Với tóm tắt lý thuyết Vật Lí lớp 11 Từ trường của dòng điện chạy trong các dây dẫn có hình dạng đặc biệt hay, chi tiết cùng với 37 câu hỏi trắc nghiệm chọn lọc có đáp án giúp học sinh nắm vững kiến thức trọng tâm, ôn luyện để học tốt môn Vật Lí lớp 11.
Vật Lí 11 Bài 21: Từ trường của dòng điện chạy trong các dây dẫn có hình dạng đặc biệt
A. Lý thuyết Từ trường của dòng điện chạy trong các dây dẫn có hình dạng đặc biệt
1. Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài
- Đường sức từ của dòng điện thẳng dài vô hạn là những đường tròn đồng tâm.
- có:
+ Điểm đặt: tại điểm đang xét.
+ Phương: vuông góc với bán kính.
+ Chiều: được xác định theo hai cách.
Quy tắc cái đinh ốc: Quay cái đinh ốc để nó tiến theo chiều dòng điện thì chiều quay của nó tại điểm đó là chiều của .
Quy tắc nắm tay phải: Để bàn tay phải sao cho ngón cái nằm dọc theo dây dẫn và chỉ theo chiều dòng điện, khi đó các ngón kia khum lại cho ta chiều của đường sức từ. Từ đó, xác định được chiều của .
+ Độ lớn:
Trong đó: r là khoảng cách từ điểm đang xét đến tâm.
2. Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn uốn thành vòng tròn
- Đường sức từ đi qua tâm O của vòng tròn là đường thẳng vô hạn ở hai đầu, còn các đường khác là những đường cong có chiều đi vào mặt Nam và đi ra mặt Bắc của dòng điện tròn đó.
- có:
+ Điểm đặt: tại tâm của dòng điện tròn.
+ Phương: vuông góc với mặt phẳng vòng dây.
+ Chiều: được xác định theo ba cách.
Quy tắc cái đinh ốc.
Quy tắc bàn tay phải.
Quy tắc đi vào mặt Nam (S) và đi ra mặt Bắc (N).
+ Độ lớn cảm ứng từ tại tâm O của vòng dây bán kính R:
Nếu khung dây tròn tạo bởi N vòng dây sít nhau thì:
3. Từ trường của dòng điện chạy trong ống dây dẫn hình trụ
- Trong ống dây, các đường sức từ là những đường thẳng song song cùng chiều và cách đều nhau.
trong lòng ống dây có:
+ Phương: Song song với trục ống dây.
+ Chiều: Xác định theo quy tắc nắm tay phải.
+ Độ lớn cảm ứng từ trong lòng ống dây:
Trong đó:
+ N là tổng số vòng dây.
+ l chiều dài ống dây.
+ n là số vòng dây quấn trên một đơn vị độ dài của lõi.
4. Từ trường của nhiều dòng điện
Nguyên lí chồng chất: Vectơ cảm ứng từ tại một điểm do nhiều dòng điện gây ra bằng tổng các vectơ cảm ứng từ do từng dòng điện gây ra tại điểm ấy.
