Trắc nghiệm Bài 21. Tương tác giữa hai dòng điện song song - Vật Lí 11
Đề bài
Hai dây dẫn thẳng song song mang dòng điện I1 và I2 đặt cách nhau một khoảng r trong không khí. Trên mỗi đơn vị dài của mỗi dây chịu tác dụng của lực từ có độ lớn là:
-
A.
\(F = {2.10^{ - 7}}\frac{{{I_1}{I_2}}}{{{r^2}}}\)
-
B.
\(F = 2\pi {.10^{ - 7}}\frac{{{I_1}{I_2}}}{{{r^2}}}\)
-
C.
\(F = {2.10^{ - 7}}\frac{{{I_1}{I_2}}}{{{r}}}\)
-
D.
\(F = 2\pi {.10^{ - 7}}\frac{{{I_1}{I_2}}}{{{r}}}\)
Phát biểu nào sau đây không đúng?
-
A.
Lực tương tác giữa hai dòng điện đặt song song có phương nằm trong mặt phẳng hai dòng điện và vuông góc với hai dòng điện
-
B.
Hai dòng điện thẳng song song cùng chiều hút nhau, ngược chiều đẩy nhau
-
C.
Hai dòng điện thẳng song song ngược chiều hút nhau, cùng chiều đẩy nhau
-
D.
Lực tương tác giữa hai dòng điện thẳng song song có độ lớn tỉ lệ thuận với cường độ của hai dòng điện
Khi tăng đồng thời cường độ dòng điện trong cả hai dây dẫn thẳng song song lên 3 lần thì lực từ tác dùng lên một đơn vị dài của mỗi dây sẽ tăng lên
-
A.
3 lần
-
B.
6 lần
-
C.
9 lần
-
D.
12 lần
Hai dây dẫn thẳng dài đặt song song với nhau và cách nhau 10cm đặt trong không khí. Dòng điện chạy trong dây dẫn có cường độ I1 = 2A, I2 = 5A. Lực từ tác dụng lên một đơn vị chiều dài của dây là?
-
A.
2.10-5N
-
B.
4.10-6N
-
C.
2.10-6N
-
D.
5.10-6N
Hai vòng tròn dây dẫn đặt cách nhau một khoảng rất nhỏ. Vòng dây dẫn được giữ cố định. Vòng trên được nối với một đòn cân. Khi có 2 dòng điện có cường độ bằng nhau vào 2 dây dẫn thì chúng hút nhau. Đặt thêm một quả cân khối lượng \(0,1g\) vào đĩa cân bên kia thì cân trở lại thăng bằng và lúc đó hai vòng dây cách nhau 2mm. Xác định cường độ dòng điện trong mỗi vòng dây. Biết bán kính mỗi vòng dây là \(5cm\). Lấy \(g = 10m/s^2\)
-
A.
2,23A
-
B.
1A
-
C.
3,16A
-
D.
5,64A
Cho hệ 3 dòng điện đặt song song như hình:
\({I_1} = 10A,{\rm{ }}{I_2} = {I_3} = 20A,{\rm{ }}{r_{12}} = {\rm{ }}{r_{23}} = 4cm\). Lực từ tác dụng lên 1m chiều dài của I1 có giá trị là:
-
A.
10-4N
-
B.
10-3N
-
C.
5.10-4N
-
D.
0N
Cho hệ 3 dòng điện song song như hình vẽ:
Biết \({I_1} = {I_2} = 20A,{\rm{ }}{I_3} = 10A,{r_{12}} = 20cm\), I3 nằm trong mặt phẳng trung trực của I1 và I2 cách mặt phẳng chứa I1; I2 một khoảng là d. Lực tác dụng lên 1m chiều dài của I3 nếu d = 10cm có độ lớn bằng:
-
A.
\({4.10^{ - 4}}N\)
-
B.
\(2\sqrt 2 {.10^{ - 4}}N\)
-
C.
\(\sqrt 2 {.10^{ - 4}}N\)
-
D.
\({2.10^{ - 4}}N\)
Hai dây dẫn thẳng dài song song được đặt trong không khí, cường độ dòng điện trong hai dây dẫn bằng nhau và bằng I = 1A. Lực từ tác dụng lên mỗi đơn vị chiều dài của dây bằng 2.10-5N. Khoảng cách giữa hai dây khi đó là:
-
A.
1m
-
B.
0,5m
-
C.
1cm
-
D.
0,01cm
Dây dẫn thẳng dài có \({I_1} = 15A\) đi qua đặt trong không khí. Lực từ tác dụng lên 1m dây của dòng I2 = 10A đặt song song cách I1 đoạn 15cm là lực hút hay đẩy và có giá trị bằng bao nhiêu? Biết I1 và I2 ngược chiều nhau.
-
A.
Lực hút; F = 2.10-4N
-
B.
Lực đẩy: F = 2.10-4N
-
C.
Lực hút; F = 2.10-5N
-
D.
Lực đẩy: F = 2.10-5N
Hai dây thẳng dài vô hạn đặt cách nhau 4cm, 2 dòng điện có chiều như hình vẽ, 2 dòng điện có cùng cường độ I = 5A.
-
A.
Lực hút; F = 1,25.10-4N
-
B.
Lực đẩy: F = 1,25.10-4N
-
C.
Lực hút; F = 2,5.10-5N
-
D.
Lực đẩy: F = 2,5.10-5N
Ba dây dẫn thẳng dài được đặt song song trong cùng mặt phẳng thẳng đứng như hình vẽ. Dây 1 và dây 3 được giữ cố định có dòng điện chạy xuống và I1 > I3 . Xác định chiều của dòng I2 nếu dây 2 bị dịch sang phải?
