Giải vật lí 11 bài 21: Từ trường của dòng điện chạy trong các dây dẫn có hình dạng đặc biệt
Nội dung bài gồm:
- I. TÓM TẮT LÝ THUYẾT
- II. GIẢI BÀI TẬP
- Giải câu 1: Cảm ứng từ tại một điểm trong từ...
- Giải câu 3: Phát biểu nào dưới đây là đúng...
- Giải câu 4: Phát biểu nào dưới đây là đúng...
- Giải câu 5: So sánh cảm ứng từ bên trong hai...
- Giải câu 6: Hai dòng điện đồng phẳng: dòng thứ...
- Giải câu 7: Hai dòng điện I1 = 3 A, I2 = 2 A chạy...
I. TÓM TẮT LÝ THUYẾT
Cảm ứng từ của một dòng điện chạy trong một dây dẫn có hình dạng bất kì:
Tỉ lệ với cường độ dòng điện I gay ra từ trường;
Phụ thuộc dạng hình học của dây dẫn;
Phụ thuộc vào vị trí điểm M đang xét so với dây dẫn;
Phụ thuộc vào môi trường xung quanh.
1. Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài
Xét một dây dẫn thẳng dài có cường độ dòng điện I
Xét điểm M cách dây dẫn một khoảng r, cảm ứng từ tại M là:
$\overrightarrow{B}$ vuông góc với mặt phẳng tạo bởi M và dây dẫn.
Chiều: xác định theo quy tắc nắm tay phải.
Độ lớn: $B = 2.10^{-7}.\frac{I}{r}$ (T).
2. Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn uốn thành vòng tròn
Xét một dây dẫn được uốn thành vòng tròn bán kính R, dòng điện chạy qua dây dẫn có cường độ là I.
Xét điểm O là tâm vòng tròn, cảm ứng từ tại O là:
$\overrightarrow{B}$ vuông góc với mặt phẳng chứa dòng điện.
Chiều: xác định theo quy tắc ra Bắc vào Nam.
Độ lớn: $B = 2. \pi 10^{-7}.\frac{I}{R}$ (T).
Nếu khung dây tròn có N vòng dây thì cảm ứng từ tại O là: $B = 2. \pi 10^{-7}.N.\frac{I}{R}$ (T).
3. Từ trường của dòng điện chạy trong ống dây dẫn hình trụ
Xét ống dây hình trụ như hình vẽ, chiều dài ống dây là l, số vòng dây là N, dòng điện chạy qua các vòng dây là I.
Từ trường bên trong ống dây là từ trường đều. Các đường sức từ là những đường thẳng song song cùng chiều và cách đều nhau.
Độ lớn: $B = 4. \pi 10^{-7}.\frac{N}{l}.I = 4\pi 10^{-7}.n.I$ (T).
Với n: mật độ vòng dây.
4. Từ trường của nhiều dòng điện
Khi tính từ trường của nhiều dòng điện, ta phân dòng điện thành những dòng điện có hình dạng xác định rồi áp dụng các quy tắc, công thức để tính. Từ trường gây ra bởi nhiều dòng điện là từ trường tổng hợp tuận theo nguyên lí chồng chất.
Nguyên lí chồng chất từ trường: Vecto cảm ứng từ gây ra bằng tổng các vecto cảm ứng từ do từng từ dòng điện gây ra tại điểm ấy.
II. GIẢI BÀI TẬP
Bài giải:
Cảm ứng từ của một dòng điện chạy trong một dây dẫn có hình dạng bất kì:
Tỉ lệ với cường độ dòng điện I gay ra từ trường;
Phụ thuộc dạng hình học của dây dẫn;
Phụ thuộc vào vị trí điểm M đang xét so với dây dẫn;
Phụ thuộc vào môi trường xung quanh.
Bài giải:
Chọn đáp án A.
Giải thích: từ công thức tính cảm ứng từ tại tâm một dòng điện tròn, ta có thể trả lời được câu hỏi này.
