LỰC TỪ - ĐỊNH LUẬT AMPE
Nguồn ảnh trên internet
TÓM TẮT LÝ THUYÊT
Yêu cầu:
- Nắm được phương, chiều và độ lớn của lực từ tác dụng lên dòng điện.
- Nắm được phương, chiều và độ lớn của lực tương tác giữa 2 dòng điện song song.
- Nắm được tác dụng của lực từ lên khung dây có dòng điện.
- Vận dụng vào các bài toán tính lực từ.
Nội dung:
· Lực từ tác dụng lên dòng điện:
+ Phương: vuông góc với mặt phẳng chứa dòng điện và cảm ứng từ tại điểm khảo sát.
+ Chiều: Đặt bàn tay trái sao cho các đường sức từ đâm xuyên vào long bàn tay, chiều từ cổ tay đến các ngón tay trùng với chiều dòng điện, thì ngón cái choãi ra 900 chỉ chiều của lực từ tác dụng lên dòng điện.
+ Độ lớn tuân theo định luật Am-pe:
F = B.I.l.sinα
Trong đó, α là góc hợp bởi dòng điện và cảm ứng từ B.
· Lực tương tác giữa 2 dòng điện thẳng song song:
+ Phương: nằm trong mặt phẳng chứa 2 dòng điện và vuông góc với 2 dòng điện.
+ Chiều: 2 dòng điện cùng chiều thì hút nhau, ngược chiều thì đẩy nhau.
+ Độ lớn: 
Trong đó, l là chiều dài dòng điện chịu tác dụng lực từ, r là khoảng cách 2 dòng điện.
· Mô-men ngẫu lực từ tác dụng lên khung dây có dòng điện:
Một khung dây phẳng có dòng điện đặt trong từ trường đều sẽ chịu một ngẫu lực có tác dụng làm quay khung:
+ Đường sức từ nằm trong mặt phẳng khung: mô-men do ngẫu lực có giá trị cực đại.
+ Đường sức từ vuông góc với mặt phẳng khung: mô-men do ngẫu lực bằng 0.
+ Độ lớn của mô-men ngẫu lực:
M = NIBSsinθ (đơn vị: N.m)
Trong đó, N là số vòng trong khung, S là tiết diện khung dây, θ là góc giữa vector cảm ứng từ và vector pháp tuyến của mặt phẳng khung.
BÀI TẬP MINH HỌA
Bài 1: Một đoạn dây dẫn dài 5 cm đặt trong từ trường đều và vuông góc với vector cảm ứng từ. Dòng điện qua dây có cường độ 0,75 A. Lực từ tác dụng lên đoạn dây đó là 3.10-3 N. Xác định cảm ứng từ của từ trường.
Lời giải:
Chiều dài của dây l = 5 cm = 0,05 m.
Theo định luật Am-pe, lực từ tác dụng lên đoạn dây là
F = BIlsinα → 
ĐS: 0,08 T
Bài 2: Hai dây dẫn thẳng, dài, song song với nhau và cách nhau d = 10 cm đặt trong không khí. Dòng điện trong hai dây đó có cường độ là I1 = 2 A, I2 = 5 A. Tính lực từ tác dụng lên một đoạn có chiều dài 0,20 m của mỗi dây dẫn.
Lời giải:
d = 10 cm = 0,1 m
Lực từ tác dụng lên đoạn dây dài 0,2 m là:
ĐS: F = 4 
Bài 3: Một khung dây dẫn hình chữ nhật ABCD có cạnh AB = 10cm, BC = 5cm, gồm 20 vòng dây nối tiếp nhau có thể quay quanh cạnh AB thẳng đứng, dòng điện 1A đi qua mỗi vòng dây và hệ thống đặt trong từ trường đều B = 0,5T sao cho véctơ pháp tuyến của khung hợp với véc tơ cảm ứng từ một góc 300. Tính mô-men ngẫu lực từ tác dụng lên khung dây.
Lời giải:
Diện tích khung dây là: S = AB.BC = 50 cm2 = 5.10-3 m2.
