Đề bài
Hai dòng điện có cường độ 4,0 A và 6,0 A chạy ngược chiều nhau trong hai dây dẫn thẳng dài song song, đặt cách nhau 5,0 cm trong không khí. Xác định lực từ tác dụng lên một đơn vị dài của mỗi dây dẫn có dòng điện chạy qua
Phương pháp giải - Xem chi tiết
Sử dụng biểu thức tính cảm ứng từ: \( B= 2.10^{-7}\dfrac{I}{r}\)
Lời giải chi tiết
Dòng điện I1 gây ra tại điểm M nằm trên dòng điện I2, cách I1một khoảng a = 5,0 cm một từ trường có cảm ứng từ \(\overrightarrow {{B_1}} \) hướng vuông góc với mặt phẳng (I1; I2) (Hình IV.2G) và có độ lớn
\(B_1 = 2.10^{-7}\dfrac{I_1}{a} \)
Áp dụng quy tắc bàn tay trái, ta xác định được lực từ \(\overrightarrow {{F_1}} \) do \(\overrightarrow {{B_1}} \) tác dụng lên I2 là lực đẩy nằm trong mặt phẳng (I1; I2), hướng vuông góc với \(\overrightarrow {{B_1}} \) và I2, có độ lớn :
\({F_1} = {B_1}{I_2}\ell = {2.10^{ - 7}}.{\dfrac{I_1}{a}}{I_2}\ell \)
Từ đó suy ra độ lớn của lực từ tác dụng lên một đơn vị dài của dây dẫn có dòng điện I2 :
\(F_{01} = \dfrac{F_1}{\ell } = 2.10^{ - 7}.{\dfrac{I_1}{a}}.{I_2}\)
Thay số, ta được :
\({F_{01}} = {2.10^{ - 7}}.{\dfrac{4,0}{5.10^{ - 2}}}.6,0 = {9,6.10^{ - 5}}N\)
Lập luận tương tự như trên, ta xác định được lực từ \(\overrightarrow {{F_2}} \) do \(\overrightarrow {{B_2}} \) tác dụng lên I1 cũng là lực đẩy nằm trong mặt phẳng (I1; I2) hướng vuông góc với \(\overrightarrow {{B_2}} \) và I1, có độ lớn F2 = F1, tức là:
\({F_2} = {B_2}{I_1}\ell = {2.10^{ - 7}}.{\dfrac{I_2}{a}}{I_1}\ell = {F_1}\)
Như vậy, lực từ tác dụng lên một đơn vị dài của dây dẫn có dòng điện I1 cũng có độ lớn
\({F_{02}} = \dfrac{F_2}{\ell } = 2.10^{ - 7}.{\dfrac{I_2}{a}}.{I_1} = {9,6.10^{ - 5}}T = {F_{01}}\)