Chọn đáp án C.
Bài giải:
Cảm ứng từ bên trong ống 1 là: $B_{1} = 4\pi .10^{-7}\frac{N_{1}}{l_{1}}.I_{1} = 4\pi .10^{-7}.\frac{5000}{2}.5 = 5\pi .10^{-3}$ (T).
Cảm ứng từ bên trong ống hai là: $B_{2} = 4\pi .10^{-7}\frac{N_{2}}{l_{2}}.I_{2} = 4\pi .10^{-7}.\frac{10000}{1,5}.2 = 5,33\pi .10^{-3}$ (T).
Vậy cảm ứng từ trong ống dây thứ 2 lớn hơn.
Bài giải:
Cảm ứng từ gây ra do dòng điện thẳng tại O2 là:
$B_{1} = 2.10^{-7}.\frac{I}{r} = 2.10^{-7}.\frac{2}{40.10^{-2}} = 10^{-6}$ (T).
Cảm ứng từ gây ra bởi dòng điện tròn tại tâm của nó là:
$B_{2} = 2. \pi 10^{-7}.\frac{I}{R} = 2\pi .10^{-7}.\frac{2}{20.10^{-2}} \approx 6,3.10^{-6}$ (T).
Cảm ứng từ tại O2 là:
Do B1 cùng phương với B2 nhưng chưa biết chúng có chiều như thế nào so với nhau nên: B = B1 $\pm $ B2 (T).
Bài giải:
Cảm ứng từ do mỗi dòng điện gây ra được vẽ trên hình:
Nhận xét: Do hai dòng điện cùng chiều nên trong miền không gian giữa hai dòng điện cảm ứng từ gây ra bởi mỗi dòng điện có cùng phương và ngược chiều.
Để $\overrightarrow{B} = \overrightarrow{0}$ thì B1 = B2
$\Rightarrow $ $\frac{r_{1}}{r_{2}} = \frac{I_{1}}{I_{2}} = \frac{3}{2}$.
Lại có r1 + r2 = 50 cm.
Giải hai phương trình trên, ta được r1 = 30 cm, r2 = 20 cm.
Vậy tập hợp các điểm cách dòng điện thứ nhất 30 cm, cách dòng điện thứ hai 20 cm thì có cảm ứng từ bằng 0.
Xem thêm lời giải Giải môn Vật lí lớp 11
- 👉 Giải vật lí 11 bài 1: Điện tích. Định luật Cu lông
- 👉 Giải vật lí 11 bài 2: Thuyết êlectron. Định luật bảo toàn điện tích
- 👉 Giải vật lí 11 bài 3: Điện trường và cường độ điện trường. Đường sức điện
- 👉 Giải vật lí 11 bài 4: Công của lực điện
- 👉 Giải vật lí 11 bài 5: Điện thế. Hiệu điện thế
- 👉 Giải vật lí 11 bài 6: Tụ điện
- 👉 Giải vật lí 11 bài 7: Dòng điện không đổi. Nguồn điện
- 👉 Giải vật lí 11 bài 8: Điện năng – Công suất điện
- 👉 Giải vật lí 11 bài 9: Định luật Ôm đối với toàn mạch
- 👉 Giải vật lí 11 bài 10: Ghép các nguồn điện thành bộ
- 👉 Giải vật lí 11 bài 11: Phương pháp giải một số bài toán về toàn mạch
- 👉 Giải vật lí 11 bài 13: Dòng điện trong kim loại
- 👉 Giải vật lí 11 bài 14: Dòng điện trong chất điện phân
- 👉 Giải vật lí 11 bài 15: Dòng điện trong chất khí
- 👉 Giải vật lí 11 bài 16: Dòng điện trong chân không
- 👉 Giải vật lí 11 bài 17: Dòng điện trong chất bán dẫn
- 👉 Giải vật lí 11 bài 19: Từ trường
- 👉 Giải vật lí 11 bài 20: Lực từ Cảm ứng từ
