Bài tập file word Vật lí 12 kết nối Bài 15: Lực từ tác dụng lên dây dẫn mang dòng điện. Cảm ứng từ

BÀI 15 : LỰC TỪ TÁC DỤNG LÊN DÂY DẪN MANG DÒNG ĐIỆN CẢM ỨNG TỪ

(15 CÂU)

1. NHẬN BIẾT (4 CÂU)

Câu 1: Lực từ xuất hiện khi nào? Em hãy nêu điểm đặt, phương, chiều của lực từ?

Trả lời:

Lực từ xuất hiện khi có dòng điện có cường độ I chạy qua đoạn dây dẫn đặt trong từ trường.

Phương: vuông góc với I và

Chiều: tuân theo quy tắc bàn tay trái.

Điểm đặt: tại trung điểm của đoạn dây mang dòng điện.

Câu 2: Em hãy viết biểu thức tính độ lớn của lực từ và giải thích các đại lượng?

Trả lời:

Câu 3: Để xác định được chiều của lực từ, em dùng quy tắc nào. Hãy trình bày nội dung của quy tắc đó?

Trả lời:

Câu 4: Em hãy trình bày phương, chiều của vecto cảm ứng từ của từ trường tại một điểm? Nêu công thức tính độ lớn và giải thích các đại lượng?

Trả lời:

2. THÔNG HIỂU (4 CÂU)

Câu 1: Hãy áp dụng quy tắc bàn tay trái để xác định chiều (của một trong ba đại lượng còn thiếu trong các hình vẽ sau đây:

Trả lời:

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 90° chỉ chiều của lực từ.

Câu 2: Hãy xác định chiều của lực từ, chiều của dòng điện, chiều của đường sức từ và tên các cực từ ở các hình vẽ dưới đây ?

Trả lời:

Câu 3: Hình 30.3 mô tả một khung dây dẫn ABCD (có thể quay xung quanh trục OO’) có dòng điện chạy qua đặt ở trong từ trường, tên các cực của nam châm và chiều của dòng điện đã chỉ rõ trên hình.

a) Hãy vẽ lực F1 tác dụng vào đoạn dây dẫn AB và lực F2 tác dụng vào đoạn dây CD.

b) Cặp lực  F1 và F2 khiến cho khung dây quay theo chiều nào?

c) Để cho khung dây dẫn ABCD quay theo chiều ngược lại thì cần phải làm thế nào?

Trả lời:

Câu 4: Một đoạn dây dẫn thẳng AB được đặt cạnh gần đầu của một thanh nam châm thẳng theo hình 30.2. Hãy biểu diễn lực điện từ tác dụng vào dây dẫn, biết rằng dòng điện chạy qua dây dẫn có chiều từ B đến A.

Trả lời:

3. VẬN DỤNG (5 CÂU)

Câu 1: Một dây dẫn có chiều dài 10 m được đặt trong từ trường đều có B = 5.10^-2 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) Nếu lực từ tác dụng có độ lớn bằng N. Hãy xác định góc giữa và chiều dòng điện ?

Trả lời:

a) Lực từ  có đặc điểm:

+ Điểm đặt tại trung điểm đoạn dây mang dòng điện

    + Có phương vuông góc với I và , có chiều tuân theo quy tắc bàn tay trái

    + Độ lớn: F = B.I.l.sin α = (5.10^-2).10.10.sin 90° = 5 (N)

b) Ta có:

Câu 2: Một dây dẫn có chiều dài l = 5m, được đặt trong từ trường đều có độ lớn B = 3.10^-2 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 trường hợp dây dẫn đặt vuông góc với các đường sức từ. 

Trả lời:

Câu 3: 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 = 7,5.10^-2N. Góc hợp bởi dây MN và đường cảm ứng từ là bao nhiêu?

Trả lời:

Câu 4: 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.

Trả lời:

Câu 5: Giữa hai cực nam châm có 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

Trả lời:

4. VẬN DỤNG CAO (2 CÂU)

Câu 1: 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. Biết thanh ray trượt sang trái với gia tốc a = 3m/s². Xác định chiều và độ lớn của dòng điện qua CD.

Trả lời:

Áp dụng quy tắc bàn tay trái suy ra được chiều I là chiều từ D đến C.

Áp dụng đinh luật II Newton:  (*)

Chọn hệ trục Oxy như hình.

Chiếu (*) lên Ox và Oy ta có:

Mà:

Lại có:

--------------------------------------
---------------------Còn tiếp----------------------