Mô-men ngẫu lực từ tác dụng lên khung dây là:
M = NIBSsinθ = 20.1.0,5.5.10-3.sin30 = 0,025 (N.m)
ĐS: M = 0,025 N.m
-
(1)
Các tương tác sau đây, tương tác nào không phải là tương tác từ:
tương tác giữa hai dây dẫn mang dòng điện
tương tác giữa nam châm và dòng điện
tương tác giữa hai nam châm
tương tác giữa các điện tích đứng yên
-
(2)
Người ta thường có thể xác định chiều của lực từ tác dụng lên một đoạn dây mang dòng điện thẳng bằng quy tắc nào sau đây:
quy tắc bàn tay trái
quy tắc nắm tay phải
quy tắc bàn tay phải
quy tắc cái đinh ốc
-
(3)
Trong các công thức sau công thức nào biểu diễn lực tương tác giữa hai dòng điện thẳng dài:
F = 2.10-7.I1I2l
F = 2.10-7.I1I2l/r
F = 2.10-7.I1I2/r
F = 2π.10-7.I1I2l/r
-
(4)
Đáp án nào sau đây đúng khi nói về tương tác giữa hai dòng điện thẳng song song:
cùng chiều thì đẩy, ngược chiều thì hút
cùng chiều thì hút nhau
ngược chiều thì hút nhau
cùng chiều thì đẩy nhau
-
(5)
Chọn một đáp án sai :
Khi dây dẫn có dòng điện đặt song song với đường cảm ứng từ thì lực từ tác dụng lên dây là Fmax = I.B.l
Khi một dây dẫn có dòng điện đặt song song với đường cảm ứng từ thì không chịu tác dụng bởi lực từ
Khi dây dẫn có dòng điện đặt vuông góc với đường cảm ứng từ thì lực từ tác dụng lên dây dẫn là cực đại
Giá trị cực đại của lực từ tác dụng lên dây dẫn dài l có dòng điện I đặt trong từ trường đều B là Fmax = IBl
-
(6)
Khi tăng đồng thời cường độ dòng điện trong cả hai dây dẫn song song lên 4 lần thì lực từ tác dụng lên mỗi đơn vị chiều dài của mỗi dây tăng lên:
36 lần
16 lần
9 lần
25 lần
-
(7)
Ống dây điện trên hình vẽ bị hút về phía thanh nam châm. Hãy chỉ rõ cực của thanh nam châm:
đầu P là cực nam, đầu Q là cực bắc
đầu P là cực dương, đầu Q là cực âm
đầu P là cực bắc, đầu Q là cực nam
đầu P là cực âm, đầu Q là cực dương
-
(8)
Hình nào biểu diễn đúng hướng lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn thẳng mang dòng điện I có chiều như hình vẽ đặt trong từ trường đều, đường sức từ có hướng như hình vẽ:
4
3
2
1
-
(9)
Hình nào biểu diễn đúng hướng lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn thẳng mang dòng điện I có chiều như hình vẽ đặt trong từ trường đều, đường sức từ có hướng như hình vẽ:
4
2
3
1
-
(10)
Hình nào biểu diễn đúng hướng lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn thẳng mang dòng điện I có chiều như hình vẽ đặt trong từ trường đều, đường sức từ có hướng như hình vẽ:
4
2
3
1
-
(11)
Hình nào biểu diễn đúng hướng lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn thẳng mang dòng điện I có chiều như hình vẽ đặt trong từ trường đều, đường sức từ có hướng như hình vẽ:
2
1
4
3
-
(12)
Hình nào biểu diễn đúng hướng lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn thẳng mang dòng điện I có chiều như hình vẽ đặt trong từ trường đều, đường sức từ có hướng như hình vẽ:
3
4
2
1
-
(13)
Hình nào biểu diễn đúng hướng lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn thẳng mang dòng điện I có chiều như hình vẽ đặt trong từ trường đều, đường sức từ có hướng như hình vẽ:
1
4
3
2
-
(14)
Hình nào biểu diễn đúng hướng lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn thẳng mang dòng điện I có chiều như hình vẽ đặt trong từ trường đều, đường sức từ có hướng như hình vẽ:
2
1
4
3
-
(15)
Hình nào biểu diễn đúng hướng lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn thẳng mang dòng điện I có chiều như hình vẽ đặt trong từ trường đều, đường sức từ có hướng như hình vẽ:
1
2
3
4
-
(16)
Hình nào biểu diễn đúng hướng lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn thẳng mang dòng điện I có chiều như hình vẽ đặt trong từ trường đều, đường sức từ có hướng như hình vẽ:
