Dạng bài tập về tương tác giữa các dây dẫn thẳng dài đặt song song có dòng điện chạy qua môn Vật Lý 11

- Áp dụng kiến thức, các công thức về lực tương tác từ giữa hai dây dẫn thẳng, song song, có dòng điện chạy qua.

- Áp dụng phép xác định hợp các vectơ lực trong trường hợp có nhiều dòng điện thẳng song song.

Ví dụ 1: Dây dẫn thẳn dài có dòng \({{I}_{1}}=5\)A đi qua đặt trong không khí

a) Tính cảm ứng từ tại điểm cách dây 15 cm.

A. \({{2.10}^{-5}}\) T.    

B. \({{3.10}^{-5}}\) T.    

C. \({{1.10}^{-5}}\) T.    

D. \({{4.10}^{-5}}\) T.

b) Tính lực từ tác dụng lên 1 m dây dòng \({{I}_{2}}=10\) A  đặt song song, cách \({{I}_{1}}\) 15 cm, \({{I}_{2}}\) ngược chiều \({{I}_{1}}\). 

A. \({{2.10}^{-4}}\) T.    

B. \({{3.10}^{-4}}\) T.    

C. \({{1.10}^{-4}}\) T.    

D. \({{4.10}^{-4}}\) T.

Lời giải

a) Cảm ứng từ do dây dẫn thẳng dài có dòng điện gây ra tại điểm cách dây 15 cm là:

\(B={{2.10}^{-7}}.\frac{{{I}_{1}}}{r}={{2.10}^{-7}}.\frac{15}{0,15}={{2.10}^{-5}}\) T

Đáp án A.

b) Lực từ tác dụng lên 1 m dây dòng \({{I}_{2}}\) là:

\(F={{2.10}^{-7}}.\frac{{{I}_{1}}{{I}_{2}}}{r}.l={{2.10}^{-7}}.\frac{15.10}{0,15}.1={{2.10}^{-4}}\) N

Đáp án A.

Ví dụ 2: Ba dây dẫn thẳng dài đặt song song cách đều nhau, khoảng cách giữa hai dây là 4 cm. Biết \({{I}_{1}}=10\) A, \({{I}_{2}}={{I}_{3}}=20\) A. Tìm lực từ tác dụng lên 1 m của dòng \({{I}_{1}}\).

A. \({{2.10}^{-3}}\) N.   

B. \({{10}^{-3}}\) N.

C. \({{3.10}^{-3}}\) N.   

D. \({{4.10}^{-3}}\) N.

Lời giải

+ Vì 2 dòng điện 1 và 2 ngược chiều nhau nên lực tương tác là lực tương tác đẩy nên vectơ \({{\overrightarrow{F}}_{21}}\) hướng ra ngoài.

+ Vì 2 dòng điện 1 và 3 cùng chiều nhau nên lực tương tác là lực tương tác hút nên vectơ \({{\overrightarrow{F}}_{31}}\) hướng vào trong.

Hợp lực tác dụng \({{\overrightarrow{F}}_{1}}={{\overrightarrow{F}}_{21}}+{{\overrightarrow{F}}_{31}}\)

Ta có \({{I}_{2}}={{I}_{3}},\) \({{r}_{13}}={{r}_{23}}\Rightarrow {{F}_{21}}={{F}_{31}}={{2.10}^{-7}}.\frac{{{I}_{1}}{{I}_{2}}}{r}={{10}^{-3}}\) N

Mặt khác \(\left( {{\overrightarrow{F}}_{21}},{{\overrightarrow{F}}_{31}} \right)=180{}^\circ -60{}^\circ =120{}^\circ \Rightarrow {{F}_{1}}={{F}_{21}}={{F}_{31}}={{10}^{-3}}\) N

Đáp án B.

Ví dụ 3: Ba dây dẫn thẳng dài song song có khoảng cách \(a=5\) cm. Dây 1 và 3 được giữ cố định, có dòng \({{I}_{1}}=2{{I}_{3}}=4\) A đi qua như hình. Dây 2 tự do, có dòng \({{I}_{2}}=5\) A đi qua. Tìm chiều di chuyển của dây 2 và lực tác dụng lên 1 m dây 2 khi nó bắt đầu chuyển động nếu \({{I}_{2}}\) có chiều:

a) Đi lên

A. Sang phải, \({{F}_{2}}={{4.10}^{-5}}\) N.       

B. Sang trái, \({{F}_{2}}={{4.10}^{-5}}\) N.       

C. Sang phải, \({{F}_{2}}={{8.10}^{-5}}\) N.       

D. Sang trái, \({{F}_{2}}={{8.10}^{-5}}\) N.

b) Đi xuống

A. Sang phải, \({{F}_{2}}={{4.10}^{-5}}\) N.       

B. Sang trái, \({{F}_{2}}={{4.10}^{-5}}\) N.       

C. Sang phải, \({{F}_{2}}={{8.10}^{-5}}\) N.       

D. Sang trái, \({{F}_{2}}={{8.10}^{-5}}\) N.

Lời giải

- Lực từ tác dụng do 1 m dây thứ hai:

+ Do \({{I}_{1}}\) gây ra: \({{F}_{12}}={{2.10}^{-7}}.\frac{{{I}_{1}}{{I}_{2}}}{a}={{2.10}^{-7}}.\frac{4,5}{0,05}={{8.10}^{-5}}\) N

+ Do \({{I}_{3}}\) gây ra: \({{F}_{32}}={{2.10}^{-7}}.\frac{{{I}_{3}}{{I}_{2}}}{a}={{2.10}^{-7}}.\frac{2,5}{0,05}={{4.10}^{-5}}\) N

Lực từ tổng hợp lên 1 m dây thứ 2: \(\overrightarrow{{{F}_{2}}}=\overrightarrow{{{F}_{12}}}+\overrightarrow{{{F}_{32}}}\)

a) Khi \({{I}_{2}}\) đi lên khi đó \({{\overrightarrow{F}}_{12}}\uparrow \downarrow {{\overrightarrow{F}}_{32}}\)

\(\Rightarrow {{F}_{2}}=\left| {{F}_{12}}-{{F}_{32}} \right|={{4.10}^{-5}}\) N và \({{\overrightarrow{F}}_{2}}\uparrow \uparrow {{\overrightarrow{F}}_{12}}\) nên dây thứ 2 sẽ di chuyển sang phải

Đáp án A.

b) Khi \({{I}_{2}}\) đi xuống khi đó \({{\overrightarrow{F}}_{12}}\uparrow \downarrow {{\overrightarrow{F}}_{32}}\)

\(\Rightarrow {{F}_{2}}=\left| {{F}_{12}}-{{F}_{32}} \right|={{4.10}^{-5}}\) N và \({{\overrightarrow{F}}_{2}}\uparrow \uparrow {{\overrightarrow{F}}_{12}}\) nên dây thứ 2 sẽ di chuyển sang trái

Đáp án B.

---(Để xem tiếp nội dung phần Ví dụ minh họa của tài liệu các em vui lòng xem Online hoặc Đăng nhập vào HOC247 để tải về máy)--- 

Câu 1: Lực tương tác giữa hai dòng điện thẳng song song là

A. F = 2.10^-7I₁I₂l/r.       

B. F = 2.10^-7.rl/(I₁I₂).       

C. F = 2.10^-7.I₁I₂r/l.       

D. F = 2π.10^-7.I₁I₂r/l.

Câu 2: Hai dây dẫn thẳng, song song, dây l được giữ cố định, dây 2 có thể dịch chuyển. Dây 2 sẽ dịch chuyển về phía dây l khi

A. có hai dòng điện ngược chiều chạy qua.

B. chỉ có dòng điện mạnh chạy qua dây l.

C. có hai dòng điện cùng chiều chạy qua.

D. dòng điện chạy qua dây 2 lớn hơn dòng điện chạy qua dây l.

Câu 3: 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 = 5A. Lực từ tác dụng lên 20 cm chiều dài của mỗi dây là

A. lực hút có độ lớn 4.10^-6 N.       

B. lực đẩy có độ lớn 4.10^-6 N.

C. lực hút có độ lớn 2.10^-6 N.       

D. lực đẩy có độ lớn 2.10^-6 N.

Câu 4: 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 có độ lớn là 10^-6 N. Khoảng cách giữa hai dây là

A. 10 cm.       

B. 20 cm.       

C. 15 cm.       

D. 25 cm.

Câu 5: Dây dẫn thẳng dài có dòng điện I₁ = 15 A đặt trong không khí. Lực từ tác dụng lên 1 m dây của dòng điện I₂ = 10 A đặt song song, cách I₁ 15 cm và I₂ ngược chiều I₁ là

A. 0,5.10^-4 N.       

B. 1.10^-4 N.       

C. 1,5.10^-4 N.       

D. 2.10^-4 N.

Câu 6: Ba dòng điện thẳng dài đặt song song với nhau, cách đều nhau đi qua ba đỉnh của một tam giác đều cạnh a = 4 cm theo phương vuông góc với mặt phẳng hình vẽ. Cho các dòng điện chạy qua có cùng một chiều có cùng một chiều với các cường độ dòng điện I₁ = 10 A, I₂ = I₃ = 20 A. Lực tổng hợp F tác dụng lên mỗi mét dây dẫn có dòng điện I₁ là

