Đề thi, kiểm tra Lí lớp 11

Đề kiểm tra 1 tiết chương 4: Từ trường - Đề số 4

Làm đề thi

Đề bài

Câu 1 :

Tính chất cơ bản của từ trường là:

  • A

    gây ra lực từ tác dụng lên nam châm hoặc lên dòng điện đặt trong nó

  • B

    gây ra lực hấp dẫn lên các vật đặt trong nó

  • C

    gây ra lực đàn hồi tác dụng lên các dòng điện và nam châm đặt trong nó

  • D

    gây ra sự biến đổi về tính chất điện của môi trường xung quanh

Câu 2 :

Biểu thức nào sau đây xác định cảm ứng từ của dòng điện trong ống dây:

  • A

    \(B = 2\pi {.10^{ - 7}}\frac{N}{l}I\)

  • B

    \(B = 4\pi {.10^{ - 7}}\frac{N}{l}I\)

  • C

    \(B = 4\pi {.10^{ - 7}}\frac{l}{I}N\)

  • D

    \(B = 4\pi {.10^{ - 7}}\frac{I}{{Nl}}\)

Câu 3 :

Khi giảm đồng thời cường độ dòng điện trong cả hai dây dẫn thẳng song song lên \(3\) lần thì lực từ tác dụng lên một đơn vị dài của mỗi dây sẽ :

  • A

    Giảm 3 lần

  • B

    Giảm 9 lần

  • C

    Tăng 9 lần

  • D

    Tăng 3 lần

Câu 4 :

Một electron bay vào không gian có từ trường đều \(\overrightarrow B \) với vận tốc ban đầu \(\overrightarrow {{v_0}} \) vuông góc với cảm ứng từ. Quỹ đạo của electron trong từ trường là một đường tròn có bán kính R. Khi tăng độ lớn của cảm ứng từ lên gấp đôi thì:

  • A

    Bán kính quỹ đạo của electron trong từ trường tăng lên gấp đôi

  • B

    Bán kính quỹ đạo của electron trong từ trường giảm đi một nửa

  • C

    Bán kính quỹ đạo của electron trong từ trường giảm đi 4 lần

  • D

    Bán kính quỹ đạo của electron trong từ trường tăng lên 4 lần

Câu 5 :

Phát biểu nào sau đây là không đúng?

  • A

    Lực từ tác dụng lên dòng điện đổi chiều khi đổi chiều dòng điện

  • B

    Lực từ tác dụng lên dòng điện đổi chiều khi đổi chiều đường cảm ứng từ

  • C

    Lực từ tác dụng lên dòng điện đổi chiều khi tăng cường độ dòng điện

  • D

    Lực từ tác dụng lên dòng điện không đổi chiều khi đồng thời đổi chiều dòng điện và đường cảm ứng từ

Câu 6 :

Lực nào sau đây không phải lực từ?

  • A

    Lực Trái đất tác dụng lên kim nam châm ở trạng thái tự do làm nó định hướng theo phương bắc nam

  • B

    Lực Trái Đất tác dụng lên vật nặng.

  • C

    Lực nam châm tác dụng lên dây dẫn bằng nhôm mang dòng điện.

  • D

    Lực hai dây dẫn mang dòng điện tác dụng lên nhau.

Câu 7 :

Công thức tính lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn chiều dài  mang dòng điện đặt trong từ trường đều là:

  • A

    \(F = Ev{\rm{l}}sin\alpha \)

  • B

    \(F = qvBsin\alpha \)

  • C

    \(F = Bv{\rm{l}}sin\alpha \)

  • D

    \(F = BI{\rm{l}}sin\alpha \)

Câu 8 :

Phương của lực Lo-ren-xơ:

  • A

    vuông góc với mặt phẳng hợp bởi vecto vận tốc của hạt và vecto cảm ứng từ.

  • B

    trùng với phương của vecto cảm ứng từ.

  • C

    trùng với mặt phẳng tạo bởi vecto vận tốc của hạt và vecto cảm ứng từ.

  • D

    trùng với phương của vecto vận tốc của hạt mang điện.

Câu 9 :

Hỏi một hạt mang điện có thể chuyển động thẳng với vận tốc không đổi trong từ trường đều được không?

  • A

    Có thể, nếu hạt chuyển động vuông góc với đường sức từ của từ trường đều

  • B

    Không thể, vì nếu hạt chuyển động luôn chịu lực tác dụng vuông góc với vận tốc

  • C

    Có thể, nếu hạt chuyển động dọc theo đường sức của từ trường đều

  • D

    Có thể, nếu hạt chuyển động hợp với đường sức từ trường một góc không đổi

Câu 10 :

Một khung dây tròn bán kính 30 cm gồm 10 vòng dây. Cường độ dòng điện qua khung là 0,3 A. Tính cảm ứng từ tại tâm của khung dây?

  • A
    6,28.10-6 T.
  • B
    6,28.106 T.
  • C
    3,14.10-6 T.
  • D
    2.10-6 T.
Câu 11 :

Từ phổ là:

  • A

    hình ảnh của các đường mạt sắt cho ta hình ảnh của các đường sức từ của từ trường

  • B

    hình ảnh tương tác của hai nam châm với nhau

  • C

    hình ảnh tương tác giữa dòng điện và nam châm

  • D

    hình ảnh tương tác của hai dòng điện chạy trong hai dây dẫn thẳng song song

Câu 12 :

Đáp án nào sau đây là sai:

  • A

    Lực tương tác giữa hai dòng điện song song bao giờ cũng nằm trong mặt phẳng chứa hai dòng điện đó

  • B

    Hạt mang điện chuyển động trong từ trường đều, lực Lorenxơ nằm trong mặt phẳng chứa véctơ vận tốc của hạt

  • C

    Lực từ tác dụng lên khung dây mang dòng điện đặt song song với đường sức từ có xu hướng làm quay khung

  • D

    Lực từ tác dụng lên đoạn dây mang dòng điện có phương vuông góc với đoạn dây đó

Câu 13 :

Lực Lo – ren – xơ là

  • A

    lực điện tác dụng lên điện tích.

