Nội dung ôn tập tại nhà môn Vật lý 11 - Chủ đề: Lực từ-Cảm ứng từ - Ngô Thị Hiền Trân

Nội dung text: Nội dung ôn tập tại nhà môn Vật lý 11 - Chủ đề: Lực từ-Cảm ứng từ - Ngô Thị Hiền Trân

1. NỘI DUNG ƠN TẬP TẠI NHÀ MƠN VẬT LÝ 11 Chủ đề : LỰC TỪ - CẢM ỨNG TỪ A. TĨM TẮT LÝ THUYẾT I. TỪ TRƯỜNG 1. Tương tác từ Tương tác giữa nam châm với nam châm, giữa dịng điện với nam châm và giữa dịng điện với dịng điện đều gọi là tương tác từ. Lực tương tác trong các trường hợp đĩ gọi là lực từ. 2. Từ trường - Khái niệm từ trường: Xung quanh thanh nam châm hay xung quanh dịng điện cĩ từ trường. Tổng quát: Xung quanh điện tích chuyển động cĩ từ trường. - Tính chất cơ bản của từ trường: Gây ra lực từ tác dụng lên một nam châm hay một dịng điện đặt trong nĩ. - Cảm ứng từ: Để đặc trưng cho từ trường về mặt gây ra lực từ, người ta đưa vào một đại lượng vectơ gọi là cảm ứng từ và kí hiệu là .B Phương của nam châm thử nằm cân bằng tại một điểm trong từ trường là phương của vectơ cảm ứng từ B của từ trường tại điểm đĩ. Ta quy ước lấy chiều từ cực Nam sang cực Bắc của nam châm thử là chiều của B . 3. Đường sức từ Đường sức từ là đường được vẽ sao cho hướng của tiếp tuyến tại bất kì điểm nào trên đường cũng trùng với hướng của vectơ cảm ứng từ tại điểm đĩ. 4. Các tính chất của đường sức từ: - Tại mỗi điểm trong từ trường, cĩ thể vẽ được một đường sức từ đi qua và chỉ một mà thơi.
2. - Các đường sức từ là những đường cong kín. Trong trường hợp nam châm, ở ngồi nam châm các đường sức từ đi ra từ cực Bắc, đi vào ở cực Nam của nam châm. - Các đường sức từ khơng cắt nhau. - Nơi nào cảm ứng từ lớn hơn thì các đường sức từ ở đĩ vẽ mau hơn (dày hơn), nơi nào cảm ứng từ nhỏ hơn thì các đường sức từ ở đĩ vẽ thưa hơn. 5. Từ trường đều Một từ trường mà cảm ứng từ tại mọi điểm đều bằng nhau gọi là từ trường đều. II. PHƯƠNG, CHIỀU VÀ ĐỘ LỚN CỦA LỰC TỪ TÁC DỤNG LÊN DÂY DẪN MANG DỊNG ĐIỆN 1. Phương : Lực từ tác dụng lên đoạn dịng điện cĩ phương vuơng gĩc với mặt phẳng chứa đoạn dịng điện và cảm ứng tại điểm khảo sát . 2. Chiều lực từ : Quy tắc bàn tay trái Quy tắc bàn tay trái : Đặt bàn tay trái duỗi thẳng để các đường cảm ứng từ xuyên vào lịng bàn tay và chiều từ cổ tay đến ngĩn tay trùng với chiều dịng điện. Khi đĩ ngĩn tay cái chỗi ra 90o sẽ chỉ chiều của lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn. 3. Độ lớn (Định luật Am-pe). F BIsin Trong đĩ: + B Độ lớn của cảm ứng từ . Trong hệ SI, đơn vị của cảm ứng từ là tesla, kí hiệu là T. + I: Cường độ dịng điện (A). + l: Chiều dài dây dẫn cĩ dịng điện (m).
