1. Độ lớn cảm ứng từ trong lòng một ống dây hình trụ có dòng điện chạy qua tính bằng ...?
Câu hỏi: Độ lớn cảm ứng từ trong lòng một ống dây hình trụ có dòng điện chạy qua tình bằng...?
A. B = 2π. 10-7I. N
B. B = 4π. 10-7IN/I
C. B = 4π. 10-7N/I. l
D. B = 4π. IN/l
Lời giải: B
+ Cảm ứng từ trong lòng 1 ống dây hình trụ: B=4π.10−7Nl/I
2. Các bài tập vận dụng về cảm ứng từ
Bài 1: Một dây thẳng dài vô hạn mang dòng điện I = 0,5 A đặt trong không khí.
a) Tính cảm ứng từ tại M cách dòng điện 4 cm.
b) Cảm ứng từ tại N bằng 10-6 T. Tính khoảng cách từ N đến dòng điện.
Bài 2: Một dòng điện có cường độ I = 5 A chạy trong một dây dẫn thẳng, dài. Xác định cảm ứng từ tại hai điểm M, N. Cho biết M, N và dòng điện nằm trong mặt phẳng hình vẽ và M, N cách dòng điện một đoạn d = 4 cm
Bài 3: Dòng điện có cường độ 2 A chạy cùng chiều qua hai dây dẫn thẳng chập sát lại. Tính cảm ứng từ do hai dây dẫn gây ra tại nơi cách chúng 5 cm.
Bài 4: Cuộn dây tròn có bán kính R = 5 cm (gồm 100 vòng dây quấn nối tiếp cách điện nhau) đặt trong không khí có dòng điện I chạy qua mỗi vòng dây, từ trường ở tâm vòng dây là B = 5.10-4 T. Tìm I.
Bài 5: Cho các dòng điện tròn có chiều của vectơ cảm ứng từ tại tâm O có chiều như hình vẽ, hãy xác định chiều các dòng điện trong vòng dây.
Bài 6: Cuộn dây tròn dẹt gồm 20 vòng, bán kính là π cm. Khi có dòng điện đi vào thì tại tâm của vòng dây xuất hiện từ trường là B = 2.10-3 T. Tính cường độ dòng điện trong cuộn dây.
Bài 7: Cuộn dây tròn bán kính R = 5 cm gồm 40 vòng dây quấn nối tiếp với nhau, đặt trong không khí có dòng điện I chạy qua mỗi vòng dây.
a) Từ trường ở tâm O vòng dây là B = 5π.10-4 T. Tính I.
b) Nếu dòng điện qua dây tăng lên gấp đôi, bán kính vòng dây giảm đi một nửa. Thì cảm ứng từ tại tâm O có giá trị là bao nhiêu ?
Bài 8: Cuộn dây tròn bán kính 2π cm, 100 vòng, đặt trong không khí có dòng điện 2 A chạy qua.
a) Tính cảm ứng từ tại tâm vòng dây.
b) Tăng chu vi của dòng điện tròn lên 2 lần mà vẫn giữ nguyên cường độ dòng điện. Hỏi độ lớn cảm ứng từ tại tâm dòng điện lúc này bằng bao nhiêu?
Bài 9: Một ống dây dài 50 cm, cường độ dòng điện chạy qua mỗi vòng dây là 2A. Cảm ứng từ bên trong ống dây có độ lớn B = 8π.10-4. Hãy xác định số vòng dây của ống dây ?
Bài 10: Một ống dây thẳng dài 20 cm, đường kính D = 2 cm. Một dây dẫn có vỏ bọc cách điện dài 300 m được quấn đều theo chiều dài ống dây. Ống dây không có lõi sắt và đặt trong không khí. Cường độ dòng điện đi qua dây dẫn là 0,5 A. Tìm cảm ứng từ bên trong ống dây.
Bài 11: Một ống dây hình trụ có chiều dài 1,5m gồm 4500 vòng dây.
a) Xác định cảm ứng từ trong lòng ống dây khi cho dòng điện I = 5A chạy trong ống dây ?
b) Nếu ống dây tạo ra từ trường có B = 0,03T thì I bằng bao nhiêu?
