Bài tập Bài toán lực từ lớp 12 (có lời giải)
49 câu hỏi
Tìm phát biểu đúng trong các phát biểu sau.
Một dòng điện đặt vuông góc với đường sức từ trong từ trường, chiều của lực từ tác dụng vào dòng điện sẽ không thay đổi khi:
đổi chiều dòng điện ngược lại.
đổi chiều cảm ứng từ ngược lại.
đồng thời đổi chiều dòng điện và đổi chiều cảm ứng từ.
quay dòng điện một góc 90° xung quanh đường sức từ.
Đáp án đúng là C
Nếu chỉ đổi chiểu cảm ứng từ hoặc đổi chiều dòng điện thì chiều của lực từ thay đổi.
Chỉ ra phát biểu sai.
Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện có phương vuông góc với dòng điện.
Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện có phương vuông góc với đường cảm ứng từ.
Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện có phương vuông góc với mặt phẳng chứa dòng điện và đường cảm ứng từ.
Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện có phương tiếp tuyến với các đường cảm ứng từ.
Đáp án đúng là D
Phát biểu nào sau đây không đúng?
Lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn mang dòng điện đặt trong từ trường đều tỉ lệ thuận với cường độ dòng điện chạy qua đoạn dây dẫn.
Lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn mang dòng điện đặt trong từ trường đều tỉ lệ thuận với chiều dài của đoạn dây dẫn.
Lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn mang dòng điện đặt trong từ trường đều tỉ lệ thuận với góc hợp bởi đoạn dây dẫn và đường sức từ.
Lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn mang dòng điện đặt trong từ trường đều tỉ lệ thuận với cảm ứng từ tại điểm đặt đoạn dây dẫn.
Đáp án đúng là C
C – Sai vì \[F = BI\ell \sin \alpha \]
Phát biểu nào dưới đây đúng?
Cho một đoạn dây dẫn mang dòng điện I đặt song song với đường sức từ, chiều của dòng điện ngược chiều với chiều của đường sức từ.
Lực từ luôn bằng không khi tăng cường độ dòng điện.
Lực từ tăng khi tăng cường độ dòng điện.
Lực từ giảm khi tăng cường độ dòng điện.
Lực từ đổi chiều khi ta đổi chiều dòng điện.
Đáp án đúng là A
Chiều dòng điện và chiều cảm ứng từ hợp với nhau góc 180o nên lực từ luôn bằng không.
Một đoạn dây dẫn dài l = 0,8 m đặt trong từ trường đều sao cho dây dẫn hợp với vectơ cảm ứng từ một góc 60°. Biết dòng điện I = 20 A và dây dẫn chịu một lực là F = 2.10-2 N. Độ lớn của cảm ứng từ là
0,8.10-3 T.
10-3 T.
1,4.10-3 T.
1,6.10-3 T.
Đáp án đúng là C
\[F = BI\ell \sin \alpha \Rightarrow B = \frac{F}{{I\ell sin\alpha }} = \frac{{{{2.10}^{ - 2}}}}{{20.0,8.\sin 60^\circ }} = 1,{44.10^{ - 3}}T.\]
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
F > 0.
F < 0.
F = 0.
Chưa kết luận được.
Đáp án đúng là C
Vì a = 0 nên sina = 0 → F = BIlsina = 0.
Một đoạn dây dẫn dài 2 cm nằm trong từ trường, dòng điện chạy qua có cường độ 1 A. Một nam châm tạo từ trường có cường độ cảm ứng từ 0,5 T và hợp với dây dẫn một góc 30°. Lực từ tác dụng lên dây dẫn có độ lớn là
10.10-2 N.
0,5.10-2 N.
1,0.10-2 N.
50.10-2 N.
Đáp án đúng là B
\({\rm{F}} = {\rm{BIL}}\sin \alpha = 0,5 \cdot 1 \cdot 2 \cdot {10^{ - 2}} \cdot \frac{1}{2} = 0,5 \cdot {10^{ - 2}}\;{\rm{N}}\)
Khi góc hợp bởi vectơ cảm ứng từ với đoạn dây dẫn có dòng điện là = 90° thì lực từ tác dụng có giá trị là 0,4 N. Nếu thay đổi góc nhỏ dần đến 0°, thì lực tác dụng thay đổi như thế nào?
Lực cũng giảm dần đến 0.
Lực không đổi.
Lực tăng lên đến 0,8 N.
Lực giảm xuống 0,2 N.
Đáp án đúng là A
F = BILsin, khi giảm thì sinα giảm nên F sẽ giảm dần. Nếu = 0 thì sin = 0 và F sẽ bằng 0.
Một đoạn dây dẫn đặt trong từ trường đều. Nếu chiều dài dây dẫn và cường độ dòng điện qua dây dẫn tăng 2 lần thì độ lớn lực từ tác dụng lên dây dẫn
tăng 2 lần.
giảm 2 lần.
tăng 4 lần.
không đổi.
Đáp án đúng là C
F = BILsin, nếu I và L đồng thời tăng 2 lần thì F tăng 4 lần.
Một dây dẫn có chiều dài L = 1,2 m, được đặt trong từ trường đều có độ lớn B = 5.10-2 T. Cường độ dòng điện chạy trong dây dẫn có giá trị 3 A. Hãy xác định 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 45°.
Lực từ \[F = BIL\sin \alpha \]
a) Khi dây đặt vuông góc với các đường sức từ thì = 90°.