- 👉 Giải vật lí 11 bài 21: Từ trường của dòng điện chạy trong các dây dẫn có hình dạng đặc biệt
- 👉 Giải vật lí 11 bài 22: Lực Lo-ren-xo
- 👉 Giải vật lí 11 bài 24: Suất điện động cảm ứng
- 👉 Giải vật lí 11 bài 25: Tự cảm
- 👉 Giải bài 26 vật lí 11: Khúc xạ ánh sáng
- 👉 Giải vật lí 11 bài 27: Phản xạ toàn phần
- 👉 Giải vật lí 11 bài 12: Thực hành: Xác định suất điện động và điện trở trong của một pin điện hóa ( Phần 1)
- 👉 Giải vật lí 11 bài 12: Thực hành: Xác định suất điện động và điện trở trong của một pin điện hóa ( Phần 2)
- 👉 Giải vật lí 11 bài 18: Thực hành: Khảo sát đặc tính chỉnh lưu của điôt bán dẫn và đặc tính khuếch đại của tranzito ( Phần 1)
- 👉 Giải vật lí 11 bài 18: Thực hành: Khảo sát đặc tính chỉnh lưu của điôt bán dẫn và đặc tính khuếch đại của tranzito ( Phần 2)
- 👉 Giải vật lí 11 bài 23: Từ thông – Cảm ứng điện từ
- 👉 Giải vật lí 11 bài 28: Lăng kính
- 👉 Giải vật lí 11 bài 30: Giải bài toán về hệ thấu kính
- 👉 Giải vật lí 11 bài 31: Mắt
- 👉 Giải vật lí 11 bài 32: Kính lúp
- 👉 Giải vật lí 11 bài 33: Kính hiển vi
- 👉 Giải vật lí 11 bài 34: Kính thiên văn
- 👉 Giải vật lí 11 bài 35: Thực hành: Xác định tiêu cự của thấu kính phân kì (Phần 1)
- 👉 Giải vật lí 11 bài 35: Thực hành: Xác định tiêu cự của thấu kính phân kì (Phần 2)
Lớp 11 | Các môn học Lớp 11 | Giải bài tập, đề kiểm tra, đề thi Lớp 11 chọn lọc
Danh sách các môn học Lớp 11 được biên soạn theo sách giáo khoa mới của bộ giáo dục đào tạo. Kèm theo lời giải sách bài tập, sách giáo khoa, đề kiểm tra 15 phút, 45 phút (1 tiết), đề thi học kì 1 và học kì 2 năm học 2024 ngắn gọn, chi tiết dễ hiểu.
Toán Học
- Đề thi, đề kiểm tra Toán lớp 11
- SBT Toán lớp 11 Nâng cao
- SBT Toán 11 Nâng cao
- SGK Toán 11 Nâng cao
- SBT Toán lớp 11
- SGK Toán lớp 11
Vật Lý
- SBT Vật lí 11 Nâng cao
- SGK Vật lí lớp 11 Nâng cao
- SBT Vật lí lớp 11
- SGK Vật lí lớp 11
- Giải môn Vật lí lớp 11
Hóa Học
- Đề thi, đề kiểm tra Hóa lớp 11
- SBT Hóa học 11 Nâng cao
- SGK Hóa học lớp 11 Nâng cao
- SBT Hóa lớp 11
- SGK Hóa lớp 11
Ngữ Văn
Lịch Sử
Địa Lý
Sinh Học
- Đề thi, đề kiểm tra Sinh lớp 11
- SGK Sinh lớp 11 Nâng cao
- SBT Sinh lớp 11
- SGK Sinh lớp 11
- Giải môn Sinh học lớp 11
GDCD
Tin Học
Tiếng Anh
- Đề thi, đề kiểm tra Tiếng Anh 11 mới
- SBT Tiếng Anh lớp 11
- SGK Tiếng Anh lớp 11
- SBT Tiếng Anh lớp 11 mới
- SGK Tiếng Anh lớp 11 Mới