Phương pháp xác định chiều của dòng điện cảm ứng môn Vật Lý 11 năm 2021-2022

Áp dụng định luật Lenxơ: Dòng điện cảm ứng có chiều sao cho từ trường do nó sinh ra có tác dụng chống lại nguyên nhân sinh ra nó.

- Nếu độ lớn từ thông tăng, dòng điện cảm ứng sẽ tạo ra từ trường ngược chiều với từ trường ban đầu.

- Nếu độ lớn từ thông giảm, dòng điện cảm ứng sẽ tạo từ trường cùng chiều với từ trường ban đầu.

Dùng định luật Len-xơ xác định chiều dòng điện cảm ứng trong khung dây dẫn trong các trường hợp sau:

a. Thanh nam châm rơi đến gần khung dây, sau đó đi qua khung dây và rơi ra khỏi khung dây.

b. Con chạy của biến trở R di chuyển sang phải.

c. Đưa khung dây ra xa dòng điện.

d. Đóng khóa K.

e. Giảm cường độ dòng điện trong ống dây.

f. Khung dây ban đầu trong từ trường hình vuông, sau đó được kéo thành hình chữ nhật ngày càng dẹt đi.

Lời giải

a. Thanh nam châm rơi đến gần khung dây, sau đó đi qua khung dây và rơi ra khỏi khung dây.

+ Cảm ứng từ \(\overrightarrow{B}\) của nam châm có hướng vào S ra N.

+ Khi nam châm rơi lại gần khung dây ABCD thì cảm ứng từ cảm ứng

\(\overrightarrow{{{B}_{c}}}\) của khung dây có chiều ngược với cảm ứng từ \(\overrightarrow{B}\).

Áp dụng quy tắc nắm bàn tay phải suy ra dòng điện cảm ứng trong khung dây ABCD có chiều từ \(A\to D\to C\to B\to A\) như hình.

+ Sau khi nam châm qua khung dây thì nam châm sẽ ra xa dần khung dây, do đó cảm ứng từ cảm ứng \(\overrightarrow{{{B}_{c}}}\) của khung dây có chiều cùng với với cảm ứng từ \(\overrightarrow{B}\) .

Áp dụng quy tắc nắm bàn tay phải suy ra dòng điện cảm ứng trong khung dây ABCD có chiều từ  \(A\to B\to C\to D\to A\).

b. Con chạy của biến trở R diện tích chuyển sang phải

+ Dòng điện tròn sinh ra cảm ứng từ \(\overrightarrow{B}\) có chiều từ trong ra ngoài.

+ Khi biến trở dịch chuyển sang phải thì điện trở R tăng nên dòng điện I trong mạch giảm \(\to \) cảm ứng từ \(\overrightarrow{B}\) do vòng dây tròn sinh ra cũng giảm \(\to \) từ thông giảm \(\to \) từ trường cảm ứng \(\overrightarrow{{{B}_{c}}}\) sẽ cùng chiều với từ trường của dòng điện tròn (chiều từ trong ra ngoài)

+ Áp dụng quy tắc nắm bàn tay phải suy ra chiều của dòng điện cảm ứng trong khung dây ABCD có chiều từ \(A\to B\to C\to D\to A.\)

c. Đưa khung dây ra xa dòng điện

+ Cảm ứng từ \(\overrightarrow{B}\) do dòng điện I gây ra ở khung dây ABCD có chiều từ ngoài vào trong.

+ Vì khung dây ra xa dòng điện I nên từ thông giảm \(\to \) từ trường cảm ứng \(\overrightarrow{{{B}_{c}}}\) của khung dây sẽ cùng chiều với từ trường \(\overrightarrow{B}.\)

+ Áp dụng quy tắc nắm bàn tay phải suy ra chiều của dòng điện cảm ứng trong khung dây ABCD có chiều từ \(A\to B\to C\to D\to A.\)

d. Đóng khóa K.

+ Khi đóng khóa K trong mạch có dòng điện I tăng từ 0 đến I.

+ Áp dụng quy tắc nắm bàn tay phải xác định được chiều cảm ứng từ. \(\overrightarrow{B}\) bên trong ống dây có chiều như hình.

+ Vì dòng điện có cường độ tăng từ 0 đến I nên từ thông cũng tăng suy ra cảm ứng từ cảm ứng \(\overrightarrow{{{B}_{c}}}\) sẽ có chiều ngược với chiều của cảm ứng từ \(\overrightarrow{B}.\)

+ Áp dụng quy tắc nắm bàn tay phải suy ra chiều của dòng điện cảm ứng trong khung dây ABCD có chiều từ \(A\to B\to C\to D\to A.\)

e. Giảm cường độ dòng điện trong ống dây.

