15 câu hỏi trắc nghiệm thuộc Trắc nghiệm Lực từ - Bài tập lực từ có tác dụng lên đoạn dây dẫn mang điện có đáp án (Vận dụng cao) - vietjack.online

Trắc nghiệm Lực từ - Bài tập lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang điện có đáp án (Vận dụng cao)

Đề số 1

Trắc nghiệm Lực từ - Bài tập lực từ có tác dụng lên đoạn dây dẫn mang điện có đáp án (Vận dụng cao)

1007 lượt thi
15 câu hỏi
30 phút

BẮT ĐẦU LÀM BÀI

Danh sách câu hỏi

Câu 1:

Treo dây MN = $5 c m$ , khối lượng $5 g$ bằng hai dây không giãn khối lượng không đáng kể. Độ lớn cảm ứng từ $0, 5 T$ có phương vuông góc với đoạn dây, chiều từ trên xuống (như hình vẽ). Góc lệch của dây treo so với phương thẳng đứng khi đoạn dây MN nằm cân bằng là bao nhiêu? Biết cường độ dòng điện qua đoạn dây MN là $2 A$ , lấy $g = 10 m / s^{2}$ .

A. $90^{0}$

B. $60^{0}$

C. $30^{0}$

D. $45^{0}$

Dây dẫn chịu tác dụng của 2 lực: Trọng lực ( $\vec{P}$ ), lực từ ( $\vec{F}$ )

+ Lực từ: $F = B I l \sin 90^{0} = 0, 5.2.0, 05.1 = 0, 05 N$

+ Trọng lực: $P = m g = 0, 005.10 = 0, 05 N$

$\tan α = \frac{F}{P} = 1 \to α = 45^{0}$

Đáp án cần chọn là: D

Câu 2:

Hai thanh ray nằm ngang song song cách nhau $0, 3 c m$ đặt trong từ trường có cảm ứng từ vuông góc với mặt phẳng 2 thanh ray, hướng từ trên xuống. Một thanh kim loại đặt lên hai thanh ray. Cho dòng điện $50 A$ chạy qua thanh kim loại đặt lên hai thanh ray. Biết hệ số ma sát giữa thanh kim loại và thanh ray là $μ = 0, 2$ và khối lượng thanh kim loại là $0, 5 k g$ . Cảm ứng từ B có giá trị như thế nào để thanh kim loại có thể chuyển động?

A. $B > \frac{20}{3} T$

B. $B < \frac{20}{3} T$

C. $B = \frac{20}{3} T$

D. $B \neq \frac{20}{3} T$

Ta có:

Giả sử chiều cường độ dòng điện qua thanh như hình vẽ, ta có các lực tác dụng lên thanh được biểu diễn trên hình

Để thanh kim loại chuyển động thì lực từ phải thắng lực ma sát hay lực từ lớn hơn lực ma sát:

Đáp án cần chọn là: A

Câu 3:

Hai thanh ray nằm ngang song song cách nhau $0, 2 c m$ . Một thanh kim loại đặt lên hay thanh ray. Cho dòng điện $10 A$ chạy qua thanh kim loại đặt lên hay thanh ray. Biết hệ số ma sát giữa thanh kim loại và thanh ray là $μ = 0, 01$ và khối lượng thanh kim loại là $0, 5 k g$ . Cảm ứng từ B có giá trị như thế nào để thanh kim loại có thể chuyển động

A. $B > 2, 5 T$

B. $B < 2, 5 T$

C. $B = 2, 5 T$

D. $B \neq 2, 5 T$

Ta có:

Để thanh kim loại chuyển động thì lực từ phải thắng lực masát hay lực từ lớn hơn lực ma sát:

Đáp án cần chọn là: A

Câu 4:

Một thanh kim loại CD có chiều dài $l = 20 c m$ khối lượng $m = 100 g$ đặt vuông góc với 2 thanh ray song song nằm ngang và nối với nguồn điện như hình vẽ. Hệ thống đặt trong từ trường đều có $B = 0, 2 T$ phương chiều như vẽ. Biết hệ số ma sát giữa CD và thanh ray là $μ = 0, 1$ . Bỏ qua điện trở của các thanh ray, điện trở tại nơi tiếp xúc và dòng điện cảm ứng trong mạch. Biết thanh ray trượt sang trái với gia tốc $a = 3 m / s^{2}$ . Chiều và độ lớn của dòng điện qua CD là?

