9 câu hỏi trắc nghiệm thuộc Trắc nghiệm Tương tác giữa hai dòng điện song song có đáp án (Thông hiểu)

Câu 1:

Hai vòng tròn dây dẫn đặt cách nhau một khoảng rất nhỏ. Vòng dây dẫn được giữ cố định. Vòng trên được nối với một đòn cân. Khi có 2 dòng điện có cường độ bằng nhau vào 2 dây dẫn thì chúng hút nhau. Đặt thêm một quả cân khối lượng $0, 1 g$ vào đĩa cân bên kia thì cân trở lại thăng bằng và lúc đó hai vòng dây cách nhau $2 m m$ . Xác định cường độ dòng điện trong mỗi vòng dây. Biết bán kính mỗi vòng dây là $5 c m$ . Lấy $g = 10 m / s^{2}$

A. $2, 23 A$

B. $1 A$

C. $3, 16 A$

D. $5, 64 A$

Xem đáp án

Cân nằm thăng bằng khi: $F = P = m g$ (1)

Ta có, lực từ tác dụng lên mỗi đơn vị chiều dài của vòng dây:

$F_{0} = \frac{F}{2 π R} = 2 . 10^{- 7} \frac{I_{1} I_{2}}{r} = 2 . 10^{- 7} \frac{I^{2}}{r} (2)$

Từ (1) và (2), ta có:

$2 . 10^{- 7} \frac{I^{2}}{r} = \frac{m g}{2 π R} \to I = \sqrt{\frac{m g r}{4 π {. 10}^{- 7} . R}} = \sqrt{\frac{{0, 1.10}^{- 3} {. 10.2.10}^{- 3}}{4 π {. 10}^{- 7} {. 5.10}^{- 2}}} = 5, 64 A$

Đáp án cần chọn là: D

Câu 2:

Hai vòng tròn dây dẫn đặt cách nhau một khoảng rất nhỏ. Vòng dây dẫn được giữ cố định. Vòng trên được nối với một đòn cân. Khi có 2 dòng điện có cường độ bằng nhau vào 2 dây dẫn thì chúng hút nhau. Đặt thêm một quả cân khối lượng $0, 2 g$ vào đĩa cân bên kia thì cân trở lại thăng bằng và lúc đó hai vòng dây cách nhau $1 m m$ . Xác định cường độ dòng điện trong mỗi vòng dây. Biết bán kính mỗi vòng dây là $4 c m$ . Lấy $g = 10 m / s^{2}$

A. $2, 23 A$

B. $6, 31 A$

C. $3, 16 A$

D. $5, 64 A$

Xem đáp án

Cân nằm thăng bằng khi: $F = P = m g$ (1)

Ta có, lực từ tác dụng lên mỗi đơn vị chiều dài của vòng dây:

$F_{0} = \frac{F}{2 π R} = 2 . 10^{- 7} \frac{I_{1} I_{2}}{r} = 2 . 10^{- 7} \frac{I^{2}}{r} (2)$

Từ (1) và (2), ta có:

Đáp án cần chọn là: B

Câu 3:

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 $1 m$ chiều dài của $I_{1}$ có giá trị là:

A. $10^{- 4} N$

B. $10^{- 3} N$

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

D. $0 N$

Xem đáp án

Xác định lực từ do dòng $I_{2}, I_{3}$ tác dụng lên $I_{1}$ ta có:

Ta có:

+ $F_{21} = 2 . 10^{- 7} \frac{I_{1} I_{2}}{r_{21}} = 2 . 10^{- 7} \frac{10.20}{0, 04} = 10^{- 3} A$

+ $F_{31} = 2 . 10^{- 7} \frac{I_{3} I_{1}}{r_{31}} = 2 . 10^{- 7} \frac{10.20}{0, 04 + 0, 04} = 5 . 10^{- 4} A$

Lực từ tác dụng lên $1 m$ chiều dài của $I_{1}$ có giá trị là:

$F = F_{21} - F_{31} = 10^{- 3} - 5 . 10^{- 4} = 5 . 10^{- 4} N$

Đáp án cần chọn là: C

Câu 4:

Ba dòng điện cùng chiều, cùng cường độ $I = 10 A$ chạy qua ba dây dẫn thẳng đặt đồng phẳng và dài vô hạn. Biết rằng khoảng cách giữa dây 1 và dây 2 là $10 c m$ , giữa dây 2 và dây 3 là $5 c m$ , giữa dây 1 và dây 3 là $15 c m$ . 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. $2 . 10^{- 4} N$

Xem đáp án

Xác định lực từ do dòng $I_{1}$ và $I_{2}$ tác dụng lên $I_{3}$ ta có:

Ta có:

+ $F_{13} = 2 . 10^{- 7} \frac{I_{1} I_{3}}{r_{13}} = 2 . 10^{- 7} \frac{10.10}{0, 15} = \frac{4}{3} . 10^{- 4} N$

Lực từ do các dòng $I_{1}$ và $I_{2}$ tác dụng lên $I_{3}$ là: $\vec{F} = \vec{F_{13}} + \vec{F_{23}}$

