Giải Bài Tập Vật Lí 11 – Bài 31: Tương tác giữa hai dòng điện thẳng song song. Định nghĩa đơn vị ampe (Nâng Cao)

Xem toàn bộ tài liệu Lớp 11: tại đây

Xem thêm các sách tham khảo liên quan:

Giải Bài Tập Vật Lí 11 – Bài 31 : Tương tác giữa hai dòng điện thẳng song song. Định nghĩa đơn vị chức năng ampe ( Nâng Cao ) giúp HS giải bài tập, nâng cao năng lực tư duy trừu tượng, khái quát, cũng như định lượng trong việc hình thành những khái niệm và định luật vật lí :

Câu c1 (trang 155 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Hãy áp dụng quy tắc nắm tay phải và quy tắc bàn tay trái. Hãy chỉ ra rằng hai dòng điện song song ngược chiều thì đẩy nhau.

Lời giải:

Giả sử hai dòng điện I1, I2 có chiều ngược nhau như hình vẽ .

Gọi B1 → là cảm ứng từ do dòng điện I1 gây ra tại vị trí của dòng điện I2 ; B2 → là cảm ứng từ do dòng điện I2 gây ra tại vị trí của dòng điện I1 .
Áp dụng quy tắc nắm tay phải ta suy ra được chiều của B1 → ; B2 → như hình vẽ
Gọi F12 → là do lực từ do từ trường của dòng I1 công dụng lên dòng I2 ; F21 → là lực từ do từ trường của dòng I2 công dụng lên dòng I1
Áp dụng quy tắc bàn tay trái ta suy ra được chiều của F12 → ; F21 → như hình vẽ ⇒ hai dòng điện song song ngược chiều thì đẩy nhau .

Câu 1 (trang 156 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Hãy nêu những điều mà em biết về lực tương tác từ giữa hai dòng điện thẳng song song cùng chiều, ngược chiều (chẳng hạn phương, chiều… của lực)

Lời giải:

Lực tương tác từ F→ giữa hai dòng điện thẳng song song:

Có phương nằm trong mặt phẳng chứa hai dòng điện và vuông góc với hai dòng điện
Có khunh hướng vào ( là lực hút ) nếu hai dòng điện I1 và I2 cùng chiều
Có khunh hướng ra ( là lực đẩy ) nếu hai dòng điện I1 và I2 ngược chiều
Bằng nhau về độ lớn và có độ lớn tính trên một đơn vị chức năng chiều dài của dòng điện :

Với a khoảng cách giữa hai dây

Câu 2 (trang 156 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Hãy giải thích về lực hút giữa hai dòng điện song song cùng chiều, hay lực đẩy giữa hai dòng điện song song ngược chiều

Lời giải:

Trương tự câu C1 .

Câu 3 (trang 156 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Cho hai dòng điện thẳng song song, viết công thức lực từ tác dụng trên mỗi đơn vị dàu của mỗi dòng điện

Lời giải:

Lực từ tính năng trên mỗi đơn vị chức năng chiều dài của mỗi dòng điện

Câu 4 (trang 156 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Phát biểu định nghĩa đơn vị ampe

Lời giải:

Ampe là cường độ của dòng điện không đổi khi chạy trong hai dây dẫn thẳng, tiết diện nhỉ, rất dài, song song nhau và cách nhau 1 m trong chân không thì trên mỗi mét dài của mỗi dây có một lực từ bằng 2.10 – 7 N tính năng

Bài 1 (trang 156 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Chọn phương án đúng

Khi tăng đồng thời cường độ dòng điện trong cả hai dây dẫn song song lên 3 lần thì lực công dụng lên một đơn vị chức năng chiều dài của mỗi dây tăng lên :
A. 3 lần B. 6 lần C. 9 lần D. 12 lần

Lời giải:

Lực tính năng lên một đơn vị chức năng chiều dài của mỗi dây lúc đầu là :

Đáp án : C

Bài 2 (trang 157 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Hai dây dẫn thẳng, dài, đặt song song nhau và cách nhau d = 10 cm đặt trong không khí. dòng điện trong hai dây đó có cường độ là I1=2A,I2=5A. Tính lực từ tác dụng lên một đoạn có chiều dài 0,20 m của mỗi dây dẫn.

Lời giải:

Lực từ công dụng lên một đoạn dây có chiều dài l = 0,20 m của mỗi dây là :

Đáp số : F = 4.10 – 6 N

Bài 3 (trang 157 sgk Vật Lý 11 nâng cao):Hai dây dẫn thẳng, dài song song đặt trong không khí. cường độ dòng điện trong hai dây dẫn đó bằng nhau và bằng I=1 A. Lực từ tác dụng trên mỗi đơn vị chiều dài của mỗi dây bằng 2.10-5 N. Hỏi hai dây đó cách nhau bao nhiêu?

Lời giải:

Lực công dụng lên một đơn vị chức năng chiều dài của mỗi dây lúc đầu là :

Khoảng cách giữa hai dây là :

Đáp số : a = 1 cm

Bài 4 (trang 157 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Hai vòng tròn dây dẫn đặt cách nhau một khoảng rất nhỏ. Vòng dây dẫn dưới giữ cố định, vòng trên nối với đầu một đòn cân (hình 31.2). Khi cho vào hai dòng điện cường độ bằng nhau vào hai vòng dây thì chúng hút nhau. Đặt thêm một quả cân khối lượng 0,1 g vào đĩa cân bên kia thì cân trả lại thăng bằng và lúc đó hai vòng cách nhau 2 mm. Xác định cường độ dòng điện trong mỗi vòng dây? Cho biết bán kính mỗi vòng dây bằng 5 cm. Lấy g = 10m/s2

Lời giải:

m = 0,1 g = 10-4 kg ; a = 2 mm = 2.10 – 3 m
R = 5 cm = 5.10 – 2 m ; g = 10 m / s2 ; I1 = I2 = I = ?
Chu vi của mỗi vòng dây là : lC = 2 πR
Ta hoàn toàn có thể vận dụng công thức 31.1 SGK để tính lực từ công dụng lên mỗi vòng dây, vì hai vòng dây ở cách nhau một khoảng chừng rất nhỏ .
Lực công dụng lên mỗi vòng dây là :

Điều kiện để cân cân đối là : F = P = m. g = 0,1. 10-3. 10 = 10-3 N

Cường độ dòng điện trong mỗi vòng dây là:

Đáp số : I = 5,64 A

Source: https://dvn.com.vn
Category: Hỏi Đáp