Lực từ tác dụng lên đoạn dây lúc này có độ lớn: F = 5.10-2.3.1,2.sin90° = 0,18 N.
b) Khi dây đặt song song với các đường sức từ thì = 0.
Lực từ tác dụng lên đoạn dây lúc này có độ lớn: F = 5.10-2.3.1,2.sin0° = 0.
c) Khi dây đặt tạo với các đường sức từ thì = 45°.
Lực từ tác dụng lên đoạn dây lúc này có độ lớn: F = 5.10-2.3.1,2.sin45° = 0,13 N.
Một đoạn dây dẫn dài 5 cm đặt trong từ trường đều và vuông góc với vectơ cảm ứng từ. Dòng điện chạy qua dây có cường độ 0,75 A. Lực từ tác dụng lên đoạn dây đó là 3.10-2 N. Tính độ lớn cảm ứng từ.
\(B = \frac{F}{{IL\sin \alpha }} = \frac{{3 \cdot {{10}^{ - 2}}}}{{0,75 \cdot 0,05 \cdot \sin {{90}^\circ }}} = 0,8\;{\rm{T}}.\)
Một đoạn dây dẫn dài 10 cm đặt trong từ trường đều, hợp với với vectơ cảm ứng từ một góc 30°. Dòng điện có cường độ 2 A chạy qua dây dẫn thì lực từ tác dụng lên đoạn dây có độ lớn là 4.10-2 N. Tính độ lớn của cảm ứng từ.
Ta có: \(\alpha = {30^\circ } \Rightarrow \sin \alpha = \frac{1}{2}.\)
Cảm ứng từ của từ trường có độ lớn: \({\rm{B}} = \frac{{\rm{F}}}{{{\rm{IL}}\sin \alpha }} = \frac{{4 \cdot {{10}^{ - 2}}}}{{2 \cdot 0,1.0,5}} = 0,4\;{\rm{T}}.\)
Một đoạn dây dẫn thẳng MN có chiều dài 6 cm, có cường độ dòng điện I = 5 A chạy qua đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 0,5 T. Lực từ tác dụng lên đoạn dây có độ lớn F = 7,5.10-2 N. Tính góc hợp bởi dây MN và vectơ cảm ứng từ.
Độ lớn của lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn có chiều dài L mang dòng điện I đặt trong từ trường cảm ứng từ B là:
\({\rm{F}} = {\rm{BIL}}\sin \alpha \Rightarrow 7,5 \cdot {10^{ - 2}} = 0,5 \cdot 5 \cdot 0,06.\sin \alpha \)\( \Rightarrow \sin \alpha = 0,5 \Rightarrow \alpha = {30^\circ }.\)
Một đoạn dây dài L đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 0,5 T hợp với đường cảm ứng từ một góc 30°. Dòng điện qua dây có cường độ 0,5 A, thì lực từ tác dụng lên đoạn dây là 4.10-2 N. Tính chiều dài đoạn dây dẫn.
Chiều dài đoạn dây dẫn là: \({\rm{L}} = \frac{{\rm{F}}}{{{\rm{BI}}\sin \alpha }} = \frac{{4 \cdot {{10}^{ - 2}}}}{{0,5 \cdot 0,5 \cdot \sin {{30}^\circ }}} = 0,32\;{\rm{m}} = 32\;{\rm{cm}}.\)
Một đoạn dây dẫn dài L = 0,5 m đặt trong từ trường đều sao cho dây dẫn hợp với vectơ cảm ứng từ một góc 45°. Biết cảm ứng từ B = 0,2 T và dây dẫn chịu lực từ F = 4.10-2 N. Tính cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn.
\({\rm{I}} = \frac{{\rm{F}}}{{{\rm{BL}}\sin \alpha }} = \frac{{4 \cdot {{10}^{ - 2}}}}{{0,2 \cdot 0,5 \cdot \sin {{45}^\circ }}} = 0,4\sqrt 2 \;{\rm{A}}.\)
Treo một đoạn dây dẫn có chiều dài L = 5 cm, khối lượng m = 5 g 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 chạy qua dây dẫn là I = 2 A. Lấy g = 10 m/s. Tính góc lệch của dây treo so với phương thẳng đứng.
Gọi góc lệch của dây treo so với phương thẳng đứng là β.
Lực từ có phương nằm ngang, hợp với trọng lực góc β.
\(\tan \beta = \frac{F}{P} = \frac{{BIL\sin \alpha }}{{mg}} = \frac{{0,5 \cdot 2 \cdot 0,05.\sin 90^\circ }}{{0,005 \cdot 10}} = 1 \Rightarrow \beta = {45^\circ }.\)
Một đoạn dây dẫn thẳng MN có chiều dài L = 6 cm, có dòng điện cường độ I = 5 A chạy qua đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 0,5 T. Lực từ tác dụng lên đoạn dây có độ lớn F = 7,5.10-2 N. Tính góc hợp bởi dây MN và vectơ cảm ứng từ.
Áp dụng công thức \({\rm{F}} = {\rm{BIL}}\sin \alpha \) với \({\rm{L}} = 6\;{\rm{cm}} = 0,06\;{\rm{m}},{\rm{I}} = 5\;{\rm{A}},\;{\rm{F}} = 7,5 \cdot {10^{ - 2}}\;{\rm{N}}\) và \({\rm{B}} = 0,5\;{\rm{T}}\), ta tính được \(\alpha = {30^\circ }.\)
Một đoạn dây dài 2,0 m mang dòng điện 0,60 A được đặt trong vùng từ trường đều có độ lớn cảm ứng từ là 0,50 T, theo phương song song với phương của cảm ứng từ. Lực từ tác dụng lên dây có độ lớn là
6,7 N.
