Bài tập Bài toán lực từ lớp 12 (có lời giải)

Đáp án đúng là C

Nếu chỉ đổi chiểu cảm ứng từ hoặc đổi chiều dòng điện thì chiều của lực từ thay đổi.

Đáp án đúng là C

C – Sai vì $F = BI\ell \sin \alpha$

Đáp án đúng là A

Chiều dòng điện và chiều cảm ứng từ hợp với nhau góc 180$^{o}$ nên lực từ luôn bằng không.

Đáp án đúng là C

$$F = BI\ell \sin \alpha \Rightarrow B = \frac{F}{{I\ell sin\alpha }} = \frac{{{{2.10}^{ - 2}}}}{{20.0{,}8.\sin 60^\circ }} = 1,{44.10^{ - 3}}T.$$

Đáp án đúng là C

Vì a = 0 nên sina = 0 → F = BIlsina = 0.

Đáp án đúng là B

${\rm{F}} = {\rm{BIL}}\sin \alpha = 0{,}5 \cdot 1 \cdot 2 \cdot {10^{ - 2}} \cdot \frac{1}{2} = 0{,}5 \cdot {10^{ - 2}}\;{\rm{N}}$

Đáp án đúng là A

F = BILsin, khi giảm thì sinα giảm nên F sẽ giảm dần. Nếu = 0 thì sin = 0 và F sẽ bằng 0.

Đáp án đúng là C

F = BILsin, nếu I và L đồng thời tăng 2 lần thì F tăng 4 lần.

Lực từ $F = BIL\sin \alpha$

a) Khi dây đặt vuông góc với các đường sức từ thì = 90°.

Lực từ tác dụng lên đoạn dây lúc này có độ lớn: F = 5.10$^{-2}$.3.1,2.sin90° = 0,18 N.

b) Khi dây đặt song song với các đường sức từ thì = 0.

Lực từ tác dụng lên đoạn dây lúc này có độ lớn: F = 5.10$^{-2}$.3.1,2.sin0° = 0.

c) Khi dây đặt tạo với các đường sức từ thì = 45°.

Lực từ tác dụng lên đoạn dây lúc này có độ lớn: F = 5.10$^{-2}$.3.1,2.sin45° = 0,13 N.

Ta có: $\alpha = {30^\circ } \Rightarrow \sin \alpha = \frac{1}{2}.$

Cảm ứng từ của từ trường có độ lớn: ${\rm{B}} = \frac{{\rm{F}}}{{{\rm{IL}}\sin \alpha }} = \frac{{4 \cdot {{10}^{ - 2}}}}{{2 \cdot 0{,}1.0{,}5}} = 0{,}4\;{\rm{T}}.$

Độ lớn của lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn có chiều dài L mang dòng điện I đặt trong từ trường cảm ứng từ B là:

${\rm{F}} = {\rm{BIL}}\sin \alpha \Rightarrow 7{,}5 \cdot {10^{ - 2}} = 0{,}5 \cdot 5 \cdot 0{,}06.\sin \alpha$$\Rightarrow \sin \alpha = 0{,}5 \Rightarrow \alpha = {30^\circ }.$

Gọi góc lệch của dây treo so với phương thẳng đứng là β.

Lực từ có phương nằm ngang, hợp với trọng lực góc β.

$\tan \beta = \frac{F}{P} = \frac{{BIL\sin \alpha }}{{mg}} = \frac{{0{,}5 \cdot 2 \cdot 0{,}05.\sin 90^\circ }}{{0{,}005 \cdot 10}} = 1 \Rightarrow \beta = {45^\circ }.$

Đáp án đúng là D

$F = BI\ell \sin \theta = 0{,}5.0{,}6.2.\sin 0^\circ = 0N$

Đáp án đúng là C

$F = BI\ell \sin \theta = 0,{14.10^{ - 4}}.6.3.\sin 50^\circ = 1,{93.10^{ - 4}}N$

Đáp án đúng là C

Để cường độ dòng điện nhỏ nhất thì góc hợp bởi dòng điện và cảm ứng từ là 90$^{o}$.

$F = P \Rightarrow BI\ell \sin \theta = mg \Rightarrow 0{,}2.0{,}25.I.\sin 90^\circ = 0{,}01.10 \Rightarrow I = 2A$

Đáp án đúng là A

$F = BI\ell \sin \theta \Rightarrow 3 = B.10.0{,}5.\sin 90^\circ \Rightarrow B = 0{,}6\,T$

$F = BI\ell \sin \theta = 0{,}02.3.0{,}3.\sin 30^\circ = {9.10^{ - 3.}}N$

Hướng vuông góc với trang giấy, từ phía sau ra phía trước.

