Phương pháp giải bài tập tương tác giữa các dây dài đặt song song có dòng điện chạy qua môn Vật Lý 11

TƯƠNG TÁC GIỮA CÁC DÂY DÀI

ĐẶT SONG SONG CÓ DÒNG ĐIỆN CHẠY QUA

 

• Xác định lực từ tác dụng lên từng đoạn dây .
• Áp dụng các công thức:

\(\begin{array}{l}
B = {2.10^{ - 7}}\frac{I}{r}\\
B = \frac{F}{{Il}}\\
F{\rm{ }} = {\rm{ }}BIl.sin\alpha \\
F = {2.10^{ - 7}}.\frac{{{I_1}{I_2}}}{{d.l}}
\end{array}\)

Để tính độ lớn của lực.

• Áp dụng nguyên lý chồng chất.

Ví dụ 1: Hai dây dẫn thẳng, rất dài, đặt song song, cách nhau 20 cm trong không khí, có hai dòng điện ngược chiều, có cường độ I₁ = I₂= 12 A chạy qua. Xác định cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện này gây ra tại điểm M cách dây dẫn mang dòng I₁ 16 cm và cách dây dẫn mang dòng I₂ =12 cm.

A. 1,5. 10⁻⁵T.                            

B. 2. 10⁻⁵T.  

C. 2,5. 10⁻⁵T.                          

D. 3,5. 10⁻⁵T. 

Giải

 Giả sử hai dây dẫn được đặt vuông góc với mặt phẳng hình vẽ, dòng I1 đi vào tại A, dòng I2 đi ra tại B.

+ Vì AM₂ + MB₂ = AB₂ nên tam giác AMB vuông tại M.

+ Các dòng điện I₁ và I₂ gây ra tại M các véc tơ cảm ứng từ B₁ và B₂ có phương chiều như hình vẽ, có độ lớn:

\(\begin{array}{*{20}{l}}
{{B_1} = {{2.10}^{ - 7}}.\frac{{{I_1}}}{{AM}} = 1,{{5.10}^{ - 5}}T;}\\
{{B_2} = {{2.10}^{ - 7}}\frac{{{I_2}}}{{BM}} = {{2.10}^{ - 5}}T}
\end{array}\)

+ Cảm ứng từ tổng hợp tại M là: B = B₁ + B₂ có phương chiều như hình vẽ và có độ lớn:

\(B = \sqrt {B_1^2 + B_2^2}  = 2,{5.10^{ - 5}}T\)

Chọn đáp án C

Ví dụ 2: Hai dây dẫn thẳng song song dài vô hạn, cách nhau a = 10 cm trong không khí. Cảm ứng từ tại điểm M cách đều hai dây dẫn một đoạn bằng a = 10 cm là trong đó lần lượt có hai dòng điện I₁ = I₂ = 5 A chạy ngược chiều nhau. 

A. 10^-4 T.         

B. 10^-5 T.

C. 2.10^-5 T.      

D. 2.10^-4 T.

Giải

Cảm ứng từ do I₁ gây ra tại M là: 

\({B_1} = {2.10^{ - 7}}.\frac{5}{{0,1}} = {10^{ - 5}}T\)

Cảm ứng từ do I₂  gây ra tại M là: 

\({B_2} = {2.10^{ - 7}}.\frac{5}{{0,1}} = {10^{ - 5}}T\)

Do I₁I₂ và M lập thành tam giác đều nên ˆI₁MI²=600 suy ra góc giữa ˆB₁ và ˆB₂ bằng 120⁰.

