Độ lớn cảm ứng từ tại tâm vòng dây dẫn tròn mang dòng điện sẽ thay đổi như thế nào nếu diện tích

I. Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài

Tại một điểm khảo sát cách dòng điện thẳng dài một khoảng r, vectơ cảm ứng từ có phương vuông góc với bán kính nối điểm khảo sát với tâm O [giao của dòng điện với mặt phẳng chứa vuông góc với dòng điện chứa điểm khảo sát].

+ Độ lớn cảm ứng từ tại một điểm cách dây dẫn thẳng dài mang dòng điện I một khoảng r trong chân không được tính bằng công  thức: B = \[k\dfrac{I}{r}\]

Trong hệ số SI, hệ số có tỉ lệ k có giá trị bằng 2.10-7.

Vậy: B = 2.10-7.\[\dfrac{I}{r}\]                 [21.1]

Trong đó, I tính ra ampe [A], r tính ra mét [m], B tính ta tesla [T].

Dựa vào đặc điểm của vec tơ cảm ứng từ ta  có phương, chiều của vectơ cảm ứng từ tuân theo quy tắc nắm tay phải.

II. Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn uốn thành vòng tròn

+ Độ lớn cảm ứng từ B ở tâm dây dẫn tròn bán kính R có  dòng điện I chạy qua, được tính bằng công thức:

Vectơ cảm ứng từ có hướng trùng với hướng của đường sức trong lòng vòng dây

                           B = 2π10-7.\[\dfrac{I}{r}\]     [21.1a]

Với R là bán kính của khung dây tròn. Nếu khung dây tròn tạo bởi N vòng dây sít nhau thì: 

                           B = 2π10-7.N.\[\dfrac{I}{r}\]  [21.1b] 

trong đó, I đo bằng ampe [A], R đo bằng mét [m].

Tại một điểm trong lòng ống dây có dòng điện qua, vectơ cảm ứng từ có phương trùng với trục ống dây, có chiều tuân theo quy tắc nắm tay phải.

III. Từ trường của dòng điện chạy trong ống dây dẫn hình trụ.

Ống dây có dòng chạy qua:

-Bên trong ống dây, các đường sức từ song song với trục ống dây và cách đều nhau. Nếu ống dây đủ dài [chiều dài rất lớn so với đường kính của ống dây và cách ống] thì đường bên trong ống dây là từ trường đều. Bên ngoài ống, đường sức từ có dạng giống đường sức từ của nam châm thẳng. Cảm ứng từ trong long ống dây được cho bởi công thức: B =  4π.10-7\[\dfrac{N}{l}I\]   [21.3a]

trong đó N là tổng số vòng dây, l là độ dài hình trụ. Chú ý rằng \[\frac{N}{l}\] = n = số vòng dây quấn trên một đơn vị dài của lõi, vậy cũng có thể viết:

                     B = 4π.10-7nI                              [21.3b]  

-Chiều các đường sức từ trong lòng ống dây được xác định theo quy tắc nắm tay phải: Khum bàn tay phải sao cho chiều từ cổ tay đến ngón tay chỉ chiều dòng điện chạy qua ống dây, thì ngón choãi ra chỉ chiều của đường sức từ trong lòng ống dây.

Mô phỏng từ trường trong dây dẫn đặc biệt

IV. Từ trường của nhiều dòng điện

Phương pháp tính toán tương tự như đối với cường độ điện trường gây bởi nhiều điện tích điểm. Nghĩa là từ trường do nhiều dòng điện gây ra tuân theo nguyên lý chồng chất: Vectơ cảm ứng từ tại một điểm, do nhiều dòng điện gây ra bằng tổng các vectơ cảm ứng từ do từng dòng điện gây ra tại điểm ấy.

Sơ đồ tư duy về từ trường của dòng điện chạy trong các dây dẫn có hình dạng đặc biệt

• Tải app VietJack. Xem lời giải nhanh hơn!

Câu 1: Cảm ứng từ của một dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài tại một điểm M có độ lớn tăng lên khi

Quảng cáo

A. M dịch chuyển theo hướng vuông góc với dây và ra xa dây.

B. M dịch chuyển theo hướng vuông góc với dây là lại gần dây.

C. M dịch chuyển theo đường thẳng song song với dây.

D. M dịch chuyển theo một đường sức từ.

Hiển thị lời giải

Đáp án B

Cảm ứng từ của dòng điện trong dây dẫn thẳng dài là

⇒ B tăng khi r giảm.

⇒ M dịch chuyển theo hướng vuông góc với dây là lại gần dây.

