Vị sao 2 dây dẫn song song mang dòng điện cùng chiều thì hút nhau

Tóm tắt nội dung tài liệu

1. TƯƠNG TÁC GIỮA HAI DÒNG ĐIỆN THẲNG SONG SONG ĐỊNH NGHĨA ĐƠN VỊ AM-PE A. MỤC TIÊU BÀI HỌC  Kiến thức - Sử dụng quy tắc bàn tay trái xác định chiều của lực từ tác dụng lên đoạn dòng điênh để giải thích vì sao hai dòng điện cùng chiều thì đẩy nhau, hai dòng điện ngược chiều thì hút nhau . - Thành lập được và vận dụng được các công thức xác định tác dụng lên một đơn vị chiều dài của dòng điện.  Kỹ năng - Giải thích nguyên nhân hai dây dẫn có dòng điện lại hút hoặc đẩy nhau. - Tìm được lực tương tác giữa hai dây dẫn. B. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên a] Kiến thức và đồ dùng - Thí nghiệm tương tác hai dây dẫn có dòng điện song song. - Hình vẽ tương tác hai dây dẫn.
2. b] Dự kiến ghi bảng: [chia làm hai cột]. Bài 31: Tương tác giữa hai dònhg điện thẳng song song. Định nghĩa đơn vị Ampe. 1] Tương tác giữa hai dòng điện + Chiều dài CD là l, lực tác dụng lên thẳng song song: CD: a]Giải thích thí nghiệm : SGK F  BI 2l  2.10 7 I1 I 2 l r b]Công thức tính lực tương tác + Lực tác dụng lên 1 mét chiều dài: giữa hai dòng điện thẳng song I1 I 2 F  2.107 song: r + Dây dẫn MN có I1, PQ có I2. 2] Định nghĩa Ampe: SGK Cảm ứng từ tại A [ đặt dây PQ] I1= I2= I, F = 2.10-7N, r= 1m thì I1 I= 1A B  2.107 r 2.Học Sinh - Ôn lại tương tác từ, đường cảm ứng từ, quy tắc bàn tay trái. 3.Gợi ý ứng dụng CNTT GV có thể chuẩn bị một số hình ảnh về tương tác từ . C. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Hoạt động 1: [… phút] :Ổn định tổ chức. Kiểm tra bài cũ.
3. Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên - Báo cáo tình hình lớp - Yêu cầu HS cho biết tình hình - Trả lời câu hỏi của thầy của lớp. - Nhận xét câu trả lời của bạn. - Nêu câu hỏi về tương tác từ. - Nhận xét câu trả lời của HS và cho điểm. Hoạt động 2: Tương tác giữa hai dòng điện thẳng song song. Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên - Quan sát thí nghiêm - .Làm thí nghiệm tương tác hai dòng điện thẳng song song và - Tìm cách giải thích. yêu cầu HS giải thích. - Thảo luận về tương tác hai dây dẫn. - Tìm hiểu từ trường của các dòng điện như thế nào? Quy tắc bàn tay trái? - Yêu cầu HS trình bày cách giải - thích - - Nhận xét. - Trình bày cách giải thích của - Nêu câu hỏi C1. mình. - Yêu cầu HS đọc phần 1.b.
4. - Nhận xét câu trả lời của bạn. - Tổ chức thảo luận về lực tác - Đọc SGK. dụng. - Thảo luận về lực tác dụng. - Tìm công thức xác định lực tác dụng lên mỗi mét chiều dài dựa - Yêu cầu HS trình bày . vào công thức đã học về cảm - Nhận xét. ứng từ là lực từ. - Trình bày công thức - Nhận xét câu trả lời của bạn. Hoạt động 3: [… phút] :Phần 2: Định nghĩa Ampe. Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên - Đọc SGK và trả lời câu hỏi của - Yêu cầu HS dựa vào công thức thầy trên, nếu F=1N, l=1m, r=1m thì - Thảo luận nhóm I=1A ta có định nghĩa Ampe. - Trình bày định nghĩa. - Trình bày định nghĩa.. - Nhận xét câu trả lời của bạn..
5. Hoạt động 4: [… phút]: Vận dụng , củng cố.. Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên - Đọc SGK - Nêu câu hỏi 1,2 SGK. - Trả lời câu hỏi - Tóm tắt bài. Đọc “ Em có biết ” - Ghi nhận kiến thức... - Đánh giá, nhận xét giờ dạy. Hoạt động 4: [… phút]: Hướng dẫn về nhà Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên - .Ghi câu hỏi và bài tập về nhà.. - Giao các câu hỏi và ác bài tập trong SGK. - Ghi nhớ lời nhắc của giáo viên - Giao các câu hỏi trắc nghiệm . - Nhắc HS đọc bài mới và chuẩn bị bài sau.