-
A.
Hướng lên
-
B.
Hướng xuống
-
C.
Cùng chiều với I1
-
D.
Cùng chiều với I3
Hai dòng điện vô hạn đặt song song cách nhau 30cm mang hai dòng điện cùng chiều \({I_1} = 20A;{I_2} = 40A\) . Cần đặt dòng I3 cách I1, I2 một khoảng bao nhiêu để lực từ tác dụng lên I3 bằng 0?
-
A.
Cách I1 10cm, I2 20cm
-
B.
Cách I1 20cm, I2 10cm
-
C.
Nằm cách đều I1 và I2
-
D.
Cách I1 10cm, I2 40cm
Ba dây dẫn thẳng dài đặt cách đều nhau khoảng a = 10cm như hình vẽ. Cường độ dòng điện chạy trong 3 dây lần lượt là I1 = 25A, I2 = I3 = 10A. Độ lớn của lực từ tác dụng lên 1m của dây I1 là
-
A.
\({5.10^{ - 4}}N\)
-
B.
\(5\sqrt 3 {.10^{ - 4}}N\)
-
C.
\(5\sqrt 2 {.10^{ - 4}}N\)
-
D.
\(2,{5.10^{ - 4}}N\)
Hai dòng điện thẳng đặt song song cách nhau 40cm mang hai dòng điện cùng chiều \({I_1} = {I_2} = 10A\). Dòng thứ 3 đặt song song với hai dòng điện trên và thuộc mặt phẳng trung trực của 2 dòng I1 và I2. Biết \({I_3} = 10A\), ngược chiều với I1 và I3 cách mặt phẳng chứa (I1, I2) đoạn d = 20cm. Lực từ tác dụng lên 1m của dòng I3.
-
A.
\({10^{ - 4}}N\)
-
B.
\(\sqrt 3 {.10^{ - 4}}N\)
-
C.
\(\sqrt 2 {.10^{ - 4}}N\)
-
D.
\(2,{5.10^{ - 4}}N\)
Hai dòng điện thẳng đặt song song cách nhau \(40cm\) mang hai dòng điện cùng chiều \({I_1} = {I_2} = 10A\). Dòng thứ 3 đặt song song với hai dòng điện trên và thuộc mặt phẳng trung trực của 2 dòng I1 và I2. Biết \({I_3} = 10A\), ngược chiều với I1 và I3 cách mặt phẳng chứa (I1, I2) đoạn d . d = ? đê lực từ tác dụng lên 1m của dòng I3 đạt giá trị cực đại?
-
A.
0,25m
-
B.
0,4m
-
C.
0,1m
-
D.
0,2m
Cho hai dòng điện I1 = I2 = 6A chạy trong hai dây dẫn dài, song song, cách nhau 30cm theo cùng một chiều (hình vẽ). Xác định cảm ứng từ tổng hợp tại điểm M nằm trong mặt phẳng chứa hai dây dẫn, cách hai dây lần lượt MO1 = 10cm, MO2 = 20cm.
-
A.
6.10-6T
-
B.
6.10-5T
-
C.
18.10-6T
-
D.
1,8.10-6T
Hai dây dẫn thẳng, dài song song cách nhau 32 cm trong không khí, dòng điện chạy trên dây 1 là I1 = 5 A, dòng điện chạy trên dây 2 là I2 = 1 A và ngược chiều với I1. Điểm M nằm trong mặt phẳng của hai dây và cách đều hai dây. Cảm ứng từ tại M có độ lớn là:
-
A.
5,0.10-6 T.
-
B.
7,5.10-6 T.
-
C.
5,0.10-7 T.
-
D.
7,5.10-7 T.
Hai dây dẫn thẳng dài đặt song song, cách nhau 6 cm trong không khí. Trong hai dây dẫn có hai dòng điện cùng chiều có cùng cường độ I1 = I2 =2 A. Cảm ứng từ tại điểm M cách mỗi dây 5 cm là
-
A.
8.10-6 T.
-
B.
16.10-6 T.
-
C.
9,6.10-6 T.
-
D.
12,8.10-6 T.
Hai dòng điện cùng chiều cường độ \({I_1} = {I_2} = 10\,\,A\) chạy trong hai dây dẫn thẳng song song dài vô hạn, được đặt trong chân không cách nhau một khoảng \(a = 10\,\,cm\). Một điểm \(M\) cách đều hai dòng điện một khoảng \(x\). Để cảm ứng từ tổng hợp tại \(M\) đạt giá trị lớn nhất thì \(x\) có giá trị là bao nhiêu? Giá trị cảm ứng từ cực đại \({B_{max}}\) khi đó là bao nhiêu?
-
A.
\(x = 10\,\,cm;\,\,{B_{max}} = {4.10^{ - 5}}\,\,\left( T \right)\).
-
B.
\(x = 5\sqrt 2 \,\,cm;\,\,{B_{max}} = {4.10^{ - 5}}\,\,\left( T \right)\).
-
C.
\(x = 5\sqrt 2 \,\,cm;\,\,{B_{max}} = 2\sqrt 3 {.10^{ - 5}}\,\,\left( T \right)\).
-
D.
\(x = 10\,\,cm;\,\,{B_{\max }} = 2\sqrt 3 {.10^{ - 5}}\,\,\left( T \right)\).