Để dây cân bằng thì P = F

$P = F \Rightarrow mg = BI\ell \sin \theta \Rightarrow 0{,}05.9{,}8 = 0{,}49.I.0{,}2.\sin 90^\circ \Rightarrow I = 5\,A.$

Đáp án đúng là A

Áp dụng công thức: ${\rm{F}} = {\rm{BI}}\ell \sin \alpha$

$\Rightarrow 4 \cdot {10^{ - 2}} = 0{,}5 \cdot 0{,}5 \cdot \ell \cdot \sin 30 \Rightarrow \ell = 0{,}32\;{\rm{m}} = 32\;{\rm{cm}}$

Đáp án đúng là A

Ta có:

$$\xrightarrow{\theta=90^\circ} \left\{ \begin{aligned} F &= BI\ell\sin\theta\\ \vec{F} &\perp \mathrm{mp}(P) \end{aligned} \right. \Rightarrow F=0{,}02\cdot0{,}5\cdot20\cdot10^{-2}\cdot\sin90^\circ \Rightarrow F=2\cdot10^{-3}\,\mathrm{N}.$$

Đáp án đúng là C

Áp dụng quy tắc bàn tay trái.

Lực từ tác dụng lên cạnh MN có hướng như hình vẽ (vuông góc với mặt phẳng hình vẽ, có chiều từ trong hướng ra ngoài), có độ lớn: F$_{MN}$ = B.I.MN.sin = B.I.AM

⇒ F$_{MN}$ = 3.10$^{-3}$.5.0,08 = 1,2.10$^{-3}$ N = 1,2mN

Đáp án đúng là C

Các lực tác dụng lên đoạn dây có dòng điện chạy qua bao gồm:

+ Trọng lực $\overrightarrow {\rm{P}}$ hướng thẳng đứng xuống dưới: ${\rm{P}} = {\rm{mg}}.$

+ Lực từ $\overrightarrow {\rm{F}}$ nằm ngang theo quy tắc bàn tay trái: ${\rm{F}} = {\rm{BI}}\ell \sin (\overrightarrow {\rm{B}} ,\vec \ell ).$

+ Hai lực căng dây (hướng dọc theo các dây), có hợp lực $\overrightarrow {\rm{T}} .$

Vậy hợp lực tác dụng lên đoạn dây là: $\overrightarrow {{{\rm{F}}_{{\rm{hl}}}}} = \overrightarrow {\rm{P}} + \overrightarrow {\rm{F}} - \overrightarrow {\rm{T}}$

Để đoạn dây cân bằng thì $\overrightarrow {{{\rm{F}}_{{\rm{hl}}}}} = 0 \Rightarrow \overrightarrow {\rm{P}} + \overrightarrow {\rm{F}} + \overrightarrow {\rm{T}} = 0 \Rightarrow (\overrightarrow {\rm{P}} + \overrightarrow {\rm{F}} ) = - \overrightarrow {\rm{T}}$

Ta có:

$$\tan\alpha=\frac{F}{P} \xrightarrow{(\vec{B},\,\vec{F})=90^\circ} \tan\alpha =\frac{BI\ell}{mg} =\frac{2\cdot0{,}05\cdot0{,}5}{0{,}005\cdot10} =1 \Rightarrow \alpha=45^\circ.$$

→ Đáp án C.

Đáp án: a) Đúng; b) Đúng; c) Đúng; d) Sai.

Vì dây dẫn vuông góc với đường sức từ nên $\sin \alpha = 1$, ta có $F = 0{,}80 \times 5{,}0 \times 0{,}50 = 2{,}0\,{\rm{N}}$. Phát biểu a đúng.

Khi cường độ dòng điện tăng lên $8{,}0\,{\rm{A}}$, ta có $F = 0{,}80 \times 8{,}0 \times 0{,}50 = 3{,}2\,{\rm{N}}$. Phát biểu b đúng.

Khi chiều dài đoạn dây giảm còn $0{,}25\,{\rm{m}}$, ta có $F = 0{,}80 \times 5{,}0 \times 0{,}25 = 1{,}0\,{\rm{N}}$. Phát biểu c đúng.

Nếu cảm ứng từ giảm còn $0{,}40\,{\rm{T}}$, ta có $F = 0{,}40 \times 5{,}0 \times 0{,}50 = 1{,}0\,{\rm{N}}$, không phải $2{,}0\,{\rm{N}}$. Phát biểu d sai.

Đáp án: a) Đúng; b) Đúng; c) Đúng; d) Sai.

Ta có $B = \frac{F}{{Il}} = \frac{{1{,}2}}{{6{,}0 \times 0{,}40}} = 0{,}50\,{\rm{T}}$. Phát biểu a đúng.

Nếu dòng điện giảm còn $3{,}0\,{\rm{A}}$, ta có $F = 0{,}50 \times 3{,}0 \times 0{,}40 = 0{,}60\,{\rm{N}}$. Phát biểu b đúng.