B. Trắc nghiệm Từ trường của dòng điện chạy trong các dây dẫn có hình dạng đặc biệt
A. 0,1mT
B. 0,2mT
C. 0,3mT
D. 0,4mT
Đáp án: B
Cảm ứng từ tại M do dây dẫn d1 gây ra là:
Cảm ứng từ tại M do dây dẫn d2 gây ra là:
Do hai véctơ cùng chiều nên cảm ứng từ tổng hợp tại M có độ lớn bằng:
Bài 2. Trong chân không, cho hai dây dẫn d1, d2 song song và cách nhau 4cm. dòng điện trong hai dây cùng chiều và có cường độ tương ứng là I1 = I2 = 10A. Gọi M là một điểm nằm ngoài mặt phẳng chứa hai dây và cách đều các dây d1, d2 những khoảng cách bằng 4cm. Cảm ứng từ tại M có độ lớn bằng
A. 50μT
B. 37μT
C. 87μT
D. 13μT
Đáp án: C
Cảm ứng từ tại M do dây dẫn d1 gây ra là:
Cảm ứng từ tại M do dây dẫn d2 gây ra là:
Dựa vào hình vẽ ta có:
Bài 3. Chân không, cho hai dòng điện d1, d2 song song, cùng chiều và cách nhau 4cm. Gọi M là một điểm nằm ngoài mặt phẳng chứa hai dây và cách đều các dòng điện d1, d2 những khoảng bằng 4cm. Biết cảm ứng từ tại M có phương song song với mặt phẳng chứa hai dòng điện và có độ lớn bằng 12√3 μT. Cường độ dòng điện chạy trong mỗi dây dẫn là
A. 2,4A
B. 4,8A
C. 5,6A
D. 2,8A
Đáp án: B
Phân tích BM→ theo hai phương vuông góc với phương chứa r1 và r2 (hình vẽ).
Tính được B1M = B2M = 24 μT.
Bài 4. Trong chân không, cho hai dây dẫn d1, d2 song song và cách nhau 5cm. Dòng điện trong hai dây cùng chiều và có cường độ tương ứng là I1 = 30A, I2 = 20A. Gọi M là một điểm gần hai dây dẫn mà cảm ứng từ tại M bằng 0. Điểm M cách dây d1
A. 3cm
B. 2cm
C. 8cm
D. 7cm
Đáp án: A
Cảm ứng từ tại M bằng 0 nên: B1M→= - B2M→
Do hai dòng điện cùng chiều nên M nằm trong mặt phẳng chứa hai dây và giữa hai dây: r1 + r2 = 5cm.
Ta có:
Vậy M cách d1 3cm và cách d2 2cm
Bài 5. Trong chân không, cho hai đường thẳng x, y song song và cách nhau 9cm. Đặt dòng điện thẳng cường độ I1 = 15A trùng với đường thẳng x. Muốn cảm ứng từ tại những điểm nằm trên đường thẳng y bằng 0 thì phải đặt thêm dòng điện thẳng cường độ I2 = 20A, nằm trong mặt phẳng (x, y), ngược chiều với dòng điện I1 và cách đường thẳng x một khoảng là
A. 6cm
B. 3cm
C. 8cm
D. 4cm
Đáp án: B
Cảm ứng từ tại M bằng 0 nên: B1M→= - B2M→ nên M nằm ngoài khoảng I1, I2
và
Suy ra M gần d1 hơn, do đó M nằm bên trái dòng I1.
Ta có: r1 = MI1 = 9cm
Suy ra: I2 cách đường thẳng x đoạn 12 – 9 = 3cm.
Bài 6. Một khung dây dẫn hình tròn, bán kính R (m) đặt trong chân không. Dòng điện chạy trong khung có cường độ I (A). Cảm ứng từ tại tâm O của khung dây được tính bằng công thức:
Đáp án: B
Véc tơ cảm ứng từ B→ do dòng điện chạy trong một khung dây tròn gây ra tại tâm của vòng dây có:
Điểm đặt: tại tâm vòng dây;
Phương: vuông góc với mặt phẳng chứa vòng dây;
Chiều: vào Nam ra Bắc: mặt Nam của dòng điện tròn là mặt khi nhìn vào ta thấy dòng điện chạy theo chiều kim đồng hồ, còn mặt Bắc thì ngược lại;
Độ lớn:
Bài 7. Một khung dây dẫn tròn mỏng phẳng gồm 500 vòng dây, bán kính của mỗi vòng dây là 10cm, đặt trong chân không. Dòng điện chạy trong các vòng dây có cường độ I = 10A. Cảm ứng từ tại tâm O của khung dây có độ lớn gần đúng là
A. 0,031T
B. 0,042T
C. 0,051T
D. 0,022T
Đáp án: A
Cảm ứng từ tại tâm O của khung dây có độ lớn gần đúng là:
Bài 8. Một ống dây hình trụ, tiết diện đều, không có lõi thép. Số vòng dây trên mỗi mét chiều dài ống là 5000 vòng. Nếu cường độ dòng điện chạy trên mỗi vòng của ống dây là 12A thì cảm ứng từ trong lòng của ống dây có độ lớn bằng
A. 75,4μT
B. 754 mT
C. 75,4 mT
D. 0,754T
Đáp án: C
Cảm ứng từ trong lòng của ống dây có độ lớn bằng:
B = 4π.10-7.nI = 4π.10-7.5000.12 = 754.10-4T
Bài 9. Một sợi dây dẫn dài 30cm được quấn thành một ống dây sao cho các vòng dây nằm sát nhau, đường kính tiết diện ống dây d = 5cm. Khi cho dòng điện có cường độ 10A chạy qua ống dây thì cảm ứng từ trong lòng ống dây đo được bằng π.10-3T. Chiều dài của sợi dây là
A. 11,78m
B. 23,56m
C. 17,18m
D. 25,36m
Đáp án: A
Số vòng dây trên một đơn vị chiều dài là:
Số vòng dây là: N = n.? = 250.0,3 = 75 vòng
Chiều dài của sợi dây bằng L = N.π.d = 75.π.0,05 = 11,78m.
Bài 10. Trong chân không, cho hai dây dẫn d1, d2 song song và cách nhau 4cm. Dòng điện trong hai dây ngược chiều và có cường độ tương ứng là I1 = 10A và I2 = 15A. Gọi M là một điểm nằm trong mặt phẳng chứa hai dây và cách đều hai dây. Cảm ứng từ tại M có độ lớn bằng
A. 150.10-6T
B. 100.10-6T
C. 250.10-6T
D. 50.10-6T
Đáp án: D
Cảm ứng từ tại M do dây dẫn d1 gây ra là:
Cảm ứng từ tại M do dây dẫn d2 gây ra là:
Do hai véctơ ngược chiều nên cảm ứng từ tổng hợp tại M có độ lớn bằng:
Bài 11. Cảm ứng từ tại một điểm trong từ trường của dòng điện trong một dây dẫn không phụ thuộc vào
A. cường độ dòng điện
B. hình dạng của dây dẫn
C. môi trường xung quanh dây dẫn
D. tiết diện của dây dẫn
Đáp án: D
Cảm ứng từ B→ tại một điểm M
* Tỉ lệ với cường độ dòng điện I gây ra từ trường;
* Phụ thuộc dạng hình học của dây dẫn;
* Phụ thuộc vào vị trí của điểm M;
* Phụ thuộc vào môi trường xung quanh.
Bài 12. Cảm ứng từ tại một điểm trong từ trường của dòng điện thẳng, rất dài không thay đổi khi điểm đó dịch chuyển
A. song song với dòng điện
B. vuông góc với dòng điện
C. trên một đường sức từ
D. trên một mặt trụ
Đáp án: A
Cảm ứng từ của dòng điện thẳng dài tại một điểm M cách sợi dây đoạn R:
Do vậy để cảm ứng từ không đổi khi điểm M dịch chuyển thì điểm M phải dịch chuyển theo đường song song với dòng điện.
Bài 13. Trong hình vẽ, mũi tên nào đúng hướng của từ trường tạo ra bởi dòng điện trong ống dây thẳng, dài?
A. 1
B. 2
C. 4
D. 3
Đáp án: C
Véc tơ cảm ứng từ B→ do dòng điện chạy trong ống dây dài ở trong lòng ống dây (nơi có từ trường đều) có:
Điểm đặt: tại điểm ta xét;
Phương: song song với trục của ống dây;
Chiều: xác định theo qui tắc nắm tay phải hoặc vào Nam ra Bắc.