  • B

    lực từ tác dụng lên điện tích chuyển động trong từ trường.

  • C

    lực từ tác dụng lên dòng điện.

  • D

    lực Trái Đất tác dụng lên vật.

Câu 14 :

Một đoạn dây dẫn dài \(1,5\,\,m\) mang dòng điện \(10\,\,A\), đặt vuông góc trong một từ trường đều có độ lớn cảm ứng từ \(1,2\,\,T\). Nó chịu một lực từ tác dụng là

  • A

    \(18\,\,N\)

  • B

    \(1,8\,\,N\)

  • C

    \(1800\,\,N\)

  • D

    \(0\,\,N\)

Câu 15 :

Dòng điện cường độ 10A chạy qua khung dây dẫn tam giác vuông MNP theo chiều MNPM như hình vẽ. MN = 30cm, NP = 40cm. Từ trường đều B = 0,01T vuông góc với mặt phẳng khung dây. Lực từ tác dụng lên cạnh MP của khung dây có giá trị?

  • A

    0 N

  • B

    0,03 N

  • C

    0,05 N

  • D

    0,04 N

Câu 16 :

Hai dây dẫn thẳng dài vô hạn song song cách nhau khoảng \(8cm\) trong không khí, có dòng điện ngược chiều \({I_1} = {I_2} = 10A\) đi qua. Tính cảm ứng từ tại điểm M cách mỗi dây \(4cm\)

  • A

    \({10^{ - 4}}T\)

  • B

    \(0T\)

  • C

    \(5\sqrt 2 {.10^{ - 5}}T\)

  • D

    \({5.10^{ - 5}}T\)

Câu 17 :

Một ống dây hình trụ có chiều dài \(1,5m\) gồm \(4500\) vòng dây. Xác định cảm ứng từ trong lòng ống dây khi cho dòng điện \(I=5A\) chạy trong ống dây.

  • A

    \({3.10^{ - 3}}T\)

  • B

    \(3\pi {.10^{ - 3}}T\)

  • C

    \(6\pi {.10^{ - 3}}T\)

  • D

    \({6.10^{ - 3}}T\)

Câu 18 :

Hai dòng điện thẳng đặt song song cách nhau 40cm mang hai dòng điện cùng chiều \({I_1} = {I_2} = 10A\). Dòng thứ 3 đặt song song với hai dòng điện trên và thuộc mặt phẳng trung trực của 2 dòng I1 và I2. Biết \({I_3} = 10A\), ngược chiều với I1 và I3 cách mặt phẳng chứa (I1, I2) đoạn d = 20cm. Lực từ tác dụng lên 1m của dòng I3.

  • A

    \({10^{ - 4}}N\)

  • B

    \(\sqrt 3 {.10^{ - 4}}N\)

  • C

    \(\sqrt 2 {.10^{ - 4}}N\)

  • D

    \(2,{5.10^{ - 4}}N\)

Câu 19 :

Một dây dẫn được uốn thành một khung dây có dạng hình tam giác vuông ABC như hình vẽ.

Đặt khung dây vào trong từ trường đều có véc tơ cảm ứng từ \(\mathop B\limits^ \to  \) song song với cạnh AC. Coi khung dây nằm cố định trong mặt phẳng hình vẽ. Cho AB = 8 cm, AC = 6 cm, B = 5.10-3 T, I = 5 A. Lực từ tác dụng lên cạnh BC của khung dây có giá trị:

  • A

    \({F_{BC}} = 2,{5.10^{ - 3}}N\)

  • B

    \({F_{BC}} = 0N\)

  • C

    \({F_{BC}} = {2.10^{ - 3}}N\)

  • D

    \({F_{BC}} = 1,{5.10^{ - 3}}N\)

Câu 20 :

Trong hình vẽ sau hình nào chỉ đúng hướng của lực Lorenxơ tác dụng lên hạt mang điện dương chuyển động trong từ trường đều:

  • A
  • B
  • C
  • D
Câu 21 :

Một hạt mang điện \(3,{2.10^{ - 19}}C\)  bay vào trong từ trường đều có \(B = 0,5T\) hợp với hướng của đường sức từ một góc \({30^0}\). Lực Lo-ren-xơ tác dụng lên hạt có độ lớn \({8.10^{ - 14}}N\). Vận tốc của hạt đó khi bắt đầu vào trong từ trường là bao nhiêu?

  • A

    \({2.10^6}m/s\)

  • B

    \({4.10^6}m/s\)

  • C

    \({10^6}m/s\)

  • D

    \({8.10^6}m/s\)

Câu 22 :

Một electron chuyển động thẳng đều trong miền có cả từ trường đều và điện trường đều. Véctơ vận tốc của hạt và hướng đường sức từ như hình vẽ. \(B = 0,024T\), \(v = {4.10^6}m/s\). Xác định hướng và cường độ điện trường \(\overrightarrow E \).

  • A

    \(\overrightarrow E \) hướng lên, \(E = 96000V/m\)

  • B

    \(\overrightarrow E \) hướng xuống, \(E = 96000V/m\)

  • C

    \(\overrightarrow E \) hướng xuống, \(E = 9000V/m\)

  • D

    \(\overrightarrow E \) hướng lên, \(E = 9000V/m\)

Câu 23 :

Một electron bay vào trong từ trường đều. Mặt phẳng quỹ đạo hạt vuông góc với đường sức từ. Nếu hạt chuyển động với vận tốc \({v_1} = 1,{8.10^6}m/s\) thì lực Lorenxơ tác dụng lên hạt có độ lớn \({f_1} = {2.10^{ - 6}}N\). Nếu vận tốc \({v_2} = 4,{5.10^7}m/s\) thì độ lớn lực Lorenxơ tác dụng lên hạt là bao nhiêu?