Câu 2: Một dây dẫn có dòng điện chạy qua uốn thành vòng tròn. Tại tâm vòng tròn, cảm ứng từ sẽ giảm khi

A. cường độ dòng điện tăng lên.

B. cường độ dòng điện giảm đi.

C. số vòng dây cuốn sít nhau, đồng tâm tăng lên.

D. đường kính vòng dây giảm đi.

Hiển thị lời giải

Đáp án B

Cảm ứng từ tại tâm vòng tròn là ⇒ B giảm khi I giảm.

Câu 3: Cảm ứng từ bên trong một ống dây điện hình trụ, có độ lớn tăng lên khi

A. chiều dài hình trụ tăng lên.

B. đường kính hình trụ giảm đi.

C. số vòng dây quấn trên một đơn vị chiều dài tăng lên.

D. cường độ dòng điện giảm đi.

Hiển thị lời giải

Đáp án C

Cảm ứng từ bên trong ống dây hình trụ là B = 4π.10-7 μ.n.I ⇒ B tăng khi n tăng.

Quảng cáo

Câu 4: Hai dòng điện cường độ I1 = 6 A, I2 = 9 A chạy trong hai dây dẫn thẳng song song dài vô hạn có chiều ngược nhau, được đặt trong chân khồng cách nhau một khoảng a = 10 cm. Qũy tích những điểm mà tại đó véc -tơ cảm ứng từ bằng 0 là

A. đường thẳng song song với hai dòng điện, cách I1 20 cm, cách I2 30 cm.

B. đường thẳng vuông góc với hai dòng điện, cách I1 20 cm, cách I2 30 cm.

C. đường thẳng song song với hai dòng điện, cách I1 30 cm, cách I2 20 cm.

D. đường thẳng vuông góc với hai dòng điện, cách I1 30 cm, cách I2 30 cm.

Hiển thị lời giải

Đáp án A

2 dòng điện có chiều ngược nhau nên điểm mà có véc-tơ cảm ứng từ bằng không phải nằm trên đường thẳng nối hai dòng điện và nằm ngoài đoạn I1I2.

Do I2 lớn hơn I1 nên điểm cần tìm nằm về phía I1

Ta có:

và r2 - r1 = 10

Giải hệ trên ta được: r1 = 20 cm, r2 = 30 cm.

Trong mặt phẳng vuông góc hai dòng điện, điểm P với PO1 = 20 cm, PO1 = 30 cm là điểm tại đó véc tơ cảm ứng tại đó bằng không.

Trong không gian, quỹ tích của P là đường thẳng song song với hai dòng điện, cách I1 20 cm, cách I2 30 cm.

Câu 5: Khi đặt đoạn dây dẫn có dòng điện vào trong từ trường có vectơ cảm ứng từ, lực từ tác dụng lên dây dẫn sẽ

A. nằm dọc theo trục của dây dẫn.

B. vuông góc với dây dẫn.

C. vừa vuông góc với dây dẫn, vừa vuông góc với vectơ cảm ứng từ.

D. vuông góc với vectơ cảm ứng từ.

Hiển thị lời giải

Đáp án C

Lực từ tác dụng lên dây dẫn vuông góc với dây dẫn và vec tơ cảm ứng từ [F,B,I tạo thành tam diện thuận].

Câu 6: Trong các hình vẽ sau, hình vẽ nào biểu diễn đúng hướng của đường cảm ứng từ của dòng điện trong dây dẫn thẳng dài vô hạn vuông góc với mặt phẳng hình vẽ.

A.

        B.         C.         D. B và C.

Hiển thị lời giải

Đáp án A

Áp dụng quy tắc đinh ốc [hoặc nắm bàn tay phải] ⇒ chỉ có hình A đúng.

Quảng cáo

Câu 7: Hai điểm M và N gần dòng điện thẳng dài, cảm ứng từ tại M lớn hơn cảm ứng từ tại N 4 lần. Kết luận nào sau đây đúng?

A. rM = 4rN         B. rM = rN/4         C. rM = 2rN         D. rM = rN/2

Hiển thị lời giải

Đáp án B

Cảm ứng từ xung quanh dây dẫn thẳng dài

Để BM = 4BN ⇒

Câu 8: Một dây dẫn mang dòng điện có chiều từ trái sang phải nằm trong một từ trường có chiều từ dưới lên thì lực từ có chiều

A. từ trái sang phải.         B. từ trong ra ngoài.         C. từ trên xuống dưới.         D. từ ngoài vào trong.

Hiển thị lời giải

Đáp án B

Áp dụng quy tắc bàn tay trái ⇒ lực từ hướng từ trong ra ngoài.