4
1
2
3
-
(17)
Hình nào biểu diễn đúng hướng lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn thẳng mang dòng điện I có chiều như hình vẽ đặt trong từ trường đều, đường sức từ có hướng như hình vẽ:
2
4
1
3
-
(18)
Chọn một đáp án sai “lực từ tác dụng lên một dây dẫn có dòng điện đi qua đặt vuông góc với đường sức từ sẽ thay đổi khi”:
cường độ dòng điện thay đổi
từ trường đổi chiều
dòng điện và từ trường đồng thời đổi chiều
dòng điện đổi chiều
-
(19)
Đặt một khung dây dẫn hình chữ nhật có dòng điện chạy qua trong từ trường sao cho mặt phẳng khung dây vuông góc với các đường cảm ứng từ chiều như hình vẽ thì lực từ có tác dụng gì:
lực từ làm khung dây quay
lực từ làm nén khung
lực từ làm dãn khung
lực từ không tác dụng lên khung
-
(20)
Khung dây dẫn mang dòng điện đặt trong từ trường đều không chịu tác dụng của ngẫu lực từ khi:
mặt phẳng khung ở vị trí bất kì
mặt phẳng khung song song với các đường cảm ứng từ
mặt phẳng khung hợp với đường cảm ứng từ một góc 0< α < 900
mặt phẳng khung vuông góc với các đường cảm ứng từ
-
(21)
Khung dây dẫn mang dòng điện đặt trong từ trường đều chịu tác dụng của ngẫu lực từ khi:
mặt phẳng khung song song với các đường cảm ứng từ
mặt phẳng khung không vuông góc với các đường cảm ứng từ
mặt phẳng khung ở vị trí bất kì
mặt phẳng khung hợp với đường cảm ứng từ một góc 0< α < 900
-
(22)
Hai dây dẫn thẳng dài, song song và cách nhau một khoảng 20cm. Dòng điện trong hai dây dẫn có cường độ lần lượt là 5A và 10A,chạy cùng chiều nhau. Lực từ tác dụng lên mỗi đoạn dây có chiều dài 5dm của mỗi dây là:
0,25.10-4N
0,25π.10-4N
0,25.10-3N
2,5.10-6N
-
(23)
Thành phần nằm ngang của từ trường trái đất bằng 3.10-5T, còn thành phần thẳng đứng rất nhỏ. Một đoạn dây dài 100m mang dòng điện 1400A đặt vuông góc với từ trường trái đất thì chịu tác dụng của lực từ:
4,2 N
1,5 N
4,8 N
2,7 N
-
(24)
Một dây dẫn được uốn gập thành một khung dây có dạng tam giác vuông tại A, AM = 8cm mang dòng điện I = 5A. Đặt khung dây vào trong từ trường đều B = 3.10-3T có véc tơ cảm ứng từ song song với cạnh AN hướng như hình vẽ. Giữ khung cố định, tính lực từ tác dụng lên cạnh AM của tam giác:
2,1.10-3N
1,2.10-3N
1,5.10-3N
1,6.10-3N
-
(25)
Một đoạn dây dài l đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 0,5T hợp với đường cảm ứng từ một góc 300. Dòng điện qua dây có cường độ 0,5A, thì lực từ tác dụng lên đoạn dây là 4.10-2N. Chiều dài đoạn dây dẫn là:
3,2cm
32cm
16cm
1,6cm
-
(26)
Một đoạn dây dài l đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 0,5T hợp với đường cảm ứng từ một góc 300. Dòng điện qua dây có cường độ 0,5A, thì lực từ tác dụng lên đoạn dây là 4.10-2N. Chiều dài đoạn dây dẫn là:
3,2cm
1,6cm
16cm
32cm
-
(27)
Bốn dây dẫn thẳng dài song song mang dòng điện cùng chiều, cùng cường độ I đặt cách nhau lần lượt một đoạn a, mà tiết diện thẳng của chúng ở bốn đỉnh của một hình vuông cạnh a. Lực từ tác dụng lên mỗi mét dây dẫn thứ năm mang dòng điện cũng bằng I đặt song song với 4 dòng điện trên, đi qua tâm hình vuông là:
8
.10-7I2/a 0
4
.10-7I2/a4.10-7I2/a
-
(28)
Dòng điện thẳng dài I1 đặt vuông góc với mặt phẳng của dòng điện tròn I2 bán kính R và đi qua tâm của I2, lực từ tác dụng lên dòng điện I2 bằng:
0
2π.10-7I1I2/R
2π.10-7I1I2.R
2.10-7I1I2.R
-
(29)
Một khung dây dẫn hình chữ nhật ABCD có các cạnh AB = 10cm, BC = 20cm, đặt trong từ trường đều, mặt phẳng khung song song với các đường cảm ứng từ. Mômen lực từ tác dung lên khung bằng 0,02N.m, biết dòng điện chạy qua khung bằng 2A. Độ lớn cảm ứng từ là:
0,5T
5T
0,1T
1,5T
-
(30)