0,30 N.
0,15 N.
0 N.
Đáp án đúng là D
\(F = BI\ell \sin \theta = 0,5.0,6.2.\sin 0^\circ = 0N\)
Một dây dẫn thẳng có chiều dài 3,0 m mang dòng điện 6,0 A được đặt nằm ngang, hướng của dòng điện tạo với hướng bắc một góc 50° lệch về phía tây. Tại điểm này, cảm ứng từ của từ trường Trái Đất có độ lớn là 0,14.10-4 T và hướng bắc. Lực tác dụng lên dây có độ lớn là
0,28.10-4 N.
2,5.10-4 N.
1,9.10-4 N.
1,6.10-4 N.
Đáp án đúng là C
\(F = BI\ell \sin \theta = 0,{14.10^{ - 4}}.6.3.\sin 50^\circ = 1,{93.10^{ - 4}}N\)
Một dây đồng dài 25 cm, có khối lượng là 10 g nằm trong từ trường 0,20 T. Cường độ dòng điện nhỏ nhất chạy qua dây gây ra lực từ có độ lớn bằng trọng lượng của dây là
1,3 A.
1,5 A.
2,0 A.
4,9 A.
Đáp án đúng là C
Để cường độ dòng điện nhỏ nhất thì góc hợp bởi dòng điện và cảm ứng từ là 90o.
\(F = P \Rightarrow BI\ell \sin \theta = mg \Rightarrow 0,2.0,25.I.\sin 90^\circ = 0,01.10 \Rightarrow I = 2A\)
Một dây dẫn dài 0,50 m mang dòng điện 10,0 A được đặt vuông góc với một từ trường đều. Biết lực từ tác dụng lên dây dẫn là 3,0 N. Độ lớn cảm ứng từ là
0,60 T.
1,5 T.
1,8.10-3 T.
6,7.10-3 T.
Đáp án đúng là A
\(F = BI\ell \sin \theta \Rightarrow 3 = B.10.0,5.\sin 90^\circ \Rightarrow B = 0,6\,T\)
Tìm độ lớn của lực tác dụng lên một sợi dây dẫn thẳng dài 0,20 m, mang dòng điện 2,5 A và được đặt trong từ trường đều có B = 50 mT theo hướng vuông góc với cảm ứng từ.
\(F = BI\ell \sin \theta = 50.2,5.0,2.\sin 90^\circ = 25\,mN.\)
Một đoạn dây dẫn thẳng dài 2,0 m được đặt trong từ trường đều có độ lớn cảm ứng từ là 0,37 T và tạo với hướng của cảm ứng từ một góc 30°. Trong đoạn dây có dòng điện 2,6 A. Tìm độ lớn của lực tác dụng lên dây.
\(F = BI\ell \sin \theta = 0,37.2,6.2.\sin 30^\circ = 0,962N.\)
Một đoạn dây dẫn dài 0,3 m mang dòng điện có độ lớn 3 A hướng theo phương nằm ngang, từ trái sang phải. Đoạn dây này nằm trong một từ trường có độ lớn cảm ứng từ là 0,02 T. Trong mặt phẳng thẳng đứng có đoạn dây nằm ngang, cảm ứng từ hướng sang phải, xiên lên so với chiều của dòng điện một góc 30°. Xác định lực từ tác dụng lên đoạn dây.
\(F = BI\ell \sin \theta = 0,02.3.0,3.\sin 30^\circ = {9.10^{ - 3.}}N\)
Hướng vuông góc với trang giấy, từ phía sau ra phía trước.
Một dây dẫn thẳng, cứng, dài 20 cm, có khối lượng 50 g được giữ nằm yên theo phương ngang trong một từ trường có độ lớn cảm ứng từ là 0,49 T và có hướng nằm ngang, vuông góc với dây. Cường độ dòng điện chạy trong dây là bao nhiêu để khi dây được thả ra thì nó vẫn nằm yên? Lấy g = 9,8 m/s2.
Để dây cân bằng thì P = F
\(P = F \Rightarrow mg = BI\ell \sin \theta \Rightarrow 0,05.9,8 = 0,49.I.0,2.\sin 90^\circ \Rightarrow I = 5\,A.\)
Một đoạn dây dài ( đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 0,5 T hợp với đường cảm ứng từ một góc 30°. Dòng điện qua dây có cường độ 0,5 A thì lực từ tác dụng lên đoạn dây là 4.10-2 N. Chiều dài đoạn dây dẫn là
32 cm.
3,2 cm.
16 cm.
1,6 cm.
Hướng dẫn
Đáp án đúng là A
Áp dụng công thức: \({\rm{F}} = {\rm{BI}}\ell \sin \alpha \)
\( \Rightarrow 4 \cdot {10^{ - 2}} = 0,5 \cdot 0,5 \cdot \ell \cdot \sin 30 \Rightarrow \ell = 0,32\;{\rm{m}} = 32\;{\rm{cm}}\)
Một đoạn dây dẫn dài 20 cm, có dòng điện 0,5 A chạy qua đặt trong từ trường đều có B = 0,02 T. 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?