  • A

    1,25.10-3N

  • B

    5.10-5N

  • C

    3,2.10-9N

  • D

    8.10-8N

Câu 24 :

Hai dòng điện cùng chiều cường độ \({I_1} = {I_2} = 10\,\,A\) chạy trong hai dây dẫn thẳng song song dài vô hạn, được đặt trong chân không cách nhau một khoảng \(a = 10\,\,cm\). Một điểm \(M\) cách đều hai dòng điện một khoảng \(x\). Để cảm ứng từ tổng hợp tại \(M\) đạt giá trị lớn nhất thì \(x\) có giá trị là bao nhiêu? Giá trị cảm ứng từ cực đại \({B_{max}}\) khi đó là bao nhiêu?

  • A

    \(x = 10\,\,cm;\,\,{B_{max}} = {4.10^{ - 5}}\,\,\left( T \right)\).

  • B

    \(x = 5\sqrt 2 \,\,cm;\,\,{B_{max}} = {4.10^{ - 5}}\,\,\left( T \right)\).

  • C

    \(x = 5\sqrt 2 \,\,cm;\,\,{B_{max}} = 2\sqrt 3 {.10^{ - 5}}\,\,\left( T \right)\).

  • D

    \(x = 10\,\,cm;\,\,{B_{\max }} = 2\sqrt 3 {.10^{ - 5}}\,\,\left( T \right)\).

Câu 25 :

Cho hai dây dẫn thẳng, dài, song song và một khung dây hình chữ nhật cùng nằm trong một mặt phẵng đặt trong không khí và có các dòng điện chạy qua như hình vẽ.

Biết  \({I_1} = {\rm{ }}6{\rm{ }}A\) ;\({I_2} = {\rm{ }}5{\rm{ }}A\) ;\({I_3} = {\rm{ }}4A\) ;\(a{\rm{ }} = {\rm{ }}10{\rm{ }}cm\); \(b{\rm{ }} = {\rm{ }}4{\rm{ }}cm\); \(AB{\rm{ }} = {\rm{ }}6{\rm{ }}cm\); \(BC{\rm{ }} = {\rm{ }}20{\rm{ }}cm\). Xác định lực từ do từ trường của hai dòng điện chạy trong hai dây dẫn thẳng tác dụng lên cạnh BC của khung dây.

  • A

    \({F_{BC}} = 1,{83.10^{ - 5}}N\)

  • B

    \({F_{BC}} = 0N\)

  • C

    \({F_{BC}} = 3,{5.10^{ - 5}}N\)

  • D

    \({F_{BC}} = 2,{88.10^{ - 5}}N\)

Lời giải và đáp án

Câu 1 :

Tính chất cơ bản của từ trường là:

  • A

    gây ra lực từ tác dụng lên nam châm hoặc lên dòng điện đặt trong nó

  • B

    gây ra lực hấp dẫn lên các vật đặt trong nó

  • C

    gây ra lực đàn hồi tác dụng lên các dòng điện và nam châm đặt trong nó

  • D

    gây ra sự biến đổi về tính chất điện của môi trường xung quanh

Đáp án : A

Lời giải chi tiết :

Từ trường là môi trường vật chất bao quanh các hạt mang điện chuyển động. Từ trường gây ra lực từ tác dụng lên các vật có từ tính đặt trong đó.

=> Tính chất cơ bản của từ trường là: gây ra lực từ tác dụng lên các vật có từ tính (nam châm, dòng điện) đặt trong đó

Câu 2 :

Biểu thức nào sau đây xác định cảm ứng từ của dòng điện trong ống dây:

  • A

    \(B = 2\pi {.10^{ - 7}}\frac{N}{l}I\)

  • B

    \(B = 4\pi {.10^{ - 7}}\frac{N}{l}I\)

  • C

    \(B = 4\pi {.10^{ - 7}}\frac{l}{I}N\)

  • D

    \(B = 4\pi {.10^{ - 7}}\frac{I}{{Nl}}\)

Đáp án : B

Lời giải chi tiết :

Cảm ứng từ của dòng điện trong ống dây được xác định bởi biểu thức: \(B = 4\pi {.10^{ - 7}}\frac{N}{l}I\)

Câu 3 :

Khi giảm đồng thời cường độ dòng điện trong cả hai dây dẫn thẳng song song lên \(3\) lần thì lực từ tác dụng lên một đơn vị dài của mỗi dây sẽ :

  • A

    Giảm 3 lần

  • B

    Giảm 9 lần

  • C

    Tăng 9 lần

  • D

    Tăng 3 lần

Đáp án : B

Phương pháp giải :

Vận dụng biểu thức xác định lực từ tác dụng lên mỗi đơn vị chiều dài dây: \(F = {2.10^{ - 7}}\dfrac{{{I_1}{I_2}}}{r}\)

Lời giải chi tiết :

Ta có: \(F = {2.10^{ - 7}}\dfrac{{{I_1}{I_2}}}{r}\)

=> Khi I1 và I2  đều giảm 3 lần thì \(F' = {2.10^{ - 7}}\dfrac{{\dfrac{{{I_1}}}{3}\dfrac{{{I_2}}}{3}}}{r} = \dfrac{F}{9}\)

=> F giảm \(9\) lần

Câu 4 :

Một electron bay vào không gian có từ trường đều \(\overrightarrow B \) với vận tốc ban đầu \(\overrightarrow {{v_0}} \) vuông góc với cảm ứng từ. Quỹ đạo của electron trong từ trường là một đường tròn có bán kính R. Khi tăng độ lớn của cảm ứng từ lên gấp đôi thì:

  • A

    Bán kính quỹ đạo của electron trong từ trường tăng lên gấp đôi

  • B

    Bán kính quỹ đạo của electron trong từ trường giảm đi một nửa

  • C

    Bán kính quỹ đạo của electron trong từ trường giảm đi 4 lần

  • D

    Bán kính quỹ đạo của electron trong từ trường tăng lên 4 lần

Đáp án : B

Phương pháp giải :

Vận dụng biểu thức tính độ lớn của lực Lo-ren-xơ: \(f = \left| q \right|vB\sin \alpha \)

Lời giải chi tiết :

Ta có: electron bay vào không gian có từ trường đều \(\overrightarrow B \) với vận tốc ban đầu \(\overrightarrow {{v_0}} \) vuông góc với cảm ứng từ

=> \(\alpha  = {90^0} \Rightarrow \sin \alpha  = 1\)

=> Lực Lo-ren-xơ tác dụng lên electron đóng vai trò là lực hướng tâm: \(f = {F_{ht}} = m\dfrac{{{v^2}}}{R}\)

Ta suy ra:

\(\begin{array}{l}\left| q \right|vB = m\dfrac{{{v^2}}}{R}\\ \Rightarrow R = \dfrac{{mv}}{{\left| q \right|B}}\end{array}\)

=> Khi tăng B lên 2 lần thì bán kính R giảm 2 lần

Câu 5 :

Phát biểu nào sau đây là không đúng?