Bài 14. Một dòng điện không đổi chạy trong dây dẫn thẳng, dài đặt trong chân không có cường độ I = 10 A. Cảm ứng từ tại một điểm nằm cách dòng điện 2cm có độ lớn là
A. 10-6T
B. 10-4T
C. 10-5T
D. 10-7T
Đáp án: B
Cảm ứng từ tại một điểm nằm cách dòng điện 2cm có độ lớn là:
Bài 15. Một dòng điện không đổi chạy trong dây dẫn thẳng, dài đặt trong chân không. Biết cảm ứng từ tại vị trí cách dòng điện 3cm có độ lớn là 2.10-5T. Cường độ dòng điện chạy trong dây dẫn là
A. 3 A
B. 1,5A
C. 2A
D. 4,5A
Đáp án: A
Bài 16. Một dòng điện không đổi chạy trong dây dẫn thẳng dài, dài đặt trong chân không có cường độ I = 5A. Gọi M là một điểm gần dòng điện, cảm ứng từ tại M có độ lớn là 2.10-5T. Khoảng cách từ M đến dòng điện là
A. 5m
B. 5cm
C. 0,05cm
D. 0,05mm
Bài 17. Một dòng điện không đổi chạy trong dây dẫn thẳng, dài đặt trong chân không. Trên đường thẳng ∆ vuông góc với dây dẫn có hai điểm M và N nằm ở một phía so với sợi dây. Biết cảm ứng từ tại M và N có độ lớn lần lượt là BM = 3.10-5T và BN = 2.10-5T. Cảm ứng từ tại trung điểm của đoạn MN có độ lớn là
A. 2,2.10-5T
B. 2,5.10-5T
C. 2,6.10-5T
D. 2,4.10-5T
Đáp án: D
Gọi I là giao của ∆ với dây dẫn, P là trung điểm của MN ta có:
Vì M và N nằm cùng một phía so với sợi dây nên
Do I không thay đổi nên B tỉ lệ nghịch với r. Suy ra:
Thay số tính được Bp = 2,4.10-5T
Bài 18. Một dòng điện không đổi chạy trong dây dẫn thẳng, dài đặt trong chân không. Gọi M và N là hai điểm trên đường thẳng ∆ nằm vuông góc với dây dẫn, ở cùng một phía so với dây dẫn và điểm M gần dây dẫn hơn. Biết độ lớn của cảm ứng tại M lớn gấp 1,2 lần độ lớn cảm ứng từ tại N và khoảng cách MN bằng 2cm. Khoảng cách từ M đến dây dẫn bằng
A. 10cm
B. 12cm
C. 6cm
D. 8cm
Đáp án: A
Do I không đổi nên:
Ta có: rN - rM = MN = 2cm (2)
Giải (1), (2) ta tìm được rM = 10cm
Bài 19. Khảo sát từ trường của một dòng điện thẳng, dài có cường độ không đổi. Gọi M là một điểm gần dòng điện và cách dòng điện một khoảng r. Những điểm mà cảm ứng từ tại đó cùng hướng, cùng độ lớn với cảm ứng từ tại điểm M nằm trên
A. đường tròn qua M, thuộc mặt phẳng vuông góc với dòng điện, tâm nằm trên dây dẫn
B. đường thẳng qua M và song song với dòng điện
C. mặt trụ qua M, với trục hình trụ trùng với dây dẫn
D. hai đường thẳng nằm đối xứng nhau qua dây dẫn, một trong hai đường thẳng đó đi qua M và song song với dây dẫn
Đáp án: B
Cảm ứng từ của dòng điện thẳng dài tại một điểm M cách sợi dây đoạn R:
Do vậy để cảm ứng từ không đổi khi điểm M dịch chuyển thì R không đổi, do đó điểm M phải dịch chuyển theo đường thẳng qua M và song song với dòng điện.