Page 2

YOMEDIA

Kiến thức - Sử dụng quy tắc bàn tay trái xác định chiều của lực từ tác dụng lên đoạn dòng điênh để giải thích vì sao hai dòng điện cùng chiều thì đẩy nhau, hai dòng điện ngược chiều thì hút nhau . - Thành lập được và vận dụng được các công thức xác định tác dụng lên một đơn vị chiều dài của dòng điện. Kỹ năng - Giải thích nguyên nhân hai dây dẫn có dòng điện lại hút hoặc đẩy nhau. - Tìm được lực tương tác giữa hai dây dẫn. ...

19-12-2010 335 21

Download

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2009-2019 TaiLieu.VN. All rights reserved.

1/ Lực từ của hai dòng điện thẳng song song
Hai dòng điện thẳng song song đặt cách nhau một khoảng trong không gian sẽ tương tác từ với nhau.

F$_{21}$=\[2.10^{-7}\dfrac{I_{1}I_{2}}{r_{21}}\]=10-3N
F$_{31}$=\[2.10^{-7}\dfrac{I_{3}I_{1}}{r_{31}}\]=5.10-4N
F1=F$_{21}$ – F$_{31}$=5.10$^{-4 }$N

Bài tập 4: Cho hệ 3 dòng điện song song như hình vẽ

r$_{13}$=r$_{23}$=\[\sqrt{d^{2}+\left [\dfrac{r_{12}}{2} \right ]^{2}}\]
F$_{13}$=F$_{23}$=2.10-7. \[\dfrac{I_{1}I_{3}}{r_{13}}\]
cos α=\[\dfrac{r_{13}^{2}+r_{23}^{2}-r_{12}^{2}}{2r_{13}.r_{23}}\]
\[F_{3}=\sqrt{F_{13}^{2}+F_{23}^{2}+2F_{13}F_{23}\cos\alpha }\]=4.10-4N

Bài tập 5. Hai dây dẫn thẳng dài, song song được đặt trong không khí. cường độ dòng điện trong hai dây dẫn bằng nhau và bằng I = 1A. Lưc từ tác dụng lên mỗi đơn vị chiều dài của dây bằng 2.10-5N. Hỏi khoảng cách giữa hai dây.

Hướng dẫn

F = 2.10-7I1I2/r => r = 0,01m

Bài tập 6. Dây dẫn thẳng dài có I1 = 15A đi qua, đặt trong chân không.
a/ tính cảm ứng từ tại điểm cách dây 15cm
b/ Tính lực từ tác dụng lên 1m dây của dòng I2 = 10A đặt song song cách I1 đoạn 15cm. Cho biết lực đó là lực hút hay lực đẩy. Biết rằng I1 và I2 ngược chiều nhau.

Hướng dẫn

a/ B = 2.10-7.I1/r = 2.10-5T
b/ F = 2.10-7I1I2/r = 2.10-4
hai dòng điện ngược chiều => lực tương tác là lực đẩy.

Bài tập 7. Hai dây thẳng dài vô hạn đặt cách nhau 4cm, cho 2 dòng điện chạy ngược chiều nhau trong 2 dây dẫn, 2 dòng điên có cùng cường độ I = 5A. Hay cho biết
a/ Hai dây dẫn trên có lực từ tương tác với nhau không? nếu có thì chúng đẩy hay hút nhau. Vẽ hình
b/ Tính lực từ tương tác trên mỗi mét chiều dài của mỗi sợi dây.

Hướng dẫn

a/

b/ F = 2.10-7I1I2/r = 1,25.10-4N

Bài tập 8. Ba dòng điện cùng chiều cùng cường độ I = 10A chạy qua ba dây dẫn thẳng đặt đồng phẳng và dài vô hạn. Biết rằng khoảng cách giữa dây 1 và dây 2 là 10cm, giữa dây 2 và dây 3 là 5cm và dây 1 và dây 3 là 15cm. Xác định lực từ do
a/ Dây 1 và dây 2 tác dụng lên dây 3.
b/ Dây 1 và dây 3 tác dụng lên dây 2

Hướng dẫn

a/

F$_{13}$ = 2.10-7I1I3/r$_{13}$ = 13,33.10-5N
F$_{23}$ = 2.10-7I2I3/r$_{23}$ = 4.10-4N
F3 = F$_{13}$ + F$_{23}$ = 5,33.10-4N
b/
F$_{12}$ = 2.10-7I1I2/r$_{12}$ = 2.10-4N
F$_{32}$ = 2.10-7I2I3/r$_{23}$ = 4.10-4N
F3 = F$_{32}$ + F$_{12}$ = 2.10-4N