3. + là gĩc hợp bởi dây dẫn và cảm ứng từ B. III. NGUYÊN LÝ CHỒNG CHẤT TỪ TRƯỜNG Giả sử ta cĩ hệ n nam châm( hay dịng điện ). Tại điểm M, Từ trường chỉ của nam châm thứ nhất là B1 , chỉ của nam châm thứ hai là B2 , , chỉ của nam châm thứ n là Bn . Gọi B là từ trường của hệ tại M thì: B B1 B2 Bn IV. TỪ TRƯỜNG CỦA DỊNG ĐIỆN CHẠY TRONG CC DY DẪN CĨ HÌNH DẠNG ĐẶC BIỆT 1. Từ trường của dịng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài Vectơ cảm ứng từ B tại một điểm được xác định: - Điểm đặt tại điểm đang xét. - Phương tiếp tuyến với đường sức từ tại điểm đang xét B - Chiều được xác định theo quy tắc nắm tay phải I B 2.10 7 - Độ lớn r 2. Từ trường của dịng điện chạy trong dây dẫn uốn thành vịng trịn Vectơ cảm ứng từ tại tâm vịng dây được xác định:
4. - Phương vuơng gĩc với mặt phẳng vịng dây - Chiều là chiều của đường sức từ: Khum bàn tay phải theo vịng dy của khung dây sao cho chiều từ cổ tay đến các ngĩn tay trùng với chiều của dịng điện trong khung , ngĩn tay cái choảy ra chỉ chiều đương sức từ xuyên qua mặt phẳng dịng điện 7 NI - Độ lớn B 2 10 R R: Bán kính của khung dây dẫn I: Cường độ dịng điện N: Số vịng dây B. 3. Từ trường của dịng điện chạy trong ống dây dẫn C. Từ trường trong ống dây là từ trường đều. Vectơ cảm ứng từ B được xác định D. - Phương song song với trục ống dây E. - Chiều là chiều của đường sức từ F. - Độ lớn B 4 .10 7 nI N n G.  : Số vịng dây trên 1m H. N là số vịng dây,  là chiều dài ống dây II. BÀI TẬP ÁP DỤNG : Bài tập trắc nghiệm: Câu 1. Một khung dây phẳng, diện tích 20cm2, gồm 10 vịng được đặt trong từ trường đều. Vectơ cảm ứng từ hợp với mặt phẳng vịng dây một gĩc 30ovà cĩ độ lớn bằng 2.10-4T. Nếu từ trường giảm đều đến khơng trong thời gian 0,01s thì suất điện động xuất hiện trong khung dây trong khoảng thời gian từ trường biến đổi đĩ bằng A. 2.10-4V B. 10-3V C. 2.10-5V D. 10-4V Câu 2. Khi khung dây quay trong từ trường đều thì trong khung dây sẽ A. luơn xuất hiện dịng điện cảm ứng. B. khơng xuất hiện dịng điện cảm ứng. C. xuất hiện dịng điện cảm ứng rồi mất đi. D. cĩ thể xuất hiện hoặc khơng xuất hiện dịng điện cảm ứng. Câu 3. Dịng điện Fu - cơ là A. dịng điện cảm ứng sinh ra trong mạch kín khi từ thơng qua mạch biến thiên. B. dịng điện chạy trong khối vật dẫn. C. dịng điện xuất hiện trong tấm kim loại khi nối tấm kim loại nối với hai cực của nguồn điện. D. dịng diện cảm ứng sinh ra trong khối vật dẫn khi vật dẫn chuyển động trong từ trường. Câu 4. Chọn phát biểu khơng đúng
5. A. Qua mỗi điểm trong khơng gian chỉ vẽ được một đường sức từ. B. Các đường sức từ luơn luơn cắt nhau. C. Các đường sức từ là những đường cong khép kín hoặc vơ hạn ở hai đầu. D. Người ta quy ước vẽ các đường sức từ sao cho chỗ nào từ trường mạnh thì các đường sức từ mau và chỗ nào từ trường yếu thì các đường sức từ thưa. Câu 5. Một khung dây đặt trong từ trường đều cĩ cảm ứng từ B= 0,06 T sao cho mặt phẳng khung dây vuơng gĩc với các đường sức từ. Từ thơng qua khung dây là 1,2.10-5 Wb. Tính bán kính vịng dây. A. 8 m. B. 0. C. 80 m D. 0,008m. Câu 6. Một electron (q =-1,6.10-19) bay vào trong từ trường đều, cảm ứng từ B= 2T. Lúc lọt vào trong từ trường vận tốc của hạt 2.107m/s và hợp thành với đường sức từ gĩc 40o. Lực Lorenxơ tác dụng lên electron là A. 4,12.10-12N B. 2,5.107N C. 0,64.10-12N D. 0 Câu 7. Trong các hình vẽ đường sức từ của các dịng điện thẳng ở hình bên dưới, hình nào đúng? A. B. C. D. Câu 8. Lực từ tác dụng lên đoạn dịng điện đặt giữa 2 cực của nam châm như hình vẽ, cĩ chiều A. hướng xuống dưới mặt phẳng giấy. B. hướng lên trên mặt phẳng giấy. C. hướng ra mặt phẳng giấy. D. hướng vào mặt phẳng giấy. Câu 9. Một đoạn dây dẫn dài l đặt trong từ trường đều cĩ cảm ứng từ B= 0,5 T hợp với đường cảm ứng từ một gĩc 300. Dịng điện qua dây dẫn cĩ cường độ 0,5A. Lực từ tác dụng lên đoạn dây là 4.10 -2 N. Chiều dài của đoạn dây dẫn là A. l=32 cm. B. l= 1,6cm. C. l=16cm. D. l= 32 m. Câu 10. Một dịng điện chạy trong dây dẫn thẳng, dài trong khơng khí. Cảm ứng từ tại điểm cách đây dẫn 20 cm là 5.10-6T. Cảm ứng từ tại điểm cách dây 50 cm là A. 4.10-5T B. 2.10-6T C. 8.10-5T D. 2.10-5T Câu 11. Cảm ứng từ tại tâm của khung dây trịn sẽ giảm khi A. tăng số vịng dây quấn B. tăng cường độ dịng điện qua khung C. tăng bán kính khung dây D. giảm bán kính khung dây trịn Câu 12. Đơn vị của từ thơng là A. Vêbe (Wb) B. Tesla (T) C. Henri (H) D. Vơn (V) Câu 13. Chọn câu sai. Cảm ứng từ B tại một điểm M trong từ trường A. phụ thuộc vào mơi trường xung quanh. B. tỉ lệ với cường độ dịng điện I gây ra từ trường. C. phụ thuộc vào chất liệu làm dây dẫn. D. phụ thuộc vào dạng hình học của dây dẫn. Câu 14. Một vịng dây phẳng cĩ bán kính 1cm đặt trong từ trường đều B = . Từ thơng qua mặt phẳng vịng dây khi vectơ cảm ứng từ hợp với mặt phẳng vịng dây một gĩc 60o bằng A. 1,7.10-5Wb B. 1.105 Wb C. 5,5.10-4Wb D. 10-6Wb Câu 15. Một ống dây dài 40 cm, cĩ 1000 vịng dây đặt trong khơng khí. Cảm ứng từ bên trong ống dây là 80mT. Cường độ dịng điện chạy trong ống dây là A. 25,46A B. 8,27A C. 27,8A D. 46,25A Câu 16. Trong một mạch kín dịng điện cảm ứng xuất hiện khi A. trong mạch cĩ một nguồn điện. B. mạch điện được đặt trong một từ trường đều. C. từ thơng qua mạch điện biến thiên theo thời gian. D. mạch điện được đặt trong một từ trường khơng đều.