Bài 12: Một ống dây có chiều dài 10 cm, gồm 2000 vòng dây. Cho dòng điện chạy trong ống dây thì thấy cảm ứng từ trong ống dây là 2π.10-3T.
a) Hãy xác định số vòng dây trên 1 m chiều dài ống dây ?
b) Cường độ dòng điện bên trong ống dây ?
3. Các bài tập nâng cao về cảm ứng từ
Bài tập 1: Một cuộn cảm có L=3H được nối với nguồn điện có suất điện động 4V, điện trở trong không đáng kể, điện trở của cuộn dây cũng không đáng kể. Hỏi sau thời gian bao lâu kể từ lúc nối vào nguồn điện, cường độ dòng điện qua cuộn dây tăng đến giá trị 4A? Giả sử cường độ dòng điện tăng đều theo thời gian.
Bài tập 2: Một dây dẫn thẳng dài vô hạn mang dòng điện 0,5A đặt trong không khí.
a) Tính cảm ứng từ M cách dòng điện 4cm
b) Cảm ứng từ tại điểm N là 10-6T. Tính khoảng cách từ N đến dòng điện.
Bài tập 3. Một dây dẫn thẳng dài vô hạn, dòng điện chạy trong dây có cường độ I = 10A. Xác định độ lớn cảm ứng từ do dòng điện trên gây ra tại
a) điểm M nằm cách dây dẫn 5cm
b) điểm N nằm cách dây dẫn 8cm
c) điểm D có cảm ứng từ là 2.10-5T, điểm D nằm cách dây dẫn I bao nhiêu
Bài tập 4. Cho hai dây dẫn thẳng song song dài vô hạn đặt cách nhau 8cm trong không khí. Dòng điện chạy trong hai dây là I1 = 10A, I2 = 20A, cùng chiều nhau. Hãy xác định cảm ứng từ tổng hợp tại M khi
a) M cách đều hai dây đoạn 4cm
b) M cách I1 đoạn 2cm, cạch I2 đoạn 6cm
c) M cách I2 đoạn 2cm, cách I2 đoạn 10cm
d) M cách I1 đoạn 6cm, cách I2 đoạn 10cm
e) M cách đều hai dây đoạn 5cm.
Bài tập 5. Hai dòng điện thẳng dài, đặt song song ngược chiều cách nhau 20 cm trong không khí có I1=I2=12A. Xác định cảm ứng từ tổng hợp tại điểm M cách I1là 16 cm và cách I2 là 12cm.
Bài tập 6. Hai dòng điện thẳng dài, đặt song song ngược chiều cách nhau 20 cm trong không khí có I1=I2=9A. Xác định cảm ứng từ tổng hợp tại điểm M cách đều I1 và I2 một khoảng 30cm.
Bài tập 7. Hai dòng điện thẳng dài, đặt song song cùng chiều cách nhau 10 cm trong không khí có I1=I2=6A. Xác định cảm ứng từ tổng hợp tại điểm M cách đều I1 và I2 một khoảng 20cm.
Bài tập 8. Hai dòng điện thẳng dài, đặt song song cùng chiều cách nhau d=12 cm trong không khí có I1=I2=I=10A. Xác định cảm ứng từ tổng hợp tại điểm M cách đều I1 và I2 một khoảng x. Hãy xác định x để độ lớn cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện gây ra đạt giá trị cực đại. Tính giá trị cực đại đó.
Bài tập 9. Hai dòng điện thẳng dài đặt trong không khí trùng với hai trục tọa độ vuông góc xOy. Dòng I1=2A cùng chiều với chiều dương trục Ox, dòng I2=3A ngược chiều với chiều dương trục Oy. Tính cảm ứng từ tổng hợp tại điểm M có tọa độ M(4cm;-2cm)
Bài tập 10. Hai dòng điện thẳng dài, đặt song song cùng chiều cách nhau 10 cm trong không khí có I1=9A; I2=12A. Xác định cảm ứng từ tổng hợp tại điểm M cách I1 là 6 cm và cách I2 là 8cm.
