Phân loại và giải bài tập chương Từ trường

PHÂN LOẠI BÀI TẬP VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI CHƯƠNG TỪ TRƯỜNG
Sinh viên: Nguyễn Thị Ngọc Ánh
Lớp: NO3


NỘI DUNG
A. TỪ TRƯỜNG – CẢM ỨNG TỪ
B. LỰC TỪ
A. TỪ TRƯỜNG – CẢM ỨNG TỪ

 Dạng 1: Bài tập về cảm ứng từ
 Dạng 2: Bài tập về từ trường của dòng điện chạy trong các dây dẫn có dạng đặc biệt
 2.1. Từ trường của dòng điện trong dây dẫn thẳng dài
 2.2. Từ trường của dòng điện tròn
 2.3. Từ trường của dòng điện trong ống dây
 Dạng 3: Nguyên lý chồng chất từ trường
A. TỪ TRƯỜNG – CẢM ỨNG TỪ
 Dạng 1: Bài tập về cảm ứng từ
Phương pháp giải:
Vận dụng quy tắc nắm tay phải hoặc quy tắc đinh ốc để xác định chiều của đường sức từ và chiều của cảm ứng từ B.
Bài tập minh họa:
Xác định chiều véc tơ cảm ứng
từ B tại hai điểm M và N

 
Bài tập minh họa:
Daây daãn thaúng daøi voâ haïn ñaët trong khoâng khí, coù doøng ñieän I = 0,5 A. Tính caûm öùng töø taïi M, caùch daây daãn 5 cm.
 
Bài tập minh họa:
Cuộn dây tròn bán kính R = 5cm (gồm N = 100 vòng dây quấn nối tiếp cách điện với nhau) đặt trong không khí có dòng điện I qua mỗi vòng dây, từ trường ở tâm vòng dây là B = 5.10-4T. Tìm I?

 
Bài tập minh họa:
Một ống dây thẳng chiều dài 20cm, đường kính 2cm. Một dây dẫn có vỏ bọc cách điện dài 300cm được quấn đều theo chiều dài ống. Ống dây không có lõi và đặt trong không khí. Cường độ dòng điện đi qua dây dẫn là 0,5A. Tìm cảm ứng từ trong ống dây.

 Dạng 3: Nguyên lý chồng chất từ trường
Phương pháp giải:
- Để xác định cảm ứng từ tại một điểm có nhiều từ trường gây ra ta xác định cảm ứng từ do các dòng điện gây ra tại điểm đó: B1, B2,…Bn
- Áp dụng nguyên lý chồng chất từ trường tại đó:


Các trường hợp đặc biệt khi tính từ trường:

a)
b)
c)
d)
Bài tập minh họa:
Hai dây dẫn thẳng, dài song song cách nhau 32 (cm) trong không khí, dòng điện chạy trên dây 1 là I1 = 5 (A), dòng điện chạy trên dây 2 là I2 = 1 (A) ngược chiều với I1. Điểm M nằm trong mặt phẳng của hai dây và cách đều hai dây. Tính cảm ứng từ tại M.
B. LỰC TỪ
 Dạng 1: Bài tập về lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn thẳng
 Dạng 2: Bài tập về tương tác giữa các dây dẫn dài đặt song song có dòng điện chạy qua
 Dạng 3: Bài tập về khung dây có dòng điện đặt trong từ trường đều
 Dạng 4: Bài tập về Lực Lorenxo
 4.1: Bài tập xác định phương và chiều lực Lorenxo
 4.2: Bài tập về chuyển động của điện tích trong từ trường đều
LỰC TỪ
 
Phương pháp giải:
+ Xác định lực từ tác dụng lên đoạn dây .
+ Xác định các lực khác tác dụng lên đoạn dây.
+ Áp dụng định luật II Newton: F=m.a từ đó suy ra kết quả cần tìm.
Bài tập minh họa:
Treo moät thanh ñoàng coù chieàu daøi l = 5cm vaø coù khoái löôïng 5g vaøo hai sôïi daây thaúng ñöùng cuøng chieàu daøi trong moät töø tröôïng ñeàu coù B = 0,5T vaø coù chieàu thaúng ñöùng töø döôùi leân treân. Cho doøng ñieän moät chieàu coù cöôøng ñoä doøng ñieän I = 2A chaïy qua thanh ñoàng thì thaáy daây treo bò leäch so vôùi phöông thaúng ñöùng moät goùc. Xaùc ñònh goùc leäch cuûa thanh ñoàng so vôùi phöông thaúng ñöùng?

 Dạng 2: Bài tập về tương tác giữa các dây dẫn dài đặt song song có dòng điện chạy qua
- Độ lớn của lực tác dụng lên một đoạn dây dẫn có chiều dài l là:
Trong đó:
+ r: Khoảng cách giữa hai dòng điện
+ I1, I2: Cường độ dòng điện chạy
trong dây dẫn
Lực tương tác sẽ là:
+ Lực hút nếu I1
+ Lực đẩy nếu I1
I2
I2
Phương pháp giải:
- Xác định lực từ tác dụng lên từng đoạn dây.
- Áp dụng nguyên lý chồng chất từ trường:
Bài tập minh họa:
Hai dây dẫn thẳng, dài song song và cách nhau 10 (cm) trong chân không, dòng điện trong hai dây cùng chiều có cường độ I1 = 2 (A) và I2 = 5 (A). Tính lực từ tác dụng lên 20 (cm) chiều dài của mỗi dây.
 Dạng 3: Bài tập về khung dây có dòng điện đặt trong từ trường đều
Momen của ngẫu lực từ tác dụng lên khung dây mang dòng điện:
với
M: momen ngẫu lực từ (N.m)
B: cảm ứng từ (T)
I: cường độ dòng điện qua khung (A)
S: diện tích qua khung dây (m2)
: véc tơ pháp tuyến của khung dây
- Trường hợp đường sức vuông góc với mặt phẳng của khung thì lực từ không làm cho khung quay mà chỉ có tác dụng làm biến dạng khung.
- Trường hợp đường sức nằm trong mặt phẳng của khung thì M = Mmax= I.B.S
Phương pháp giải:
- Phân tích lực từ tác dụng lên từng đoạn dây của khung dây. Từ đó tính lực tổng hợp tác dụng lên khung hoặc momen lực tác dụng lên khung .
+ Nếu dây gồm N vòng thì độ lớn của lực từ sẽ tăng lên N lần
+ Momen lực được xác định bởi:
Bài tập minh họa:
Khung dây dẫn hình vuông cạnh a = 20 (cm) gồm có 10 vòng dây, dòng điện chạy trong mỗi vòng dây có cường độ I = 2 (A). Khung dây đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 0,2 (T), mặt phẳng khung dây chứa các đường cảm ứng từ. Tính mômen lực từ tác dụng lên khung dây.

 
Bài tập minh họa:
Xác định lực Lorenxo trên hình vẽ
 




 
Bài thuyết trình đến đây là kết thúc
XIN CẢM ƠN CÔ VÀ CÁC BẠN