Bài tập 9. Ba dây dẫn thẳng dài được đặt song song trong cùng mặt phẳng thẳng đứng như hình vẽ. Dây 1 và dây 3 được giữ cố định có dòng điện chạy xuống và I1 > I3. Xác định chiều của dòng I2 nếu
a/ Dây 2 bị dịch sang phải
b/ dây 2 vị dịch sang trái.

b/ F = 2.10-7I1I2/r$_{12}$ => I2 = 12,5A
c/ F = 2.10-7I1I2/r$_{12}$ = 2.10-4N

Bài tập 13. Hai dòng điện vô hạn đặt song song cách nhau 30cm mang hai dòng điện cùng chiều I1 = 20A; I2 = 40A. Xác định vị trí đặt dòng I3 để lực từ tác dụng lên I3 bằng 0.

Hướng dẫn

\[\vec{F3}\] = \[\vec{F_13}\] + \[\vec{F_23}\] = 0 => \[\vec{F_13}\] = -\[\vec{F_23}\]
=> F$_{13}$ = F$_{23}$; I1; I2 cùng chiều => I3 phải nằm như hình vẽ

=> r$_{12}$ + r$_{23}$ = 30cm [1]
F$_{13}$ = F$_{23}$ => I1/r$_{13}$ = I2/r$_{23}$ [2]
từ [1] và [2] => r$_{13}$ = 10cm; r$_{23}$ = 20cm.
dạng bài tập này tương tự bài tập tìm vị trí tại đó lực điện trường tổng hợp tác dụng lên một điện tích bằng 0

Bài tập 14. Ba dây dẫn thẳng dài đặt cách đều nhau khoảng a = 10cm như hình vẽ. Cường độ dòng điện chay trong 3 dây lần lượt là I1 = 25A, I2 = I3 = 10A. Xác định phương chiều và độ lớn của lực từ tác dụng lên 1m của dây I1

F$_{21}$ = F$_{31}$ = 2.10-7I2I1/r$_{21}$ = 5.10-4N
F = 2F$_{21}$cos[30o] = 5√3.10-4N

Bài tập 15. Ba dây dẫn thẳng dài song song cách đều nhau một khoảng a = 10cm như hình vẽ. Cường độ dòng điện I1 = 25A; I2 = I3 = 10A. Xác định phương chiều và độ lớn của lực từ tác dụng lên 1m của dây I1

I2 = I3 => F$_{21}$ = F$_{31}$ = 2.10-7.I2I1/r$_{12}$ = 5.10-4N
F = 2F$_{21}$cos[60o] = 5.10-4N

Bài tập 16. Ba dây dẫn thẳng dài song song cách đều nhau một khoảng a = 10cm như hình vẽ. Cường độ dòng điện I1 = 25A; I2 = I3 = 10A. Xác định phương chiều và độ lớn của lực từ tác dụng lên 1m của dây I1

F$_{21}$ = F$_{31}$ = 2.10-7I2I1/r$_{21}$ = 5.10-4N
F = 2F$_{21}$cos[30o] = 5√3.10-4N

Bài tập 17. Hai dòng điện thẳng đặt song song cách nhau 40cm mang hai dòng điện cùng chiều I1 = I2 = 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 I3 = 10A, ngược chiều với I1 và I3 cách mặt phẳng chứa [I1; I2] đoạn d.
a/ Tính lực từ tác dụng lên 1m dòng I3 nếu d = 20cm
b/ Tìm d để lực từ tác dụng lên 1m dòng I3 đạt giá trị cực đại.

Hướng dẫn

a/

r$_{13}$ = r$_{23}$ = \[\sqrt{d^2 + \dfrac{r_{12}^2}{2}}\] = 0,2√2m
I1 = I2 => F$_{13}$ = F$_{23}$ = 2.10-7I1I3/r$_{13}$ = [√2/2].10-4N
cosβ = d/r$_{23}$ = 1/√2
F = 2F$_{23}$cos[45o] = 10-4N
b/ F = 2F$_{23}$cosβ = \[\dfrac{4.10^{-5}d}{d^2+0,2^2}\] ≤ \[\dfrac{4.10^{-5}d}{0,4.d}\]
=> F$_{max}$ = 10$^{-4 }$N xảy ra khi d = 0,2m
[sử dụng bất đẳng thức cosi]

Xem thêm:
Tổng hợp lý thuyết, bài tập vật lý lớp 11 chương từ trường

nguồn vật lý phổ thông trực tuyến