:  vBSinqf ),( Bv   B. BÀI TẬP ÁP DỤNG QUY TẮC NẮM TAY PHẢI: Câu 1: Xác định chiều của dòng điện chạy trong dây dẫn? Câu 2: Xác định chiều của từ trƣờng do dòng điện chạy trong dây dẫn gây ra tại M, N? B  B  N B  I  B  M B  I  N B  M B  B  Trƣờng THPT Phong Điền Tổ: Lí - Tin – CN Chuyên đề 4. Từ trƣờng. GV: Hồ Long Anh (0978179993) “ Dục tốc bất đạt, biếng học bất thành!” Trang 3 C. BÀI TẬP CHƢƠNG IV DẠNG 1: LỰC ĐIỆN TỪ Bài 1. Xác định lực từ trong các trƣờng hợp sau: Bài 2. Xác định chiều của vector cảm ứng từ và cực của nam châm trong các hình sau: a. b. c. d. Bài 3. Xác định vector lực từ (phƣơng, chiều, độ lớn) trong các trƣờng hợp sau: a. B = 0,02T, α = 450, I = 5A, l = 5cm b. B = 0,05T, I = 4A, l = 10cm ĐS: a. F = 4,25.10-3 N ; b. F = 0,02T Bài 4. Xác định chiều cƣờng độ và độ lớn của dòng điện trong các trƣờng hợp sau: a. B = 0,02T, l = 20cm, α = 600, F = 3.10-3 N b. B = 10-3 T, l = 10cm, F = 5.10-3 N ĐS: a, 3 /2 A ; b, 50A Bài 5. Một dậy dẫn thẳng dài mang dòng điện 20A, đặt trong từ trƣờng 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 6. Một đoạn dây dẫn dài l = 0,2m đặt trong từ trƣờng đều sao cho dây dẫn hợp với vectơ cảm ứng từ  B một ƣớc  = 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 7. Một đoạn dây dẫn dài l = 0,8m đặt trong từ trƣờng đều sao cho dây dẫn hợp với vectơ cảm ứng từ  B một góc  = 600. Biết dòng điện I = 20A và dây dẫn chịu một lực từ là F = 2.10-2N. Độ lớn của cảm ứng từ  B là bao nhiêu? ĐS: l,4.10-3T Bài 8. Một đoạn dây dẫn dài l = 0,5m đặt trong từ trƣờng đều sao cho dây dẫn hợp với vectơ cảm ứng từ  B một góc  = 450. Biết cảm ứng từ B = 2.10-3T và dây dẫn chịu lực từ F = 4.10-2N. Cƣờng độ dòng điện trong dây dẫn là bao nhiêu ? ĐS : 40 2 A. Bài 9. Một đoạn dây dẫn MN đặt trong từ trƣờng đều có cảm ứng lừ bằng 0,5T. Biết MN = 6 cm, cƣờng độ dòng điện qua MN bằng 5A, lực từ tác dụng lên đoạn dây là 0,075 N. Góc hợp bởi MN và vectơ cảm ứng từ là bao nhiêu ? ĐS :  = 300 N S . I N S I B  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I B  + + + + + + + + + + + + + + + I I S N I . I I I α . I I I α I Trƣờng THPT Phong Điền Tổ: Lí - Tin – CN Chuyên đề 4. Từ trƣờng. GV: Hồ Long Anh (0978179993) “ Dục tốc bất đạt, biếng học bất thành!” Trang 4 Bài 10. Một đoạn dây dẫn có chiều dài l = 15cm, đặt trong từ trƣờng có cảm ứng từ B = 2.10-4 T. Góc giữa dây dẫn và cảm ứng từ là 300. Cƣờng độ dòng điện chạy qua dây dẫn I = 10A. Tính lực từ tác dụng vào dây dẫn. ĐS: F = 1,5.10-4N Bài 11. Một dây dẫn đƣợc gập thành khung dây dạng tam giác vuông MNP. MN = 30cm, NP = 40cm. Đặt khung dây vào từ trƣờng B =10-2 T có chiều nhƣ 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: FMN = 0,03 (N), FNP = 0,04 (N), FMP = 0,05 (N). Bài 12. Một dây dẫn đƣợc gập thành khung dây dạng tam giác vuông cân MNP. MN = NP = 10cm. Đặt khung dây vào từ trƣờng B =10-2T có chiều nhƣ 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: FMN = 10 -2 (N), FNP = 0 (N), FMP = 10 -2 (N) Bài 13. Treo đoạn dây dẫn có chiều dài l = 5cm, khối lƣợng m = 5g bằng hai dây mảnh, nhẹ sao cho dây dẫn nằm ngang, Biết cảm ứng từ của từ trƣờng hƣớng thẳng đứng xuống dƣới, có độ lớn B = 0,5T và dòng điện đi qua dây dẫn là I = 2A. Nếu lấy g = 10m/s2 thì góc lệch  của dây treo so với phƣơng thẳng đứng là bao nhiêu ? ĐS :  = 450 Bài 14. Treo đoạn dây dẫn MN có chiều dài l = 25cm , khối lƣợng của một đơn vị chiều dài là 0,04kg bằng hai dây mảnh, nhẹ sao cho dây dẫn nằm ngang, Biết cảm ứng từ có chiều nhƣ hình vẽ, có độ lớn B = 0,04T a. Định chiều và độ lớn của I để lực căng dây bằng 0. ĐS : 40A, chiều từ N đến M. b. Cho I = 16A có chiều từ M đến N. Tính lực căng mỗi dây ? ĐS : 0,28N. DẠNG 2: TỪ TRƢỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN CHẠY TRONG DÂY DẪN CÓ HÌNH DẠNG ĐẶC BIỆT Bài 15. Một dòng điện cƣờng độ I = 0,5A đặt trong không khí a) Tính cảm ứng từ tại điểm M cách dòng điện 4cm. b) Cảm ứng từ tại N bằng 10-6 T. Tính khoảng cách từ N đến dòng điện. ĐS: a) BM = 0,25. 10 – 5 T b) rN = 10cm Bài 16. Một dòng điện có cƣờng độ 5A chạy trong dây dẫn thẳng, dài. Cảm ứng từ tại điểm M có giá trị là B = 4.10-5T. Hỏi điểm M cách dây một khoảng bằng bao nhiêu? ĐS: 2,5cm Bài 17. Một dây dẫn thẳng dài xuyên qua và vuông góc với mặt phẳng hình vẽ tại điểm O. Cho dòng điện I = 6A có chiều nhƣ hình vẽ. Xác định vecto cảm ứng từ tại các điểm : a. A1 (x = 6cm ; y = 2cm) b. A2 (x = 0cm ; y = 5cm) c. A3 (x = -3cm ; y = -4cm) d. A4 (x = 1cm ; y = -3cm) B P M N B P M N M N . B x y I Trƣờng THPT Phong Điền Tổ: Lí - Tin – CN Chuyên đề 4. Từ trƣờng. GV: Hồ Long Anh (0978179993) “ Dục tốc bất đạt, biếng học bất thành!” Trang 5 ĐS : a)1,897.10-5T ; b) 2,4. 10-5T ; c) 2,4. 10-5T ; d) 3,794. 10-5T . Bài 18. Một vòng dây tròn bán kính 5cm, xung quanh là không khí. Dòng điện trong dây có cƣờng độ là I, gây ra từ trƣờng tại tâm vòng tròn có B = 2,5.10-6 T. Tính cƣờng độ dòng điện chạy trong vòng dây ?Đs : 0,2A Bài 19. Một vòng dây tròn đặt trong chân không có bán kính R = 10cm mang dòng điện I = 50A a . Độ lớn của vectơ cảm ứng từ tại tâm vòng dây là bao nhiêu? ĐS : B = 3,14 . 10 - 4 T b . Nếu cho dòng điện nói trên qua vòng dây có bán kính R’ = R/4 thì tại tâm vòng dây , độ lớn của cảm ứng từ B là bao nhiêu ? ĐS : B = 1,256 . 10 -3 T Bài 20. Một khung dây tròn bán kính 30cm gồm 10vòng dây. Cƣờng độ dòng điện qua khung là 0,3A. Tính cảm ứng từ tại tâm của khung dây ? ĐS : 6,28.10-6T Bài 21. Một khung dây tròn đƣờng kính 10 cm gồm 12 vòng dây. Tính cảm ứng từ tại tâm của khung dây nếu cƣờng độ dòng điện qua mỗi vòng dây là 0,5A.? ĐS : 7,5398.10-5T Bài 22. Một ống dây có dòng điện I = 20 A chạy qua tạo ra trong lòng ống dây một từ trƣờng đều có cảm ứng từ B = 2,4 .10-3 T . Số vòng dây quấn trên mỗi mét chiều dài của ống dây là bao nhiêu ? ĐS : 95,94 vòng Bài 23. Một ống dây có dòng điện I = 25 A chạy qua . Biết cứ mỗi mét chiều dài của ống dây đƣợc quấn 1800 vòng . Độ lớn cảm ứng từ trong lòng ống dây là bao nhiêu? Đs: B = 5,65 . 