6. Câu 17. Độ lớn của suất điện động cảm ứng trong mạch kín tỉ lệ với A. điện trở của mạch. B. diện tích của mạch. C. độ lớn từ thơng qua mạch. D. tốc độ biến thiên từ thơng qua mạch ấy. Câu 18. Khung dây trịn đường kính 60 cm cĩ 5 vịng dây. Cường độ dịng điện qua mỗi vịng dây là 0,3A. Cảm ứng từ tại tâm khung dây là A. 3,14.10-6T B. 9,42. 10-6T C. 10-6T D. 6,28.10-6T Câu 19. Phát biểu nào sau đây khơng đúng. A. Chiều của các đường sức từ tuân theo quy tắc nắm tay phải. B. Tương tác giữa hai dịng điện là tương tác từ. C. Cảm ứng từ là đại lượng đặc trưng cho từ trường về mặt gây ra tác dụng từ. D. Xung quanh mỗi điện tích đứng yên tồn tại điện trường và từ trường. Câu 20. Lực từ tác dụng lên dây dẫn thẳng dài, mang dịng điện, lực từ nhỏ nhất, khi đặt dịng điện sao cho A. hợp với vectơ cảm ứng từ một gĩc 450. B. vuơng gĩc với vectơ cảm ứng từ. C. song song với vectơ cảm ứng từ. D. hợp với vectơ cảm ứng từ một gĩc 300. Bài tập tự luận : 1. Hai dây dẫn thẳng dài D1 và D2 đặt song song trong khơng khí cách nhau một khoảng r = 12 cm cĩ dịng điện cùng chiều I1 = I2 = I = 2A. a) Xác định vị trí điểm A để cảm ứng từ B tại một điểm A bằng 0.(Vẽ hình ,tính khoảng cách) b) Hãy vẽ hình và tính cảm ứng từ tại điểm N cách D1: r1 = 4cm; cách D2: r2 = 16 cm; sao cho điểm N, tâm D1 và tâm D2 thẳng hàng. 2. Hai dây dẫn thẳng dài D1 và D2 đặt song song trong khơng khí cách nhau một khoảng r = 10cm cĩ dịng điện cùng chiều I1 = I2 = I = 4A. a) Hãy vẽ hình và tính cảm ứng từ tại điểm N cách D1: r1 = 5cm; cách D2: r2 = 15 cm; sao cho điểm N, tâm D1 và tâm D2 thẳng hàng. b) Xác định vị trí điểm A để cảm ứng từ B tại một điểm A bằng 0.(Vẽ hình ,tính khoảng cách) 3. Một ống dây dài l = 10 cm gồm N = 2000 vịng dây, đường kính mỗi vịng dây d = 2 cm cĩ dịng điện với cường độ i = 1,5 A đi qua.(π2 = 10) a) Tính độ tự cảm của ống dây. b). Thời gian tắt dịng điện là ∆t = 0,2 giây, tính độ lớn suất điện động tự cảm xuất hiện trong ống dây. c) Tính độ lớn từ thơng qua mỗi vịng dây khi dịng điện i = 1,5A. 4. Một ống dây dài l = 20 cm gồm N = 1000 vịng dây, đường kính mỗi vịng dây d = 4 cm cĩ dịng điện với cường độ i = 2 A đi qua.(π2 = 10) a) Tính độ tự cảm của ống dây. b) Tính độ lớn từ thơng qua mỗi vịng dây. c) Thời gian bật dịng điện là ∆t = 0,1 giây, tính độ lớn suất điện động tự cảm xuất hiện trong ống dây. GV Ngơ Thị Hiền Trân