Nếu chiều dài tăng lên $0{,}80\,{\rm{m}}$, ta có $F = 0{,}50 \times 6{,}0 \times 0{,}80 = 2{,}4\,{\rm{N}}$. Phát biểu c đúng.

Theo công thức $F = BIl\sin \alpha$, lực từ phụ thuộc vào chiều dài đoạn dây. Phát biểu d sai.

Đáp án: a) Đúng; b) Đúng; c) Đúng; d) Sai.

Khi dây dẫn song song với đường sức từ thì $\alpha = {0^ \circ }$, suy ra $F = BIl\sin {0^ \circ } = 0$. Phát biểu a đúng.

Khi dây dẫn vuông góc với đường sức từ thì $\alpha = {90^ \circ }$, lực từ đạt giá trị lớn nhất. Phát biểu b đúng.

Theo công thức $F = BIl\sin \alpha$, lực từ phụ thuộc vào góc $\alpha$. Phát biểu c đúng.

Do lực từ phụ thuộc vào góc đặt nên không thể luôn có cùng giá trị. Phát biểu d sai.

Đáp án: a) Đúng; b) Đúng; c) Đúng; d) Đúng.

Ta có ${F_A} = 0{,}60 \times 4{,}0 \times 0{,}50 = 1{,}2\,{\rm{N}}$ và ${F_B} = 0{,}40 \times 6{,}0 \times 0{,}50 = 1{,}2\,{\rm{N}}$. Phát biểu a và b đúng.

Nếu dòng điện của dây A tăng lên $6{,}0\,{\rm{A}}$, ta có ${F_A} = 0{,}60 \times 6{,}0 \times 0{,}50 = 1{,}8\,{\rm{N}}$. Phát biểu c đúng.

Khi đó $1{,}8\,{\rm{N}} > 1{,}2\,{\rm{N}}$, nên lực từ trên dây A lớn hơn lực từ trên dây B. Phát biểu d đúng.

Đáp án: a) Đúng; b) Đúng; c) Đúng; d) Đúng.

Ban đầu $F = 0{,}80 \times 10 \times 0{,}30 = 2{,}4\,{\rm{N}}$. Phát biểu a đúng.

Sau khi quay, ta có $F = 0{,}80 \times 10 \times 0{,}30 \times \sin {30^ \circ } = 1{,}2\,{\rm{N}}$. Phát biểu b đúng.

Ta có $\frac{{1{,}2}}{{2{,}4}} = 0{,}5$, nên lực từ sau khi quay chỉ còn $50\%$ so với ban đầu. Phát biểu c đúng.

Khi dây song song với đường sức từ thì $\alpha = {0^ \circ }$, suy ra $F = 0$. Phát biểu d đúng.

Đáp án: a) Đúng; b) Đúng; c) Đúng; d) Sai.

Ta có $B = \frac{F}{{Il}} = \frac{{2{,}4}}{{6{,}0 \times 0{,}80}} = 0{,}50\,{\rm{T}}$. Phát biểu a đúng.

Nếu cường độ dòng điện tăng lên $9{,}0\,{\rm{A}}$ thì $F = 0{,}50 \times 9{,}0 \times 0{,}80 = 3{,}6\,{\rm{N}}$. Phát biểu b đúng.

Nếu chiều dài dây giảm còn $0{,}40\,{\rm{m}}$ thì $F = 0{,}50 \times 6{,}0 \times 0{,}40 = 1{,}2\,{\rm{N}}$. Phát biểu c đúng.

Nếu đồng thời tăng $B$ và $l$lên gấp đôi thì lực từ tăng gấp 4 lần, không phải 2 lần. Phát biểu d sai.

Đáp án: a) Đúng; b) Đúng; c) Đúng; d) Sai.

Ta có ${F_1} = 0{,}40 \times 8{,}0 \times 0{,}50 = 1{,}6\,{\rm{N}}$ và ${F_2} = 0{,}80 \times 4{,}0 \times 0{,}50 = 1{,}6\,{\rm{N}}$. Phát biểu a và b đúng.

Nếu dòng điện ở thí nghiệm 2 tăng lên $6{,}0\,{\rm{A}}$ thì $F = 0{,}80 \times 6{,}0 \times 0{,}50 = 2{,}4\,{\rm{N}}$. Phát biểu c đúng.

Muốn $F = 2{,}4\,{\rm{N}}$ở thí nghiệm 1 thì $I = \frac{{2{,}4}}{{0{,}40 \times 0{,}50}} = 12\,{\rm{A}}$, không phải $10\,{\rm{A}}$. Phát biểu d sai.

Đáp án: a) Đúng; b) Đúng; c) Đúng; d) Đúng.

Ban đầu $F = 0{,}80 \times 5{,}0 \times 0{,}60 \times \sin {30^ \circ } = 1{,}2\,{\rm{N}}$. Phát biểu a đúng.