10 -2 T Bài 24. Một ống dây thẳng dài có 1200 vòng dây, cảm ứng từ bên trong ống dây là B = 7,5.10-3T. Tính cƣờng độ dòng điện qua ống dây. ho biết ống dây có chiều dài 20cm. ĐS :0,9947A Bài 25. Một dây dẫn có đƣờng kính tiết diện d = 0,5 cm, bọc bằng một lớp cách điện mỏng và quấn thành một ống dây các vòng của ống dây đƣợc quấn sát nhau. Cho dòng điện I=0,4 A đi qua ống dây. Tính cảm ứng từ trong ống dây. ĐS : B = 1 .10 -4 T Bài 26. Tìm cảm ứng từ trƣờng : a. Ở tâm O một vòng dây dẫn tròn có dòng điện I =0,2 A chạy qua. Vòng dây có bán kính r=5 cm đặt trong không khí. b. Ở trong lòng một ống dây hình trụ có chiều dài l=62,8 cm. Xung quanh quấn 1000 vòng dây dẫn, có dòng điện một chiều I=0,2 A chạy qua. Lõi sắt trong lòng ống có độ từ thẩm gấp 3000 lần độ từ thẩm của chân không. ĐS : a) 2,512.10-6T ; b)1,2T DẠNG 3 : NGUYÊN LÝ CHỒNG CHẤT TỪ TRƢỜNG Bài 27. Cho hai dây dẫn thẳng dài vô hạn, đặt trong không khí, đặt trong không khí, cách nhau một khoảng d = 80cm. Dòng điện trong hai dây cùng chiều và cùng cƣờng độ I1 = I2 = I = 1A. Tính cảm ứng từ tại các điểm sau : a) Điểm M cách đều hai dây một khoảng là 50cm. b) Điểm N cách dây thứ nhất 100cm, cách dây thứ hai 60cm. ĐS :a) 4,8.10-7T ; b) 1,26.10-7T. Bài 28. Hai dây dẫn thẳng dài vô hạn d1 ; d2 đặt song song trong không khí cách nhau khoảng 10 cm, có dòng 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. Trƣờng THPT Phong Điền Tổ: Lí - Tin – CN Chuyên đề 4. Từ trƣờng. GV: Hồ Long Anh (0978179993) “ Dục tốc bất đạt, biếng học bất thành!” Trang 6 c) P cách d1 8cm và cách d2 6cm. d) Q cách d1 10cm và cách d2 10cm. ĐS : a) BM = 0 ; b) BN = 0,72.10 – 5 T ; c) BP = 10 – 5 T ; d) BQ = 0,48.10 – 5 T Bài 29. Hai dây dẫn thẳng dài vô hạn d1 ; d2 đặt song song trong không khí cách nhau khoảng 5 cm, có dòng điện ngƣợc 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 30. Hai dây dẫn thẳng dài vô hạn d1 ; d2 đặt song song trong không khí cách nhau khoảng 8 cm, có dòng điện ngƣợc chiều I1 = 10A ; I2 = 10A đi qua. Tính cảm ứng từ tại: a) O cách mỗi dây 4cm. ĐS : 10 – 4 T b) M cách mỗi dây 5cm. ĐS : 4,8.10 – 5 T Bài 31. Cho hai dòng điện I1, I2 có chiều nhƣ hình vẽ, có cƣờng 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 32. Tính cảm ứng từ tại tâm của 2 vòng dây dẫn đồng tâm, có bán kính là R và 2R. Trong mỗi vòng tròn có dòng điện I = 10A chạy qua. Biết R = 8cm. Xét các trƣờng hợp sau : a. Hai vòng tròn nằm trong cùng một mặt phẳng, hai dòng điện chạy cùng chiều. ĐS: 1,18.10 -4 T b. Hai vòng tròn nằm trong cùng một mặt phẳng, hai dòng điện chạy ngƣợc chiều.