  • A

    Lực từ tác dụng lên dòng điện đổi chiều khi đổi chiều dòng điện

  • B

    Lực từ tác dụng lên dòng điện đổi chiều khi đổi chiều đường cảm ứng từ

  • C

    Lực từ tác dụng lên dòng điện đổi chiều khi tăng cường độ dòng điện

  • D

    Lực từ tác dụng lên dòng điện không đổi chiều khi đồng thời đổi chiều dòng điện và đường cảm ứng từ

Đáp án : C

Phương pháp giải :

Vận dụng quy tắc bàn tay trái xác định chiều lực từ tác dụng lên dây dẫn mang dòng điện:

Quy tắc bàn tay trái: Đặt bàn tay trái sao cho các đường sức từ đâm xuyên vào lòng bàn tay, dòng điện chạy từ cổ tay đến ngón tay, thì ngón cái choãi ra là chiều của lực từ tác dụng lên dòng điện

Lời giải chi tiết :

Quy tắc bàn tay trái: Đặt bàn tay trái sao cho các đường sức từ đâm xuyên vào lòng bàn tay, dòng điện chạy từ cổ tay đến ngón tay, thì ngón cái choãi ra là chiều của lực từ tác dụng lên dòng điện

=> Chiều của lực từ tác dụng lên dòng điện phụ thuộc vào chiều dòng điện và chiều cảm ứng từ

=> Khi thay đổi chiều của dòng điện hoặc cảm ứng từ thì chiều của lực từ sẽ thay đổi

Chiều của lực từ không phụ thuộc vào độ lớn của cường độ dòng điện

=> Phương án C - sai

Câu 6 :

Lực nào sau đây không phải lực từ?

  • A

    Lực Trái đất tác dụng lên kim nam châm ở trạng thái tự do làm nó định hướng theo phương bắc nam

  • B

    Lực Trái Đất tác dụng lên vật nặng.

  • C

    Lực nam châm tác dụng lên dây dẫn bằng nhôm mang dòng điện.

  • D

    Lực hai dây dẫn mang dòng điện tác dụng lên nhau.

Đáp án : B

Phương pháp giải :

Lực từ là lực tác dụng lên nam châm hoặc đoạn dây dẫn có dòng điện chạy qua khi đặt trong từ trường

Lời giải chi tiết :

Lực Trái Đất tác dụng lên vật nặng là trọng lực, không phải là lực từ

Câu 7 :

Công thức tính lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn chiều dài  mang dòng điện đặt trong từ trường đều là:

  • A

    \(F = Ev{\rm{l}}sin\alpha \)

  • B

    \(F = qvBsin\alpha \)

  • C

    \(F = Bv{\rm{l}}sin\alpha \)

  • D

    \(F = BI{\rm{l}}sin\alpha \)

Đáp án : D

Phương pháp giải :

Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện đặt trong từ trường đều: \(F = IB{\rm{l}}\sin \alpha \)

Lời giải chi tiết :

Công thức tính lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn chiều dài \({\rm{l}}\) mang dòng điện đặt trong từ trường đều là:

\(F = BI{\rm{l}}sin\alpha \)

Câu 8 :

Phương của lực Lo-ren-xơ:

  • A

    vuông góc với mặt phẳng hợp bởi vecto vận tốc của hạt và vecto cảm ứng từ.

  • B

    trùng với phương của vecto cảm ứng từ.

  • C

    trùng với mặt phẳng tạo bởi vecto vận tốc của hạt và vecto cảm ứng từ.

  • D

    trùng với phương của vecto vận tốc của hạt mang điện.

Đáp án : A

Phương pháp giải :

Sử dụng lý thuyết lực Lo-ren-xơ

Lời giải chi tiết :

Lực Lo-re-xơ có phương vuông góc với mặt phẳng hợp bởi vecto vận tốc của hạt và vecto cảm ứng từ

Câu 9 :

Hỏi một hạt mang điện có thể chuyển động thẳng với vận tốc không đổi trong từ trường đều được không?

  • A

    Có thể, nếu hạt chuyển động vuông góc với đường sức từ của từ trường đều

  • B

    Không thể, vì nếu hạt chuyển động luôn chịu lực tác dụng vuông góc với vận tốc

  • C

    Có thể, nếu hạt chuyển động dọc theo đường sức của từ trường đều

  • D

    Có thể, nếu hạt chuyển động hợp với đường sức từ trường một góc không đổi

Đáp án : C

Lời giải chi tiết :

+ Nếu \(\overrightarrow v  \bot \overrightarrow B \) :

\(\left\{ \begin{array}{l}{f_{{\rm{max}}}} = \left| q \right|vB\\\overrightarrow f  \bot \overrightarrow v \\f = {F_{ht}} \leftrightarrow \left| q \right|vB = m\frac{{{v^2}}}{R}\end{array} \right.\)

=> quỹ đạo của q là một chuyển động tròn

+ Nếu  \(\overrightarrow v {\rm{//}}\overrightarrow B \):

\(\overrightarrow f  = \overrightarrow 0 \) => quỹ đạo của q là một đường thẳng

=> q có chuyển động là chuyển động thẳng đều

+ Nếu \(\left( {\overrightarrow v ,\overrightarrow B } \right) = \alpha \):

=> quỹ đạo của q là một đường xoắn ốc bán kính: \(R = \frac{{{m_q}v\sin \alpha }}{{\left| q \right|B}}\)

Câu 10 :

Một khung dây tròn bán kính 30 cm gồm 10 vòng dây. Cường độ dòng điện qua khung là 0,3 A. Tính cảm ứng từ tại tâm của khung dây?

