Các dạng bài bác tập Lực từ chọn lọc có đáp án đưa ra tiết

Với các dạng bài xích tập Lực từ chọn lọc có đáp án cụ thể Vật Lí lớp 11 tổng hợp các dạng bài xích tập, 100 bài bác tập trắc nghiệm có lời giải cụ thể với đầy đủ cách thức giải, lấy ví dụ như minh họa sẽ giúp đỡ học sinh ôn tập, biết phương pháp làm dạng bài tập Lực nhàn rỗi đó đạt điểm cao trong bài bác thi môn vật dụng Lí lớp 11.

Bạn đang xem: Xác định lực từ

*

Bài tập trắc nghiệm

Lý thuyết Lực từ

a. Lực từ chức năng lên một đoạn dây có một loại điện để trong từ trường sóng ngắn đều

*

Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn có chiều dài L có dòng điện I chạy qua đặt vào từ trường có

+ Điểm đặt tại trung điểm của đoạn dây

+ Phương vuông góc với đoạn dây và với đường sức từ

+ Chiều xác định theo quy tắc bàn tay trái: “Đặt bàn tay trái duỗi thẳng làm thế nào cho vecto cảm ứng từ B→ hướng vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón giữa là chiều dòng điện chay trong đoạn dây, lúc đó chiều ngón tay cái choãi ra chỉ chiều của lực từ F→”.

+ Độ lớn: F = BILsin α

Trong đó: I là cường độ dòng điện (A)

L là chiều dài đoạn dây (m)

α là góc hợp bởi hướng của cảm ứng từ và hướng của dòng điện.

b. Lực từ tính năng lên thân 2 dây dẫn thẳng dài tuy vậy song bao gồm dòng năng lượng điện chạy qua

- trường hợp 2 chiếc điện chạy cùng chiều 2 dây hút nhau.

- trường hợp 2 mẫu điện chạy ngược hướng 2 dây đẩy nhau.

- Lực chức năng có độ khủng :

*

Trong đó: I1, I2 là cường độ cái điện chạy qua 2 dây dẫn .

ℓ là chiều lâu năm 2 dây.

d khoảng cách 2 dây .

*

c. Lực từ công dụng lên form dây có dòng điện

- trường hợp mặt phẳng khung dây vuông góc cùng với đường cảm ứng từ lúc đó các lực tác dụng lên size không làm quay size (chỉ làm cho khung giãn ra hoặc co lại).

- nếu như mặt phẳng form dây song song cùng với đường chạm màn hình từ khi đó mở ra ngẫu lực làm khung cù với momen : M = B.I.S. Sin α

Trong đó: S là diện tích s khung; α = (B, n) với n→ là pháp tuyến mặt phẳng size dây.

Cách giải bài xích tập Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn thẳng

A. Phương thức & Ví dụ

- Lực từ bỏ F→ có đặc điểm:

+ Điểm đặt ở trung điểm đoạn chiếc điện

+ tất cả phương vuông góc cùng với I→ và B→, gồm chiều tuân theo quy tắc bàn tay trái

+ Độ lớn: F = B.I.l.sin α (với α là góc tạo bươi I→ cùng B→)

Trong đó: B là cảm ứng từ (đơn vị là Tesla – T); I là cường độ mẫu điện (A); l là chiều dài của sơi dây (m).

- luật lệ bàn tay trái: Đặt bàn tay trái xòe rộng, thế nào cho lòng bàn tay hứng các đường sức từ, chiều từ bỏ cổ tay đến những ngón tay giữa chỉ chiều cái điện, khi ấy ngón cái choãi ra 90° chỉ chiều của lực từ.

*

Lưu ý:

+ Chiều của chạm màn hình từ bên phía ngoài nam châm là chiều vào nam (S) ra Bắc (N)

+ Quy ước:

*
: tất cả phương vuông góc với mặt phẳng biểu diễn, chiều đi ra.

*
: gồm phương vuông góc với khía cạnh phẳng biểu diễn, chiều đi vào.

*
: bao gồm phương, chiều là phương chiều của mũi tên cùng nằm cùng bề mặt phẳng vẽ nó.