Câu 9: Hai dây dẫn thẳng song song dài vô hạn, cách nhau a = 10 cm trong không khí, trong đó lần lượt có hai dòng điện I1 = I2 = 5 A chạy ngược chiều nhau. Cảm ứng từ tại điểm M cách đều hai dây dẫn một đoạn bằng a = 10 cm là

A. 10-4 T.         B. 10-5 T.         C. 2.10-5 T.         D. 2.10-4 T.

Hiển thị lời giải

Đáp án B

Cảm ứng từ do I1 gây ra tại M là

Cảm ứng từ do I2 gây ra tại M là

Do I1, I2 và M lập thành tam giác đều nên ∠I1MI2 bằng 60°, suy ra góc giữa ∠B1 và ∠B2 bằng 120°

Ta có: B2 = B12 + B22 + 2.B1.B2.cos 120° = 10-5 T

Câu 10: Hai dòng điện cường độ I1 = 6 A, I2 = 9 A chạy trong hai dây dẫn thẳng song song dài vô hạn có chiều ngược nhau, được đặt trong chân không cách nhau một khoảng a = 10 cm. Cảm ứng từ tại điểm M cách I1 6 cm và cách I2 4 cm có độ lớn bằng

A. 5.10-5 T.         B. 6.10-5 T.         C. 6,5.10-5 T.         D. 8.10-5 T.

Hiển thị lời giải

Đáp án C

Giả sử dòng điện I1, I2 có chiều như hình vẽ. Áp dụng quy tắc nắm bàn tay phải xác định được chiều véc tơ cảm ứng từ do I1, I2 gây ra tại M như bên.

Ta có:

Cảm ứng từ tổng hợp tại M là

B = B1 + B2 = 2.10-5 + 4,5.10-5 = 6,5.10-5

Câu 11: Hai dòng điện cường độ I1 =6 A, I2 = 9 A chạy trong hai dây dẫn thẳng song song dài vô hạn có chiều dài ngược nhau, được đặt trong chân không cách nhau một khoảng a = 10 cm. Cảm ứng từ tại điểm N cách I1, I2 tương ứng là 6 cm và 8 cm có độ lớn bằng

A. 0,25.10-5 T.         B. 4,25.10-5 T.         C. 4.10-5 T.         D. 3.10-5 T.

Hiển thị lời giải

Đáp án D

Ta có:

Câu 12: Một dây dẫn rất dài căng thẳng, ở giữa dây được uốn thành vòng tròn bán kính R = 1,5 cm, tại chỗ chéo nhau dây dẫn được cách điện. Dòng điện chạy trên dây có cường độ 3 A. Cảm ứng từ tại tâm O của vòng tròn là

A. 16,6.10-5 T.         B. 6,5.10-5 T.         C. 7.10-5 T         D. 18.10-5 T.

Hiển thị lời giải

Đáp án A

Gọi cảm ứng từ của dòng điện thẳng là B1→, của dòng điện tròn là B2→ có B→ = B1→ + B2→, trong đó cả B1→ và B2→ đều hướng ra phía trước mặt phẳng hình vẽ. Vì vậy, vuông góc với mặt phẳng hình vẽ và hướng ra phía trước.

Ta có: B = B1 + B2 = 2.10-7.[I/B].[π + 1] = 16,6.10-5 T

Câu 13: Một khung dây tròn bán kính R = 4 cm gồm 10 vòng dây. Dòng điện chạy trong mỗi vòng dây có cường độ I = 0,3 A. Cảm ứng từ tại tâm của khung là

A. 3,34.10-5 T.         B. 4,7.10-5 T.         C. 6,5.10-5 T.         D. 3,5.10-5 T.

Hiển thị lời giải

Đáp án B

Cảm ứng từ tại tâm của khung dây là

Câu 14: Từ cảm B của dòng điện thẳng tại điểm M cách dòng điện 3 cm bằng 2,4.10-5 [T]. Tính cường độ dòng điện của dây dẫn.

A. 0,36         B. 0,72         C. 3,6         D. 7,2

Hiển thị lời giải

Đáp án C

Dòng điện thẳng:

Câu 15: Độ lớn cảm ứng từ tại một điểm bên trong lòng ống dây có dòng điện đi qua sẽ tăng hay giảm bao nhiêu lần nếu số vòng dây và chiều dài ống dây đều tăng lên hai lần và cường độ dòng điện qua ống dây giảm bốn lần

A. không đổi         B. giảm 2 lần         C. giảm 4 lần         D. tăng 2 lần

Hiển thị lời giải

Đáp án C

Cảm ứng từ trong lòng ống dây

Khi N' = 2N; l' = 2l;

⇒ B giảm 4 lần.

