Bài tập về Lực điện từ
Kiến thức cần nhớ
Tác dụng của từ trường lên dây dẫn có dòng điện
1. Thí nghiệm
- Mắc mạch điện như hình, đoạn dây dẫn thẳng AB nằm trong từ trường của một nam châm.
- Đóng công tắc K → thấy dây AB lệch khỏi vị trí cân bằng, chứng tỏ, có lực tác dụng vào đoạn dây.
2. Kết luận:
Từ trường tác dụng lên đoạn dây dẫn AB có dòng điện chạy qua đặt trong từ trường. Lực đó được gọi là lực điện từ.
Chiều của lực điện từ. Quy tắc bàn tay trái.
1. Chiều của lực điện từ phụ thuộc vào những yếu tố nào?
Chiều của lực điện từ tác dụng lên đoạn dây dẫn đặt trong từ trường và có dòng điện chạy qua phụ thuộc vào chiều dòng điện trong dây dẫn và chiều của đường sức từ.
2. Quy tắc bàn tay trái
- Sử dụng quy tắc bàn tay trái giúp xác định được chiều của lực điện từ tác dụng lên dây dẫn. Khi biết được 2 trong 3 chiều (chiều dòng điện, chiều lực điện từ, chiều đường sức từ) thì ta có thể xác định được chiều còn lại.
- Quy tắc bàn tay trái: Đặt bàn tay trái sao cho các đường sức từ hướng vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón tay giữa hướng theo chiều dòng điện thì ngón tay cái choãi ra 900 chỉ chiều của lực điện từ.
- Chú ý:
+ Nếu dây dẫn đặt song song với đường sức từ thì không có lực từ tác dụng lên nó.
+ Thông thường, lực từ thường có tác dụng làm quay khung dây hoặc làm khung dây bị nén hay bị kéo dãn.
Bài tập tự luyện có hướng dẫn
Bài 1 : Hình 27.1 mô tả khung dây có dòng điện chạy qua được trong từ trường, trong đó khung quay đang có vị trí mà mặt phẳng khi vuông góc với đường sức từ. Về vị trí này của khung dây, ý kiến nào dưới đây là đúng?
A. Khung không chịu tác dụng của lực điện từ.
B. Khung chịu tác dụng của lực điện từ nhưng nó không quay.
C. Khung tiếp tục quay do tác dụng của lực điện từ lên khung.
D. Khung quay tiếp một chút nữa nhưng không phải do tác dụng của lực điện từ mà do quán tính.
Lời giải:
Các lực từ tác dụng lên khung dây được biểu diễn như hình vẽ. Cặp lực này chỉ có tác dụng kéo dãn khung chứ không có tác dụng làm quay.
Chọn đáp án B
Bài 2 : Hình 27.2 mô tả đoạn dây AB có dòng điện đi qua được đặt ở khoảng giữa hai cực của nam châm hình chữ U. Biểu diễn lực điện từ tác dụng vào AB. Nếu đổi chiều dòng điện hoặc đổi cực của nam châm thì lực điện từ sẽ ra sao?
Lời giải:
+ Lực từ tác dụng lên dây AB được biểu diễn như hình vẽ.
Nếu đổi chiều dòng điện hoặc đổi cực của nam châm thì lực điện có chiều đi từ ngoài vào trong lòng nam châm (hình 27.2b).
Bài 3 : Khung dây dẫn ABCD có dòng điện chạy qua được đặt trong từ trường của nam châm vĩnh cửu (hình 27.3). Mặt phẳng của khung dây song song với các đường sức từ. Hãy biểu diễn lực điện từ tác dụng lên các cạnh của khung. Các lực này làm cho khung có xu hướng chuyển động như thế nào?
Lời giải:
Chiều của lực điện từ được biểu diễn trên hình 27.3a.
Khung quay theo chiều mũi tên cong trên hình vẽ.