Ví dụ 1: Hãy áp dụng quy tắc bàn tay trái để khẳng định chiều (của 1 trong ba đại lượng F→, B→, I→) còn thiếu trong các hình vẽ sau đây:

*

Hướng dẫn:

Trước tiên ta tuyên bố quy tắc bàn tay trái:

Quy tắc bàn tay trái: Đặt bàn tay trái xòe rộng, sao cho lòng bàn tay hứng các đường mức độ từ, chiều tự cổ tay đến những ngón tay giữa chỉ chiều cái điện, lúc ấy ngón cái choãi ra 90° chỉ chiều của lực từ.

*

Ví dụ 2: Một dây dẫn có chiều dài 10 m được đặt trong từ bỏ trường đều sở hữu B = 5.10-2 T. Cho chiếc điện có cường độ 10 A chạy qua dây dẫn.

a) khẳng định lực từ công dụng lên dây dẫn khi dây dẫn đặt vuông góc với B→.

b) trường hợp lực từ chức năng có độ lớn bằng 2,5√3 N. Hãy xác minh góc thân B→ cùng chiều loại điện ?

Hướng dẫn:

a) Lực từ bỏ F→ tất cả đặc điểm:

+ Điểm để ở trung điểm đoạn dây mang cái điện

+ tất cả phương vuông góc với I→ và B→, bao gồm 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: F = B.I.l.sin α

*

Ví dụ 3: đến đoạn dây MN có trọng lượng m, mang dòng điện I gồm chiều như hình, được đặt vào trong từ trường đều phải sở hữu vectơ B→ như hình vẽ. Biểu diễn các lực công dụng lên đoạn dây MN (bỏ qua trọng lượng dây treo).

*

Hướng dẫn:

+ các lực công dụng lên đoạn dây MN gồm: trọng lực P→ đặt tại trọng tâm (chính thân thanh), có chiều hướng xuống; trương lực dây T→ đặt vào điểm xúc tiếp của tua dây với thanh, chiều hướng lên; Lực từ F→: áp dụng quy tắc bàn tay trái khẳng định được F→ bao gồm phương thẳng đứng, chiều hướng lên như hình.

+ những lực được màn biểu diễn như hình.

*

Ví dụ 4: Treo đoạn dây dẫn MN có chiều lâu năm l = 25 cm, cân nặng của một đơn vị chức năng chiều lâu năm là 0,04 kg/m bằng hai dây mảnh, nhẹ thế nào cho dây dẫn nằm ngang. Biết cảm ứng từ bao gồm chiều như hình vẽ, tất cả độ khủng B = 0,04 T. Cho g = 10 m/s2.

a) khẳng định chiều với độ khủng của I để lực căng dây bằng 0.

b) mang đến I = 16A tất cả chiều tự M đến N. Tính lực căng mỗi dây ?

*

Hướng dẫn:

*

a) lực căng dây bằng 0 tức thị dây nằm lơ lững ⇒ P→ + F→ = 0 ⇒ F→ = - P→

+ vì vậy lực từ F→ phải có chiều hướng lên. Áp dụng quy tắc bàn tay trái ta khẳng định được chiều của loại điện gồm chiều từ N mang lại M.

+ mặt khác ta cũng có: F = p. ⇔ B.I.l.sin 90° = mg

*

+ Mật độ khối lượng của gai dây: d = m/l

+ Vậy:

*

*

b) Khi dòng điện có chiều tự M mang lại N thì lực trường đoản cú F→ có chiều hướng xuống. Do lực căng dây T→ có chiều hướng lên nên: T = p + F = mg + BIl

*

+ Mật độ khối lượng của sợi dây: d = m/l

+ Vậy:

+ Vì có hai gai dây phải lực căng mỗi tua là T1 = T2 = T/2 = 0,13 (N)

B. Bài tập

Bài 1: Hãy áp dụng quy tắc bàn tay trái để xác định chiều (của 1 trong ba đại lượng F→, B→, I→) còn thiếu trong những hình vẽ sau đây:

*

Lời giải:

*

Bài 2: xác định chiều mặt đường sức trường đoản cú (ghi tên rất của phái nam châm)

*

Lời giải:

Áp dụng phép tắc bàn tay trái ta xác minh được những cực với chiều của B→ như sau:

+) Theo luật lệ bàn tay trái thì vecto cảm ứng từ có phương trực tiếp đứng và chiều từ dưới lên. Đường sức của vecto cảm ứng từ tất cả chiều vào Nam, ra Bắc buộc phải cực bên trên của nam châm hút từ là phái mạnh (S) và rất dưới là Bắc (N) (như hình 1).