Bài 20. Gọi d1, d2 là hai đường thẳng song song cách nhau 4cm trong chân không. M là một điểm trong mặt phẳng chứa d1, d2. Biết khoảng cách từ M đến d1 lớn hơn khoảng cách từ M đến d2 là 4cm. Đặt một dòng điện không đổi trùng với đường thẳng d1 thì cảm ứng từ tại M có độ lớn là B1 = 0,12T. Đưa dòng điện tới vị trí trùng với đường thẳng d2 thì cảm ứng từ tại M có độ lớn là B2 = 0,10T. Cảm ứng từ tại một điểm trên đường d1 có độ lớn là
A. 0,22T
B. 0,11T
C. 0,5T
D. 0,25T
Đáp án: C
Do I không đổi nên:
Gọi khoảng cách của 2 đường d1, d2 là a, ta có:
Giải (1), (2) tìm được: r1 = 24cm và r2 = 20cm.
Khi đưa dòng điện tới vị trí trùng với đường thẳng d2 thì cảm ứng từ tại một điểm trên đường d1 có độ lớn là B, ta có:
Bài 21: Phát biểu nào sau đây không đúng?
A. lực tương tác giữa hai dòng điện thẳng song song có phương trình nằm trong mặt phẳng hai dòng điện và vuông góc với hai dòng điện
B. hai dòng điện thẳng song song cùng chiều hút nhau, ngược chiều đẩy nhau
D. lực tương tác giữa hai dòng điện thẳng song song có độ lớn tỉ lệ thuận với cường độ dòng của hai dòng điện
Bài 22: Nếu cường độ dòng điện trong dây dẫn tròn tăng 2 lần và đường kính dòng điện tăng 2 lần thì cảm ứng từ tại tâm vòng dây
B. tăng 2 lần
C. tăng 4 lần
D. giảm 2 lần
Bài 23: Độ lớn cảm ứng từ tại tâm vòng dây dẫn trong mang dòng điện không phụ thuộc vào
B. bán kính vòng dây
C. cường độ dòng điện chạy trong dây
D. môi trường xung quanh
Bài 24: Độ lớn cảm ứng từ tại tâm một dây dẫn tròn (có dòng điện I) tỉ lệ thuận với
B. chiều dài đường tròn
C. diện tích hình tròn
D. bán kính hình tròn
Bài 25: Cảm ứng từ của một dòng điện chạy qua dây dẫn thẳng dài tại một thời điểm M có độ lớn tăng lên khi M dịch chuyển theo
A. hướng vuông góc với dây và ra xa dây
C. đường thẳng song song với dây
D. đường cảm ứng
Bài 26: Trong chân không, cho hai dây dẫn d1, d2 song song và cách nhau 4cm. dòng điện trong hai dây cùng chiều và có cường độ tương ứng là I1 = I2 = 10A. Gọi M là một điểm nằm ngoài mặt phẳng chứa hai dây và cách đều các dây d1, d2 những khoảng cách bằng 4cm. Cảm ứng từ tại M có độ lớn bằng
A. 50μT
B. 37μT
D. 13μT
Bài 27: Chân không, cho hai dòng điện d1, d2 song song, cùng chiều và cách nhau 4cm. Gọi M là một điểm nằm ngoài mặt phẳng chứa hai dây và cách đều các dòng điện d1, d2 những khoảng bằng 4cm. Biết cảm ứng từ tại M có phương song song với mặt phẳng chứa hai dòng điện và có độ lớn bằng 123–√ μT. Cường độ dòng điện chạy trong mỗi dây dẫn là
A. 2,4A
C. 5,6A
D. 2,8A
Bài 28: Trong chân không, cho hai dây dẫn d1, d2 song song và cách nhau 5cm. Dòng điện trong hai dây cùng chiều và có cường độ tương ứng là I1 = 30A, I2 = 20A. Gọi M là một điểm gần hai dây dẫn mà cảm ứng từ tại M bằng 0. Điểm M cách dây d1
B. 2cm
C. 8cm
D. 7cm
Bài 29: Trong chân không, cho hai đường thẳng x, y song song và cách nhau 9cm. Đặt dòng điện thẳng cường độ I1 = 15A trùng với đường thẳng x. Muốn cảm ứng từ tại những điểm nằm trên đường thẳng y bằng 0 thì phải đặt thêm dòng điện thẳng cường độ I2 = 20A, nằm trong mặt phẳng (x, y), ngược chiều với dòng điện I1 và cách đường thẳng x một khoảng là
A. 6cm
C. 8cm
D. 4cm
Bài 30: Cảm ứng từ sinh ra bởi dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài không có đặc điểm nào?