\(\overrightarrow {\rm{F}} \) thẳng đứng, \({\rm{F}} = 2 \cdot {10^{ - 3}}\;{\rm{N}}\)
\(\overrightarrow {\rm{F}} \) thẳng đứng, \({\rm{F}} = {4.10^{ - 3}}\;{\rm{N}}\)
\(\overrightarrow {\rm{F}} \) nằm ngang, \({\rm{F}} = 2 \cdot {10^{ - 3}}\;{\rm{N}}\)
\(\overrightarrow {\rm{F}} \) nằm ngang, \({\rm{F}} = {4.10^{ - 3}}\;{\rm{N}}\)
Đáp án đúng là A
Ta có:
\xrightarrow{\theta=90^\circ}
\left\{
\begin{aligned}
F &= BI\ell\sin\theta\\
\vec{F} &\perp \mathrm{mp}(P)
\end{aligned}
\right.
\Rightarrow
F=0{,}02\cdot0{,}5\cdot20\cdot10^{-2}\cdot\sin90^\circ
\Rightarrow
F=2\cdot10^{-3}\,\mathrm{N}.
\]
Một đoạn dây được uốn gập thành khung dây có dạng tam giác AMN vuông góc tại A. Đặt khung dây vào một từ trường đều có các vectơ cảm ứng từ nằm trong mặt phẳng ngang, có chiều từ trái qua phải như hình vẽ. Coi khung dây nằm cố định trong mặt phẳng hình vẽ và AM = 8 cm, AN = 6 cm, B = 3.10-3T, I = 5 A. Lực từ tác dụng lên cạnh MN
nằm trong mặt phẳng hình vẽ, vuông góc với MN và có độ lớn là 0,6 mN.
vuông góc với hình vẽ, hướng vào trong mặt phẳng hình vẽ và có độ lớn 1,2 mN.
vuông góc với hình vẽ, hướng ra ngoài mặt phẳng hình vẽ và có độ lớn 1,2 mN.
nằm trong mặt phẳng hình vẽ, có hướng đi lên và có độ lớn 0,6 mN.
Đáp án đúng là C
Áp dụng quy tắc bàn tay trái.
Lực từ tác dụng lên cạnh MN có hướng như hình vẽ (vuông góc với mặt phẳng hình vẽ, có chiều từ trong hướng ra ngoài), có độ lớn: FMN = B.I.MN.sin = B.I.AM
⇒ FMN = 3.10-3.5.0,08 = 1,2.10-3 N = 1,2mN
Giữa hai cực của một nam châm hình chữ U có một từ trường đều. Vectơ cảm ứng từ thẳng đứng, có độ lớn B = 0,5 T. Người ta treo một đoạn dây dẫn thẳng dài l =5cm, khối lượng m = 5 g nằm ngang trong từ trường bằng hai dây dẫn mảnh nhẹ. Tìm góc lệch a của dây treo so với phương thẳng đứng khi cho dòng điện I = 2 A chạy qua dây. Biết g = 10 m/s2.
30°.
60°.
45°.
90°.
Đáp án đúng là C
Các lực tác dụng lên đoạn dây có dòng điện chạy qua bao gồm:
+ Trọng lực \(\overrightarrow {\rm{P}} \) hướng thẳng đứng xuống dưới: \({\rm{P}} = {\rm{mg}}.\)
+ Lực từ \(\overrightarrow {\rm{F}} \) nằm ngang theo quy tắc bàn tay trái: \({\rm{F}} = {\rm{BI}}\ell \sin (\overrightarrow {\rm{B}} ,\vec \ell ).\)
+ Hai lực căng dây (hướng dọc theo các dây), có hợp lực \(\overrightarrow {\rm{T}} .\)
Vậy hợp lực tác dụng lên đoạn dây là: \(\overrightarrow {{{\rm{F}}_{{\rm{hl}}}}} = \overrightarrow {\rm{P}} + \overrightarrow {\rm{F}} - \overrightarrow {\rm{T}} \)
Để đoạn dây cân bằng thì \(\overrightarrow {{{\rm{F}}_{{\rm{hl}}}}} = 0 \Rightarrow \overrightarrow {\rm{P}} + \overrightarrow {\rm{F}} + \overrightarrow {\rm{T}} = 0 \Rightarrow (\overrightarrow {\rm{P}} + \overrightarrow {\rm{F}} ) = - \overrightarrow {\rm{T}} \)
Ta có:
\tan\alpha=\frac{F}{P}
\xrightarrow{(\vec{B},\,\vec{F})=90^\circ}
\tan\alpha
=\frac{BI\ell}{mg}
=\frac{2\cdot0{,}05\cdot0{,}5}{0{,}005\cdot10}
=1
\Rightarrow
\alpha=45^\circ.
\]
→ Đáp án C.
PHẦN II. CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM ĐÚNG – SAI
Một đoạn dây dẫn dài \(0,50\,{\rm{m}}\) mang dòng điện \(5,0\,{\rm{A}}\), đặt vuông góc với đường sức từ trong từ trường đều có cảm ứng từ \(0,80\,{\rm{T}}\).
Lực từ tác dụng lên đoạn dây có độ lớn \(2,0\,{\rm{N}}\).
Nếu cường độ dòng điện tăng lên \(8,0\,{\rm{A}}\) thì lực từ bằng \(3,2\,{\rm{N}}\).