*

+) Theo quy tắc bàn tay trái thì vecto chạm màn hình từ gồm phương trực tiếp đứng và chiều từ bên trên xuống. Đường sức của vecto chạm màn hình từ có chiều vào Nam, ra Bắc yêu cầu cực trên của nam châm hút từ là Bắc (N) và rất dưới là phái nam (S) (như hình 2).

*

+) Theo quy tắc bàn tay trái thì vecto chạm màn hình từ bao gồm phương vuông góc với mặt phẳng mẫu vẽ và khunh hướng từ trong ra ngoài (như hình 3).

*

Bài 3: Một dây dẫn có chiều lâu năm l = 5m, được đặt trong tự trường đều sở hữu độ béo B = 3.10-2 T. Cường độ chiếc điện chạy trong dây dẫn có giá trị 6A. Hãy xác đinh độ mập của lực từ công dụng lên dây dẫn trong số trường phù hợp sau đây:

a)Dây dẫn đặt vuông góc với những đường sức từ.

b)Dây dẫn đặt tuy vậy song với những đường mức độ từ.

c)Dây dẫn hợp với các mặt đường sức xuất phát điểm từ một góc 45°.

Lời giải:

a) lúc dây đặt vuông góc với các đường sức từ thì α = 90°

Lực từ tác dụng lên đoạn dây từ bây giờ có độ lớn: F = B.I.l.sin 90° = 0,9 (N)

b) lúc dây đặt tuy nhiên song với các đường mức độ từ thì α = 0°

Lực từ chức năng lên đoạn dây bây giờ có độ lớn: F = B.I.l.sin 0° = 0

c) khi dây đặt tạo ra với những đường sức từ thì α = 45°

Lực từ tính năng lên đoạn dây hôm nay có độ lớn: F = B.I.sin 45° = 0,64 (N)

Bài 4: một quãng dây thẳng MN nhiều năm 6 cm, có dòng năng lượng điện 5A, đặt trong từ bỏ trường rất nhiều có chạm màn hình từ B = 0,5 T. Lực từ chức năng lên đoạn dây có độ béo F = 7,5.10-2 N. Góc hợp vì dây MN cùng đường cảm ứng từ là bao nhiêu ?

Lời giải:

Ta có: F = B.I.l.sinα

*

Bài 5: Một dây dẫn mang loại điện I = 5A, có chiều dài 1m, được để vuông góc với chạm màn hình từ B = 5.10-3T. Hãy xác định lực từ tác dụng lên dây dẫn ?

Lời giải:

Ta có: F = B.I.l.sinα = 5.10-3.5.1.sin 90° = 25.10-3 (N)

Bài 6: một đoạn dây dẫn nhiều năm 5cm đặt trong từ trường phần nhiều và vuông góc cùng với vecto cảm ứng từ. Cái điện chạy qua dây gồm cường độ 0,75A. Lực từ tính năng lên dây có mức giá trị 3.10-2 N. Hãy xác định chạm màn hình từ của trường đoản cú trường.

Lời giải:

Ta có: F = B.I.l.sinα

*

Bài 7: Một dây dẫn thẳng MN chiều dài l, cân nặng của một đơn vị chức năng dài của dây là D = 0,04kg/m. Dây được treo bằng hai dây dẫn vơi thẳng đứng và đặt vào từ trường đều phải sở hữu B→ vuông góc với phương diện phẳng chứa MN với dây treo, B = 0,04T. Cho dòng điện I qua dây.

a)Định chiều cùng độ phệ của I để lực căng của các dây treo bằng không.

b)Cho MN = 25cm, I = 16A gồm chiều tự N mang đến M. Tính trương lực của từng dây.

*

Lời giải:

*

a) Để lực căng của dây treo bằng không thì trọng tải và lực từ chức năng lên dây dẫn trực tiếp MN phải cân nhau và lực từ đề nghị hướng lên trên. Theo nguyên tắc bàn tay trái thì cường độ loại điện I phải có chiều tự M mang đến N:

P→ + F→ = 0→ ⇒ F = phường ⇔ B.I/sinα = mg

⇔ B.I.l = D.l.g

*

b) Lực từ tính năng lên MN: F = B.I.l.sinα = 0,04.16.0,25 = 0,16 N

Khi MN nằm cân bằng thì: F→ + P→ + 2T→ = 0→ (1)

Chiếu (1) lên phương của P→: F + p – 2T = 0

*

Cách giải bài xích tập Lực từ chức năng lên 2 dây dẫn tuy vậy song

A. Cách thức & Ví dụ

+ khi cho mẫu điện chạy qua nhì dây dẫn thẳng song song thì hai dòng điện thúc đẩy với nhau.

