Xem toàn bộ tài liệu Lớp 11: tại đây
- Giải Vật Lí Lớp 11
- Sách Giáo Khoa Vật Lý 11
- Giải Sách Bài Tập Vật Lí Lớp 11
- Sách Giáo Viên Vật Lí Lớp 11
- Sách Giáo Khoa Vật Lý 11 nâng cao
- Sách Giáo Viên Vật Lí Lớp 11 Nâng Cao
- Sách Bài Tập Vật Lí Lớp 11
- Sách Bài Tập Vật Lí Lớp 11 Nâng Cao
Giải Bài Tập Vật Lí 11 – Bài 31: Tương tác giữa hai dòng điện thẳng song song. Định nghĩa đơn vị ampe (Nâng Cao) giúp HS giải bài tập, nâng cao khả năng tư duy trừu tượng, khái quát, cũng như định lượng trong việc hình thành các khái niệm và định luật vật lí:
Câu c1 (trang 155 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Hãy áp dụng quy tắc nắm tay phải và quy tắc bàn tay trái. Hãy chỉ ra rằng hai dòng điện song song ngược chiều thì đẩy nhau.
Lời giải:
Giả sử hai dòng điện I1, I2 có chiều ngược nhau như hình vẽ.
Gọi B1→ là cảm ứng từ do dòng điện I1 gây ra tại vị trí của dòng điện I2; B2→ là cảm ứng từ do dòng điện I2 gây ra tại vị trí của dòng điện I1.
Áp dụng quy tắc nắm tay phải ta suy ra được chiều của B1→; B2→ như hình vẽ
Gọi F12→ là do lực từ do từ trường của dòng I1 tác dụng lên dòng I2; F21→là lực từ do từ trường của dòng I2 tác dụng lên dòng I1
Áp dụng quy tắc bàn tay trái ta suy ra được chiều của F12→; F21→ như hình vẽ ⇒ hai dòng điện song song ngược chiều thì đẩy nhau.
Câu 1 (trang 156 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Hãy nêu những điều mà em biết về lực tương tác từ giữa hai dòng điện thẳng song song cùng chiều, ngược chiều (chẳng hạn phương, chiều… của lực)
Lời giải:
Lực tương tác từ F→ giữa hai dòng điện thẳng song song:
Có phương nằm trong mặt phẳng chứa hai dòng điện và vuông góc với hai dòng điện
Có chiều hướng vào (là lực hút) nếu hai dòng điện I1 và I2 cùng chiều
Có chiều hướng ra (là lực đẩy) nếu hai dòng điện I1 và I2 ngược chiều
Bằng nhau về độ lớn và có độ lớn tính trên một đơn vị chiều dài của dòng điện:
Với a khoảng cách giữa hai dây
Câu 2 (trang 156 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Hãy giải thích về lực hút giữa hai dòng điện song song cùng chiều, hay lực đẩy giữa hai dòng điện song song ngược chiều
Lời giải:
Trương tự câu C1.
Câu 3 (trang 156 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Cho hai dòng điện thẳng song song, viết công thức lực từ tác dụng trên mỗi đơn vị dàu của mỗi dòng điện
Lời giải:
Lực từ tác dụng trên mỗi đơn vị chiều dài của mỗi dòng điện
Câu 4 (trang 156 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Phát biểu định nghĩa đơn vị ampe
Lời giải:
Ampe là cường độ của dòng điện không đổi khi chạy trong hai dây dẫn thẳng, tiết diện nhỉ, rất dài, song song nhau và cách nhau 1 m trong chân không thì trên mỗi mét dài của mỗi dây có một lực từ bằng 2.10-7 N tác dụng
Bài 1 (trang 156 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Chọn phương án đúng
Khi tăng đồng thời cường độ dòng điện trong cả hai dây dẫn song song lên 3 lần thì lực tác dụng lên một đơn vị chiều dài của mỗi dây tăng lên:
A. 3 lần B. 6 lần C. 9 lần D. 12 lần
Lời giải:
Lực tác dụng lên một đơn vị chiều dài của mỗi dây lúc đầu là:
Khi tăng đồng thời cường độ dòng điện trong cả hai dây dẫn song song lên 3 lần, tức là
I‘1=3I1; I‘2=3I2
Lực tác dụng lên một đơn vị chiều dài của mỗi dây lúc đó là:
Đáp án: C
Bài 2 (trang 157 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Hai dây dẫn thẳng, dài, đặt song song nhau và cách nhau d = 10 cm đặt trong không khí. dòng điện trong hai dây đó có cường độ là I1=2A,I2=5A. Tính lực từ tác dụng lên một đoạn có chiều dài 0,20 m của mỗi dây dẫn.
Lời giải:
Lực từ tác dụng lên một đoạn dây có chiều dài l=0,20 m của mỗi dây là:
Đáp số: F=4.10-6 N
Bài 3 (trang 157 sgk Vật Lý 11 nâng cao):Hai dây dẫn thẳng, dài song song đặt trong không khí. cường độ dòng điện trong hai dây dẫn đó bằng nhau và bằng I=1 A. Lực từ tác dụng trên mỗi đơn vị chiều dài của mỗi dây bằng 2.10-5 N. Hỏi hai dây đó cách nhau bao nhiêu?
Lời giải:
Lực tác dụng lên một đơn vị chiều dài của mỗi dây lúc đầu là:
Khoảng cách giữa hai dây là:
Đáp số: a = 1 cm
Bài 4 (trang 157 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Hai vòng tròn dây dẫn đặt cách nhau một khoảng rất nhỏ. Vòng dây dẫn dưới giữ cố định, vòng trên nối với đầu một đòn cân (hình 31.2). Khi cho vào hai dòng điện cường độ bằng nhau vào hai vòng dây thì chúng hút nhau. Đặt thêm một quả cân khối lượng 0,1 g vào đĩa cân bên kia thì cân trả lại thăng bằng và lúc đó hai vòng cách nhau 2 mm. Xác định cường độ dòng điện trong mỗi vòng dây? Cho biết bán kính mỗi vòng dây bằng 5 cm. Lấy g = 10m/s2
Lời giải:
m = 0,1 g = 10-4 kg; a = 2 mm = 2.10-3 m
R = 5 cm = 5.10-2 m; g = 10m/s2; I1 = I2 = I = ?
Chu vi của mỗi vòng dây là : lC = 2πR
Ta có thể áp dụng công thức 31.1 SGK để tính lực từ tác dụng lên mỗi vòng dây, vì hai vòng dây ở cách nhau một khoảng rất nhỏ.
Lực tác dụng lên mỗi vòng dây là:
Điều kiện để cân thăng bằng là: F = P = m.g = 0,1.10-3.10 = 10-3 N
Cường độ dòng điện trong mỗi vòng dây là:
Đáp số: I = 5,64 A