Bài Tập Xác định Lực Từ

Câu 1: Hình nào biểu diễn đúng hướng lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn thẳng mang dòng điện I có chiều như hình vẽ đặt trong từ trường đều, đường sức từ có hướng như hình vẽ.

Hướng dẫn

Khi dây dẫn mang điện đặt song song với véc tơ cảm ứng từ thì không có lực từ tác dụng lên dây dẫn.

Chọn đáp án A

Câu 2: Hình nào biểu diễn đúng hướng lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn thẳng mang dòng điện I có chiều như hình vẽ đặt trong từ trường đều, đường sức từ có hướng như hình vẽ.

Hướng dẫn

Theo quy tắc bàn tay trái. Đặt bàn tay trái sao cho các đường sức từ đâm xuyên vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón tay trùng với chiều dòng điện, thì ngón cái choãi ra \[{{90}^{o}}\] chỉ chiều của lực từ tác dụng lên dòng điện.

Ở các hình ta đặt tay trái để lòng bàn tay hứng được các đường sức từ và chiều dòng điện hướng từ cổ tay đến ngón tay, sau đó kiểm tra chiều của lực từ có trùng với chiều choãi \[{{90}^{o}}\] của ngón tay cái hay không. Nếu lực từ trùng với chiều chỉ của ngón tay cái thì hình đó biểu diễn đúng, nếu lực từ không trùng với chiều chỉ của ngón tay cái thì hình đó biểu diễn sai.

Chọn đáp án A

Câu 3: Hình nào biểu diễn đúng hướng lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn thẳng mang dòng điện I có chiều như hình vẽ đặt trong từ trường đều, đường sức từ có hướng như hình vẽ.

Hướng dẫn

Theo quy tắc bàn tay trái. Đặt bàn tay trái sao cho các đường sức từ đâm xuyên vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón tay trùng với chiều dòng điện, thì ngón cái choãi ra \[{{90}^{o}}\] chỉ chiều của lực từ tác dụng lên dòng điện.

Ở các hình ta đặt tay trái để lòng bàn tay hứng được các đường sức từ và chiều dòng điện hướng từ cổ tay đến ngón tay, sau đó kiểm tra chiều của lực từ có trùng với chiều choãi \[{{90}^{o}}\] của ngón tay cái hay không. Nếu lực từ trùng với chiều chỉ của ngón tay cái thì hình đó biểu diễn đúng, nếu lực từ không trùng với chiều chỉ của ngón tay cái thì hình đó biểu diễn sai.

Chọn đáp án A

Câu 4: Hai dây dẫn thẳng, dài song song và cách nhau 20 (cm) trong chân không, dòng điện trong hai dây ngược chiều có cường độ \[{{I}_{1}}=2A\] và \[{{I}_{2}}=4A\].Lực từ tác dụng lên mỗi mét chiều dài của mỗi dây là.

A. lực hút có độ lớn \[{{8.10}^{-6}}N\]

B. lực đẩy có độ lớn \[{{4.10}^{-6}}N\]

C. lực đẩy có độ lớn \[{{8.10}^{-6}}N\]

D. lực hút có độ lớn \[{{4.10}^{-6}}N\]

Hướng dẫn

Vì hai dây dẫn ngược chiều nên đẩy nhau với một lực có độ lớn \[F={{2.10}^{-7}}\frac{{{I}_{1}}{{I}_{2}}}{r}={{8.10}^{-6}}N\]

Chọn đáp án C

Câu 5: Hai dây dẫn thẳng dài song song cách nhau 4cm. Dòng điện chạy trong hai dây có cùng cường độ I. Lực từ tác dụng lên một đoạn dây dài 20cm của mỗi dây có độ lớn \[{{10}^{-4}}N\] . Cường độ I bằng.

A. 10A                              B. 25A                             C. 50A                             D. 100A.

Hướng dẫn

Áp dụng công thức lực tương tác giữa hai dòng điện thẳng dài vô hạn

\[F={{2.10}^{-7}}\frac{{{I}_{1}}{{I}_{2}}}{r}l={{2.10}^{-7}}\frac{{{I}^{2}}}{r}l\Rightarrow I=\sqrt{\frac{F.r}{{{2.10}^{-7}}.l}}=10A\]

Chọn đáp án A

Câu 6: Hai dây dẫn thẳng, dài song song đặt trong không khí. Dòng điện chạy trong hai dây có cùng cường độ 1 (A). Lực từ tác dụng lên mỗi mét chiều dài của mỗi dây có độ lớn là \[{{10}^{-6}}N\] . Khoảng cách giữa hai dây đó là.

A. 10 (cm)                       B. 12 (cm)                          C. 15 (cm)                          D. 20 (cm)

Hướng dẫn

Áp  dụng  công  thức  lực  tương  tác  lên  một đơn  vị  dài  giữa  hai  dòng  điện  thẳng  dài  vô  hạn :\[F={{2.10}^{-7}}\frac{{{I}_{1}}{{I}_{2}}}{r}\Rightarrow r={{2.10}^{-7}}\frac{{{I}_{1}}{{I}_{2}}}{F}=0,2m=20cm\]

Chọn đáp án D

Câu 7: Tại 3 đỉnh của tam giác vuông ABC (vuông tại A, AB=6cm, CA=8cm) người ta đặt lần lượt 3 dây dẫn dài, song song trong không khí. Cho dòng điện vào 3 dây dẫn có cùng độ lớn 2A và  \[{{I}_{1}},{{I}_{2}}\] cùng chiều, \[{{I}_{3}}\] ngược chiều với \[{{I}_{1}},{{I}_{2}}\]. Tính lực từ tác dụng lên 1m dây của dòng \[{{I}_{3}}\]

