Câu hỏi:
2 năm trước
Cho hai dây dẫn thẳng, dài, song song và một khung dây hình chữ nhật cùng nằm trong một mặt phẳng đặt trong không khí và có các dòng điện chạy qua như hình vẽ.
Biết \({I_1} = {\rm{ }}5{\rm{ }}A\);\({I_2} = {\rm{ }}10{\rm{ }}A\); \({I_3} = {\rm{ }}4{\rm{ }}A\); \(a{\rm{ }} = {\rm{ }}10{\rm{ }}cm\); \(b{\rm{ }} = {\rm{ }}5{\rm{ }}cm\);\(AB{\rm{ }} = {\rm{ }}10{\rm{ }}cm\) ; \(BC{\rm{ }} = 20cm\). Xác định lực từ do từ trường của hai dòng điện chạy trong hai dây dẫn thẳng tác dụng lên cạnh BC của khung dây.
Trả lời bởi giáo viên
Đáp án đúng: d
Dòng I1 gây ra tại các điểm trên cạnh BC của khung dây véc tơ cảm ứng từ có phương vuông góc với mặt phẳng hình vẽ, có chiều hướng từ ngoài vào và có độ lớn: \({B_1} = {2.10^{ - 7}}\dfrac{{{I_1}}}{{a + AB}}\); từ trường của dòng I1 tác dụng lên cạnh BC lực từ \(\overrightarrow {{F_1}} \) đặt tại trung điểm của cạnh BC, có phương nằm trong mặt phẵng hình vẽ, vuông góc với BC và hướng từ A đến B, có độ lớn:
\({F_1} = {B_1}{I_3}.BC.\sin {90^0} = {2.10^{ - 7}}\frac{{{I_1}.{I_3}.BC}}{{a + AB}} = {2.10^{ - 7}}\frac{{5.4.0,2}}{{0,1 + 0,1}} = {4.10^{ - 6}}\,N\)
Lập luận tương tự ta thấy từ trường của dòng I2 tác dụng lên cạnh BC lực từ \(\overrightarrow {{F_2}} \) có cùng điểm đặt, cùng phương, cùng chiều với \(\overrightarrow {{F_1}} \) và có độ lớn:
\(\begin{array}{l}{F_2} = {\rm{ }}{2.10^{ - 7}}\dfrac{{{I_2}.{I_3}.BC}}{b}\\ = {2.10^{ - 7}}\dfrac{{10.4.0,2}}{{0,05}} = 3,{2.10^{ - 5}}N.\end{array}\)
Lực từ tổng hợp do từ trường của hai dòng I1 và I2 tác dụng lên cạnh BC của khung dây là \(\overrightarrow F = \overrightarrow {{F_1}} + \overrightarrow {{F_2}} \) cùng phương cùng chiều với \(\overrightarrow {{F_1}} \)và \(\overrightarrow {{F_2}} \)và có độ lớn: \(F = {F_1} + {F_2} = {4.10^{ - 6}} + 3,{2.10^{ - 5}} = 3,{6.10^{ - 5}}N\)
Hướng dẫn giải:
+ Vận dụng biểu thức tính tính lực từ gây ra bởi dòng điện thẳng dài: \(F = {2.10^{ - 7}}\dfrac{{{I_1}{I_2}}}{r}\)
+ Vận dụng biểu thức tính tính lực từ: \(F = BIlsin\alpha \)