Hai dây dẫn thẳng dài, song song và cách nhau \(10\,\,cm\) trong chân không, dòng điện trong hai dây cùng chiều có cường độ \({I_1} = 2\,\,A\) và \({I_2} = 5\,\,A\). Lực từ tác dụng lên \(20\,\,cm\) chiều dài của mỗi dây là
-
A.
lực đẩy có độ lớn \({4.10^{ - 7}}\,\,\left( N \right)\).
-
B.
lực hút có độ lớn \({4.10^{ - 6}}\,\,\left( N \right)\).
-
C.
lực hút có độ lớn \({4.10^{ - 7}}\,\,\left( N \right)\).
-
D.
lực đẩy có độ lớn \({4.10^{ - 6}}\,\,\left( N \right)\).
Lời giải và đáp án
Hai dây dẫn thẳng song song mang dòng điện I1 và I2 đặt cách nhau một khoảng r trong không khí. Trên mỗi đơn vị dài của mỗi dây chịu tác dụng của lực từ có độ lớn là:
-
A.
\(F = {2.10^{ - 7}}\frac{{{I_1}{I_2}}}{{{r^2}}}\)
-
B.
\(F = 2\pi {.10^{ - 7}}\frac{{{I_1}{I_2}}}{{{r^2}}}\)
-
C.
\(F = {2.10^{ - 7}}\frac{{{I_1}{I_2}}}{{{r}}}\)
-
D.
\(F = 2\pi {.10^{ - 7}}\frac{{{I_1}{I_2}}}{{{r}}}\)
Đáp án : C
\(\overrightarrow {{F_t}} \) trên một đơn vị của chiều dài: \(F = {2.10^{ - 7}}\frac{{{I_1}{I_2}}}{r}\)
Phát biểu nào sau đây không đúng?
-
A.
Lực tương tác giữa hai dòng điện đặt song song có phương nằm trong mặt phẳng hai dòng điện và vuông góc với hai dòng điện
-
B.
Hai dòng điện thẳng song song cùng chiều hút nhau, ngược chiều đẩy nhau
-
C.
Hai dòng điện thẳng song song ngược chiều hút nhau, cùng chiều đẩy nhau
-
D.
Lực tương tác giữa hai dòng điện thẳng song song có độ lớn tỉ lệ thuận với cường độ của hai dòng điện
Đáp án : C
A, B, D - đúng
C - sai vì Hai dòng điện thẳng song song ngược chiều thì đẩy nhau, cùng chiều hút nhau
Khi tăng đồng thời cường độ dòng điện trong cả hai dây dẫn thẳng song song lên 3 lần thì lực từ tác dùng lên một đơn vị dài của mỗi dây sẽ tăng lên
-
A.
3 lần
-
B.
6 lần
-
C.
9 lần
-
D.
12 lần
Đáp án : C
Vận dụng biểu thức xác định lực từ tác dụng lên mỗi đơn vị chiều dài dây: \(F = {2.10^{ - 7}}\frac{{{I_1}{I_2}}}{r}\)
Ta có: \(F = {2.10^{ - 7}}\frac{{{I_1}{I_2}}}{r}\)
=> Khi I1 và I2 tăng lên 3 lần thì F tăng 3.3 = 9 lần
Hai dây dẫn thẳng dài đặt song song với nhau và cách nhau 10cm đặt trong không khí. Dòng điện chạy trong dây dẫn có cường độ I1 = 2A, I2 = 5A. Lực từ tác dụng lên một đơn vị chiều dài của dây là?
-
A.
2.10-5N
-
B.
4.10-6N
-
C.
2.10-6N
-
D.
5.10-6N
Đáp án : A
Vận dụng biểu thức xác định lực từ tác dụng lên mỗi đơn vị chiều dài dây: \(F = {2.10^{ - 7}}\frac{{{I_1}{I_2}}}{r}\)
Ta có: \(F = {2.10^{ - 7}}\frac{{{I_1}{I_2}}}{r} = {2.10^{ - 7}}\frac{{2.5}}{{0,1}} = {2.10^{ - 5}}N\)
Hai vòng tròn dây dẫn đặt cách nhau một khoảng rất nhỏ. Vòng dây dẫn được giữ cố định. Vòng trên được nối với một đòn cân. Khi có 2 dòng điện có cường độ bằng nhau vào 2 dây dẫn thì chúng hút nhau. Đặt thêm một quả cân khối lượng \(0,1g\) vào đĩa cân bên kia thì cân trở lại thăng bằng và lúc đó hai vòng dây cách nhau 2mm. Xác định cường độ dòng điện trong mỗi vòng dây. Biết bán kính mỗi vòng dây là \(5cm\). Lấy \(g = 10m/s^2\)
-
A.
2,23A
-
B.
1A
-
C.
3,16A
-
D.
5,64A
Đáp án : D
+ Sử dụng điều kiện cân bằng của vật
+ Vận dụng biểu thức xác định lực từ tác dụng lên mỗi đơn vị chiều dài dây: \(F = {2.10^{ - 7}}\dfrac{{{I_1}{I_2}}}{r}\)
Cân nằm thăng bằng khi: \(F = P = mg\) (1)
Ta có, lực từ tác dụng lên mỗi đơn vị chiều dài của vòng dây:
\({F_0} = \dfrac{F}{{2\pi R}} = {2.10^{ - 7}}\dfrac{{{I_1}{I_2}}}{r} = {2.10^{ - 7}}\dfrac{{{I^2}}}{r}{\rm{ (2)}}\)
Từ (1) và (2), ta có: \({2.10^{ - 7}}\dfrac{{{I^2}}}{r} = \dfrac{{mg}}{{2\pi R}} \\\to I = \sqrt {\dfrac{{mg{\rm{r}}}}{{4\pi {{.10}^{ - 7}}.R}}} = \sqrt {\dfrac{{0,{{1.10}^{ - 3}}{\rm{.10}}{\rm{.2}}{\rm{.1}}{{\rm{0}}^{ - 3}}}}{{4\pi {{.10}^{ - 7}}{{.5.10}^{ - 2}}}}} = 5,64A\)
Cho hệ 3 dòng điện đặt song song như hình:
\({I_1} = 10A,{\rm{ }}{I_2} = {I_3} = 20A,{\rm{ }}{r_{12}} = {\rm{ }}{r_{23}} = 4cm\). Lực từ tác dụng lên 1m chiều dài của I1 có giá trị là:
-
A.