  • A
    6,28.10-6 T.
  • B
    6,28.106 T.
  • C
    3,14.10-6 T.
  • D
    2.10-6 T.

Đáp án : A

Phương pháp giải :

Cảm ứng từ tại tâm vòng dây tròn: \(B = 2\pi {.10^{ - 7}}\dfrac{{NI}}{R}\)

Lời giải chi tiết :

Độ lớn cảm ứng từ tại tâm khung dây là:

\(B = 2\pi {.10^{ - 7}}\dfrac{{NI}}{R} = 2\pi {.10^{ - 7}}.\dfrac{{10.0,3}}{{0,3}} \approx 6,{28.10^{ - 6}}\,\,\left( T \right)\)

Câu 11 :

Từ phổ là:

  • A

    hình ảnh của các đường mạt sắt cho ta hình ảnh của các đường sức từ của từ trường

  • B

    hình ảnh tương tác của hai nam châm với nhau

  • C

    hình ảnh tương tác giữa dòng điện và nam châm

  • D

    hình ảnh tương tác của hai dòng điện chạy trong hai dây dẫn thẳng song song

Đáp án : A

Lời giải chi tiết :

- Từ phổ:

+ Dùng mạt sắt rắc đều lên một tấm kính đặt trên nam châm, gõ nhẹ tấm kính ta nhận được từ phổ của nam châm.

+ Hình ảnh của các đường mạt sắt cho ta hình ảnh của các đường sức từ của từ trường

Câu 12 :

Đáp án nào sau đây là sai:

  • A

    Lực tương tác giữa hai dòng điện song song bao giờ cũng nằm trong mặt phẳng chứa hai dòng điện đó

  • B

    Hạt mang điện chuyển động trong từ trường đều, lực Lorenxơ nằm trong mặt phẳng chứa véctơ vận tốc của hạt

  • C

    Lực từ tác dụng lên khung dây mang dòng điện đặt song song với đường sức từ có xu hướng làm quay khung

  • D

    Lực từ tác dụng lên đoạn dây mang dòng điện có phương vuông góc với đoạn dây đó

Đáp án : B

Lời giải chi tiết :

Lực Lorenxơ   do từ trường có cảm ứng từ \(\overrightarrow B \) tác dụng lên một hạt điện tích q chuyển động với vận tốc \(\overrightarrow v \) có: Phương: Vuông góc với \(\overrightarrow v \) và \(\overrightarrow B \)

=> B - sai

Câu 13 :

Lực Lo – ren – xơ là

  • A

    lực điện tác dụng lên điện tích.

  • B

    lực từ tác dụng lên điện tích chuyển động trong từ trường.

  • C

    lực từ tác dụng lên dòng điện.

  • D

    lực Trái Đất tác dụng lên vật.

Đáp án : B

Lời giải chi tiết :

Lực Lo – ren – xơ là lực từ tác dụng lên điện tích chuyển động trong từ trường.

Câu 14 :

Một đoạn dây dẫn dài \(1,5\,\,m\) mang dòng điện \(10\,\,A\), đặt vuông góc trong một từ trường đều có độ lớn cảm ứng từ \(1,2\,\,T\). Nó chịu một lực từ tác dụng là

  • A

    \(18\,\,N\)

  • B

    \(1,8\,\,N\)

  • C

    \(1800\,\,N\)

  • D

    \(0\,\,N\)

Đáp án : A

Phương pháp giải :

Lực từ: \(F = IB{\rm{l}}\sin \alpha \)

Lời giải chi tiết :

Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn là:

\(F = IB{\rm{l}}\sin \alpha  = 10.1,2.1,5.\sin {90^0} = 18\,\,\left( N \right)\)

Câu 15 :

Dòng điện cường độ 10A chạy qua khung dây dẫn tam giác vuông MNP theo chiều MNPM như hình vẽ. MN = 30cm, NP = 40cm. Từ trường đều B = 0,01T vuông góc với mặt phẳng khung dây. Lực từ tác dụng lên cạnh MP của khung dây có giá trị?

  • A

    0 N

  • B

    0,03 N

  • C

    0,05 N

  • D

    0,04 N

Đáp án : C

Phương pháp giải :

Vận dụng biểu thức xác định lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn: \(F = BIl\sin \alpha \)

Lời giải chi tiết :

Ta có: Lực từ tác dụng lên đoạn dây MP:

\({F_{MP}} = BIl\sin \alpha  = BIMP\sin {90^0}\)

\(MP = \sqrt {M{N^2} + N{P^2}}  = \sqrt {{{30}^2} + {{40}^2}}  = 50\,cm\)

\( \to {F_{MP}} = 0,01.10.0,5.\sin {90^0} = 0,05\,N\)

Câu 16 :

Hai dây dẫn thẳng dài vô hạn song song cách nhau khoảng \(8cm\) trong không khí, có dòng điện ngược chiều \({I_1} = {I_2} = 10A\) đi qua. Tính cảm ứng từ tại điểm M cách mỗi dây \(4cm\)

  • A

    \({10^{ - 4}}T\)

  • B

    \(0T\)

  • C

    \(5\sqrt 2 {.10^{ - 5}}T\)

  • D

    \({5.10^{ - 5}}T\)

Đáp án : A

Phương pháp giải :

+ Áp dụng các bước giải xác định cảm ứng từ (Xem lí thuyết phần V)

+ Áp dụng biểu thức xác định cảm ứng từ của dòng điện thẳng: \(B = {2.10^{ - 7}}\dfrac{I}{r}\)

Lời giải chi tiết :

Gọi \(\overrightarrow {{B_1}} ,\overrightarrow {{B_2}} \) lần lượt là cảm ứng từ do dòng \({I_1}\) và \({I_2}\) gây ra tại M.