A. 10^-3 N.       

B. 1,73.10^-3 N.

C. 2.10^-3 N.       

D. 2,5.10^-3 N.

Câu 7: Ba dòng điện thẳng dài đặt song song với nhau đi qua ba đỉnh của một tam giác theo phương vuông góc với mặt phẳng như hình vẽ. Cho các dòng điện chạy qua có chiều như hình vẽ với các cường độ dòng điện I₁ = 10 A, I₂ = 20 A, I₃ = 30 A. Biết I₁ cách I₂ và I₃ lần lượt là 8 cm và 6 cm . Lực tổng hợp tác dụng lên mối mét dây dẫn có dòng điện I₁ là

A. 1,12.10^-3 N.       

B. 1,2.10^-3 N.       

C. 1,5.10^-3 N.       

D. 2.10^-3 N.

Câu 8: Ba dòng điện thẳng dài đặt song song với nhau, cách đều nhau đi qua ba đỉnh của một tam giác đều cạnh a = 4 cm theo phương vuông góc với mặt phẳng hình vẽ. Cho các dòng điện chạy qua có cùng một chiều có cùng một chiều với các cường độ dòng điện I₁= 10 A, I₂ = I₃ = 20 A. Lực tổng hợp F tác dụng lên mỗi mét dây dẫn có dòng điện I₁ là

A. 10^-3 N.       

B. 2.10^-3 N.

C. 2,5.10^-3 N.       

D. 4.10^-3 N.

Câu 9: Hai dây dẫn thẳng dài, song song đặt trong không khí. Cường độ dòng điện qua hai dây bằng nhau và bằng 6 A. Lực từ tác dụng lên mỗi đơn vị chiều dài của mỗi dây bằng 2.10^-4N. Khoảng cách giữa hai dây là

A. 3,6 m.       

B. 36 m.       

C. 36 cm.       

D. 3,6 cm.

Câu 10: Có 3 dòng điện thẳng song song I₁, I₂ và I₃ ở trong cùng một mặt phẳng, cho I₁ = 20 A, I₂ = 15 A, I₃ = 25 A. Khoảng cách giữa I₁, I₂ là a = 5 cm, giữa I₂ và I₃ là b = 3 cm. Lực tác dụng lên 1 m chiều dài của I₃ là

A. 250.10^-5 N.       

B. 125.10^-5 N.

C. 500.10^-5 N.       

D. 150.10^-5 N.

Câu 11: Hai dây dẫn thẳng, dài, song song đặt trong không khí và cách nhau 40 cm. Dòng điện qua dây thứ nhất có cường độ I₁ = 8 A. Trên mỗi mét chiều dài của dây thứ hai chịu tác dụng một lực F = 2.10^-5 N. Cường độ dòng điện qua dây thứ hai là

A. 5 A.       

B. 0,5 A.       

C. 25 A.       

D. √5 A.

Câu 12: Hai dây dẫn thẳng, song song, cách nhau 10 cm có dòng điện 2 A và 5 A chạy qua. Biết hai dây trên có chiều dài bằng nhau và bằng 20 cm. Lực từ tác dụng lên mỗi dây là

A. F = 4.10^-4 N.       

B. F = 4.10^-7 N.       

C. F = 4.10^-5 N.       

D. F = 4.10^-6 N.

Câu 13: Có ba dòng điện thẳng song song I₁, I₂ và I₃ ở trong cùng một mặt phẳng, cho I₁ = 20 A, I₂ = 15 A, I₃ = 25 A. Khoảng cách giữa I₁ và I₂ là a = 5 cm, giữa I₂ và I₃ là b = 3 cm. Lực tác dụng lên 1 m chiều dài của I₂ là

A. 37.10^-4 N.       

B. 3,7.10^-5 N.

C. 25.10^-4 N.       

D. 12.10^-4 N.

Câu 14: Hai dây dẫn thẳng dài, song song đặt cách nhau 5 cm trong không khí. Cho dòng điện chạy qua hai dây dẫn bằng nhau thì lực từ tác dụng lên mỗi đơn vị chiều dài của mỗi dây là 10^-4 N. Cường độ dòng điện qua mỗi dây là

A. √5 A.       

B. 25 A.       

C. 5 A.       

D. 0,5 A.

Câu 15: Khi tăng đồng thời cường độ dòng điện trong cả hai dây dẫn song song lên 3 lần thì lực từ tác dụng lên một đơn vị chiều dài của mỗi dây tăng lên

A. 3 lần.       

B. 12 lần.       

C. 6 lần.       

D. 9 lần.

ĐÁP ÁN PHẦN LUYỆN TẬP

1A	2C	3A	4B	5D
6B	7A	8A	9D	10B
11A	12D	13A	14C	15D

Trên đây là trích dẫn một phần nội dung tài liệu Dạng bài tập về tương tác giữa các dây dẫn thẳng dài đặt song song có dòng điện chạy qua môn Vật Lý 11 năm 2021-2022. Để xem thêm nhiều tài liệu tham khảo hữu ích khác các em chọn chức năng xem online hoặc đăng nhập vào trang hoc247.net để tải tài liệu về máy tính.

Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.