Dạng toán về Lực tương tác giữa hai dây dẫn song song mang dòng điện

LỰC TƯƠNG TÁC GIỮA HAI DÂY DẪN SONG SONG MANG DÒNG ĐIỆN.

1. Kiến thức

- Khi cho dòng điện chạy qua hai dây dẫn thẳng song song thì hai dòng điện tương tác với nhau.

+) Nếu 2 dòng điện chạy cùng chiều 2 dây hút nhau.

+) Nếu 2 dòng điện chạy ngược chiều 2 dây đẩy nhau.

\(F = {2.10^{ - 7}}.\frac{{{I_1}.{I_2}}}{d}\ell \)

Trong đó: \({I_1},{I_2}\) (A) là cường độ dòng điện

l (m) là chiều dài 2 dây.

D (m) khoảng cách 2 dây.

Tính trên 1m chiều dài dây dẫn l=1 .

- Biểu diễn dây dẫn vuông góc với mặt phẳng hình vẽ, ta được:

                                  Hai dòng điện cùng chiều                   Hai dòng điện ngược chiều

- Khi có nhiều dòng điện tác dụng lên nhau thì ta áp dụng nguyên lý chồng chất:

\(F = {F_1} + {F_2} + {F_3} + .....\)

2. Bài tập minh họa

Bài 1: Hai dây dẫn thẳng dài, đặt song song với nhau và cách nhau 10 cm đặt trong không khí. Dòng điện chạy trong dây dẫn có cường độ là  \({I_1} = 1A,{I_2} = 5A\).

a) Tính lực từ tác dụng lên một đơn vị chiều dài của dây.

b) Tính lực từ tác dụng lên một đoạn có chiều dài 2 m của mỗi dây

Lời giải:

a) Lực tác dụng lên một đơn vị chiều dài của dây:

\({F_0} = {2.10^{ - 7}}.\frac{{{I_1}.{I_2}}}{r} = {2.10^{ - 7}}.\frac{{1.5}}{{0,1}} = {10^{ - 5}}N\)

b) Lực từ tác dụng lên một đoạn có chiều dài 2m của mỗi dây:

\(F = {2.10^{ - 7}}.\frac{{{I_1}.{I_2}}}{r}.\ell = {2.10^{ - 7}}.\frac{{2.5}}{{0,1}}.2 = {2.10^{ - 5}}N\) .

Bài 2: Dây dẫn thẳng dài có dòng  \({I_1} = 15A\) đi qua, đặt trong chân không.

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

b) Tính lực từ tác dụng lên 1 m dây của dòng \({I_2} = 10A\) đặt song song cách I₁ đoạn 15 cm. Cho biết lực đó là lực hút hay lực đẩy. Biết rằng I₁ và I₂ ngược chiều nhau.

Lời giải:

a) Cảm ứng từ do dòng điện I₁ gây ra tại điểm M cách dây đoạn 15 cm là:

\(B = {2.10^{ - 7}}\frac{{{I_1}}}{r} = {2.10^{ - 7}}\frac{{15}}{{0,15}} = {2.10^{ - 5}}T\)

b) Lực từ do dòng I₁ tác dụng lên 1m dây dòng I₂ :

\(F = {2.10^{ - 7}}\frac{{{I_1}.{I_2}}}{r} = {2.10^{ - 7}}\frac{{15.10}}{{0,15}} = {2.10^{ - 4}}N\) .

Vì hai dòng điện ngược chiều nên lực là lực đẩy.

Bài 3: Ba dây dẫn thẳng dài mang dòng điện \({I_1},{I_2},{I_3}\) theo thứ tự đó, đặt song song cách đều nhau, khoảng cách giữa 2 dây là a = 4 cm. Biết rằng chiều của I1 và I3 hướng vào, I2 hướng ra mặt phẳng hình vẽ, cường độ dòng điện \({I_1} = 10A,{I_2} = {I_3} = 20A\). Xác định \(\overrightarrow F \) tác dụng lên 1 mét của dòng I1 .

Lời giải:

Dòng I1 sẽ chịu tác dụng của hai dòng điện I2 và I3 .

Gọi \(\overrightarrow {{F_{21}}} ,\overrightarrow {{F_{31}}} \) lần lượt là lực do dòng điện   I2 và I3 tác dụng lên 1 m dây của dòng điện  I1

Ta có:  

\(\left\{ \begin{array}{l}
{F_{21}} = {2.10^{ - 7}}.\frac{{{I_1}.{I_2}}}{{{r_{21}}}} = {2.10^{ - 7}}.\frac{{10.20}}{{0,04}} = {10^{ - 3}}N\\
{F_{31}} = {2.10^{ - 7}}.\frac{{{I_1}.{I_3}}}{{{r_{13}}}} = {2.10^{ - 7}}.\frac{{10.20}}{{0,08}} = {5.10^{ - 4}}N
\end{array} \right.\)

Vì hai dòng điện  I1 và I3  cùng chiều nên lực tương tác giữa chúng là lực hút.

Còn hai dòng điện  I1 và I2  ngược chiều nên lực tương tác giũa chúng là lực đẩy.

Lực tổng hợp:  \(\overrightarrow F  = \overrightarrow {{F_{31}}}  + \overrightarrow {{F_{21}}} \)

Vì \(\overrightarrow {{F_{31}}} \) cùng phương ngược chiều với \(\overrightarrow {{F_{21}}} \) nên:

\(F = \left| {{F_{31}} - {F_{21}}} \right| = {5.10^{ - 4}}N\)

...

---Để xem tiếp nội dung Chuyên đề Dạng toán về Lực tương tác giữa hai dây dẫn song song mang dòng điện, các em vui lòng đăng nhập vào trang hoc247.net để xem online hoặc tải về máy tính---

Trên đây là một phần trích đoạn nội dung Hướng dẫn giải Dạng toán về Lực tương tác giữa hai dây dẫn song song mang dòng điện năm 2019 môn Vật lý 11. Để xem toàn bộ nội dung 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 .

Các em quan tâm có thể tham khảo thêm các tài liệu cùng chuyên mục:

• Tóm tắt kiến thức và công thức chương 1 Điện tích- Điện tích trường môn Vật lý 11

• Bài tập tổng hợp Điện tích- Điện trường hay và khó Vật lý 11

• Bài tập tổng hợp nâng cao Điện tích- Định luật Culong Vật lý 11

Chúc các em học tập tốt !