Báo cáo bài tập Vật Lý: Công của Lực Từ Trong Từ Trường môn Vật lý đại cương 2 | Học viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông

BT ví dụ
Câu 20: Một vòng dây tròn có đường kính d = 20 cm được đặt trong một từ trường đều có cảm ứng từ B
= 5.10-3 T sao cho pháp tuyến của mặt khung vuông góc với vector cảm ứng từ. Khi cho dòng điện có
cường độ I = 5,5 A chạy qua vòng dây thì nó quay đi một góc 90°. Công của lực từ làm quay vòng dây có giá trị bằng
A.8, 739.10-4 J B.8, 639.10-4 J C.8,789.10-4 J D.8,869.10-4 J Bài giải
Công của lực từ làm quay vòng dây:
A=N.I.S.B.(cosφ1 -cosφ2)=1.5,5.0,12.π. 5.10-3 .(cos0°-cos90°)=8,639.10-4 (J)
4.38: Một vòng dây dẫn hình tròn bán kính R = 2cm trên có dòng điện I = 2A, được đặt sao cho mặt
phẳng của vòng dây vuông góc với đường sức của một từ trường có cảm ứng từ B=0,2T. Hỏi công phải
tốn để quay vòng dây trở về vị trí song song với đường sức từ trường. Bài giải
Chúng ta cần tốn một công A để thắng lại công cản của từ trường:
A= Wt2-Wt1=N.I.S.B. (cosφ1 -cosφ2)=I. π.R2.B. (cosφ1 -cosφ2)
A=2.π..0,022.0,2 .(cos0°-cos90°)≈5.10-4 (J) Lý thuyết Công của từ lực
=>>Công của từ lực trong sự dịch chuyên một mạch điện bất kỳ trong từ trường bằng tích giữa cường độ
dòng điện và độ biến thiên của từ thông qua diện tích của mạch đó. Đơn vị: J [Jun] BT vận dụng
Câu 1: Một dây dẫn thẳng dài 70cm được đặt trong một từ trường đều có cảm ứng từ B = 0,1T. Dây dẫn
hợp với đường sức từ trường một góc a = 30°. Tìm từ lực tác dụng lên dây dân khi cho dòng điện I = 70A chạy qua dây dẫn.
A.2,45 N B. 3,57 N C.2,05 N D. 4,23 N Giải
Công thức lực từ: F=B.I.L.sinα=0,1.70.0,7.sin30°=2,45 A Chọn A
Câu 2: Công thức nào sau đây đúng:
Lực tác dụng giữa 2 dòng điện song song và dài vô hạn là: µ0. µ . I 1. I2.l A. 2πd µ0. µ . I 1. I2.l B. 4πd µ0. µ . I 1. I2.l C. 6πd µ0. µ . I 1. I2.l D. 8πd Chọn A
Câu 3: Đáp án nào sau đây là chính xác? Có một dây dẫn có dòng điện I đặt song song với đường sức từ,
chiều của đường sức từ và dòng điện ngược chiều nhau
A. Lực từ luôn bằng không khí tăng cường độ dòng điện
B. Lực từ và cường độ dòng điện tỉ lệ thuận với nhau
C. Lực từ và cường độ dòng điện tỉ lệ nghịch với nhau
D. Chiều của lực từ và chiều của dòng điện tỉ lệ thuận với nhau
Giải: Khi đặt đoạn dây song song với đường sức từ thì a =180° → F = BIl sina = = Lực từ luôn bằng không
kể cả khi cường độ dòng điện thay đổi Đáp án A
Câu 4: Cuộn dây của một điện kế gồm N = 400 vòng có dạng khung chữ nhật chiều dài a = 3 cm, chiêu
rộng b = 2 cm, được đặt trong một từ trường đều có cảm ứng từ B = 0.1 T. Dòng điện chạy trong khung
có cường độ bằng 10° A. Hỏi:
a. Thế năng của khung dây trong từ trường tại hai vị trí.
Vị trí 1: Mặt phẳng khung dây song song với đường sức của từ trường
Vị trí 2: Mặt phẳng của khung dây hợp với đường sức từ trường một góc 30°
b. Công của lực điện từ khi khung dây quay từ vị trí 1 đến vị trí 2 Giải π -Xét vị trí 1: (p.B¿ =2 π
W1=-N.I.S.B.cos(p.B¿= -N.I.S.B.cos( )=0 2 π -Xét vị trí 2: (p.B¿ =3 π π W ¿ 2=-N.I.S.B.cos(
p.B¿= -N.I.S.B.cos( )=-400.10-7 .0,03.0,02. cos( = -1,2.10-9 J 3 3
Xác định công dịch chuyến khung dây từ vị trí 1 đến vị trí 2 → ở đây ta thấy một định lý quen thuộc là
công dịch chuyển bao giờ cũng bằng độ biến thiên thế năng → ta có: A= W1-W2= 1,2.10-9 J