Bài tập 11. Một dòng điện có cường độ I = 5A chạy trong một dây dẫn thẳng dài. Xác định cảm ứng từ hai điểm M, N. Cho biết M, N cách dòng điện một đoạn d = 4cm
Bài tập 12. Cho hai dòng điện I1; I2 có chiều như hình vẽ I1 = I2 = 2A, các khoảng cách từ M đến hai dòng điện là a = 2cm, b = 1cm. Xác định véc tơ cảm ứng từ tại M.
Bài tập 13. Ba dòng điện thẳng song song vuông góc với mặt phẳng. Biết I1 = I2 = I3 = 10A. Xác định cảm ứng từ tại M.
4. Ứng dụng của hiện tượng cảm ứng điện từ
Hiện tượng cảm ứng điện từ là một hiện tượng cực kỳ hữu ích với rất nhiều ứng dụng trong cuộc sống. Điện từ đã tạo ra một cuộc cách mạng lớn trong lĩnh vực ứng dụng kỹ thuật. Không chỉ vậy, nó còn tác động lớn đến các lĩnh vực khác như y tế, công nghiệp, không gian...
Thiết bị gia dụng
Điện từ đóng vai trò là nguyên tắc làm việc cơ bản của rất nhiều thiết bị gia dụng như đèn, thiết bị nhà bếp, hệ thống điều hòa không khí, vv
Bếp từ làm nóng nồi nấu bằng cảm ứng từ, thay vì dẫn nhiệt từ lửa, hay bộ phận làm nóng bằng điện. Bởi dòng điện cảm ứng trực tiếp làm nóng dụng cụ nấu bếp, do đó, nhiệt độ có thể tăng lên rất nhanh.
Trong một bếp từ, một cuộn dây đồng được đặt dưới một vật liệu cách nhiệt (thường là mặt bếp bằng gốm thủy tinh), một dòng điện xoay chiều được truyền qua cuộc dây đồng này.
Từ trường dao động tạo ra một từ thông liên tục từ hóa nồi, và lúc này, nồi đóng vai trò như lõi từ của máy biến áp. Điều này đã tạo ra dòng điện xoáy (còn gọi là dòng điện Fu-cô, dòng điện Foucalt) lớn ở trong nồi. Do tác dụng của dòng Fu-cô, nồi nấu chịu tác dụng của lực hãm điện từ, từ đó, gây ra hiệu ứng tỏa nhiệt Jun - Lenxơ và làm nóng đáy nồi cũng như thức ăn bên trong.
Đèn huỳnh quang
Các hệ thống chiếu sáng được sử dụng phổ biến nhất trong gia đình và các tòa nhà thương mại đó là hệ thống chiếu sáng bằng đèn huỳnh quang.
Chấn lưu được sử dụng trong đèn huỳnh quang hoạt động dựa trên nguyên lý điện từ, tại thời điểm bật đèn, nó tạo ra một điện áp cao trên 2 đầu đèn là phóng điện qua đèn.
Dòng điện qua đèn tạo thành ion tác động lên bột huỳnh quang làm đèn phát sáng. (sau khi đèn sáng, điện áp trên 2 đầu đèn giảm, dòng điện qua đèn bị hạn chế bởi điện cảm của tăng phô)
Quạt điện
Quạt điện và các hệ thống làm mát khác sử dụng động cơ điện. Những động cơ này hoạt động dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ. Trong bất kỳ thiết bị điện nào, động cơ điện hoạt động bởi từ trường được tạo ra bởi dòng điện theo nguyên lý lực Lo-ren-xơ (Lorentz). Những động cơ này chỉ khác nhau về kích thước và chi phí dựa trên ứng dụng.
Ngoài ra, còn rất nhiều ứng dụng của hiện tượng cảm ứng điện từ trong thiết bị gia dụng như: lò vi sóng, máy xay, lò nướng, chuông cửa, loa, v.v...
Quý khách có thể tham khảo bài viết liên quan cùng chủ đề như sau: Bài tập xác định chiều dòng điện cảm ứng và cách giải