Nếu chiều dài đoạn dây giảm còn \(0,25\,{\rm{m}}\) thì lực từ còn \(1,0\,{\rm{N}}\).
Nếu cảm ứng từ giảm còn \(0,40\,{\rm{T}}\) thì lực từ vẫn bằng \(2,0\,{\rm{N}}\).
Đáp án: a) Đúng; b) Đúng; c) Đúng; d) Sai.
Vì dây dẫn vuông góc với đường sức từ nên \(\sin \alpha = 1\), ta có \(F = 0,80 \times 5,0 \times 0,50 = 2,0\,{\rm{N}}\). Phát biểu a đúng.
Khi cường độ dòng điện tăng lên \(8,0\,{\rm{A}}\), ta có \(F = 0,80 \times 8,0 \times 0,50 = 3,2\,{\rm{N}}\). Phát biểu b đúng.
Khi chiều dài đoạn dây giảm còn \(0,25\,{\rm{m}}\), ta có \(F = 0,80 \times 5,0 \times 0,25 = 1,0\,{\rm{N}}\). Phát biểu c đúng.
Nếu cảm ứng từ giảm còn \(0,40\,{\rm{T}}\), ta có \(F = 0,40 \times 5,0 \times 0,50 = 1,0\,{\rm{N}}\), không phải \(2,0\,{\rm{N}}\). Phát biểu d sai.
Một đoạn dây dẫn dài \(0,40\,{\rm{m}}\) chịu lực từ \(1,2\,{\rm{N}}\) khi mang dòng điện \(6,0\,{\rm{A}}\) và đặt vuông góc với đường sức từ.
Cảm ứng từ của từ trường bằng \(0,50\,{\rm{T}}\).
Nếu dòng điện giảm còn \(3,0\,{\rm{A}}\) thì lực từ còn \(0,60\,{\rm{N}}\).
Nếu chiều dài dây tăng lên \(0,80\,{\rm{m}}\) thì lực từ bằng \(2,4\,{\rm{N}}\).
Lực từ không phụ thuộc vào chiều dài đoạn dây.
Đáp án: a) Đúng; b) Đúng; c) Đúng; d) Sai.
Ta có \(B = \frac{F}{{Il}} = \frac{{1,2}}{{6,0 \times 0,40}} = 0,50\,{\rm{T}}\). Phát biểu a đúng.
Nếu dòng điện giảm còn \(3,0\,{\rm{A}}\), ta có \(F = 0,50 \times 3,0 \times 0,40 = 0,60\,{\rm{N}}\). Phát biểu b đúng.
Nếu chiều dài tăng lên \(0,80\,{\rm{m}}\), ta có \(F = 0,50 \times 6,0 \times 0,80 = 2,4\,{\rm{N}}\). Phát biểu c đúng.
Theo công thức \(F = BIl\sin \alpha \), lực từ phụ thuộc vào chiều dài đoạn dây. Phát biểu d sai.
Một đoạn dây dẫn mang dòng điện được đặt trong từ trường đều.
Khi dây dẫn song song với đường sức từ thì lực từ bằng \(0\).
Khi dây dẫn vuông góc với đường sức từ thì lực từ đạt giá trị lớn nhất.
Nếu giữ nguyên \(B\), \(I\) và \(l\), khi thay đổi góc đặt dây thì lực từ thay đổi.
Lực từ luôn có giá trị như nhau với mọi góc đặt của dây.
Đáp án: a) Đúng; b) Đúng; c) Đúng; d) Sai.
Khi dây dẫn song song với đường sức từ thì \(\alpha = {0^ \circ }\), suy ra \(F = BIl\sin {0^ \circ } = 0\). Phát biểu a đúng.
Khi dây dẫn vuông góc với đường sức từ thì \(\alpha = {90^ \circ }\), lực từ đạt giá trị lớn nhất. Phát biểu b đúng.
Theo công thức \(F = BIl\sin \alpha \), lực từ phụ thuộc vào góc \(\alpha \). Phát biểu c đúng.
Do lực từ phụ thuộc vào góc đặt nên không thể luôn có cùng giá trị. Phát biểu d sai.
Hai đoạn dây dẫn có cùng chiều dài \(0,50\,{\rm{m}}\), cùng đặt vuông góc với đường sức từ.
- Dây A mang dòng điện \(4,0\,{\rm{A}}\) trong từ trường có \(B = 0,60\,{\rm{T}}\).
- Dây B mang dòng điện \(6,0\,{\rm{A}}\) trong từ trường có \(B = 0,40\,{\rm{T}}\).
Hai đoạn dây chịu lực từ bằng nhau.
Lực từ tác dụng lên mỗi đoạn dây bằng \(1,2\,{\rm{N}}\).
Nếu dòng điện của dây A tăng lên \(6,0\,{\rm{A}}\) thì lực từ trên dây A bằng \(1,8\,{\rm{N}}\).
Sau khi tăng dòng điện, lực từ trên dây A lớn hơn lực từ trên dây B.
Đáp án: a) Đúng; b) Đúng; c) Đúng; d) Đúng.
Ta có \({F_A} = 0,60 \times 4,0 \times 0,50 = 1,2\,{\rm{N}}\) và \({F_B} = 0,40 \times 6,0 \times 0,50 = 1,2\,{\rm{N}}\). Phát biểu a và b đúng.
