Xác định cảm ứng từ tạo bởi dòng điện

VnHocTap.com giới thiệu đến các em học sinh lớp 11 bài viết Xác định cảm ứng từ tạo bởi dòng điện, nhằm giúp các em học tốt chương trình Vật lí 11.

Nội dung bài viết Xác định cảm ứng từ tạo bởi dòng điện:
Dạng bài. Xác định cảm ứng từ tạo bởi dòng điện 1. Phương pháp chung – Sử dụng kết quả về từ trường của những dòng điện đặc biệt đã nêu ở phần kiến thức cần nhớ. – Áp dụng quy tắc tổng hợp véc tơ và nguyên lý chồng chất từ trường để xác định từ trường tổng hợp tạo bởi nhiều dòng điện. 2. Ví dụ minh họa Ví dụ 1: Hai dây dẫn thẳng song song dài vô hạn đặt cách nhau 10 cm trong không khí. Dòng điện chạy trong 2 dây dẫn ngược chiều nhau và có cường độ 1 2 I I. Tìm cảm ứng từ tại: a) Điểm A cách mỗi dây 5 cm. b) Điểm B cách dây 1 đoạn 4 cm cách dây 2 đoạn 14 cm c) Điểm M cách mỗi dây 10 cm. d) Điểm N cách dây 1 đoạn 8 cm và cách dây 2 đoạn 6 cm. Lời giải a) Điểm A cách mỗi dây 5 cm. Vì khoảng cách giữa hai dây là 10 cm, mà 10/2 = 5 cm nên điểm A chính là trung điểm của đoạn thẳng nối giữa hai sợi dây. + Cảm ứng từ gây ra tổng hợp tại vì 2 dòng điện này ngược chiều nên Τ Đáp án C. b) Điểm B cách dây 1 đoạn 4 cm cách dây 2 đoạn 14 cm + Điểm B thỏa mãn đề bài sẽ nằm ngoài đoạn nối 2 dây và gần dây 1 hơn + Cảm ứng từ tại B thỏa mãn BB B = 1 2 dựa vào hình vẽ ta có B B 1 2 c) Điểm M cách mỗi dây 10 cm. + Gọi 2 đầu dây là A và B điểm M cách A và B 10 cm nên tam giác MAB là tam giác đều. + Cảm ứng từ tại M thỏa mãn B BB M = 12 d) Điểm N cách dây 1 đoạn 8 cm và cách dây 2 đoạn 6 cm. + Điểm N như vậy tạo với A, B thành một tam giác vuông NAB, vuông tại N. + Cảm ứng từ tại N thỏa mãn BN = 12 và B1 vuông góc B2 Từ đó suy ra BN = 12.
Ví dụ 2: Hai dây dẫn thẳng, rất dài, đặt song song, cách nhau 20 cm trong không khí, có hai dòng điện ngược chiều, có cường độ I = 12A; 15A chạy qua. Xác định cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện này gây ra tại điểm M cách dây dẫn mang dòng I một đoạn 15 cm và cách dây dẫn mang dòng 2 I một đoạn 5 cm. Lời giải Giả sử hai dây dẫn đó được đặt vuông góc với mặt phẳng hình vẽ, dòng điện 1I đi vào tại A, dòng 2I đi ra tại B thì các dòng điện 1I và 2I gây ra tại M các véc tơ cảm ứng từ B1 và B2 có phương chiều như hình vẽ, có độ lớn: Cảm ứng từ tổng hợp tại M là B Vì B1 và B2 cùng phương, cùng chiều nên B cùng phương, cùng chiều với B1 và B2 và có độ lớn Τ Đáp án C. Ví dụ 3: Hai dây dẫn thẳng, rất dài, đặt song song, cách nhau 10 cm trong không khí, có hai dòng điện ngược chiều, có cường độ 6A; 12A chạy qua. Xác định cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện này gây ra tại điểm M cách dây dẫn mang dòng 1I một đoạn 5 cm và cách dây dẫn mang dòng 2I một đoạn 15 cm. Lời giải Giả sử hai dây dẫn được đặt vuông góc với mặt phẳng hình vẽ, dòng điện 1I đi vào tại A, dòng 2 I đi ra tại B thì các dòng điện 1I và 2 I gây ra tại M các véc tơ cảm ứng từ B1 và B2 có phương chiều như hình vẽ, có độ lớn.