10-4N
-
B.
10-3N
-
C.
5.10-4N
-
D.
0N
Đáp án : C
+ Vận dụng biểu thức xác định lực từ tác dụng lên mỗi đơn vị chiều dài dây: \(F = {2.10^{ - 7}}\frac{{{I_1}{I_2}}}{r}\)
+ Vận dụng quy tắc tổng hợp lực
- Xác định lực từ do dòng I2, I3 tác dụng lên I1 ta có:
Ta có:
+ \({F_{21}} = {2.10^{ - 7}}\frac{{{I_1}{I_2}}}{{{r_{21}}}} = {2.10^{ - 7}}\frac{{10.20}}{{0,04}} = {10^{ - 3}}A\)
+ \({F_{31}} = {2.10^{ - 7}}\frac{{{I_3}{I_1}}}{{{r_{31}}}} = {2.10^{ - 7}}\frac{{10.20}}{{0,04 + 0,04}} = {5.10^{ - 4}}A\)
Lực từ tác dụng lên 1m chiều dài của I1 có giá trị là:
\(F = {F_{21}} - {F_{31}} = {10^{ - 3}} - {5.10^{ - 4}} = {5.10^{ - 4}}N\)
Cho hệ 3 dòng điện song song như hình vẽ:
Biết \({I_1} = {I_2} = 20A,{\rm{ }}{I_3} = 10A,{r_{12}} = 20cm\), I3 nằm trong mặt phẳng trung trực của I1 và I2 cách mặt phẳng chứa I1; I2 một khoảng là d. Lực tác dụng lên 1m chiều dài của I3 nếu d = 10cm có độ lớn bằng:
-
A.
\({4.10^{ - 4}}N\)
-
B.
\(2\sqrt 2 {.10^{ - 4}}N\)
-
C.
\(\sqrt 2 {.10^{ - 4}}N\)
-
D.
\({2.10^{ - 4}}N\)
Đáp án : A
+ Vận dụng biểu thức xác định lực từ tác dụng lên mỗi đơn vị chiều dài dây: \(F = {2.10^{ - 7}}\frac{{{I_1}{I_2}}}{r}\)
+ Vận dụng quy tắc tổng hợp lực
Ta có:
+ \({r_{13}} = {r_{23}} = \sqrt {{d^2} + {{\left( {\frac{{{r_{12}}}}{2}} \right)}^2}} = \sqrt {{{10}^2} + {{\left( {\frac{{20}}{2}} \right)}^2}} = 10\sqrt 2 cm\)
+ \({F_{13}} = {F_{23}} = {2.10^{ - 7}}\frac{{{I_1}{I_3}}}{{{r_{13}}}} = {2.10^{ - 7}}\frac{{20.10}}{{0,1\sqrt 2 }} = 2\sqrt 2 {.10^{ - 4}}N\)
+ \(r_{12}^2 = r_{13}^2 + r_{23}^2 - 2{{\rm{r}}_{13}}{r_{23}}{\rm{cos}}\alpha \to {\rm{cos}}\alpha = \frac{{r_{13}^2 + r_{23}^2 - r_{12}^2}}{{2{{\rm{r}}_{13}}{r_{23}}}} = 0\)
\( \to {F_{13}} \bot {F_{23}} \to {F_3} = \sqrt {F_{13}^2 + F_{23}^2} = {F_{13}}\sqrt 2 = \sqrt 2 .2\sqrt 2 {.10^{ - 4}} = {4.10^{ - 4}}N\)
Hai dây dẫn thẳng dài song song được đặt trong không khí, cường độ dòng điện trong hai dây dẫn bằng nhau và bằng I = 1A. Lực từ tác dụng lên mỗi đơn vị chiều dài của dây bằng 2.10-5N. Khoảng cách giữa hai dây khi đó là:
-
A.
1m
-
B.
0,5m
-
C.
1cm
-
D.
0,01cm
Đáp án : C
Vận dụng biểu thức xác định lực từ tác dụng lên mỗi đơn vị chiều dài dây: \(F = {2.10^{ - 7}}\frac{{{I_1}{I_2}}}{r}\)
Ta có: Lực từ tác dụng lên mỗi đơn vị chiều dài dây: \(F = {2.10^{ - 7}}\frac{{{I^2}}}{r} \to r = {2.10^{ - 7}}\frac{{{I^2}}}{F} = {2.10^{ - 7}}\frac{{{1^2}}}{{{{2.10}^{ - 5}}}} = 0,01m = 1cm\)
Dây dẫn thẳng dài có \({I_1} = 15A\) đi qua đặt trong không khí. Lực từ tác dụng lên 1m dây của dòng I2 = 10A đặt song song cách I1 đoạn 15cm là lực hút hay đẩy và có giá trị bằng bao nhiêu? Biết I1 và I2 ngược chiều nhau.