Ta có: $\vec{F_{13}} ↑ ↑ \vec{F_{23}} \Rightarrow F = F_{13} + F_{23} = \frac{4}{3} . 10^{- 4} + 4 . 10^{- 4} = \frac{16}{3} . 10^{- 4} N$

Đáp án cần chọn là: A

Câu 5:

Hai dòng điện vô hạn đặt song song cách nhau $30 c m$ 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

Xem đáp án

Ta có: $\vec{F_{3}} = \vec{F_{13}} + \vec{F_{23}} = 0 \to \vec{F_{13}} = - \vec{F_{23}}$

$I_{1}$ , $I_{2}$ cùng chiều và $F_{13} = F_{23}$

$I_{3}$ phải nằm giữa $I_{1}$ và $I_{2}$

+ $F_{13} = F_{23} \to \frac{I_{1}}{r_{13}} = \frac{I_{2}}{r_{23}} \to r_{13} = 0, 5 r_{23}$

Mặt khác, ta có: $r_{13} + r_{23} = 30 c m$

Đáp án cần chọn là: A

Câu 6:

Hai dòng điện vô hạn đặt song song cách nhau $20 c m$ mang hai dòng điện cùng chiều $I_{1} = 20 A; I_{2} = 30 A$ . 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 $I_{1}$ 12cm, $I_{2}$ 8cm

B. Cách $I_{1}$ 8cm, $I_{2}$ 12cm

C. Nằm cách đều $I_{1}$ và $I_{2}$

D. Cách $I_{1}$ 20cm, $I_{2}$ 30cm

Xem đáp án

Ta có: $\vec{F_{3}} = \vec{F_{13}} + \vec{F_{23}} = 0 \to \vec{F_{13}} = - \vec{F_{23}}$

$I_{1}$ , $I_{2}$ cùng chiều và $F_{13} = F_{23}$

$I_{3}$ phải nằm giữa $I_{1}$ và $I_{2}$

+ $F_{13} = F_{23} \to \frac{I_{1}}{r_{13}} = \frac{I_{2}}{r_{23}} \Leftrightarrow \frac{20}{r_{13}} = \frac{30}{r_{23}} \to r_{13} = \frac{2}{3} r_{23}$

Mặt khác, ta có: $r_{13} + r_{23} = 20 c m$

Đáp án cần chọn là: B

Câu 7:

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

A. $6 . 10^{- 4} N$

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

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

D. $2 . 10^{- 4} N$

Xem đáp án

Xác định lực từ do dòng $I_{1}$ và $I_{3}$ tác dụng lên $I_{2}$ ta có:

Trong đó:

+ $F_{12} = 2 . 10^{- 7} \frac{I_{1} I_{2}}{r_{12}} = 2 . 10^{- 7} \frac{10.10}{0, 1} = 2 . 10^{- 4} N$

+ $F_{32} = 2 . 10^{- 7} \frac{I_{3} I_{2}}{r_{32}} = 2 . 10^{- 7} \frac{10.10}{0, 05} = 4 . 10^{- 4} N$

Lực từ do các dòng $I_{1}$ và $I_{2}$ tác dụng lên $I_{3}$ là: $\vec{F} = \vec{F_{13}} + \vec{F_{23}}$

Ta có: $\vec{F_{12}} ↑ ↓ \vec{F_{32}} \Rightarrow F = |F_{12} - F_{32}| = 4 . 10^{- 4} - 2 . 10^{- 4} = 2 . 10^{- 4} N$

Đáp án cần chọn là: D

Câu 8:

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 $I_{1} > I_{3}$ . Xác định chiều của dòng $I_{2}$ nếu dây 2 bị dịch sang phải?

A. Hướng lên

B. Hướng xuống

C. Cùng chiều với $I_{1}$

D. Cùng chiều với $I_{3}$

Xem đáp án

Ta có:

$F_{12} = 2 . 10^{- 7} \frac{I_{1} I_{2}}{a}$

$F_{32} = 2 . 10^{- 7} \frac{I_{3} I_{2}}{a}$

Theo đầu bài ta có: $I_{1} > I_{3} \to F_{12} > F_{23}$

Muốn dây 2 dịch sang phải thì $F_{12}$ phải hướng sang phải

$F_{12}$ là lực đẩy $I_{1}$ và $I_{2}$ ngược chiều nhau

$I_{2}$ hướng lên

Đáp án cần chọn là: A

Câu 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 $I_{1} > I_{3}$ . Xác định chiều của dòng $I_{2}$ nếu dây 2 bị dịch sang trái?

A. Hướng lên

B. Hướng xuống

C. Ngược chiều với $I_{1}$

Xem đáp án

Ta có:

$F_{12} = 2 . 10^{- 7} \frac{I_{1} I_{2}}{a}$

$F_{32} = 2 . 10^{- 7} \frac{I_{3} I_{2}}{a}$

Theo đầu bài ta có: $I_{1} > I_{3} \to F_{12} > F_{23}$

Muốn dây 2 dịch sang trái thì $F_{12}$ phải hướng sang trái

$F_{12}$ là lực hút $I_{1}$ và $I_{2}$ cùngchiều nhau

$I_{2}$ hướng xuống

Đáp án cần chọn là: B