+ Cảm ứng từ \(\overrightarrow{B}\) bên trong ống dây có chiều từ trên xuống như hình vẽ.

+ Vì cường độ dòng điện giảm nên từ thông gửi qua khung dây ABCD giảm do đó cảm ứng từ cảm ứng \(\overrightarrow{{{B}_{c}}}\) cùng chiều với cảm ứng từ \(\overrightarrow{B}\) của ống dây.

+ Áp dụng quy tắc nắm bàn tay phải suy ra chiều của dòng điện cảm ứng trong khung dây ABCD có chiều từ \(A\to D\to C\to B\to A.\)

f. Kéo khung dây thành hình chữ nhật ngày càng dẹt đi

Khi hai hình có cùng chu vi thì hình vuông có diện tích lớn hơn hình chữ nhật.

Chứng minh: Giả sử hình chữ nhật có hai cạnh là a, b. Gọi chu vi của hình chữ nhật và hình vuông đều là x.

Theo bất đẳng thức Cô-si ta có \(x=2a+2b\ge 2\sqrt{2a.2b}\Rightarrow S=ab\le \frac{{{x}^{2}}}{16}.\) Dấu bằng xảy ra khi \(a=b=\frac{x}{4}\) nên diện tích lớn nhất của hình chữ nhật có chu vi x là \(\frac{{{x}^{2}}}{16}\) lúc này hình chữ nhật là hình vuông có cạnh \(\frac{x}{4}.\) Vậy khi hai hình có cùng chu vi thì hình vuông có diện tích lớn hơn hình chữ nhật.

Quay trở lại bài tập, trong quá trình kéo thì diện tích của khung giảm dần, dẫn đến từ thông qua khung giảm \(\Rightarrow \) từ trường cảm ứng \(\overrightarrow{B}\) cùng chiều với \(\overrightarrow{B}\) \(\Rightarrow \) dòng điện cảm ứng \({{I}_{C}}\) có chiều \(\overrightarrow{B}.\)

Câu 1: Đáp án nào sau đây đúng khi nói về đường sức từ:

A. xuất phát từ \(-\infty \), kết thúc tại \(+\infty \).     

B. xuất phát tại cực bắc, kết thúc tại cực nam.           

C. xuất phát tại cực nam, kết thúc tại cực bắc.           

D. là đường cong kín nên nói chung không có điểm bắt đầu và kết thúc.

Câu 2: Hình vẽ bên biểu diễn chùm tia electron chuyển động theo chiều mũi tên từ M đến N. Xác định hướng véc tơ cảm ứng từ tại điểm P:

A. Hướng theo chiều từ M đến N.                              

B. Hướng theo chiều từ N đến M.                              

C. Hướng vuông góc với mặt phẳng hình vẽ, đi vào trong.                                 

D. Hướng vuông góc với MN, trong mặt phẳng hình vẽ đi xuống.

Câu 3: Các đường sức từ của dòng điện thẳng dài có dạng là các đường:

A. thẳng vuông góc với dòng điện.                             

B. tròn đồng tâm vuông góc với dòng điện.

C. tròn đồng tâm vuông góc với dòng điện, tâm trên dòng điện.                         

D. tròn vuông góc với dòng điện.

Câu 4: Người ta xác định chiều của đường sức từ của dòng điện thẳng, đường sức từ tại tâm của dòng điện tròn lần lượt bằng quy tắc sau đây:

A. quy tắc cái đinh ốc 1, cái đinh ốc 2.                      

B. quy tắc cái đinh ốc 2, cái đinh ốc 1.                       

C. quy tắc bàn tay trái, bàn tay phải.                          

D. quy tắc bàn tay phải, bàn tay trái.

Câu 5: Một dây dẫn thẳng dài có dòng điện đi qua, nằm trong mặt phẳng P, M và N là hai điểm cùng nằm trong mặt phẳng P và đối xứng nhau qua dây dẫn. Véc tơ cảm ứng từ tại hai điểm này có tính chất nào sau đây:

A. cùng vuông góc với mặt phẳng P, Song song cùng chiều nhau.                      

B. cùng vuông góc với mặt phẳng P, song song ngược chiều nhau, cùng độ lớn.

C. cùng nằm trong mặt phẳng P, song song cùng chiều nhau.                             

D. cùng nằm trong mặt phẳng P, song song ngược chiều nhau, cùng độ lớn.

Câu 6: Một dây dẫn thẳng dài có đoạn giữa uốn thành hình vòng tròn như hình vẽ. Cho dòng điện chạy qua dây dẫn theo chiều mũi tên thì véc tơ cảm ứng từ tại tâm O của vòng tròn có hướng:

A. thẳng đứng hướng lên trên.                                    

B. vuông góc với mặt phẳng hình tròn, hướng ra phía sau.                                  

C. vuông góc với mặt phẳng hình tròn, hướng ra phía trước.                              

D. thẳng đứng hướng xuống dưới.

Câu 7: Một dòng điện cường độ 5 A chạy trong một dây dẫn thẳng dài chiều như hình vẽ. Cảm ứng từ tại hai điểm M và N quan hệ với nhau như thế nào, biết M và N đều cách dòng điện 4 cm, đều nằm trên mặt phẳng hình vẽ đối xứng nhau qua dây dẫn.

