TƯƠNG TÁC GIỮA CÁC DÂY DÀI
ĐẶT SONG SONG CÓ DÒNG ĐIỆN CHẠY QUA
1. PHƯƠNG PHÁP GIẢI
- 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.
2. VÍ DỤ MINH HỌA
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.
3. BÀI TẬP VẬN DỤNG
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 Chúng tôi 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.