Một khung dây dẫn hình chữ nhật diện tích 20cm2 đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 4.10-4T. Khi cho dòng điện 0,5A chạy qua khung thì mômen lực từ cực đại tác dụng lên khung là 0,4.10-4N.m. Số vòng dây trong khung là:
90 vòng
80 vòng
10 vòng
100 vòng
-
(31)
Một khung dây dẫn hình chữ nhật ABCD có cạnh AB = 10cm, BC = 5cm, gồm 20 vòng dây nối tiếp nhau có thể quay quanh cạnh AB thẳng đứng, dòng điện 1A đi qua mỗi vòng dây và hệ thống đặt trong từ trường đều B = 0,5T sao cho véctơ pháp tuyến của khung hợp với véc tơ cảm ứng từ một góc 300. Mômen lực từ tác dụng lên khung có độ lớn:
2,5.10-3N.m
5.10-3N.m
5.10-4N.m
25.10-3N.m
-
(32)
Một khung dây dẫn tròn bán kính 10cm gồm 50 vòng. Trong mỗi vòng có dòng điện 10A chạy qua, khung dây đặt trong từ trường đều đường sức từ song song với mặt phẳng của khung, B = 0,2T. Mômen ngẫu lực từ tác dụng lên khung là:
3,14N.m
0,314N.m
314N.m
31,4N.m
-
(33)
Ba dòng điện thẳng song song I1= 12A, I2 = 6A, I3 = 8,4A nằm trong mặt phẳng hình vẽ, khoảng cách giữa I1 và I2 bằng a = 5cm, giữa I2 và I3 bằng b = 7cm. Lực từ tác dụng lên mỗi đơn vị dài dòng điện I3 là:
1,4.10-5N
2,4.10-5N
4,2.10-5N
3,8.10-5 N
-
(34)
Một đoạn dây dẫn đồng chất có khối lượng 10g, dài 30cm được treo trong từ trường đều. Đầu trên của dây O có thể quay tự do xung quanh một trục nằm ngang như hình vẽ. Khi cho dòng điện 8A qua đoạn dây thì đầu dưới M của đoạn dây di chuyển một đoạn theo phương ngang d = 2,6cm. Tính cảm ứng từ B. Lấy g = 9,8m/s2:
34,2.10-4T
35,4.10-4T
25,7.10-5T
64.10-5T
-
(35)
Một thanh nhôm dài 1,6m, khối lượng 0,2kg chuyển động trong từ trường đều và luôn tiếp xúc với 2 thanh ray đặt nằm ngang như hình vẽ. Từ trường có phương vuông góc với mặt phẳng hình vẽ hướng ra ngoài mặt phẳng hình vẽ. Hệ số ma sát giữa thanh nhôm MN và hai thanh ray là k = 0,4, B = 0,05T, biết thanh nhôm chuyển động đều. Thanh nhôm chuyển động về phía nào, tính cường độ dòng điện trong thanh nhôm, coi rằng trong khi thanh nhôm chuyển động điện trở của mạch điện không đổi, lấy g = 10m/s2, bỏ qua hiện tượng cảm ứng điện từ:
chuyển động sang trái, I = 10A
chuyển động sang trái, I = 6A
chuyển động sang phải, I = 10A
chuyển động sang phải, I = 6A
-
(36)
Hai thanh ray đặt trong mặt phẳng nghiêng nằm trong từ trường đều. Mặt phẳng nghiêng hợp với phương ngang 300, các đường sức từ có phương thẳng đứng chiều từ trên xuống dưới. Một thanh nhôm dài 1m khối lượng 0,16kg trượt không ma sát trên hai thanh ray xuống dưới với vận tốc không đổi. Biết B = 0,05T. Hỏi đầu M của thanh nối với cực dương nguồn hay cực âm, cường độ dòng điện qua thanh nhôm bằng bao nhiêu, coi rằng khi thanh nhôm chuyển động nó vẫn luôn nằm ngang và cường độ dòng điện trong thanh nhôm không đổi. Lấy g = 10m/s2:
M nối với cực dương, I = 6A
M nối với cực âm, I = 6A
M nối với cực âm, I = 18,5A
M nối với cực dương, I = 18,5A
-
(37)
Ba dòng điện thẳng song song cùng chiều I1 = I2 = 500A, và I3 cùng vuông góc với mặt phẳng hình vẽ, tại M, N, C, biết
= 1200. I3 chạy trong dây dẫn bằng đồng có đường kính 1,5mm, khối lượng riêng 8,9g/cm3, lấy g = 10m/s2. Biết khoảng cách từ dòng 1 tới dòng 3 bằng 1cm. Để lực từ tác dụng lên dòng điện I3 cân bằng với trọng lượng của dây thì I3 bằng bao nhiêu:
0,51A
1,68A
2,12A
1,57A
-
(38)
Dùng một dây đồng gập lại thành ba cạnh của một hình chữ nhật, hai đầu M, N có thể quay trục nằm ngang như hình vẽ. Khung đặt trong từ trường đều phương thẳng đứng chiều từ dưới lên trên. Khi cho dòng điện có I = 5A chạy vào khung thì khung lệch khỏi mặt phẳng thẳng đứng theo phương ngang 1cm. Biết MQ = NS = a = 10cm; QS = b = 15cm; B = 0,03T; g = 10m/s2. Tìm khối lượng của khung:
30,5g
32,5g
33,5g
31,5g