Bài 4 : Hình 27.4 mô tả một khung dây dẫn đứng yên trong từ trường, mặt của khung vuông góc với đường sức từ. Nếu đổi chiều dòng điện chạy trong khung thì khung dây có quay không? Giải thích?
Lời giải:
+ Khi mặt phẳng của khung dây vuông góc với đường sức từ thì lực từ tác dụng lên các cạnh của khung dây sẽ nằm trong mặt phẳng khung dây và vuông góc với các cạnh. Vì vậy các lực này có tác dụng kéo căng khung dây như hình 27.4a.
+ Nếu đổi chiều dòng điện chạy trong khung thì lực từ sẽ hướng cùng phương và ngược chiều với các lực ban đầu. Vì vậy các lực từ này có tác dụng nén khung chứ không có tác dụng làm quay khung.
Bài 5 : Một thanh nam châm thẳng đã bị tróc hết vỏ sơn, mất dấu các cực. Để xác định tên từ cực, ta có thể cho từ trường của thanh nam châm này tác dụng lên một dây dẫn thẳng có dòng diện chạy qua.
a) Hãy vẽ hình mô tả cách làm này.
b) Nêu rõ cách xác định tên từ cực của thanh nam châm khi đó.
Lời giải:
+ Bố trí thí nghiệm như hình 27.5.
+ Nếu dây dẫn chuyển động lên trên thì đầu N của nam châm là cực Bắc. Vận dụng quy tắc bàn tay trái để xác định tên từ cực của nam châm.
Bài 6 : Dùng quy tắc nào dưới đây để xác định chiều của lực điện từ
A. Quy tắc nắm tay phải
B. Quy tắc nắm tay trái
C. Quy tắc bàn tay phải
D. Quy tắc bàn tay trái
Lời giải:
Dùng quy tắc bàn tay trái để xác định chiều của lực điện từ
Chọn đáp án D
Bài 8 : Khi dây dẫn thẳng có dòng điện chạy qua được đặt song song với các đường sức từ thì lực điện từ có xu hướng như thế nào?
A. Cùng hướng với dòng điện
B. Cùng hướng với đường sức từ.
C. Vuông góc với cả dây dẫn và đường sức từ.
D. Không có lực điện từ.
Lời giải:
Khi dây dẫn thẳng có dòng điện chạy qua được đặt song song với các đường sức từ thì không có lực điện từ.
Chọn đáp án D
Bài 10 : Một khung dây dẫn hình chữ nhật có dòng điện chạy qua được đặt trong từ trường giữa hai nhánh của một nam châm hình U. Khung dây sẽ quay đến vị trí nào thì dừng lại
A. Mặt khung dây song song với các đường sức từ
B. Mặt khung dây vuông góc với các đường sức từ.
C. Mặt khung dây tạo thành một góc 60o với đường sức từ.
D. Mặt khung dây tạo thành một góc 45o với đường sức từ
Lời giải:
Một khung dây dẫn hình chữ nhật có dòng điện chạy qua được đặt trong từ trường giữa hai nhánh của một nam châm hình U. Khung dây sẽ quay đến vị trí mặt khung dây vuông góc với các đường sức từ. Vì khi đó các lực từ tác dụng lên các cạnh của khung dây sẽ nằm trong mặt phẳng khung dây và vuông góc với các cạnh. Các lực này sẽ có tác dụng kéo căng (hoặc nén) khung dây và không làm quay nó nữa.
Chọn đáp án B
Xem thêm các dạng câu hỏi và bài tập liên quan khác:
70 Bài tập về Điện gió - Điện mặt trời - Điện hạt nhân (có đáp án)
70 Bài tập về Định luật bảo toàn năng lượng (có đáp án)
70 Bài tập về Sự trộn các ánh sáng màu (2024) có đáp án chi tiết nhất
70 Bài tập về Sự phân tích ánh sáng trắng (2024) có đáp án chi tiết nhất