-
A.
Lực hút; F = 2.10-4N
-
B.
Lực đẩy: F = 2.10-4N
-
C.
Lực hút; F = 2.10-5N
-
D.
Lực đẩy: F = 2.10-5N
Đáp án : B
Vận dụng biểu thức xác định lực từ tác dụng lên mỗi đơn vị chiều dài dây: \(F = {2.10^{ - 7}}\frac{{{I_1}{I_2}}}{r}\)
Ta có, 2 dòng I1 và I2 ngược chiều nhau => lực tương tác là lực đẩy \(F = {2.10^{ - 7}}\frac{{{I_1}{I_2}}}{r} = {2.10^{ - 7}}\frac{{15.10}}{{0,15}} = {2.10^{ - 4}}N\)
Hai dây thẳng dài vô hạn đặt cách nhau 4cm, 2 dòng điện có chiều như hình vẽ, 2 dòng điện có cùng cường độ I = 5A.
-
A.
Lực hút; F = 1,25.10-4N
-
B.
Lực đẩy: F = 1,25.10-4N
-
C.
Lực hút; F = 2,5.10-5N
-
D.
Lực đẩy: F = 2,5.10-5N
Đáp án : B
Vận dụng biểu thức xác định lực từ tác dụng lên mỗi đơn vị chiều dài dây: \(F = {2.10^{ - 7}}\frac{{{I_1}{I_2}}}{r}\)
Ta có: 2 dòng ngược chiều nhau => lực tương tác là lực đẩy
\(F = {2.10^{ - 7}}\frac{{{I_1}{I_2}}}{r} = {2.10^{ - 7}}\frac{{{5^2}}}{{0,04}} = 1,{25.10^{ - 4}}N\)
Ba dây dẫn thẳng dài được đặt song song trong cùng mặt phẳng thẳng đứng như hình vẽ. Dây 1 và dây 3 được giữ cố định có dòng điện chạy xuống và I1 > I3 . Xác định chiều của dòng I2 nếu dây 2 bị dịch sang phải?
-
A.
Hướng lên
-
B.
Hướng xuống
-
C.
Cùng chiều với I1
-
D.
Cùng chiều với I3
Đáp án : A
+ Vận dụng biểu thức xác định lực từ tác dụng lên mỗi đơn vị chiều dài dây: \(F = {2.10^{ - 7}}\dfrac{{{I_1}{I_2}}}{r}\)
+ Vận dụng quy tắc tổng hợp lực
Ta có:
\({F_{12}} = {2.10^{ - 7}}\dfrac{{{I_1}{I_2}}}{a}\)
\({F_{32}} = {2.10^{ - 7}}\dfrac{{{I_3}{I_2}}}{a}\)
Theo đầu bài ta có: \({I_1} > {I_3} \to {F_{12}} > {F_{23}}\)
Muốn dây 2 dịch sang phải thì F12 phải hướng sang phải
=> F12 là lực đẩy => I1 và I2 ngược chiều nhau
=> I2 hướng lên
Hai dòng điện vô hạn đặt song song cách nhau 30cm mang hai dòng điện cùng chiều \({I_1} = 20A;{I_2} = 40A\) . Cần đặt dòng I3 cách I1, I2 một khoảng bao nhiêu để lực từ tác dụng lên I3 bằng 0?
-
A.
Cách I1 10cm, I2 20cm
-
B.
Cách I1 20cm, I2 10cm
-
C.
Nằm cách đều I1 và I2
-
D.
Cách I1 10cm, I2 40cm
Đáp án : A
+ Vận dụng quy tắc tổng hợp lực
+ Vận dụng biểu thức xác định lực từ tác dụng lên mỗi đơn vị chiều dài dây: \(F = {2.10^{ - 7}}\frac{{{I_1}{I_2}}}{r}\)
Ta có:
\(\overrightarrow {{F_3}} = \overrightarrow {{F_{13}}} + \overrightarrow {{F_{23}}} = 0 \to \overrightarrow {{F_{13}}} = - \overrightarrow {{F_{23}}} \)
=> I1, I2 cùng chiều và \({F_{13}} = {F_{23}}\)
=> I3 phải nằm giữa I1 và I2
+ \({F_{13}} = {F_{23}} \to \frac{{{I_1}}}{{{r_{13}}}} = \frac{{{I_2}}}{{{r_{23}}}} \to {r_{13}} = 0,5{{\rm{r}}_{23}}\)
Mặt khác, ta có: \({r_{13}} + {r_{23}} = 30cm\)
\( \to \left\{ \begin{array}{l}{r_{13}} = 10cm\\{r_{23}} = 20cm\end{array} \right.\)
Ba dây dẫn thẳng dài đặt cách đều nhau khoảng a = 10cm như hình vẽ. Cường độ dòng điện chạy trong 3 dây lần lượt là I1 = 25A, I2 = I3 = 10A. Độ lớn của lực từ tác dụng lên 1m của dây I1 là
-
A.
\({5.10^{ - 4}}N\)
-
B.
\(5\sqrt 3 {.10^{ - 4}}N\)
-
C.
\(5\sqrt 2 {.10^{ - 4}}N\)
-
D.