Nếu dòng điện của dây A tăng lên \(6,0\,{\rm{A}}\), ta có \({F_A} = 0,60 \times 6,0 \times 0,50 = 1,8\,{\rm{N}}\). Phát biểu c đúng.
Khi đó \(1,8\,{\rm{N}} > 1,2\,{\rm{N}}\), nên lực từ trên dây A lớn hơn lực từ trên dây B. Phát biểu d đúng.
Một đoạn dây dẫn dài \(0,30\,{\rm{m}}\), mang dòng điện \(10\,{\rm{A}}\), đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ \(0,80\,{\rm{T}}\). Ban đầu dây vuông góc với đường sức từ, sau đó quay để dây hợp với đường sức từ góc \({30^ \circ }\).
Ban đầu lực từ bằng \(2,4\,{\rm{N}}\).
Sau khi quay, lực từ bằng \(1,2\,{\rm{N}}\).
Lực từ sau khi quay giảm \(50\% \) so với ban đầu.
Nếu tiếp tục quay để dây song song với đường sức từ thì lực từ bằng \(0\).
Đáp án: a) Đúng; b) Đúng; c) Đúng; d) Đúng.
Ban đầu \(F = 0,80 \times 10 \times 0,30 = 2,4\,{\rm{N}}\). Phát biểu a đúng.
Sau khi quay, ta có \(F = 0,80 \times 10 \times 0,30 \times \sin {30^ \circ } = 1,2\,{\rm{N}}\). Phát biểu b đúng.
Ta có \(\frac{{1,2}}{{2,4}} = 0,5\), nên lực từ sau khi quay chỉ còn \(50\% \) so với ban đầu. Phát biểu c đúng.
Khi dây song song với đường sức từ thì \(\alpha = {0^ \circ }\), suy ra \(F = 0\). Phát biểu d đúng.
Một đoạn dây dẫn dài \(0,80\,{\rm{m}}\) được đặt vuông góc với đường sức từ trong từ trường đều. Muốn lực từ tác dụng lên dây bằng \(2,4\,{\rm{N}}\), người ta cho dòng điện \(6,0\,{\rm{A}}\) chạy qua dây.
Cảm ứng từ của từ trường bằng \(0,50\,{\rm{T}}\).
Nếu tăng cường độ dòng điện lên \(9,0\,{\rm{A}}\) thì lực từ bằng \(3,6\,{\rm{N}}\).
Nếu giữ nguyên dòng điện nhưng giảm chiều dài dây còn \(0,40\,{\rm{m}}\) thì lực từ còn \(1,2\,{\rm{N}}\).
Nếu tăng đồng thời cảm ứng từ và chiều dài dây lên gấp đôi thì lực từ tăng gấp hai lần.
Đáp án: a) Đúng; b) Đúng; c) Đúng; d) Sai.
Ta có \(B = \frac{F}{{Il}} = \frac{{2,4}}{{6,0 \times 0,80}} = 0,50\,{\rm{T}}\). Phát biểu a đúng.
Nếu cường độ dòng điện tăng lên \(9,0\,{\rm{A}}\) thì \(F = 0,50 \times 9,0 \times 0,80 = 3,6\,{\rm{N}}\). Phát biểu b đúng.
Nếu chiều dài dây giảm còn \(0,40\,{\rm{m}}\) thì \(F = 0,50 \times 6,0 \times 0,40 = 1,2\,{\rm{N}}\). Phát biểu c đúng.
Nếu đồng thời tăng \(B\) và \(l\)lên gấp đôi thì lực từ tăng gấp 4 lần, không phải 2 lần. Phát biểu d sai.
Để khảo sát lực từ, học sinh thực hiện hai thí nghiệm với cùng một đoạn dây dẫn dài \(0,50\,{\rm{m}}\), đặt vuông góc với đường sức từ.
- Thí nghiệm 1: \(B = 0,40\,{\rm{T}}\), \(I = 8,0\,{\rm{A}}\).
- Thí nghiệm 2: \(B = 0,80\,{\rm{T}}\), \(I = 4,0\,{\rm{A}}\).
Lực từ trong hai thí nghiệm bằng nhau.
Lực từ trong mỗi thí nghiệm bằng \(1,6\,{\rm{N}}\).
Nếu ở thí nghiệm 2 tăng dòng điện lên \(6,0\,{\rm{A}}\) thì lực từ bằng \(2,4\,{\rm{N}}\).
Muốn lực từ ở thí nghiệm 1 bằng \(2,4\,{\rm{N}}\) thì chỉ cần tăng dòng điện lên \(10\,{\rm{A}}\).
Đáp án: a) Đúng; b) Đúng; c) Đúng; d) Sai.
Ta có \({F_1} = 0,40 \times 8,0 \times 0,50 = 1,6\,{\rm{N}}\) và \({F_2} = 0,80 \times 4,0 \times 0,50 = 1,6\,{\rm{N}}\). Phát biểu a và b đúng.
Nếu dòng điện ở thí nghiệm 2 tăng lên \(6,0\,{\rm{A}}\) thì \(F = 0,80 \times 6,0 \times 0,50 = 2,4\,{\rm{N}}\). Phát biểu c đúng.
Muốn \(F = 2,4\,{\rm{N}}\)ở thí nghiệm 1 thì \(I = \frac{{2,4}}{{0,40 \times 0,50}} = 12\,{\rm{A}}\), không phải \(10\,{\rm{A}}\). Phát biểu d sai.