Áp dụng quy tắc bàn tay phải ta có:

Ta có: \(\left\{ \begin{array}{l}{B_1} = {2.10^{ - 7}}\dfrac{{{I_1}}}{{{r_1}}} = {2.10^{ - 7}}\dfrac{{10}}{{0,04}} = {5.10^{ - 5}}T\\{B_2} = {2.10^{ - 7}}\dfrac{{{I_2}}}{{{r_2}}} = {2.10^{ - 7}}\dfrac{{10}}{{0,04}} = {5.10^{ - 5}}T\end{array} \right.\)

Cảm ứng từ tổng hợp tại M: \(\overrightarrow B  = \overrightarrow {{B_1}}  + \overrightarrow {{B_2}} \)

Lại có: \(\overrightarrow {{B_1}}  \uparrow  \uparrow \overrightarrow {{B_2}} \)

\( \Rightarrow B = {B_1} + {B_2} = {5.10^{ - 5}} + {5.10^{ - 5}} = {10^{ - 4}}T\)

Câu 17 :

Một ống dây hình trụ có chiều dài \(1,5m\) gồm \(4500\) vòng dây. Xác định cảm ứng từ trong lòng ống dây khi cho dòng điện \(I=5A\) chạy trong ống dây.

  • A

    \({3.10^{ - 3}}T\)

  • B

    \(3\pi {.10^{ - 3}}T\)

  • C

    \(6\pi {.10^{ - 3}}T\)

  • D

    \({6.10^{ - 3}}T\)

Đáp án : C

Phương pháp giải :

Áp dụng biểu thức xác định cảm ứng từ của dòng điện trong ống dây: \(B = 4\pi {.10^{ - 7}}\dfrac{N}{l}I\)

Lời giải chi tiết :

Ta có: \(B = 4\pi {.10^{ - 7}}\dfrac{{NI}}{l} = 4\pi {.10^{ - 7}}.\dfrac{{4500.5}}{{1,5}} = 6\pi {.10^{ - 3}}T\)

Câu 18 :

Hai dòng điện thẳng đặt song song cách nhau 40cm mang hai dòng điện cùng chiều \({I_1} = {I_2} = 10A\). Dòng thứ 3 đặt song song với hai dòng điện trên và thuộc mặt phẳng trung trực của 2 dòng I1 và I2. Biết \({I_3} = 10A\), ngược chiều với I1 và I3 cách mặt phẳng chứa (I1, I2) đoạn d = 20cm. Lực từ tác dụng lên 1m của dòng I3.

  • A

    \({10^{ - 4}}N\)

  • B

    \(\sqrt 3 {.10^{ - 4}}N\)

  • C

    \(\sqrt 2 {.10^{ - 4}}N\)

  • D

    \(2,{5.10^{ - 4}}N\)

Đáp án : A

Phương pháp giải :

+ Vận dụng quy tắc tổng hợp lực

+ Vận dụng biểu thức xác định lực từ tác dụng lên mỗi đơn vị chiều dài dây: \(F = {2.10^{ - 7}}\frac{{{I_1}{I_2}}}{r}\)

Lời giải chi tiết :

\(\begin{array}{l}{r_{13}} = {r_{23}} = \sqrt {{d^2} + \frac{{r_{12}^2}}{4}}  = 0,2\sqrt 2 m\\{I_1} = {I_2} \to {F_{13}} = {F_{23}} = {2.10^{ - 7}}\frac{{{I_1}{I_3}}}{{{r_{13}}}} = \frac{1}{{\sqrt 2 }}{.10^{ - 4}}N\\{\rm{cos}}\beta {\rm{ = }}\frac{d}{{{r_{23}}}} = \frac{1}{{\sqrt 2 }} \to \beta  = {45^0}\\ \to F = 2{F_{23}}{\rm{cos4}}{{\rm{5}}^0} = {10^{ - 4}}N\end{array}\)

Câu 19 :

Một dây dẫn được uốn thành một khung dây có dạng hình tam giác vuông ABC như hình vẽ.

Đặt khung dây vào trong từ trường đều có véc tơ cảm ứng từ \(\mathop B\limits^ \to  \) song song với cạnh AC. Coi khung dây nằm cố định trong mặt phẳng hình vẽ. Cho AB = 8 cm, AC = 6 cm, B = 5.10-3 T, I = 5 A. Lực từ tác dụng lên cạnh BC của khung dây có giá trị:

  • A

    \({F_{BC}} = 2,{5.10^{ - 3}}N\)

  • B

    \({F_{BC}} = 0N\)

  • C

    \({F_{BC}} = {2.10^{ - 3}}N\)

  • D

    \({F_{BC}} = 1,{5.10^{ - 3}}N\)

Đáp án : C

Phương pháp giải :

Vận dụng biểu thức tính tính lực từ: \(F = BIlsin\alpha \)

Lời giải chi tiết :

Lực từ tác dụng lên cạnh BC là \(\mathop {{F_{BC}}}\limits^ \to  \) có điểm đặt tại trung điểm của BC, có phương vuông góc với mặt phẳng chứa khung dây, hướng từ trong ra và có độ lớn: \({F_{BC}} = I.B.BC.sina = I.B.BC.\frac{{AB}}{{BC}} = {2.10^{ - 3}}N.\)

Câu 20 :

Trong hình vẽ sau hình nào chỉ đúng hướng của lực Lorenxơ tác dụng lên hạt mang điện dương chuyển động trong từ trường đều:

  • A
  • B
  • C
  • D

Đáp án : B

Lời giải chi tiết :

* Quy tắc bàn tay trái: Đặt bàn tay trái sao cho cảm ứng từ \(\overrightarrow B \) xuyên vào lòng bàn tay. Chiều từ cổ tay đến các ngón tay là chiều của \(\overrightarrow v \). Chiều của  cùng chiều với ngón cái choãi ra 900 nếu q > 0 và ngược chiều với ngón cái choãi ra 900 nếu q < 0.

Câu 21 :

Một hạt mang điện \(3,{2.10^{ - 19}}C\)  bay vào trong từ trường đều có \(B = 0,5T\) hợp với hướng của đường sức từ một góc \({30^0}\). Lực Lo-ren-xơ tác dụng lên hạt có độ lớn \({8.10^{ - 14}}N\). Vận tốc của hạt đó khi bắt đầu vào trong từ trường là bao nhiêu?