\(2,{5.10^{ - 4}}N\)
Đáp án : B
+ Vận dụng quy tắc tổng hợp lực
+ Vận dụng biểu thức xác định lực từ tác dụng lên mỗi đơn vị chiều dài dây: \(F = {2.10^{ - 7}}\frac{{{I_1}{I_2}}}{r}\)
Ta có:
\(\begin{array}{l}{F_{21}} = {F_{31}} = {2.10^{ - 7}}\frac{{{I_1}{I_2}}}{{{r_{21}}}} = {5.10^{ - 4}}N\\F = 2{F_{21}}{\rm{cos3}}{{\rm{0}}^0} = 5\sqrt 3 {.10^{ - 4}}N\end{array}\)
Hai dòng điện thẳng đặt song song cách nhau 40cm mang hai dòng điện cùng chiều \({I_1} = {I_2} = 10A\). Dòng thứ 3 đặt song song với hai dòng điện trên và thuộc mặt phẳng trung trực của 2 dòng I1 và I2. Biết \({I_3} = 10A\), ngược chiều với I1 và I3 cách mặt phẳng chứa (I1, I2) đoạn d = 20cm. Lực từ tác dụng lên 1m của dòng I3.
-
A.
\({10^{ - 4}}N\)
-
B.
\(\sqrt 3 {.10^{ - 4}}N\)
-
C.
\(\sqrt 2 {.10^{ - 4}}N\)
-
D.
\(2,{5.10^{ - 4}}N\)
Đáp án : A
+ Vận dụng quy tắc tổng hợp lực
+ Vận dụng biểu thức xác định lực từ tác dụng lên mỗi đơn vị chiều dài dây: \(F = {2.10^{ - 7}}\frac{{{I_1}{I_2}}}{r}\)
\(\begin{array}{l}{r_{13}} = {r_{23}} = \sqrt {{d^2} + \frac{{r_{12}^2}}{4}} = 0,2\sqrt 2 m\\{I_1} = {I_2} \to {F_{13}} = {F_{23}} = {2.10^{ - 7}}\frac{{{I_1}{I_3}}}{{{r_{13}}}} = \frac{1}{{\sqrt 2 }}{.10^{ - 4}}N\\{\rm{cos}}\beta {\rm{ = }}\frac{d}{{{r_{23}}}} = \frac{1}{{\sqrt 2 }} \to \beta = {45^0}\\ \to F = 2{F_{23}}{\rm{cos4}}{{\rm{5}}^0} = {10^{ - 4}}N\end{array}\)
Hai dòng điện thẳng đặt song song cách nhau \(40cm\) mang hai dòng điện cùng chiều \({I_1} = {I_2} = 10A\). Dòng thứ 3 đặt song song với hai dòng điện trên và thuộc mặt phẳng trung trực của 2 dòng I1 và I2. Biết \({I_3} = 10A\), ngược chiều với I1 và I3 cách mặt phẳng chứa (I1, I2) đoạn d . d = ? đê lực từ tác dụng lên 1m của dòng I3 đạt giá trị cực đại?
-
A.
0,25m
-
B.
0,4m
-
C.
0,1m
-
D.
0,2m
Đáp án : D
+ Vận dụng quy tắc tổng hợp lực
+ Vận dụng biểu thức xác định lực từ tác dụng lên mỗi đơn vị chiều dài dây: \(F = {2.10^{ - 7}}\dfrac{{{I_1}{I_2}}}{r}\)
\(\begin{array}{l}{r_{13}} = {r_{23}} = \sqrt {{d^2} + \dfrac{{r_{12}^2}}{4}} \\{I_1} = {I_2} \to {F_{13}} = {F_{23}} = {2.10^{ - 7}}\dfrac{{{I_1}{I_3}}}{{{r_{13}}}} = {2.10^{ - 5}}\dfrac{1}{{\sqrt {{d^2} + 0,04} }}\\{\rm{cos}}\beta {\rm{ = }}\dfrac{d}{{{r_{23}}}} = \dfrac{d}{{\sqrt {{d^2} + 0,04} }}\\ \to F = 2{F_{23}}{\rm{cos}}\beta = {2.2.10^{ - 5}}\dfrac{1}{{\sqrt {{d^2} + 0,04} }}.\dfrac{d}{{\sqrt {{d^2} + 0,04} }} = \dfrac{{{{4.10}^{ - 5}}d}}{{{d^2} + 0,04}} = \dfrac{{{{4.10}^{ - 5}}}}{{d + \dfrac{{0,04}}{d}}}\end{array}\)
Ta có: Fmax khi: \({\left[ {d + \dfrac{{0,{2^2}}}{d}} \right]_{{\rm{min}}}}\)
Xét: \(d + \dfrac{{0,04}}{d} \ge 2\sqrt {d.\dfrac{{0,04}}{d}} = 0,4\)
Dấu “ = ” xảy ra khi: \(d = \dfrac{{0,04}}{d} \to d = 0,2m\)
Cho hai dòng điện I1 = I2 = 6A chạy trong hai dây dẫn dài, song song, cách nhau 30cm theo cùng một chiều (hình vẽ). Xác định cảm ứng từ tổng hợp tại điểm M nằm trong mặt phẳng chứa hai dây dẫn, cách hai dây lần lượt MO1 = 10cm, MO2 = 20cm.
-
A.
6.10-6T
-
B.
6.10-5T
-
C.
18.10-6T
-
D.
1,8.10-6T
Đáp án : A
Cảm ứng từ do dòng điện thẳng gây ra tại điểm cách nó đoạn r có chiều xác định theo quy tắc nắm tay phải (nắm bàn tay phải sao cho chiều ngón tay cái choãi ra là chiều dòng điện thÌ chiều từ cổ tay đến các ngón tay chỉ chiều cảm ứng từ) và độ lớn: \(B={{2.10}^{-7}}\frac{I}{r}\)
Biểu diễn vec tơ cảm ứng từ tổng hợp tại M do hai dòng điện gây ra như hình vẽ.