A. nằm trong mặt phẳng vuông góc với dây dẫn
B. tỉ lệ thuận với cường độ dòng điện
C. tỉ lệ nghịch với khoảng cách từ điểm đang sét đến dây dẫn
Bài 31: Một ống dây hình trụ, tiết diện đều, không có lõi thép. Số vòng dây trên mỗi mét chiều dài ống là 5000 vòng. Nếu cường độ dòng điện chạy trên mỗi vòng của ống dây là 12A thì cảm ứng từ trong lòng của ống dây có độ lớn bằng
A. 75,4μT
B. 754 mT
D. 0,754T
Bài 32: Một khung dây dẫn tròn mỏng phẳng gồm 500 vòng dây, bán kính của mỗi vòng dây là 10cm, đặt trong chân không. Dòng điện chạy trong các vòng dây có cường độ I = 10A. Cảm ứng từ tại tâm O của khung dây có độ lớn gần đúng là
B. 0,042T
C. 0,051T
D. 0,022T
Bài 33: Cho dây dẫn thẳng dài mang dòng điện. Khi điểm đang sét gần dây hơn 2 lần và cường độ dòng điện tăng 2 lần thì độ lớn cảm ứng từ
B. không đổi
C. tăng 2 lần
D. giảm 4 lần
Bài 34: Cho dòng điện chạy qua vòng dây dẫn theo chiều mũi tên thì vecto cảm ứng từ tại tâm O của vòng tròn có hướng như thế nào?
A. thẳng đứng hướng lên trên
C. vuông góc với mặt phẳng hình tròn hướng ra sau
D. thẳng đứng hướng xuống dưới
Bài 35: Phát biểu nào sau đây là đúng?
A. Đường sức từ của từ trường gây ra bởi dòng điện thẳng dài là những đường thẳng song song với dòng điện
B. Đường sức từ của từ trương gây ra bởi dòng điện tròn là những đường tròn
C. Đường sức từ của từ trường gây ra bởi dòng điện tròn là những đường thẳng song song cách đều nhau
Bài 36: Hai dây dẫn thẳng dài đặt vuông góc với nhau, rất gần nhau nhưng không chạm vào nhau và có chiều như hình vẽ. Dòng điện chạy trong hai dây dẫn có cùng cường độ. Những vùng nào có từ trường mạnh nhất?
A. vùng 1 và 2
B. vùng 3 và 4
D. vùng 2 và 4
Bài 37: Trong chân không, cho hai dây dẫn d1, d2 song song và cách nhau 2cm. Dòng điện trong hai dây cùng chiều và có cường độ tương ứng là I1 = 10A và I2 = 15A. Gọi M là một điểm nằm trong mặt phẳng chứa hai dây và cách dây dẫn d1 4cm; cách dây dẫn d2 2cm. cảm ứng từ tại M có độ lớn bằng
A. 0,1mT
C. 0,3mT
D. 0,4mT
CÔNG TY TNHH ĐẦU TƯ VÀ DỊCH VỤ GIÁO DỤC VIETJACK
- Người đại diện: Nguyễn Thanh Tuyền
- Số giấy chứng nhận đăng ký kinh doanh: 0108307822, ngày cấp: 04/06/2018, nơi cấp: Sở Kế hoạch và Đầu tư thành phố Hà Nội.
© 2021 Vietjack. All Rights Reserved.