A. $I = 10 A$ , chiều từ C đến D

B. $I = 10 A$ , chiều từ D đến C

C. $I = 0, 1 A$ , chiều từ C đến D

D. $I = 0, 1 A$ , chiều từ D đến C

Áp dụng quy tắc bàn tay trái, ta suy ra chiều dòng điện qua CD có chiều từ D đến C:

+ Theo định luật II- Niutơn, ta có: $\vec{N} + \vec{P} + \vec{F} + \vec{F_{m s}} = m \vec{a}$ (1)

+ Chọn hệ trục Oxy như hình, chiếu (1) lên Ox, Oy ta được:

+ Mà:

+ Lại có: $F = B I l \to I = \frac{m (μ g + a)}{B l} = 10 A$

Đáp án cần chọn là: B

Câu 5:

Một thanh kim loại CD có chiều dài $l = 20 c m$ khối lượng $m = 100 g$ đặt vuông góc với 2 thanh ray song song nằm ngang và nối với nguồn điện như hình vẽ. Hệ thống đặt trong từ trường đều có $B = 0, 2 T$ phương chiều như vẽ, dòng điện $I = 10 A$ có chiều từ D đến C. Biết hệ số ma sát giữa CD và thanh ray là $μ = 0, 1$ . Bỏ qua điện trở của các thanh ray, điện trở tại nơi tiếp xúc và dòng điện cảm ứng trong mạch. Nâng hai đầu thanh AB của ray lên để hợp với mặt phẳng ngang góc $30^{0}$ . Xác định gia tốc chuyển động của thanh bắt đầu trượt với vận tốc ban đầu bằng 0.

A. $0, 52 m / s^{2}$

B. $0, 25 m / s^{2}$

C. $0, 5 m / s^{2}$

D. $0, 47 m / s^{2}$

Ta có, các lực tác dụng lên thanh gồm: trọng lực $\vec{P}$ , lực ma sát $\vec{F_{m s}}$ , phản lực $\vec{N}$ và lực từ $\vec{F}$ có hướng như hình vẽ:

Chọn hệ trục Oxy như hình vẽ

+ Áp dụng định luật II – Niuton, ta có: $\vec{N} + \vec{P} + \vec{F_{m s}} + \vec{F} = m \vec{a}$

Chiếu (*) lên các phương ta được:

$\{\begin{matrix} O x : P \sin α - F \cos α - F_{m s} = m a (1) \\ O y : N - P \cos α - F \sin α = 0 (2) \end{matrix}$

Từ (2) ta suy ra: $N = P c o s α + F \sin α$

+ Lực ma sát: $F_{m s} = μ N = μ (P c o s α + F \sin α)$

Lực từ: $F = B I l \sin 90^{0} = B I l$

$\Rightarrow$ Lực ma sát: $F_{m s} = μ (P c o s α + B I l \sin α)$

Thay vào (1) ta được:

$\begin{array}{l} P \sin α - B I l c o s α - μ (P c o s α + B I l \sin α) = m a \\ \Rightarrow a = \frac{P (\sin α - μ c o s α) - B I l (c o s α + μ \sin α)}{m} \\ = \frac{0, 1.10 (\sin 30^{0} - 0, 1. c o s 30^{0}) - 0, 2.10.0, 2 (c o s 30^{0} + 0, 1. \sin 30^{0})}{0, 1} \\ \approx 0, 47 m / s^{2} \end{array}$

Đáp án cần chọn là: D

Câu 6:

Một thanh dẫn điện khối lượng $5 g$ được treo nằm ngang trên hai dây dẫn nhẹ thẳng đứng. Thanh đặt trong một từ trường đều, véctơ cảm ứng từ thẳng đứng hướng xuống và có độ lớn $B = 1 T$ . Thanh có chiều dài $l = 0, 1 m$ . Mắc vào các điểm giữ các dây dẫn một tụ điện $C = 100 μ F$ được tích điện tới hiệu điện thế $U = 100 V$ . Cho tụ phóng điện. Coi rằng quá trình phóng điện xảy ra trong thời gian rất ngắn, thanh chưa kịp rời vị trí cân bằng mà chỉ nhận được theo phương ngang một động lượng $p$ nào đó. Vận tốc của thanh khi rời khỏi vị trí cân bằng của dây là?

A. $1 m / s$

B. $0, 02 m / s$

C. $0, 1 m / s$

D. $0, 2 m / s$

Vì thời gian xảy ra rất ngắn, nên ta có:

$Δ \vec{p} = \vec{F} Δ t \to Δ p = F Δ t \leftrightarrow m v = F Δ t$

Mà:

$\begin{array}{l} F = B I l \sin 90^{0} = B I l \to m v = B I l Δ t = B l Δ q = B l C U \\ \to v = \frac{B l . C . U}{m} = \frac{1.0, {1.100.10}^{- 6} .100}{{5.10}^{- 3}} = 0, 2 m / s \end{array}$

Đáp án cần chọn là: D

Câu 7:

Treo đoạn dây dẫn MN có chiều dài $L = 25 c m$ , khối lượng một đơn vị chiều dài $0, 04 k g / m$ bằng hai dây mảnh nhẹ sao cho dây dẫn nằm ngang. Biết cảm ứng từ có chiều như hình vẽ, độ lớn cảm ứng từ $B = 0, 04 T$ . Lấy $g = 10 m / s^{2}$ . Cho $I = 16 A$ có chiều từ M đến N, xác định lực căng dây của mỗi dây?

A. $T_{1} = T_{2} = 0, 26 N$

B. $T_{1} = 0, 16 N; T_{2} = 0, 1 N$

C. $T_{1} = T_{2} = 0, 13 N$

D. $T_{1} = 0, 1 N; T_{2} = 0, 16 N$

Câu 8:

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 $\vec{B}$ song song với cạnh AC. Coi khung dây nằm cố định trong mặt phẳng hình vẽ. Cho $A B = 4 c m, A C = 3 c m, B = {5.10}^{- 3} T, I = 5 A$ . Lực từ tác dụng lên cạnh BC của khung dây có giá trị:

A. $F_{B C} = 2, {5.10}^{- 3} N$

B. $F_{B C} = 0 N$

C. $F_{B C} = {2.10}^{- 3} N$

D. $F_{B C} = 10^{- 3} N$

Câu 9:

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

Biết $I_{1} = 15 A; I_{2} = 10 A; I_{3} = 4 A; a = 15 c m; b = 10 c m; A B = 15 c m; B C = 20 c m$ . 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. $F_{B C} = 2, {4.10}^{- 5} N$

B. $F_{B C} = 0 N$

C. $F_{B C} = 1, {6.10}^{- 5} N$

D. $F_{B C} = {8.10}^{- 6} N$

Câu 10:

Khung dây hình vuông ABCD có cạnh $a = 4 c m$ , dòng điện $I_{2} = 20 A$ đi qua, một dòng điện thẳng $I_{1} = 15 A$ nằm trong mặt phẳng ABCD cách AD một khoảng $d = 2 c m$ như hình vẽ.