  • A

    \({2.10^6}m/s\)

  • B

    \({4.10^6}m/s\)

  • C

    \({10^6}m/s\)

  • D

    \({8.10^6}m/s\)

Đáp án : C

Phương pháp giải :

Vận dụng biểu thức tính lực Lo-ren-xơ: \(f = qvB\sin \alpha \)

Lời giải chi tiết :

Lực Lo-ren-xơ tác dụng lên hạt mang điện là: \(f = \left| q \right|vB\sin \alpha \)

=> Vận tốc của hạt mang điện khi bắt đầu vào trong từ trường là: \(v = \dfrac{f}{{\left| q \right|B\sin \alpha }} = \dfrac{{{{8.10}^{ - 14}}}}{{3,{{2.10}^{ - 19}}.0,5.\sin {{30}^0}}} = {10^6}m/s\)

Câu 22 :

Một electron chuyển động thẳng đều trong miền có cả từ trường đều và điện trường đều. Véctơ vận tốc của hạt và hướng đường sức từ như hình vẽ. \(B = 0,024T\), \(v = {4.10^6}m/s\). Xác định hướng và cường độ điện trường \(\overrightarrow E \).

  • A

    \(\overrightarrow E \) hướng lên, \(E = 96000V/m\)

  • B

    \(\overrightarrow E \) hướng xuống, \(E = 96000V/m\)

  • C

    \(\overrightarrow E \) hướng xuống, \(E = 9000V/m\)

  • D

    \(\overrightarrow E \) hướng lên, \(E = 9000V/m\)

Đáp án : B

Phương pháp giải :

+ Áp dụng quy tắc bàn tay trái xác định phương, chiều của lực Loren-xơ

+ Vận dụng biểu thức tính lực Culong: \(\overrightarrow F  = q\overrightarrow E \)

+ Sử dụng biểu thức tính lực Loren-xơ: \(f = qvB\sin \alpha \)

Lời giải chi tiết :

Vì electron chuyển động thẳng đều nên lực Culong và lực Loren-xơ tác dụng lên electron cân bằng nhau

+ Áp dụng quy tắc bàn tay trái => hướng của lực Loren-xơ => Lực Culong có hướng ngược lại

Mặt khác, ta có: \(\overrightarrow {{F_{CL}}}  = q\overrightarrow E \)

Electron mang điện tích âm => Cường độ điện trường \(\overrightarrow E \) có hướng  ngược với hướng của lực Culong

=> \(\overrightarrow E \) hướng xuống

+ Độ lớn của hai lực bằng nhau:

\(\begin{array}{l}{F_{CL}} = f\\ \Leftrightarrow \left| e \right|E = \left| e \right|vB\\ \Rightarrow E = vB = {4.10^6}.0,024 = 96000V/m\end{array}\)

Câu 23 :

Một electron bay vào trong từ trường đều. Mặt phẳng quỹ đạo hạt vuông góc với đường sức từ. Nếu hạt chuyển động với vận tốc \({v_1} = 1,{8.10^6}m/s\) thì lực Lorenxơ tác dụng lên hạt có độ lớn \({f_1} = {2.10^{ - 6}}N\). Nếu vận tốc \({v_2} = 4,{5.10^7}m/s\) thì độ lớn lực Lorenxơ tác dụng lên hạt là bao nhiêu?

  • A

    1,25.10-3N

  • B

    5.10-5N

  • C

    3,2.10-9N

  • D

    8.10-8N

Đáp án : B

Phương pháp giải :

Vận dụng biểu thức tính lực lorenxơ \(f = \left| q \right|vB\)

Lời giải chi tiết :

Ta có:  \(f = \left| q \right|vB\) \( \to \frac{{{f_1}}}{{{f_2}}} = \frac{{{v_1}}}{{{v_2}}} = \frac{{1,{{8.10}^6}}}{{4,{{5.10}^7}}} = 0,04 \to {f_2} = 25{f_1} = {25.2.10^{ - 6}} = {5.10^{ - 5}}N\)

Câu 24 :

Hai dòng điện cùng chiều cường độ \({I_1} = {I_2} = 10\,\,A\) chạy trong hai dây dẫn thẳng song song dài vô hạn, được đặt trong chân không cách nhau một khoảng \(a = 10\,\,cm\). Một điểm \(M\) cách đều hai dòng điện một khoảng \(x\). Để cảm ứng từ tổng hợp tại \(M\) đạt giá trị lớn nhất thì \(x\) có giá trị là bao nhiêu? Giá trị cảm ứng từ cực đại \({B_{max}}\) khi đó là bao nhiêu?

  • A

    \(x = 10\,\,cm;\,\,{B_{max}} = {4.10^{ - 5}}\,\,\left( T \right)\).

  • B

    \(x = 5\sqrt 2 \,\,cm;\,\,{B_{max}} = {4.10^{ - 5}}\,\,\left( T \right)\).

  • C

    \(x = 5\sqrt 2 \,\,cm;\,\,{B_{max}} = 2\sqrt 3 {.10^{ - 5}}\,\,\left( T \right)\).

  • D

    \(x = 10\,\,cm;\,\,{B_{\max }} = 2\sqrt 3 {.10^{ - 5}}\,\,\left( T \right)\).

