Khung dây hình vuông ABCD có cạnh a = 4cm, dòng điện I2 = 20A đi qua, một dòng điện thẳng I1 = 15A nằm trong mặt phẳng ABCD cách AD một khoảng d = 2cm như hình vẽ.
Lực từ tổng hợp do I1 tác dụng lên khung dây có giá trị là:
-
A.
\(F = {12.10^{ - 5}}N\)
-
B.
\(F = {8.10^{ - 5}}N\)
-
C.
\(F = {4.10^{ - 5}}N\)
-
D.
\( F= {16.10^{ - 5}}N\)
+ Áp dụng quy tắc bàn tay trái, xác định chiều lực từ
+ Vận dụng biểu thức tính tính lực từ gây ra bởi dòng điện thẳng dài: \(F = {2.10^{ - 7}}\frac{{{I_1}{I_2}}}{r}\)
+ Vận dụng biểu thức tính tính lực từ: \(F = BIlsin\alpha \)
+ Từ trường do dòng I1 gây nên tại các vị trí nằm trên cạnh khung dây có chiều hướng vào mặt phẳng hình vẽ:
+ Lực từ tác dụng lên mỗi cạnh của khung dây được xác định theo quy tắc bàn tay trái
+ Các lực từ nói trên nằm trong mặt phẳng khung dây nên không gây ra momen làm cho khung quay
+ Hợp lực tác dụng lên khung dây: \(\overrightarrow F = \overrightarrow {{F_1}} + \overrightarrow {{F_2}} + \overrightarrow {{F_3}} + \overrightarrow {{F_4}} \)
+ Do tính chất đối xứng nên cảm ứng từ do I1 gây nên tại M và P bằng nhau, nên F1 và F3 trực đối
\( \to \overrightarrow {{F_1}} + \overrightarrow {{F_3}} = 0\)
+Vậy hợp lực: \(\overrightarrow F = \overrightarrow {{F_2}} + \overrightarrow {{F_4}} \)
Ta có: \(\left\{ \begin{array}{l}{F_2} = {2.10^{ - 7}}\frac{{{I_1}{I_2}}}{{d + a}}a = {4.10^{ - 5}}(N)\\{F_3} = {2.10^{ - 7}}\frac{{{I_1}{I_2}}}{d}a = {12.10^{ - 5}}(N)\end{array} \right.\)
Mặt khác, \(\overrightarrow {{F_2}} \uparrow \downarrow \overrightarrow {{F_4}} \to F = {F_4} - {F_2} = {12.10^{ - 5}} - {4.10^{ - 5}} = {8.10^{ - 5}}(N)\)
Đáp án : B
Các bài tập cùng chuyên đề
Cho một khung dây hình chử nhật ABCD có AB = 15 cm; BC = 25 cm, có dòng điện I = 5A chạy qua đặt trong một từ trường đều có các đường cảm ứng từ vuông góc với mặt phẳng chứa khung dây và hướng từ ngoài vào trong như hình vẽ. Biết B = 0,02T. Độ lớn lực từ do từ trường đều tác dụng lên cạnh AB và CD của khung dây là:
Cho một khung dây hình chữ nhật ABCD có \(AB = 10 cm\); \(BC = 20 cm\), có dòng điện \(I = 4A\) chạy qua đặt trong một từ trường đều có các đường sức từ song song với mặt phẳng chứa khung dây như hình vẽ. Biết \(B = 0,04 T\). Độ lớn lực từ do từ trường đều tác dụng lên các cạnh BC của khung dây là:
Cho một khung dây hình chữ nhật ABCD có \(AB = 10 cm\); \(BC = 20 cm\), có dòng điện \(I = 5 A\) chạy qua đặt trong một từ trường đều có các đường sức từ song song với mặt phẳng chứa khung dây và hợp với cạnh AD một góc \(a = 30^0\) như hình vẽ. Biết \(B = 0,02 T\). Độ lớn lực từ do từ trường đều tác dụng lên cạnh AB của khung dây là:
Cho một khung dây hình chữ nhật ABCD có \(AB = 10 cm\); \(BC = 20 cm\), có dòng điện \(I = 5 A\) chạy qua đặt trong một từ trường đều có các đường sức từ song song với mặt phẳng chứa khung dây và hợp với cạnh AD một góc \(\alpha = 30^0\) như hình vẽ. Biết \(B = 0,02 T\). Độ lớn lực từ do từ trường đều tác dụng lên cạnh AD của khung dây là:
Một dây dẫn được uốn thành một khung dây có dạng hình tam giác vuông ABC như hình vẽ.
Đặt khung dây vào trong từ trường đều có véc tơ cảm ứng từ \(\mathop B\limits^ \to \) song song với cạnh AC. Coi khung dây nằm cố định trong mặt phẳng hình vẽ. Cho AB = 8 cm, AC = 6 cm, B = 5.10-3 T, I = 5 A. Lực từ tác dụng lên cạnh AB của khung dây có giá trị:
Một dây dẫn được uốn thành một khung dây có dạng hình tam giác vuông ABC như hình vẽ.
Đặt khung dây vào trong từ trường đều có véc tơ cảm ứng từ \(\mathop B\limits^ \to \) song song với cạnh AC. Coi khung dây nằm cố định trong mặt phẳng hình vẽ. Cho AB = 8 cm, AC = 6 cm, B = 5.10-3 T, I = 5 A. Lực từ tác dụng lên cạnh AC của khung dây có giá trị:
Một dây dẫn được uốn thành một khung dây có dạng hình tam giác vuông ABC như hình vẽ.
Đặt khung dây vào trong từ trường đều có véc tơ cảm ứng từ \(\mathop B\limits^ \to \) song song với cạnh AC. Coi khung dây nằm cố định trong mặt phẳng hình vẽ. Cho AB = 8 cm, AC = 6 cm, B = 5.10-3 T, I = 5 A. Lực từ tác dụng lên cạnh BC của khung dây có giá trị:
Cho hai dây dẫn thẳng, dài, song song và một khung dây hình chữ nhật cùng nằm trong một mặt phẳng đặt trong không khí và có các dòng điện chạy qua như hình vẽ.
Biết I1 = 15 A; I2 = 10 A; I3 = 4 A; a = 15 cm; b = 10 cm; AB = 15 cm; BC = 20 cm. Xác định lực từ do từ trường của hai dòng điện chạy trong hai dây dẫn thẳng tác dụng lên cạnh BC của khung dây.
Cho hai dây dẫn thẳng, dài, song song và một khung dây hình chữ nhật cùng nằm trong một mặt phẵng đặt trong không khí và có các dòng điện chạy qua như hình vẽ.
Biết I1 = 12 A; I2 = 15 A; I3 = 4A; a = 20 cm; b = 10 cm; AB = 10 cm; BC = 20 cm. Xác định lực từ do từ trường của hai dòng điện chạy trong hai dây dẫn thẳng tác dụng lên cạnh BC của khung dây.
Một vùng không gian ABCD có từ trường đều với vecto cảm ứng từ \(\overrightarrow B \) vuông góc với mặt phẳng giấy, chiều hướng ra ngoài như hình vẽ. Một khung dây kim loại EFGH di chuyển từ ngoài vào trong vùng không gian có từ trường. Tại thời điểm khung dây đi vào từ trường một phần (phần còn lại vẫn nằm ngoài từ trường) thì