Lực từ tổng hợp do $I_{1}$ tác dụng lên khung dây có giá trị là:

A. $F = {12.10}^{- 5} N$

B. $F = {8.10}^{- 5} N$

C. $F = 4 {.10}^{- 5} N$

D. $F = 16 {.10}^{- 5} N$

Câu 11:

Cho hệ 3 dòng điện đặt song song như hình:

$I_{1} = 10 A, I_{2} = I_{3} = 20 A, r_{12} = r_{23} = 4 c m$ . Lực từ tác dụng lên 1m chiều dài của $I_{1}$ có giá trị là:

A. $10^{- 4} N$

B. $10^{- 3} N$

C. ${5.10}^{- 4} N$

D. $0 N$

Câu 12:

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, giữa dây 1 và dây 3 là 15cm. Xác định lực từ do dây 1 và dây 2 tác dụng lên dây 3.

A. $\frac{16}{3} {.10}^{- 4} N$

B. ${4.10}^{- 4} N$

C. $\frac{8}{3} {.10}^{- 4} N$

D. ${2.10}^{- 4} N$

Câu 13:

Hai dòng điện vô hạn đặt song song cách nhau 30cm mang hai dòng điện cùng chiều $I_{1} = 20 A; I_{2} = 40 A$ . Cần đặt dòng $I_{3}$ cách $I_{1}$ , $I_{2}$ một khoảng bao nhiêu để lực từ tác dụng lên $I_{3}$ bằng 0?

A. Cách $I_{1}$ 10cm, $I_{2}$ 20cm

B. Cách $I_{1}$ 20cm, $I_{2}$ 10cm

C. Nằm cách đều $I_{1}$ và $I_{2}$

D. Cách $I_{1}$ 10cm, $I_{2}$ 40cm

Câu 14:

Cho hệ 3 dòng điện song song như hình vẽ:

Biết $I_{1} = I_{2} = 20 A, I_{3} = 10 A, r_{12} = 20 c m$ , $I_{3}$ nằm trong mặt phẳng trung trực của $I_{1}$ và $I_{2}$ cách mặt phẳng chứa $I_{1}$ ; $I_{2}$ một khoảng là d. Lực tác dụng lên 1m chiều dài của $I_{3}$ nếu $d = 10 c m$ có độ lớn bằng:

A. ${4.10}^{- 4} N$

B. $2 \sqrt{2} {.10}^{- 4} N$

C. $\sqrt{2} {.10}^{- 4} N$

D. ${2.10}^{- 4} N$

Ta có:

+ $r_{13} = r_{23} = \sqrt{d^{2} + {(\frac{r_{12}}{2})}^{2}} = \sqrt{10^{2} + {(\frac{20}{2})}^{2}} = 10 \sqrt{2} c m$

+ $F_{13} = F_{23} = {2.10}^{- 7} \frac{I_{1} I_{3}}{r_{13}} = {2.10}^{- 7} \frac{20.10}{0, 1 \sqrt{2}} = 2 \sqrt{2} {.10}^{- 4} N$

+ $r_{12}^{2} = r_{13}^{2} + r_{23}^{2} - 2 r_{13} r_{23} cos α \to cos α = \frac{r_{13}^{2} + r_{23}^{2} - r_{12}^{2}}{2 r_{13} r_{23}} = 0$

$\to F_{13} ⊥ F_{23} \to F_{3} = \sqrt{F_{13}^{2} + F_{23}^{2}} = F_{13} \sqrt{2} = \sqrt{2} .2 \sqrt{2} {.10}^{- 4} = {4.10}^{- 4} N$

Đáp án cần chọn là: A

Câu 15:

Ba dây dẫn thẳng dài song song cách đều nhau một khoảng $a = 10 c m$ như hình vẽ. Cường độ dòng điện $I_{1} = 25 A, I_{2} = I_{3} = 10 A$ . Xác độ lớn của lực từ tác dụng lên 1m của dây $I_{1}$ ?

A. ${5.10}^{- 4} N$

B. $10 {.10}^{- 4} N$

C. $5 \sqrt{2} {.10}^{- 4} N$

D. $2, 5 \sqrt{3} {.10}^{- 4} N$

Bắt đầu thi ngay

Có thể bạn quan tâm

Các bài thi hot trong chương