Cảm ứng từ tổng hợp tại M là BB Vì B1 và B2 cùng phương, ngược chiều và B B nên B cùng phương, chiều với B1 và có độ lớn Đáp án C . Ví dụ 4: Hai dây dẫn thẳng, rất dài, đặt song song, cách nhau 10 cm trong không khí, có hai dòng điện cùng chiều, có cường độ 1 2 I I chạy qua. Xác định cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện này gây ra tại điểm M cách dây dẫn mang dòng 1I 6 cm và cách dây dẫn mang dòng 2 I 8 cm. Lời giải Giả sử hai dây dẫn được đặt vuông góc với mặt phẳng hình vẽ, dòng điện 1I đi vào tại A, dòng điện 2 I đi vào tại B. Vì 10 AB nên tam giác AMB vuông tại M. Các dòng điện 1I và 2I gây ra tại M các véc tơ cảm ứng từ B1 và B2 có phương chiều như hình vẽ, có độ lớn AM BM. Cảm ứng từ tổng hợp tại M là: BB có phương chiều như hình vẽ và có độ lớn: Đáp án A.
Ví dụ 5: Hai dây dẫn thẳng, rất dài, đặt song song, cách nhau 20 cm trong không khí, có hai dòng điện ngược chiều, có cường độ 1 2 I I chạy qua. Xác định cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện này gây ra tại điểm M cách dây dẫn mang dòng 1I 16 cm và cách dây dẫn mang dòng 2 I 12 cm. Lời giải Giả sử hai dây dẫn được đặt vuông góc với mặt phẳng hình vẽ, dòng 1I đi vào tại A, dòng 2 I đi ra tại B. Vì AM MB AB nên tam giác AMB vuông tại M. Các dòng điện 1I và 2 I gây ra tại M các véc tơ cảm ứng từ B1 và B2 có phương chiều như hình vẽ, có độ lớn: Cảm ứng từ tổng hợp tại M là: BB có phương chiều như hình vẽ và có độ lớn: Đáp án C. Ví dụ 6: Hai dây dẫn thẳng, rất dài, đặt song song, cách nhau 20 cm trong không khí, có hai dòng điện ngược chiều, cùng cường độ 1 2 I I Α9 chạy qua. Xác định cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện này gây ra tại điểm M cách đều hai dây dẫn một khoảng 30 cm.
Giả sử hai dây dẫn được đặt vuông góc với mặt phẳng hình vẽ, dòng 1I đi vào tại A, dòng 2 I đi ra tại B. Các dòng điện 1I và 2 I gây ra tại M các véc tơ cảm ứng từ B1 và B2 có phương chiều như hình vẽ, có độ lớn: Cảm ứng từ tổng hợp tại M là: BB có phương chiều như hình vẽ và có độ lớn: Đáp án C. Ví dụ 7: Hai dây dẫn thẳng, rất dài, đặt song song, cách nhau 10 cm trong không khí, có hai dòng điện cùng chiều, cùng cường độ 1 2 I I Α6 chạy qua. Xác định cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện này gây ra tại điểm M cách đều hai dây dẫn một khoảng 20 cm. Lời giải Giả sử hai dây dẫn được đặt vuông góc với mặt phẳng hình vẽ, dòng 1I đi vào tại A, dòng 2 I đi ra tại B. Các dòng điện 1I và 2 I gây ra tại M các véc tơ cảm ứng từ B1 và B2 có phương chiều như hình vẽ, có độ lớn: I Cảm ứng từ tổng hợp tại M là BBB có phương chiều như hình vẽ và có độ lớn Đáp án B. Ví dụ 8: Hai dây dẫn thẳng dài vô hạn, đặt song song trong không khí cách nhau một đoạn d = 12 cm có các dòng điện cùng chiều 1 2 I = Α 10 chạy qua. Một điểm M cách đều hai dây dẫn một đoạn x. a) Khi x = 10 cm. Tính độ lớn cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện chạy trong hai dây dẫn gây ra tại điểm M. b) Hãy xác định x để độ lớn cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện gây ra đạt giá trị cực đại. Tính giá trị cực đại đó.