A.\[1,{{7.10}^{-5}}N\]

B.\[5,{{3.10}^{-5}}N\]

C.\[0,{{53.10}^{-5}}N\]

D.\[{{17.10}^{-5}}N\]

Hướng dẫn

Vì 2 dòng điện ngược chiều thì đẩy nhau nên ta biểu diễn được các lực tác dụng lên \[{{I}_{3}}\] như hình vẽ

Lực tác dụng vào \[{{I}_{3}}\]: \[\overrightarrow{{{F}_{3}}}=\overrightarrow{{{F}_{13}}}+\overrightarrow{{{F}_{23}}}\]

\[\Rightarrow {{F}_{3}}=\sqrt{F_{13}^{2}+F_{23}^{2}+2{{F}_{13}}{{F}_{23}}\cos \alpha }\]

Trong đó.

\[{{F}_{13}}={{2.10}^{-7}}\frac{{{I}_{1}}{{I}_{3}}}{AC}={{10}^{-5}}N\]

\[{{F}_{23}}={{2.10}^{-7}}\frac{{{I}_{2}}{{I}_{3}}}{BC}={{8.10}^{-6}}N\]

\[\cos \alpha =\frac{AC}{BC}=0,8\]

\[\Rightarrow {{F}_{3}}=1,{{7.10}^{-5}}N\]

Chọn đáp án A

Câu 8: Ba  dòng điện  thẳng  song  song \[{{I}_{1}}=12A,{{I}_{2}}=6A,{{I}_{3}}=8,4A\] nằm  trong  mặt  phẳng  hình  vẽ, khoảng cách giữa \[{{I}_{1}}\] và \[{{I}_{2}}\] bằng a = 5cm, giữa \[{{I}_{2}}\] và \[{{I}_{3}}\] bằng b = 7cm. Xác định lực từ tác dụng lên mỗi đơn vị dài dòng điện \[{{I}_{3}}\]

A.\[2,{{4.10}^{-5}}N\]

B.\[3,{{8.10}^{-5}}N\]

C.\[4,{{2.10}^{-5}}N\]

D.\[1,{{4.10}^{-5}}N\]

Hướng dẫn

Lực từ tác dụng vào \[{{I}_{3}};\overrightarrow{{{F}_{23}}},\overrightarrow{{{F}_{13}}}\]

\[{{F}_{13}}={{2.10}^{-7}}\frac{{{I}_{1}}{{I}_{3}}}{(a+b)}=1,{{68.10}^{-4}}N\]

\[{{F}_{23}}={{2.10}^{-7}}\frac{{{I}_{2}}{{I}_{3}}}{b}=1,{{44.10}^{-4}}N\]

Áp dụng quy tắc bàn tay trái ta xác định được chiều lực từ như hình vẽ.

Ta có: \[\overrightarrow{{{F}_{3}}}=\overrightarrow{{{F}_{23}}}+\overrightarrow{{{F}_{13}}}\]

Vì \[\overrightarrow{{{F}_{23}}}\uparrow \downarrow \overrightarrow{{{F}_{13}}}\] \[\Rightarrow {{F}_{3}}=\left| {{F}_{13}}-{{F}_{23}} \right|=2,{{4.10}^{-5}}N\]

Chọn đáp án A

Câu 9: Ba dòng điện thẳng song song \[{{I}_{1}}=12A,{{I}_{2}}=6A,{{I}_{3}}=8,4A\] nằm  trong  mặt  phẳng  hình  vẽ, khoảng cách giữa \[{{I}_{1}}\] và \[{{I}_{2}}\] bằng a = 5cm, giữa \[{{I}_{2}}\] và \[{{I}_{3}}\] bằng b = 7cm. Xác định lực từ tác dụng lên mỗi đơn vị dài dòng điện \[{{I}_{2}}\]?

 

A.\[2,{{1.10}^{-5}}N\]

B.\[43,{{2.10}^{-5}}N\]

C.\[{{21.10}^{-5}}N\]

D.\[{{15.10}^{-5}}N\]

Hướng dẫn

Lực từ tác dụng vào  \[{{I}_{2}};\overrightarrow{{{F}_{32}}};\overrightarrow{{{F}_{12}}}\]

\[{{F}_{12}}={{2.10}^{-7}}\frac{{{I}_{1}}{{I}_{2}}}{a}=2,{{88.10}^{-4}}N\]

\[{{F}_{32}}={{2.10}^{-7}}\frac{{{I}_{2}}{{I}_{3}}}{b}=1,{{44.10}^{-4}}N\]

Áp dụng quy tắc bàn tay trái ta xác định được chiều lực từ như hình vẽ.

Ta có: \[\overrightarrow{{{F}_{2}}}=\overrightarrow{{{F}_{12}}}+\overrightarrow{{{F}_{32}}}\]

Vì \[\overrightarrow{{{F}_{12}}}\uparrow \downarrow \overrightarrow{{{F}_{32}}}\]\[\Rightarrow {{F}_{2}}=\left| {{F}_{12}}+{{F}_{32}} \right|=4,{{32.10}^{-4}}N\]

Chọn đáp án B

Câu 10: Trong hình vẽ sau hình nào chỉ đúng hướng của lực Lorenxơ tác dụng lên electron và hạt mang điện dương chuyển động trong từ trường đều. 

Hướng dẫn

Áp dụng quy tắc tay trái để xác định lực Lorenxơ. Để bàn tay trái mở rộng sao cho từ trường hướng vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón giữa là chiều của \[\overrightarrow{v}\] khi \[{{q}_{o}}>0\] và ngược chiều \[\overrightarrow{v}\] khi \[{{q}_{o}}0\] và ngược chiều \[\overrightarrow{v}\] khi \[{{q}_{o}}