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
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.
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
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
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