Ta có: \(\overrightarrow{{{B}_{M}}}=\overrightarrow{{{B}_{1}}}+\overrightarrow{{{B}_{2}}}\)
Vì \(\overrightarrow{{{B}_{1}}},\overrightarrow{{{B}_{2}}}\) song song và ngược chiều nhau nên
BM = |B1 – B2|
Mà \({{B}_{1}}={{2.10}^{-7}}\frac{{{I}_{1}}}{M{{O}_{1}}}={{12.10}^{-6}}T;{{B}_{2}}={{2.10}^{-7}}\frac{{{I}_{2}}}{M{{O}_{2}}}={{6.10}^{-6}}T\)
Nên BM = 6.10-6T
Hai dây dẫn thẳng, dài song song cách nhau 32 cm trong không khí, dòng điện chạy trên dây 1 là I1 = 5 A, dòng điện chạy trên dây 2 là I2 = 1 A và ngược chiều với I1. Điểm M nằm trong mặt phẳng của hai dây và cách đều hai dây. Cảm ứng từ tại M có độ lớn là:
-
A.
5,0.10-6 T.
-
B.
7,5.10-6 T.
-
C.
5,0.10-7 T.
-
D.
7,5.10-7 T.
Đáp án : B
Sử dụng nguyên lí chồng chất từ trường và công thức tính cảm ứng từ của dòng điện thẳng \(B = {2.10^{ - 7}}{I \over r}\)
Cảm ứng từ do I1 và I2 gây ra tại M là
\({B_1} = {2.10^{ - 7}}.{{{I_1}} \over {r_1^2}} = {2.10^{ - 7}}.{5 \over {0,16}} = 6,{25.10^{ - 6}}T;{B_2} = {2.10^{ - 7}}.{{{I_2}} \over {r_2^2}} = {2.10^{ - 7}}.{1 \over {0,16}} = 1,{25.10^{ - 6}}T\)
Cảm ứng từ tổng hợp tại M là \(\overrightarrow {{B_M}} = \overrightarrow {{B_1}} + \overrightarrow {{B_2}} \)
Ta có hình vẽ sau
Từ hình vẽ ta thấy BM = B1 + B2 = 7,5.10-6 T.
Hai dây dẫn thẳng dài đặt song song, cách nhau 6 cm trong không khí. Trong hai dây dẫn có hai dòng điện cùng chiều có cùng cường độ I1 = I2 =2 A. Cảm ứng từ tại điểm M cách mỗi dây 5 cm là
-
A.
8.10-6 T.
-
B.
16.10-6 T.
-
C.
9,6.10-6 T.
-
D.
12,8.10-6 T.
Đáp án : D
áp dụng công thức tính từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài gây ra \(B = {2.10^{ - 7}}{I \over r}.\)
+ Hai dây dẫn cách nhau 6 cm, điểm M cách mỗi dây 5 cm M nằm trên trung trực của \({I_1}{I_2}\) và cách trung điểm O của \({I_1}{I_2}\) một đoạn 4 cm.
+ Cảm ứng từ do các dòng điện gây ra tại I có độ lớn \(B = {2.10^{ - 7}}{I \over r} = {8.10^{ - 6}}\,\,T.\)
+ Chiều được xác định theo quy tắc nắm tay phải.
Từ hình vẽ ta có \({B_M} = 2B\sin \alpha = {2.8.10^{ - 6}}{4 \over 5} = 12,{8.10^{ - 6}}\,\,T.\)
Hai dòng điện cùng chiều cường độ \({I_1} = {I_2} = 10\,\,A\) chạy trong hai dây dẫn thẳng song song dài vô hạn, được đặt trong chân không cách nhau một khoảng \(a = 10\,\,cm\). Một điểm \(M\) cách đều hai dòng điện một khoảng \(x\). Để cảm ứng từ tổng hợp tại \(M\) đạt giá trị lớn nhất thì \(x\) có giá trị là bao nhiêu? Giá trị cảm ứng từ cực đại \({B_{max}}\) khi đó là bao nhiêu?
-
A.
\(x = 10\,\,cm;\,\,{B_{max}} = {4.10^{ - 5}}\,\,\left( T \right)\).
-
B.
\(x = 5\sqrt 2 \,\,cm;\,\,{B_{max}} = {4.10^{ - 5}}\,\,\left( T \right)\).
-
C.
\(x = 5\sqrt 2 \,\,cm;\,\,{B_{max}} = 2\sqrt 3 {.10^{ - 5}}\,\,\left( T \right)\).
-
D.
\(x = 10\,\,cm;\,\,{B_{\max }} = 2\sqrt 3 {.10^{ - 5}}\,\,\left( T \right)\).