ĐS:3,92.10-5T c. Hai vòng tròn nằm trong 2 mặt phẳng vuông góc nhau. ĐS : 8,77.10-4T Bài 33. Hai dòng điện thẳng dài vô hạn I1 = 10A ; I2 = 30A vuông góc nhau trong không khí. Khoảng cách ngắn nhất giữa chúng là 4cm. Tính cảm ứng từ tại điểm cách mỗi dòng điện 2cm. ĐS : B = 10 .10 -4 T = 3,16.10 -4 T. Bài 34. Hai vòng dây tròn có bán kính R = 10cm có tâm trùng nhau và đặt vuông góc nhau. Cƣờng độ trong hai dây I1 = I2 = I = 2 A . Tìm B tại tâm của hai vòng dây. ĐS :B = 12,56.10-6T. Bài 35. Cho 3 dòng điện cùng cƣờng độ I = 2A, song song nhau, cùng thẳng góc với mặt phẳng hình vẽ, đi qua 3 đỉnh của một hình vuông cạnh a = 20cm và có chiều nhƣ hình vẽ. Xác định cảm ứng từ B tại: a. Tâm O của hình vuông. b. Tại đỉnh còn lại của hình vuông. Bài 36. Cho 4 dòng điện cùng cƣờng 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 nhƣ hình vẽ. Hãy xác định vector cảm ứng từ tại tâm của hình vuông. ĐS : 8. 10-6T Bài 37. Hai dây dẫn dài vô hạn đặt song song trong không khí cách nhau 6cm, có các dòng điện I1 = 1A ; I2 = 2A đi qua, I1 và I2 ngƣợc chiều nhau. Định vị trí những điểm có cảm ứng từ bằng 0. Bài 38. Hai dây dẫn thẳng dài vô hạn đặt trong không khí vuông góc nhau (cách điện với nhau) và nằm trong cùng một mặt phẳng. Cƣờng độ dòng điện qua hai dây dẫn I1 = 2A ; I2 = 10A. M I2 I1 a b I1 I2 I3 O I1 I3 I2 O I4 Trƣờng THPT Phong Điền Tổ: Lí - Tin – CN Chuyên đề 4. Từ trƣờng. GV: Hồ Long Anh (0978179993) “ Dục tốc bất đạt, biếng học bất thành!” Trang 7 a) Xác định cảm ứng từ gây bởi hai dòng điện tại M trong mặt phẳng của hai dòng điện với M (x=5cm,y=4cm). b) Xác định những điểm có vector cảm ứng từ gây bởi hai dòng điện bằng 0. ĐS : a) B = 3.10-5T ; b). Những điểm thuộc đƣờng thẳng y = 0,2x. Bài 39. Xác định vector cảm ứng từ tại O trong các hình sau : Bài 40. Cho hai dây dẫn thẳng dài vô hạn d1 và d2 đặt cách nhau một khoảng d. Dòng điện qua dây d1 có cƣờng độ gấp đôi dòng điện trong dây d2. Tìm quĩ tích những điểm M mà ở đó cảm ứng từ bằng 0 trong trƣờng hợp: a. Hai dòng điện cùng chiều. b. Hai dòng điện ngƣợc chiều. DẠNG 4 : LỰC LORENTZ Bài 41. Một hạt có điện tích q = 3,2.10-19C bay vào vùng có từ trƣờng đều với Bv  , với v =2.106m/s, từ trƣờng B = 0,2T. Lực lorenxơ tác dụng vào hạt điện có độ lớn ? ĐS : 1,28.10- 13N Bài 42. Một e bay vuông góc với các đƣờng sức của một từ trƣờng đều có độ lớn 5.10-2T thì chịu một lực lorenxơ có độ lớn 1,6.10 -14N. Vận tốc của e khi bay vào là bao nhiêu ? ĐS : 2.106 m/s Bài 43. Một hạt mang điện tích q = 4.10-10C chuyển động với vận tốc v = 2.105 m/s trong từ trƣờng đều. Mặt phẳng quĩ đạo của hạt vuông góc với vector cảm ứng từ . Lực Lorentz tác dụng lên hạt đó có giá trị 4.10-5N. Tính cảm ứng từ B của từ trƣờng. ĐS : 0,5T Bài 44. Hạt mang điện chuyển động trong từ trƣờng đều mặt phẳng quĩ đạo của hạt vuông góc với vector cảm ứng từ. Nếu hạt chuyển động với vận tốc v1 = 1,8.10 6 m/s thì lực Lorentz tác dụng lên hạt có giá trị f1 = 2.10 -6N. Hỏi nếu hạt chuyển động với vận tốc v2 = 4,5.10 7m/s thì lực f2 tác dụng lên hạt có giá trị là bao nhiêu ? ĐS : 5.10-5N. Bài 45. Một chùm hạt α có vận tốc ban đầu không đáng kể đƣợc tăng tốc bởi hiệu điện thế U = 106V. Sau khi tăng tốc, chùm hạt bay vào từ trƣờng