- nếu như hai cái điện cùng chiều thì bọn chúng hút nhau.

- nếu như hai mẫu điện ngược hướng thì bọn chúng đẩy nhau.

+ Độ béo của lực từ công dụng lên một đơn vị chức năng chiều dài của dây:

*

Trong đó: I1 cùng I2 là cường độ mẫu điện chạy qua các dây, đơn vị chức năng là ampe (A); r là khoảng cách giữa hai chiếc điện, đơn vị chức năng là mét (m).

Lưu ý:

+ Lực hút tuyệt lực đẩy giữa hai mẫu điện có phương nằm trên đường nối hai loại điện

+ giả dụ tính đến dây bao gồm chiều dài l thì:

*

+ Khi có nhiều dòng điện tính năng lên nhau thì ta áp dụng nguyên lý ông chồng chất: F = F1 + F2 + F3 + ....Ví dụ 1: nhị dây dẫn trực tiếp dài, đặt song song cùng nhau và biện pháp nhau 10 centimet đặt trong không khí. Loại điện chạy vào dây dẫn gồm cường độ là I1 = 1 A, I2 = 5 A.

a) Tính lực từ tính năng lên một đơn vị chức năng chiều dài của dây

b) Tính lực từ tác dụng lên một đoạn gồm chiều dài 2 m của từng dây

Hướng dẫn:

a) Lực tính năng lên một đơn vị chức năng chiều dài của dây:

*

b) Lực từ tác dụng lên một đoạn tất cả chiều lâu năm 2m của mỗi dây:

*

Ví dụ 2: Dây dẫn thẳng dài tất cả dòng I1 = 15 A đi qua, để trong chân không.

a)Tính chạm màn hình từ tại điểm bí quyết dây 15 cm.

b)Tính lực từ tác dụng lên 1 m dây của loại I2 = 10A đặt song song bí quyết I1 đoạn 15 cm. Cho thấy lực chính là lực hút tốt lực đẩy. Hiểu được I1 cùng I2 trái chiều nhau.

Hướng dẫn:

a) cảm ứng từ vì chưng dòng điện I1 tạo ra tại điểm M phương pháp dây đoạn 15 centimet là:

*

b) Lực từ bởi vì dòng I1 công dụng lên 1m dây chiếc I2:

*

+ vị hai chiếc điện ngược chiều đề nghị lực là lực đẩy.

Ví dụ 3: bố dây dẫn thẳng lâu năm mang mẫu điện I1, I2, I3 theo trang bị tự đó, đặt song song bí quyết đều nhau, khoảng cách giữa 2 dây là a = 4cm. Biết rằng chiều của I1 cùng I3 hướng vào, I2 hướng ra mặt phẳng hình vẽ, cường độ loại điện I1 = 10A, I2 = I3 = 20A. Khẳng định F→ công dụng lên 1 mét của dòng I1.

*

Hướng dẫn:

+ cái I1 đang chịu chức năng của hai dòng điện I2 cùng I3.

+ hotline F21→, F31→ lần lượt là lực bởi vì dòng điện I2 và dòng điện I3 công dụng lên 1m dây của dòng điện I1

+ Ta có:

*

+ vì chưng hai chiếc điện I1 và I3 cùng chiều cần lực liên hệ giữa bọn chúng là lực hút. Còn hai mẫu điện I1 và I2 ngược chiều phải lực can dự giữa bọn chúng là lực đẩy.

*

+ Lực tổng hợp tính năng lên một đơn vị chức năng chiều dài của dây mang mẫu điện I1 là:

F→ = F31→ + F21→

+ do F31→ thuộc phương ngược chiều với F21→ nên: F = |F31 - F21| = 5.10-4 N

+ Vậy lực F→ bao gồm phương vuông góc với gai dây sở hữu I1 và gồm chiều hướng về bên cạnh trái (vì F21 > F31) như hình vẽ, tất cả độ to F = 5.10-4 N

Ví dụ 4: Hai mẫu điện thẳng nhiều năm vô hạn đặt song song biện pháp nhau 30 centimet mang hai cái điện cùng chiều I1= 20A, I2 = 40A. Xác định vị trí đặt loại I3 để lực từ chức năng lên I3 là bằng không.