Đáp án : B
Cảm ứng từ do dòng điện thẳng gây ra: \(B = {2.10^{ - 7}}\frac{I}{r}\)
Nguyên lí chồng chất từ trường: \(\overrightarrow B = \overrightarrow {{B_1}} + \overrightarrow {{B_2}} + ...\)
Ta có hình vẽ:
Cảm ứng từ do mỗi dòng điện gây ra là: \({B_1} = {B_2} = {2.10^{ - 7}}\frac{I}{x}\)
Từ hình vẽ ta thấy: \(B = 2{B_1}\cos \alpha \)
Lại có: \(\cos \alpha = \frac{{\sqrt {{x^2} - {{\left( {\frac{a}{2}} \right)}^2}} }}{x} = \frac{{\sqrt {{x^2} - \frac{{{a^2}}}{4}} }}{x}\)\( \Rightarrow B = {2.2.10^{ - 7}}I.\frac{{\sqrt {{x^2} - \frac{{{a^2}}}{4}} }}{{{x^2}}}\)
Xét hàm số: \(y = \frac{{\sqrt {{x^2} - \frac{{{a^2}}}{4}} }}{{{x^2}}} = \sqrt {\frac{1}{{{x^2}}} - \frac{{{a^2}}}{{4{x^4}}}} \)
Ta có: \({y^2} = \frac{1}{{{x^2}}} - \frac{{{a^2}}}{{4{x^4}}} = - {\left( {\frac{a}{2}} \right)^2}.{\left( {\frac{1}{{{x^2}}}} \right)^2} + 2.\frac{a}{2}.\frac{1}{a}.\frac{1}{{{x^2}}} - {\left( {\frac{1}{a}} \right)^2} + {\left( {\frac{1}{a}} \right)^2}\)
\( \Rightarrow {y^2} = - {\left( {\frac{a}{2}.\frac{1}{{{x^2}}} - \frac{1}{a}} \right)^2} + \frac{1}{{{a^2}}}\)
Mà \({\left( {\frac{a}{2}.\frac{1}{{{x^2}}} - \frac{1}{a}} \right)^2} \ge 0 \Rightarrow - {\left( {\frac{a}{2}.\frac{1}{{{x^2}}} - \frac{1}{a}} \right)^2} + \frac{1}{{{a^2}}} \le \frac{1}{{{a^2}}}\)
\( \Rightarrow {\left( {{y^2}} \right)_{\max }} = \frac{1}{{{a^2}}} \Rightarrow {y_{\max }} = \frac{1}{a}\)
Khi \(\frac{a}{2}.\frac{1}{{{x^2}}} - \frac{1}{a} = 0 \Rightarrow \frac{1}{{{x^2}}} = \frac{2}{{{a^2}}} \Rightarrow x = \frac{a}{{\sqrt 2 }} = 5\sqrt 2 \,\,\left( {cm} \right)\)
\( \Rightarrow {B_{\max }} = {2.2.10^{ - 7}}I.{y_{\max }} = {2.2.10^{ - 7}}.I.\sqrt {\frac{1}{{{a^2}}}} = {4.10^{ - 5}}\,\,\left( T \right)\)
Hai dây dẫn thẳng dài, song song và cách nhau \(10\,\,cm\) trong chân không, dòng điện trong hai dây cùng chiều có cường độ \({I_1} = 2\,\,A\) và \({I_2} = 5\,\,A\). Lực từ tác dụng lên \(20\,\,cm\) chiều dài của mỗi dây là
-
A.
lực đẩy có độ lớn \({4.10^{ - 7}}\,\,\left( N \right)\).
-
B.
lực hút có độ lớn \({4.10^{ - 6}}\,\,\left( N \right)\).
-
C.
lực hút có độ lớn \({4.10^{ - 7}}\,\,\left( N \right)\).
-
D.
lực đẩy có độ lớn \({4.10^{ - 6}}\,\,\left( N \right)\).
Đáp án : B
- Hai dòng điện cùng chiều, lực tương tác là lực hút
- Hai dòng điện ngược chiều, lực tương tác là lực đẩy
- Lực tương tác giữa hai dây dẫn thẳng song song có dòng điện chạy qua: \(F = {2.10^{ - 7}}.\dfrac{{{I_1}{I_2}}}{d}.{\rm{l}}\)
Hai dòng điện cùng chiều, lực tương tác giữa hai dây dẫn là lực hút
Lực tương tác giữa hai dây dẫn là:
\(F = {2.10^{ - 7}}.\dfrac{{{I_1}{I_2}}}{d}.{\rm{l}} = {2.10^{ - 7}}.\dfrac{{2.5}}{{0,1}}.0,2 = {4.10^{ - 6}}\,\,\left( N \right)\)
Luyện tập và củng cố kiến thức Bài 21. Khung dây đặt trong từ trường đều Vật Lí 11 với đầy đủ các dạng bài tập trắc nghiệm có đáp án và lời giải chi tiết
Luyện tập và củng cố kiến thức Bài 22. Lực Lorenxơ Vật Lí 11 với đầy đủ các dạng bài tập trắc nghiệm có đáp án và lời giải chi tiết
Luyện tập và củng cố kiến thức Bài 22. Chuyển động của hạt mang điện trong từ trường đều Vật Lí 11 với đầy đủ các dạng bài tập trắc nghiệm có đáp án và lời giải chi tiết
Luyện tập và củng cố kiến thức Ôn tập chương 4 Vật Lí 11 với đầy đủ các dạng bài tập trắc nghiệm có đáp án và lời giải chi tiết
Luyện tập và củng cố kiến thức Bài 21. Từ trường của dòng điện trong các dây dẫn có hình dạng đặc biệt Vật Lí 11 với đầy đủ các dạng bài tập trắc nghiệm có đáp án và lời giải chi tiết
Luyện tập và củng cố kiến thức Bài 20. Lực từ - Cảm ứng từ Vật Lí 11 với đầy đủ các dạng bài tập trắc nghiệm có đáp án và lời giải chi tiết
Luyện tập và củng cố kiến thức Bài 19. Từ trường Vật Lí 11 với đầy đủ các dạng bài tập trắc nghiệm có đáp án và lời giải chi tiết