đều cảm ứng từ B = 1,8T. Phƣơng bay của chùm hạt vuông góc với đƣờng cảm ứng từ. a. Tìm vận tốc của hạt α khi nó bắt đầu bay vào từ trƣờng. m = 6,67.10-27 kg ; cho q = 3,2.10-19 C. b. Tìm độ lớn lực Lorentz tác dụng lên hạt. ĐS : a) v = 0,98.107 m/s ; b) f = 5,64.10-12 N. Bài 46. Một hạt khối lƣợng m, mang điện tích e, bay vào trong từ trƣờng với vận tốc v. Phƣơng của vận tốc vuông góc với đƣờng cảm ứng từ. Thí nghiệm cho biết khi đó quỹ đạo của đƣờng tròn và mặt phẳng quỹ đạo vuông góc với đƣờng cảm ứng từ. Cho B = 0,4T ; m = 1,67.10-27kg ; q = 1,6.10 -19 C ; v = 2.10 6 m/s. Tính bán kính của đƣờng tròn quỹ đạo ? ĐS : 5,2cm. Bài 47. Hai hạt mang điện m = 1,67.10-27kg ; q = 1,6.10-19 C và m’= 1,67.10-17kg ; q’ = 3,2.10-19 C bay vào từ trƣờng đều B = 0,4T với cùng vận tốc có phƣơng vuông góc với vector cảm ứng từ. Bán kính quỹ đạo của m là 7,5cm. Tìm bán kính quỹ đạo của m’. ĐS : 7,5.1010 cm. R O I R O I Trƣờng THPT Phong Điền Tổ: Lí - Tin – CN Chuyên đề 4. Từ trƣờng. GV: Hồ Long Anh (0978179993) “ Dục tốc bất đạt, biếng học bất thành!” Trang 8 DẠNG 5 : BÀI TẬP TỔNG HỢP Bài 48. Thanh kim loại CD chiều dài l = 20cm khối lƣợng 100g đặt vuông góc với hai thanh ray song song nằm ngang và nối với nguồn điện. Hệ thống đặt trong từ trƣờng đều hƣớng thẳng đứng xuống dƣới B = 0,2T. Hệ số ma sát giữa Cd và ray là 0,1. Bỏ qua điện trở các thanh ray, điện trở nơi tiếp xúc và dòng điện cảm ứng trong mạch. a. Biết thanh ray trƣợt sang trái với gia tốc a = 3m/s2. Xác định chiều và độ lớn dòng điện I qua CD. b. Nâng hai đầu A,B của ray lên để ray hợp với mặt phẳng ngang góc 300. Tìm hƣớng và gia tốc chuyển động của thanh biết thanh bắt đầu chuyển động không vận tốc đầu. ĐS : a) 10A. b) 0,47 m/s2. Bài 49. Dây dẫn thẳng dài có dòng điện I1 = 15A đi qua đặt trong không khí. a. Tính cảm ứng từ tại điểm cách dậy 15 cm. b. Tính lực tác dụng lên 1m dây của dòng điện I2 = 10A đặt song song, cách I1 15cm và I2 ngƣợc chiều Đs: a) B =2.10 – 5 T b)F = 2.10 – 4 N. Bài 50. Khung dây hình chữ nhật có diện tích S = 25cm2 gồm 10 vòng dây nối tiếp có dòng điện I = 2A đi qua mỗi vòng. Khung dây đặt thẳng đứng trong từ trƣờng đều có B nằm ngang độ lớn 0,3T. Tính mômen lực đặt lên khung khi : a. B song song với mặt phẳng khung. ĐS : M = 15.10 -3 Nm. b. B vuông góc với mặt phẳng khung dây. Đs: M = 0 Bài 51. Khung dây hình vuông ABCD cạnh a = 4cm có dòng điện I2 = 20A đi qua ( nhƣ 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 = 8.10 – 5 N Bài 52. Ba dây dẫn thẳng dài đặt song song cách đều nhau, khoảng cách giữa hai dây là a = 4cm. Dòng điện trong các dây có chiều nhƣ hình vẽ. I1 = 10A, I2 = I3 =20A. Tìm lực tác dụng lên một mét dây của I1. ĐS : 10 -3 N. Bài 53. Một proton m = 1,67.10-27kg ; q = 1,6.10-19 C bay vào từ trƣờng đêu B = 0,4T với vận tốc v = 2.10 6 m/s.Tìm : a. Bán kính quỹ đạo. b. Cƣờng độ điện trƣờng đều có phƣơng vuông góc với mp ( Bv  , ) để proton vẫn đi thẳng. I1 A D C B I2