Đáp án : B

Phương pháp giải :

Cảm ứng từ do dòng điện thẳng gây ra: \(B = {2.10^{ - 7}}\frac{I}{r}\)

Nguyên lí chồng chất từ trường: \(\overrightarrow B  = \overrightarrow {{B_1}}  + \overrightarrow {{B_2}}  + ...\)

Lời giải chi tiết :

Ta có hình vẽ:

Cảm ứng từ do mỗi dòng điện gây ra là: \({B_1} = {B_2} = {2.10^{ - 7}}\frac{I}{x}\)

Từ hình vẽ ta thấy: \(B = 2{B_1}\cos \alpha \)

Lại có: \(\cos \alpha  = \frac{{\sqrt {{x^2} - {{\left( {\frac{a}{2}} \right)}^2}} }}{x} = \frac{{\sqrt {{x^2} - \frac{{{a^2}}}{4}} }}{x}\)\( \Rightarrow B = {2.2.10^{ - 7}}I.\frac{{\sqrt {{x^2} - \frac{{{a^2}}}{4}} }}{{{x^2}}}\)

Xét hàm số: \(y = \frac{{\sqrt {{x^2} - \frac{{{a^2}}}{4}} }}{{{x^2}}} = \sqrt {\frac{1}{{{x^2}}} - \frac{{{a^2}}}{{4{x^4}}}} \)

Ta có: \({y^2} = \frac{1}{{{x^2}}} - \frac{{{a^2}}}{{4{x^4}}} =  - {\left( {\frac{a}{2}} \right)^2}.{\left( {\frac{1}{{{x^2}}}} \right)^2} + 2.\frac{a}{2}.\frac{1}{a}.\frac{1}{{{x^2}}} - {\left( {\frac{1}{a}} \right)^2} + {\left( {\frac{1}{a}} \right)^2}\)

\( \Rightarrow {y^2} =  - {\left( {\frac{a}{2}.\frac{1}{{{x^2}}} - \frac{1}{a}} \right)^2} + \frac{1}{{{a^2}}}\)

Mà \({\left( {\frac{a}{2}.\frac{1}{{{x^2}}} - \frac{1}{a}} \right)^2} \ge 0 \Rightarrow  - {\left( {\frac{a}{2}.\frac{1}{{{x^2}}} - \frac{1}{a}} \right)^2} + \frac{1}{{{a^2}}} \le \frac{1}{{{a^2}}}\)

\( \Rightarrow {\left( {{y^2}} \right)_{\max }} = \frac{1}{{{a^2}}} \Rightarrow {y_{\max }} = \frac{1}{a}\)

Khi \(\frac{a}{2}.\frac{1}{{{x^2}}} - \frac{1}{a} = 0 \Rightarrow \frac{1}{{{x^2}}} = \frac{2}{{{a^2}}} \Rightarrow x = \frac{a}{{\sqrt 2 }} = 5\sqrt 2 \,\,\left( {cm} \right)\)

\( \Rightarrow {B_{\max }} = {2.2.10^{ - 7}}I.{y_{\max }} = {2.2.10^{ - 7}}.I.\sqrt {\frac{1}{{{a^2}}}}  = {4.10^{ - 5}}\,\,\left( T \right)\)

Câu 25 :

Cho hai dây dẫn thẳng, dài, song song và một khung dây hình chữ nhật cùng nằm trong một mặt phẵng đặt trong không khí và có các dòng điện chạy qua như hình vẽ.

Biết  \({I_1} = {\rm{ }}6{\rm{ }}A\) ;\({I_2} = {\rm{ }}5{\rm{ }}A\) ;\({I_3} = {\rm{ }}4A\) ;\(a{\rm{ }} = {\rm{ }}10{\rm{ }}cm\); \(b{\rm{ }} = {\rm{ }}4{\rm{ }}cm\); \(AB{\rm{ }} = {\rm{ }}6{\rm{ }}cm\); \(BC{\rm{ }} = {\rm{ }}20{\rm{ }}cm\). Xác định lực từ do từ trường của hai dòng điện chạy trong hai dây dẫn thẳng tác dụng lên cạnh BC của khung dây.

  • A

    \({F_{BC}} = 1,{83.10^{ - 5}}N\)

  • B

    \({F_{BC}} = 0N\)

  • C

    \({F_{BC}} = 3,{5.10^{ - 5}}N\)

  • D

    \({F_{BC}} = 2,{88.10^{ - 5}}N\)

Đáp án : A

Phương pháp giải :

+ Vận dụng biểu thức tính tính lực từ gây ra bởi dòng điện thẳng dài:  \(F = {2.10^{ - 7}}\dfrac{{{I_1}{I_2}}}{r}\)

+ Vận dụng biểu thức tính tính lực từ: \(F = BIlsin\alpha \)

Lời giải chi tiết :

Dòng I1 gây ra tại các điểm trên cạnh BC của khung dây véc tơ cảm ứng từ có phương vuông góc với mặt phẵng hình vẽ, có chiều hướng từ trong ra và có độ lớn: \({B_1} = {\rm{ }}{2.10^{ - 7}}.\dfrac{{{I_1}}}{b}\); từ trường của dòng I1 tác dụng lên cạnh BC lực từ đặt tại trung điểm của cạnh BC, có phương nằm trong mặt phẵng hình vẽ, vuông góc với BC và hướng từ B đến A, có độ lớn

\(\begin{array}{l}{F_1} = {\rm{ }}{B_1}.{I_3}.BC.sin{90^0}\\ = {\rm{ }}{2.10^{ - 7}}\dfrac{{{I_1}{I_3}BC}}{b}\\ = {2.10^{ - 7}}.\dfrac{{6.4.0,2}}{{0,04}} = 2,{4.10^{ - 5}}N\end{array}\)

Lập luận tương tự ta thấy từ trường của dòng I2 tác dụng lên cạnh BC lực từ \(\overrightarrow {{F_2}} \)có cùng điểm đặt, cùng phương, ngược chiều với \(\overrightarrow {{F_1}} \)và có độ lớn

\(\begin{array}{l}{F_2} = {2.10^{ - 7}}\dfrac{{{I_2}.{I_3}.BC}}{{a + b}}\\ = {2.10^{ - 7}}\dfrac{{5.4.0,2}}{{0,1 + 0,04}} = 5,{71.10^{ - 6}}N\end{array}\)

Lực từ tổng hợp do từ trường của hai dòng I1 và I2 tác dụng lên cạnh BC của khung dây là \(\overrightarrow F  = \overrightarrow {{F_1}}  + \overrightarrow {{F_2}} \)cùng phương cùng chiều với \(\overrightarrow {{F_1}} \)và có độ lớn \(F = \left| {{F_1} - {F_2}} \right| = 2,{4.10^{ - 5}} - 5,{71.10^{ - 6}} = 1,{83.10^{ - 5}}N\)

Bài liên quan
close