Sau khi quay vuông góc với đường sức từ, $F = 0{,}80 \times 5{,}0 \times 0{,}60 = 2{,}4\,{\rm{N}}$. Phát biểu b đúng.

Ta có $\frac{{2{,}4}}{{1{,}2}} = 2$, nên lực từ tăng gấp đôi. Phát biểu c đúng.

Khi $\alpha = {90^ \circ }$, lực từ đạt giá trị lớn nhất. Phát biểu d đúng.

Đáp án:a) Sai; b) Đúng; c) Sai; d) Đúng.

Ta có ${F_A} = 0{,}50 \times 8 \times 0{,}40 = 1{,}6\,{\rm{N}}$, ${F_B} = 0{,}80 \times 5 \times 0{,}40 = 1{,}6\,{\rm{N}}$ và ${F_C} = 1{,}00 \times 4 \times 0{,}40 = 1{,}6\,{\rm{N}}$. Vì ba lực từ bằng nhau nên phát biểu a sai, phát biểu b đúng.

Đoạn dây C không chịu lực nhỏ nhất vì lực từ của ba đoạn dây đều bằng nhau. Phát biểu c sai.

Ta có $BI$lần lượt bằng $4{,}0$, $4{,}0$ và $4{,}0$, nên tích $BI$ của ba trường hợp bằng nhau. Do đó phát biểu d đúng.

Đáp án: a) Đúng; b) Đúng; c) Đúng; d) Sai.

Ban đầu $F = 0{,}50 \times 8{,}0 \times 0{,}30 = 1{,}2\,{\rm{N}}$. Phát biểu a đúng.

Sau khi thay đổi $F = 1{,}00 \times 4{,}0 \times 0{,}60 = 2{,}4\,{\rm{N}}$. Phát biểu b đúng.

Ta có $\frac{{2{,}4}}{{1{,}2}} = 2$, nên lực từ tăng gấp đôi. Phát biểu c đúng.

Nếu chỉ tăng cảm ứng từ thì lực từ cũng tăng theo, không thể không đổi. Phát biểu d sai.

Đáp án: 1,6

Vì dây dẫn vuông góc với đường sức từ nên $\sin \alpha = 1$, ta có $F = 0{,}50 \times 8{,}0 \times 0{,}40 = 1{,}6\,{\rm{N}}$.

Đáp án: 10

Ta có $I = \frac{F}{{Bl}} = \frac{{2{,}0}}{{0{,}80 \times 0{,}25}} = 10\,{\rm{A}}$.

Đáp án: 0,60

Ta có $B = \frac{F}{{Il}} = \frac{{1{,}8}}{{6{,}0 \times 0{,}50}} = 0{,}60\,{\rm{T}}$.

Đáp án: 0,50

Ta có $l = \frac{F}{{BI}} = \frac{{1{,}0}}{{0{,}40 \times 5{,}0}} = 0{,}50\,{\rm{m}}$.

Đáp án: 1,0

Ta có $B = \frac{F}{{Il}} = \frac{{2{,}4}}{{4{,}0 \times 0{,}60}} = 1{,}0\,{\rm{T}}$.

Đáp án: 0,50

Ta có $B = \frac{{1{,}0}}{{4{,}0 \times 0{,}50}} = 0{,}50\,{\rm{T}}$. Kiểm tra lại với trạng thái sau: $B = \frac{{2{,}5}}{{10 \times 0{,}50}} = 0{,}50\,{\rm{T}}$.

Đáp án: 1

Ta có $\frac{{{F_2}}}{{{F_1}}} = \frac{{B \cdot \left( {I/2} \right) \cdot \left( {2l} \right)}}{{BIl}} = 1$.

Đáp án: 1,2

Ban đầu ${F_1} = 0{,}75 \times 8{,}0 \times 0{,}40 \times \sin {30^ \circ } = 1{,}2\,{\rm{N}}$.

Sau khi quay ${F_2} = 0{,}75 \times 8{,}0 \times 0{,}40 = 2{,}4\,{\rm{N}}$.

Độ tăng lực từ là $2{,}4 - 1{,}2 = 1{,}2\,{\rm{N}}$.

Đáp án: 0

Ta có ${F_A} = 0{,}80 \times 5{,}0 \times 0{,}50 = 2{,}0\,{\rm{N}}$ và ${F_B} = 0{,}50 \times 8{,}0 \times 0{,}50 = 2{,}0\,{\rm{N}}$.

Hiệu lực từ là $2{,}0 - 2{,}0 = 0\,{\rm{N}}$.

Đáp án: 1

Ta có $\frac{{{F_2}}}{{{F_1}}} = \frac{{0{,}40 \times 6{,}0 \times 0{,}50}}{{0{,}60 \times 4{,}0 \times 0{,}50}} = 1$.