Hướng dẫn:

Gọi F13→, F23→ thứu tự là lực vày dòng I1 và I2 tác dụng lên dòng I3

+ Ta có: F13→ + F23→ = 0 ⇒ F13→ = - F23→

*

+ tự (2) suy ra:

*
(4)

+ vì hai loại điện I1 và I3 thuộc chiều cần từ (1) suy ra: mẫu I3 đề nghị ở bên trong khoảng thân hai mẫu I1 cùng I3. Cho nên vì thế ta có: r23 + r 13 = 30 (5)

+ Giải (4) và (5) ta có: r13 = 10 centimet và r23 = 20 cm

+ Vậy để lực từ tác dụng lên cái I3 bởi 0 thì dòng I3 phải kê cách cái I1 đoạn 10 cm hay đặt giải pháp dòng I2 đoạn đôi mươi cm (hình vẽ).

*

B. Bài xích tập

Bài 1: nhị dây dẫn trực tiếp dài, song song được để trong không khí. Cường độ trong hai dây đều bằng nhau và bởi I = 1 A. Lực từ tác dung lên mỗi đơn vị chức năng chiều nhiều năm của dây bằng 2.10-5 N. Hỏi nhị dây đó giải pháp nhau bao nhiêu.

Lời giải:

Ta có:

*

Bài 2: Một dây dẫn dài vô hạn, gồm cường độ I1 = 6A đặt ở điểm A.

Xem thêm: Trong Nguyên Tử Lớp Ngoài Cùng Có Số E Tối Đa Là, Nêu Đặc Điểm Của Lớp Electron Ngoài Cùng

a) Hãy tính độ lớn chạm màn hình từ vì dây dẫn trên gây ra tại điểm B nằm bí quyết A đoạn 6 centimet ?

b) giả dụ tại B để một dây dẫn máy 2 tuy vậy song với dây đồ vật nhất. Cho dòng điện I2 = 3A, chạy thuộc chiều với loại điện sản phẩm nhất, hãy xác minh lực từ vày I1 công dụng lên mỗi mét dây dẫn của I2, cho biết chúng đẩy tốt hút nhau?

Lời giải:

a) cảm ứng từ bởi vì dòng điện thẳng nhiều năm vô hạn tạo ra tại B:

*

b) bởi hai dây dẫn tất cả dòng điện thuộc chiều cần lực liên tưởng giữa chúng là lực hút.

Độ khủng của lực tương tác:

*

Bài 3: nhì dây dẫn đặt biện pháp nhau 2cm trong ko khí, chiếc điện trong 2 dây tất cả cùng quý giá cường độ, lực tương tác từ nửa 2 dây là lực hút và có độ phệ F = 2,5.10-2 N. Hai dòng điện trên thuộc chiều hay ngược chiều ? search cường độ mẫu điện trong mỗi dây ?

Lời giải:

Vì lực địa chỉ là lực hút cần hai loại điện thuộc chiều

Ta có:

*

Bài 4: hai dây dẫn dài vô hạn đặt cách nhau 4cm, cho 2 chiếc điện chạy ngược hướng nhau trong 2 dây dẫn, 2 chiếc điện tất cả cùng cường độ I = 5A. Hãy đến biết:

a) nhì dây dẫn trên có tương tác lực tự với nhau không ? Nếu tất cả thì chúng đẩy xuất xắc hút nhau ? Vẽ hình ?

b) Hãy tính lực từ liên quan trên mỗi mét chiều lâu năm của mỗi tua dây ?

Lời giải:

a) vị hai dây dẫn gần như mang loại điện đề nghị chúng sẽ can hệ với nhau bởi lực từ. Bởi vì hai dòng điện ngược chiều đề nghị chúng sẽ đẩy nhau:

*

b) Lực cửa hàng giữa hai dây dẫn:

*

Bài 5: cha dòng điện cùng chiều thuộc cường độ 10A chạy qua cha dây dẫn thẳng để đồng phẳng với dài vô hạn. Biết rằng khoảng cách giữa dây 1 và 2 là 10 centimet dây 2 cùng 3 là 5cm với dây 1 cùng 3 là 15cm. Khẳng định lực trường đoản cú do: