Lý thuyết và Bài tập Vật lí Lớp 11 - Tương tác giữa các dây dẫn thẳng dài đặt song song có dòng điện chạy qua (Có lời giải)

docx 3 trang Trần Thy 10/02/2023 10720
Bạn đang xem tài liệu "Lý thuyết và Bài tập Vật lí Lớp 11 - Tương tác giữa các dây dẫn thẳng dài đặt song song có dòng điện chạy qua (Có lời giải)", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên.

File đính kèm:

  • docxly_thuyet_va_bai_tap_vat_li_lop_11_tuong_tac_giua_cac_day_da.docx

Nội dung text: Lý thuyết và Bài tập Vật lí Lớp 11 - Tương tác giữa các dây dẫn thẳng dài đặt song song có dòng điện chạy qua (Có lời giải)

  1. TƯƠNG TÁC GIỮA CÁC DÂY DẪN THẲNG DÀI ĐẶT SONG SONG CÓ DÒNG ĐIỆN CHẠY QUA 1. Phương pháp chung - Áp dụng kiến thức, các công thức về lực tương tác từ giữa hai dây dẫn thẳng, song song, có dòng điện chạy qua. - Áp dụng phép xác định hợp các vectơ lực trong trường hợp có nhiều dòng điện thẳng song song. 2. Ví dụ minh họa Ví dụ 1: Dây dẫn thẳn dài có dòng I1 5 A đi qua đặt trong không khí a) Tính cảm ứng từ tại điểm cách dây 15 cm. A. 2.10 5 T.B. 3.10 5 T.C. 1.10 5 T.D. 4.10 5 T. b) Tính lực từ tác dụng lên 1 m dây dòng I2 10 A đặt song song, cách I1 15 cm, I2 ngược chiều I1 . A. 2.10 4 T.B. 3.10 4 T.C. 1.10 4 T.D. 4.10 4 T. Lời giải a) Cảm ứng từ do dây dẫn thẳng dài có dòng điện gây ra tại điểm cách dây 15 cm là: I 15 B 2.10 7. 1 2.10 7. 2.10 5 T r 0,15 Đáp án A. b) Lực từ tác dụng lên 1 m dây dòng I2 là: I I 15.10 F 2.10 7. 1 2 .l 2.10 7. .1 2.10 4 N r 0,15 Đáp án A. Ví dụ 2: Ba dây dẫn thẳng dài đặt song song cách đều nhau, khoảng cách giữa hai dây là 4 cm. Biết I1 10 A, I2 I3 20 A. Tìm lực từ tác dụng lên 1 m của dòng I1 . A. 2.10 3 N.B. 10 3 N. C. 3.10 3 N. D. 4.10 3 N. Lời giải  + Vì 2 dòng điện 1 và 2 ngược chiều nhau nên lực tương tác là lực tương tác đẩy nên vectơ F 21 hướng ra ngoài.  + Vì 2 dòng điện 1 và 3 cùng chiều nhau nên lực tương tác là lực tương tác hút nên vectơ F 31 hướng vào trong.    Hợp lực tác dụng F1 F 21 F 31 I I Ta có I I , r r F F 2.10 7. 1 2 10 3 N 2 3 13 23 21 31 r
  2. 4 B. F2 4,5.10 N, di chuyển sang phải. 4 C. F2 1,5.10 N, di chuyển sang trái. 4 D. F2 1,5.10 N, di chuyển sang phải. c) Để dây 2 không di chuyển thì ta phải đưa nó tới vị trí khác, xác định vị trí đó. A. Ngoài khoảng 2 dây, cách dây 1 đoạn 10,5 cm. B. Ngoài khoảng 2 dây, cách dây 1 đoạn 10,5 cm. C. Trong khoảng 2 dây, cách đều 2 dây. D. Trong khoảng 2 dây, cách 1 dây 1 đoạn 7,5 cm. Lời giải a) + Cảm ứng từ đặt tại dây 2 là cảm ứng từ tổng hợp do dây 1 và 3 gây ra    B B1 B3  + Sử dụng quy tắc cái đinh ốc 1 với 2 dòng điện (1) và (3) ta được B1  B3 7 I1 7 I3 7 6 7 10 5 B B1 B3 2.10 . 2.10 . 2.10 . 2.10 . 9.10 T a1 a2 0,03 0,04 Đáp án C. b) – Lực từ tác dụng do 1 m dây thứ hai: 7 I1I2 7 6,5 4 + Do I1 gây ra: F12 2.10 . 2.10 . 2.10 N a1 0,03 7 I3I2 7 5.10 4 + Do I3 gây ra: F32 2.10 . 2.10 . 2,5.10 N a2 0,04    Lực từ tổng hợp lên 1 m dây thứ 2: F2 F12 F32   4 Mặt khác do F12  F32 F2 F12 F32 4,5.10 N, và có chiều di chuyển về bên trái tức là hướng về dây thứ 1. Đáp án A. c) + Để dây 2 không di chuyển thì hợp lực tác dụng lên nó phải bằng 0      F12  F 32 F 2 F12 F 32 0 F12 F32 I I a I 3 1 3 1 1 , do đó dây 2 phải ở khoảng ngoài của hai dây 1 và 3 và ở gần dây 1 hơn a1 a2 a2 I3 5 5a1 3a 2 a1 10,5 cm a 2 a1 3 4 7 cm a 2 17,5 cm Vậy vị trí đó ở ngoài khoảng của hai dây 1 và 3 và cách dây 1 một đoạn bằng 10,5 cm. Đáp án A.