Ta có: 

\({B^2} = B_1^2 + B_2^2 + 2{B_1}{B_2}.\cos {120^0} = {10^{ - 5}}T\)

Chọn B

Ví dụ 3: Hai dây dẫn thẳng dài, song song và cách nhau 10cm trong chân không. Dòng điện trong hai dây cùng chiều có cường độ I₁=2A và I₂=5A. Lực từ tác dụng lên 20cm chiều dài của mỗi dây là

A. lực đẩy có độ lớn 4.10⁻⁷(N)

B. lực hút có độ lớn 4.10⁻⁶(N)

C. lực hút có độ lớn 4.10⁻⁷(N)

D. lực đẩy có độ lớn 4.10⁻⁶(N)

Giải

Hai dòng điện cùng chiều, lực tương tác giữa hai dây dẫn là lực hút

Lực tương tác giữa hai dây dẫn là:

F=2.10⁻⁷.I₁I₂/d.l=2.10⁻⁷.2.5/0,1.0,2=4.10⁻⁶(N)

Chọn B.

Bài 1: Hai dây dẫn thẳng, dài song song cách nhau 32 (cm) trong không khí, cường độ dòng điện chạy trên dây 1 là I₁ = 5 (A), cường độ dòng điện chạy trên dây 2 là I₂. Điểm M nằm trong mặt phẳng 2 dòng điện, ngoài khoảng 2 dòng điện và cách dòng I₂ 8 (cm). Để cảm ứng từ tại M bằng không thì dòng điện I₂ có

A. cường độ I₂ =  2 (A) và cùng chiều với I₁                  

B. cường độ I₂ =  2 (A) và ngược chiều với I₁

C. cường độ I₂ =  1 (A) và cùng chiều với I₁                        

D. cường độ I₂ =  1 (A) và ngược chiều với I₁

Bài 2: Hai dây dẫn thẳng, dài song song cách nhau 32 (cm) trong không khí, dòng điện chạy trên dây 1 là I₁ = 5 (A), dòng điện chạy trên dây 2 là I₂ = 1 (A) ngược chiều với I₁. Điểm M nằm trong mặt phẳng của hai dây và cách đều hai dây. Cảm ứng từ tại M có độ lớn là:

A. 5,0.10^-6 (T)                       

B. 7,5.10^-6 (T)                                   

C. 5,0.10^-7 (T)                       

D. 7,5.10^-7 (T)

Bài 3: Hai dây dẫn thẳng, dài song song cách nhau 32 (cm) trong không khí, dòng điện chạy trên dây 1 là I₁ = 5 (A), dòng điện chạy trên dây 2 là I₂ = 1 (A) ngược chiều với I₁. Điểm M nằm trong mặt phẳng của 2 dòng điện ngoài khoảng hai dòng điện và cách dòng điện I₁ 8 (cm). Cảm ứng từ tại M có độ lớn là:

A. 1,0.10^-5 (T)           

B. 1,1.10^-5 (T)                       

C. 1,2.10^-5 (T)                       

D. 1,3.10^-5 (T)

Bài 4: Hai dây dẫn thẳng, dài song song cách nhau cách nhau 40 (cm). Trong hai dây có hai dòng điện cùng cường độ I₁ = I₂ = 100 (A), cùng chiều chạy qua. Cảm ứng từ do hệ hai dòng điện gây ra tại điểm M nằm trong mặt phẳng hai dây, cách  dòng I₁ 10 (cm), cách dòng I₂ 30 (cm) có độ lớn là:

A. 0 (T)                                  

B. 2.10^-4 (T)                           

C. 24.10^-5 (T)            

D. 13,3.10^-5 (T)

Bài 5: Hai dòng điện có cường độ I₁ = 6 (A) và I₂ = 9 (A) chạy trong hai dây dẫn thẳng, dài song song cách nhau 10 (cm) trong chân không I₁ ngược chiều I₂. Cảm ứng từ do hệ hai dòng điện gây ra tại điểm M cách I₁ 6 (cm) và cách I₂ 8 (cm) có độ lớn là:

A. 2,0.10^-5 (T)           

B. 2,2.10^-5 (T)                       

C. 3,0.10^-5 (T)                       

D. 3,6.10^-5 (T)

...

-(Nội dung tiếp theo của tài liệu, các em vui lòng xem tại online hoặc tải về)-

Trên đây là trích dẫn một phần nội dung tài liệu Phương pháp giải bài tập tương tác giữa các dây dài đặt song song có dòng điện chạy qua môn Vật Lý 11 năm 2021. 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.