Đề thi thử Vật Lý T2 (báo Vật Lý Tuổi Trẻ)

BÀI TẬP TỪ TRƯỜNG
A. LÝ THUYẾT
1. Từ trường
Xung quanh nam châm và xung quanh dòng điện tồn tại từ trường. Từ trường có tính chất cơ bản là tác dụng lực từ lên nam châm hay lên dòng điện đặt trong nó. Vectơ cảm ứng từ là đại lượng đặc trưng cho từ trường về mặt tác dụng lực từ. Đơn vị cảm ứng từ là Tesla (T).
2. Từ trường của dòng điện trong dây dẫn thẳng dài
Vectơ cảm ứng từ tại điểm M cách dây dẫn một đoạn r có phương vuông góc với mặt phẳng chứa dòng điện và điểm đang xét; chiều tuân theo quy tắc nắm tay phải và độ lớn là B = 2.10–7.

3. Từ trường tại tâm của dòng điện trong khung dây tròn
Vectơ cảm ứng từ tại tâm khung dây tròn có phương vuông góc với mặt phẳng vòng dây.
– Chiều: Theo quy tắc nắm tay phải
– Độ lớn: B = 2π.10–7.

R là bán kính của khung dây (m), N là số vòng dây trong khung, I là cường độ dòng điện trong mỗi vòng.
4. Từ trường trong ống dây có dòng điện chạy qua
Vectơ cảm ứng từ tại một điểm trong lòng ống dây song song với trục của ống dây; có chiều tuân theo quy tắn nắm tay phải và có độ lớn là B = 4π.10–7
= 4π.10–7.nI
Trong đó, n là số vòng dây trên một mét của ống, l là chiều dài của ống dây, N là tổng số vòng dây trên ống
5. Nguyên lý chồng chất từ trường
Từ trường tổng hợp

II. Lực từ tác dụng lên dòng điện – lực lorent
1. Lực từ tác dụng lên dây dẫn có dòng điện có phương vuông góc với mặt phẳng chứa dòng điện và vector cảm ứng từ; có chiều được xác định theo quy tắc bàn tay trái và có độ lớn là F = BIℓ sin α với α là góc hợp bởi đoạn dòng điện và vectơ cảm ứng từ.
Quy tắc bàn tay trái: “Đặt bàn tay trái duỗi thẳng để cho các đường cảm ứng từ hướng vào lòng bàn tay chiều từ cổ tay đến ngón tay giữa là chiều dòng điện, thì chiều ngón tay cái choãi ra 90° là chiều của lực từ tác dụng lên đoạn dây.”
2. Lực từ tương tác giữa hai dòng điện thẳng song song là lực hút nếu dòng điện cùng chiều, là lực đẩy nếu hai dòng điện ngược chiều. Lực tác dụng lên mỗi dây có độ lớn là F = 2.10–7.
ℓ. Trong đó, r là khoảng cách giữa hai dòng điện, ℓ là chiều dài đoạn dây có dòng điện.
3. Mômen ngẫu lực từ
Mômen ngẫu lực từ tác dụng lên khung dây có dòng điện: M = IBS sin α
Trong đó S là diện tích phần mặt phẳng giới hạn bởi khung, α là góc hợp bởi vectơ pháp tuyến của khung và vectơ cảm ứng từ
4. Lực Lorenxơ
– Phương: Vuông góc với mặt phẳng chứa vector vân tốc và vector cảm ứng từ
– Chiều: Xác định theo quy tắc bàn tay trái: Đặt bàn tay trái duỗi thẳng sao cho cảm ứng từ đâm xuyên vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón tay là chiều của vận tốc, ngón tay cái choãi ra 90° là chiều của lực lorenxơ tác dụng lên điện tích dương, và chiều ngược lại là chiều lực từ tác dụng lên điện tích âm
– Độ lớn: f = |q|vB sin α
Trong đó q là điện tích của hạt, α là góc hợp bởi vectơ vận tốc của hạt và vectơ cảm ứng từ
B. BÀI TẬP
Bài 1: Một đoạn dây dẫn dài 5 cm đặt trong từ trường đều và vuông góc với vectơ cảm ứng từ. Dòng điện chạy qua dây có cường độ 0,75 A. Lực từ tác dụng lên đoạn dây đó là 3.10–2 N. Tính độ lớn cảm ứng từ của từ trường. ĐS: 0,8 T.
Bài 2: Một đoạn dây dẫn thẳng MN dài 6 cm có dòng điện I = 5 A đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 0,5 T. Lực từ tác dụng lên đoạn dây có độ lớn F = 7,5.10–2 N. Tính góc α hợp bởi dây MN và đường cảm ứng từ. ĐS: 30°.
Bài 3: Hai điểm M và N gần một dòng điện thẳng dài. Khoảng cách từ M đến dòng điện lớn gấp hai lần khoảng cách từ N đến dòng điện. Biết cảm ứng từ tại M có độ lớn là BM = 2.10–5 T. Tính độ lớn của cảm ứng từ tại N. ĐS: BN = 4.10–5 T.
Bài 4: Dòng điện I = 1 A chạy trong dây dẫn thẳng dài. Cảm ứng từ tại điểm M cách