Câu 16: Người ta muốn tạo ra từ trường có cảm ứng từ B = 250.10-5T bên trong một ống dây, mà dòng điện chạy trong mỗi vòng của ống dây chỉ là 2A thì số vòng quấn trên ống phải là bao nhiêu, biết ống dây dài 50cm.

A. 7490 vòng         B. 4790 vòng         C. 479 vòng         D. 497 vòng

Hiển thị lời giải

Đáp án D

Cảm ứng từ trong lòng ống dây

Câu 17: Ba dòng điện thẳng song song vuông góc với mặt phẳng hình vẽ. Khoảng cách từ điểm M đến ba dòng điện trên mô tả như hình vẽ. Xác định véc tơ cảm ứng từ tại M trong trường hợp ba dòng điện hướng như trên hình vẽ. Biết I1 = I2 = I3 = 10A.

A. √2.10-4 T.

B. √3.10-4 T.

C. √5.10-4 T.

D. √6.10-4 T.

Hiển thị lời giải

Đáp án C

Áp dụng quy tắc nắm bàn tay phải xác định được chiều cảm ứng từ do 3 dòng điện gây nên:

B1→ ↑↑ B2→; B1→ ⊥ B3→.

Cảm ứng từ do dòng điện thẳng dài gây ra B = 2.10-7.[I/r]

⇒ B1 = B2 = B3 = 10-4 T

Câu 18: Một dây dẫn tròn mang dòng điện 20A, tâm vòng dây có cảm ứng từ 0,4πμT. Nếu dòng điện qua vòng dây giảm 5A so với ban đầu thì cảm ứng từ tại tâm vòng dây là

A. 0,3πμT.         B. 0,5πμT.         C. 0,2πμT.         D. 0,6πμT.

Hiển thị lời giải

Đáp án A

Cảm ứng từ tại tâm vòng dây là

Câu 19: Một dòng điện cường độ 5A chạy trong một dây dẫn thẳng dài chiều như hình vẽ. Cảm ứng từ tại hai điểm M và N quan hệ với nhau như thế nào, biết M và N đều cách dòng điện 4cm, đều nằm trên mặt phẳng hình vẽ đối xứng nhau qua dây dẫn.

A. BM = BN; hai véc tơ BM và BN song song cùng chiều.

B. BM = BN; hai véc tơ BM và BN song song ngược chiều.

C. BM > BN; hai véc tơ BM và BN song song cùng chiều.

D. BM = BN; hai véc tơ BM và BN vuông góc với nhau.

Hiển thị lời giải

Đáp án B

Ta có: B = 2.10-7.[I/r] ⇒ rM = rN ⇒ BM = BN

Áp dụng quy tắc nắm bàn tay phải [vặn đinh ốc] ⇒ BM→; BN→ song song ngược chiều.

Câu 20: Ba dòng điện thẳng song song vuông góc với mặt phẳng hình vẽ, có chiều như hình vẽ. ABCD là hình vuông cạnh 10cm, I1 = I2 = I3 = 5A, xác định véc tơ cảm ứng từ tại đỉnh thứ tư D của hình vuông.

A. 1,2.√3.10-5 T.

B. 2.√3.10-5 T.

C. 1,5.√2.10-5 T.

D. 2,4.√2.10-5 T.

Hiển thị lời giải

Đáp án C

Áp dụng quy tắc nắm bàn tau phải xác định được chiều cảm ứng từ do 3 dòng điện gây nên được: [B1→; B3→] = 90°; [B2→; B1→] = 45°;

Áp dụng quy tắc chồng chất từ trường B→ = B1→ + B2→ + B3→

B13 =

= √2.10-5 T ⇒ B = B13 + B2 = 1,5.√2.10-5 T

Xem thêm các dạng bài tập Vật Lí lớp 11 có trong đề thi THPT Quốc gia khác:

Giới thiệu kênh Youtube VietJack

• Hỏi bài tập trên ứng dụng, thầy cô VietJack trả lời miễn phí!

Đã có app VietJack trên điện thoại, giải bài tập SGK, SBT Soạn văn, Văn mẫu, Thi online, Bài giảng....miễn phí. Tải ngay ứng dụng trên Android và iOS.

Nhóm học tập facebook miễn phí cho teen 2k5: fb.com/groups/hoctap2k5/

Theo dõi chúng tôi miễn phí trên mạng xã hội facebook và youtube:

Nếu thấy hay, hãy động viên và chia sẻ nhé! Các bình luận không phù hợp với nội quy bình luận trang web sẽ bị cấm bình luận vĩnh viễn.

tu-truong.jsp