A. \({{B}_{M}}={{B}_{N}}\); hai véc tơ \(\overrightarrow{{{B}_{M}}}\)và \(\overrightarrow{{{B}_{N}}}\) song song cùng chiều.                                     

B. \({{B}_{M}}={{B}_{N}}\); hai véc tơ \(\overrightarrow{{{B}_{M}}}\)và \(\overrightarrow{{{B}_{N}}}\) song song ngược chiều.                                   

C. \({{B}_{M}}>{{B}_{N}}\); hai véc tơ \(\overrightarrow{{{B}_{M}}}\)và \(\overrightarrow{{{B}_{N}}}\) song song cùng chiều.                                     

D. \({{B}_{M}}={{B}_{N}}\); hai véc tơ \(\overrightarrow{{{B}_{M}}}\)và \(\overrightarrow{{{B}_{N}}}\) vuông góc với nhau.

Câu 8: Cảm ứng từ của một dòng điện thẳng tại điểm N cách dòng điện 2,5 cm bằng \(1,{{8.10}^{-5}}T\). Tính cường độ dòng điện:

A. 1 A.                               B. 1,25 A.                          C. 2,25 A .                         D. 3,25 A.

Câu 9: Hai dây dẫn thẳng dài song song cách nhau một khoảng cố định 42 cm. Dây thứ nhất mang dòng điện 3 A, dây thứ hai mang dòng điện 1,5 A, nếu hai dòng điện cùng chiều, những điểm mà tại đó cảm ứng từ bằng không nằm trên đường thẳng:

A. song song với \({{I}_{1}},\,\,{{I}_{2}}\) và cách \({{I}_{1}}\) 28 cm.       

B. nằm giữa hai dây dẫn, trong mặt phẳng và song song với \({{I}_{1}},\,\,{{I}_{2}}\), cách \({{I}_{2}}\) 14 cm.                               

C. trong mặt phẳng và song song với \({{I}_{1}},\,\,{{I}_{2}}\), nằm ngoài khoảng giữa hai dòng điện cách \({{I}_{2}}\) 14 cm.        

D. song song với \({{I}_{1}},\,\,{{I}_{2}}\) và cách \({{I}_{2}}\) 20 cm.

Câu 10: Hai dây dẫn thẳng dài song song cách nhau một khoảng cố định 42 cm. Dây thứ nhất mang dòng điện 3 A, dây thứ hai mang dòng điện 1,5 A, nếu hai dòng điện ngược chiều, những điểm mà tại đó cảm ứng từ bằng không nằm trên đường thẳng:

A. song song với \({{I}_{1}},\,\,{{I}_{2}}\)và cách \({{I}_{1}}\) 28 cm.

B. nằm giữa hai dây dẫn, trong Mặt phẳng và song song với \({{I}_{1}},{{I}_{2}}\)và cách \({{I}_{2}}\) 14 cm.  

C. trong mặt phẳng và song song với \({{I}_{1}},\,\,{{I}_{2}}\), nằm ngoài khoảng giữa hai dòng điện gần \({{I}_{2}}\) cách \({{I}_{2}}\) 42 cm

D. song song với \({{I}_{1}},\,\,{{I}_{2}}\) và cách \({{I}_{2}}\) 20 cm.

---(Để xem tiếp nội dung từ câu 11 đến câu 30 của tài liệu các em vui lòng xem Online hoặc Đăng nhập vào HOC247 để tải về máy)--- 

ĐÁP ÁN

1-D	2-C	3-C	4-A	5-B	6-C	7-B	3-C	9-B	10-C
11-A	12-C	13-A	14-B	15-C	16-D	17-A	18-B	19-C	20-C
21-D	22-A	23-C	24-D	25-D	26-B	27-B	28-C	29-B	30-D

Trên đây là trích dẫn một phần nội dung tài liệu Phương pháp xác định chiều của dòng điện cảm ứng môn Vật Lý 11 năm 2021-2022. Để xem thêm nhiều tài liệu tham khảo hữu ích khác các em chọn chức năng xem online hoặc đăng nhập vào trang hoc247.net để tải tài liệu về máy tính.

Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.