Một đoạn dây dẫn dài \(0,60\,{\rm{m}}\), mang dòng điện \(5,0\,{\rm{A}}\), đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ \(0,80\,{\rm{T}}\). Ban đầu dây hợp với đường sức từ góc \({30^ \circ }\), sau đó quay để hợp với đường sức từ góc \({90^ \circ }\).
Ban đầu lực từ bằng \(1,2\,{\rm{N}}\).
Sau khi quay, lực từ bằng \(2,4\,{\rm{N}}\).
Lực từ sau khi quay tăng gấp đôi.
Giá trị lớn nhất của lực từ trong trường hợp này là \(2,4\,{\rm{N}}\).
Đáp án: a) Đúng; b) Đúng; c) Đúng; d) Đúng.
Ban đầu \(F = 0,80 \times 5,0 \times 0,60 \times \sin {30^ \circ } = 1,2\,{\rm{N}}\). Phát biểu a đúng.
Sau khi quay vuông góc với đường sức từ, \(F = 0,80 \times 5,0 \times 0,60 = 2,4\,{\rm{N}}\). Phát biểu b đúng.
Ta có \(\frac{{2,4}}{{1,2}} = 2\), nên lực từ tăng gấp đôi. Phát biểu c đúng.
Khi \(\alpha = {90^ \circ }\), lực từ đạt giá trị lớn nhất. Phát biểu d đúng.
Ba đoạn dây dẫn có cùng chiều dài \(0,40\,{\rm{m}}\), đều đặt vuông góc với đường sức từ.
Đoạn dây | \(B\)(T) | \(I\)(A) |
A | 0,50 | 8 |
B | 0,80 | 5 |
C | 1,00 | 4 |
Đoạn dây A chịu lực từ lớn nhất.
Đoạn dây B chịu lực từ bằng đoạn dây A.
Đoạn dây C chịu lực từ nhỏ nhất.
Tích \(BI\) của ba trường hợp bằng nhau.
Đáp án:a) Sai; b) Đúng; c) Sai; d) Đúng.
Ta có \({F_A} = 0,50 \times 8 \times 0,40 = 1,6\,{\rm{N}}\), \({F_B} = 0,80 \times 5 \times 0,40 = 1,6\,{\rm{N}}\) và \({F_C} = 1,00 \times 4 \times 0,40 = 1,6\,{\rm{N}}\). Vì ba lực từ bằng nhau nên phát biểu a sai, phát biểu b đúng.
Đoạn dây C không chịu lực nhỏ nhất vì lực từ của ba đoạn dây đều bằng nhau. Phát biểu c sai.
Ta có \(BI\)lần lượt bằng \(4,0\), \(4,0\) và \(4,0\), nên tích \(BI\) của ba trường hợp bằng nhau. Do đó phát biểu d đúng.
Một đoạn dây dẫn đặt trong từ trường đều. Ban đầu dây dài \(0,30\,{\rm{m}}\), mang dòng điện \(8,0\,{\rm{A}}\), đặt vuông góc với đường sức từ trong từ trường có cảm ứng từ \(0,50\,{\rm{T}}\). Sau đó chiều dài dây tăng lên \(0,60\,{\rm{m}}\), cường độ dòng điện giảm còn \(4,0\,{\rm{A}}\), cảm ứng từ tăng lên \(1,00\,{\rm{T}}\).
Ban đầu lực từ bằng \(1,2\,{\rm{N}}\).
Sau khi thay đổi, lực từ bằng \(2,4\,{\rm{N}}\).
Lực từ sau khi thay đổi tăng gấp đôi.
Nếu chỉ tăng cảm ứng từ mà giữ nguyên các đại lượng khác thì lực từ không đổi.
Đáp án: a) Đúng; b) Đúng; c) Đúng; d) Sai.
Ban đầu \(F = 0,50 \times 8,0 \times 0,30 = 1,2\,{\rm{N}}\). Phát biểu a đúng.
Sau khi thay đổi \(F = 1,00 \times 4,0 \times 0,60 = 2,4\,{\rm{N}}\). Phát biểu b đúng.
Ta có \(\frac{{2,4}}{{1,2}} = 2\), nên lực từ tăng gấp đôi. Phát biểu c đúng.
Nếu chỉ tăng cảm ứng từ thì lực từ cũng tăng theo, không thể không đổi. Phát biểu d sai.
PHẦN III. CÂU HỎI TRẢ LỜI NGẮN
Một đoạn dây dẫn dài \(0,40\,{\rm{m}}\) mang dòng điện \(8,0\,{\rm{A}}\) được đặt vuông góc với đường sức từ trong từ trường đều có cảm ứng từ \(0,50\,{\rm{T}}\). Độ lớn lực từ tác dụng lên đoạn dây bằng __________ N.
Đáp án: 1,6
Vì dây dẫn vuông góc với đường sức từ nên \(\sin \alpha = 1\), ta có \(F = 0,50 \times 8,0 \times 0,40 = 1,6\,{\rm{N}}\).
Một đoạn dây dẫn dài \(0,25\,{\rm{m}}\) đặt vuông góc với đường sức từ, chịu lực từ \(2,0\,{\rm{N}}\). Biết cảm ứng từ của từ trường là \(0,80\,{\rm{T}}\). Cường độ dòng điện chạy qua dây bằng __________ A.
Đáp án: 10
Ta có \(I = \frac{F}{{Bl}} = \frac{{2,0}}{{0,80 \times 0,25}} = 10\,{\rm{A}}\).
Một đoạn dây dẫn mang dòng điện \(6,0\,{\rm{A}}\), đặt vuông góc với đường sức từ và chịu lực từ \(1,8\,{\rm{N}}\). Chiều dài đoạn dây là \(0,50\,{\rm{m}}\). Cảm ứng từ của từ trường bằng __________ T.
Đáp án: 0,60
Ta có \(B = \frac{F}{{Il}} = \frac{{1,8}}{{6,0 \times 0,50}} = 0,60\,{\rm{T}}\).
Một đoạn dây dẫn mang dòng điện \(5,0\,{\rm{A}}\), đặt vuông góc với đường sức từ trong từ trường đều có cảm ứng từ \(0,40\,{\rm{T}}\). Lực từ tác dụng lên dây bằng \(1,0\,{\rm{N}}\). Chiều dài đoạn dây bằng __________ m.
Đáp án: 0,50
Ta có \(l = \frac{F}{{BI}} = \frac{{1,0}}{{0,40 \times 5,0}} = 0,50\,{\rm{m}}\).
Một đoạn dây dẫn dài \(0,60\,{\rm{m}}\), mang dòng điện \(4,0\,{\rm{A}}\), đặt vuông góc với đường sức từ. Muốn lực từ tác dụng lên dây bằng \(2,4\,{\rm{N}}\) thì cảm ứng từ của từ trường phải bằng __________ T.
Đáp án: 1,0
Ta có \(B = \frac{F}{{Il}} = \frac{{2,4}}{{4,0 \times 0,60}} = 1,0\,{\rm{T}}\).
Một đoạn dây dẫn dài \(0,50\,{\rm{m}}\) đặt vuông góc với đường sức từ. Khi dòng điện tăng từ \(4,0\,{\rm{A}}\) lên \(10\,{\rm{A}}\), lực từ tăng từ \(1,0\,{\rm{N}}\) lên \(2,5\,{\rm{N}}\). Cảm ứng từ của từ trường bằng __________ T.
Đáp án: 0,50
Ta có \(B = \frac{{1,0}}{{4,0 \times 0,50}} = 0,50\,{\rm{T}}\). Kiểm tra lại với trạng thái sau: \(B = \frac{{2,5}}{{10 \times 0,50}} = 0,50\,{\rm{T}}\).
Một đoạn dây dẫn đặt vuông góc với đường sức từ. Nếu chiều dài đoạn dây tăng gấp đôi, còn cường độ dòng điện giảm còn một nửa, cảm ứng từ không đổi thì tỉ số giữa lực từ sau và trước khi thay đổi bằng __________.
Đáp án: 1
Ta có \(\frac{{{F_2}}}{{{F_1}}} = \frac{{B \cdot \left( {I/2} \right) \cdot \left( {2l} \right)}}{{BIl}} = 1\).
Một đoạn dây dẫn dài \(0,40\,{\rm{m}}\), mang dòng điện \(8,0\,{\rm{A}}\), đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ \(0,75\,{\rm{T}}\). Ban đầu dây hợp với đường sức từ góc \({30^ \circ }\), sau đó quay để hợp với đường sức từ góc \({90^ \circ }\). Độ tăng của lực từ tác dụng lên đoạn dây bằng __________ N.
Đáp án: 1,2
Ban đầu \({F_1} = 0,75 \times 8,0 \times 0,40 \times \sin {30^ \circ } = 1,2\,{\rm{N}}\).
Sau khi quay \({F_2} = 0,75 \times 8,0 \times 0,40 = 2,4\,{\rm{N}}\).
Độ tăng lực từ là \(2,4 - 1,2 = 1,2\,{\rm{N}}\).
Hai đoạn dây dẫn có cùng chiều dài \(0,50\,{\rm{m}}\), đều đặt vuông góc với đường sức từ.
- Đoạn dây A mang dòng điện \(5,0\,{\rm{A}}\) trong từ trường có cảm ứng từ \(0,80\,{\rm{T}}\).
- Đoạn dây B mang dòng điện \(8,0\,{\rm{A}}\) trong từ trường có cảm ứng từ \(0,50\,{\rm{T}}\).
Hiệu độ lớn lực từ tác dụng lên hai đoạn dây bằng __________ N.
Đáp án: 0
Ta có \({F_A} = 0,80 \times 5,0 \times 0,50 = 2,0\,{\rm{N}}\) và \({F_B} = 0,50 \times 8,0 \times 0,50 = 2,0\,{\rm{N}}\).
Hiệu lực từ là \(2,0 - 2,0 = 0\,{\rm{N}}\).
Một đoạn dây dẫn dài \(0,50\,{\rm{m}}\) được đặt vuông góc với đường sức từ. Ban đầu dòng điện qua dây là \(4,0\,{\rm{A}}\), cảm ứng từ là \(0,60\,{\rm{T}}\). Sau đó dòng điện tăng lên \(6,0\,{\rm{A}}\), cảm ứng từ giảm còn \(0,40\,{\rm{T}}\). Tỉ số giữa lực từ sau và trước khi thay đổi bằng __________.
Đáp án: 1
Ta có \(\frac{{{F_2}}}{{{F_1}}} = \frac{{0,40 \times 6,0 \times 0,50}}{{0,60 \times 4,0 \times 0,50}} = 1\).
