Tiêu đề Chương 3 - Chủ đề 7 - Bài tập về Từ trường - HS.docx ✅

CHƯƠNG III – TỪ TRƯỜNG Chủ đề 7 : BÀI TẬP VỀ TỪ TRƯỜNG • Yêu cầu cần đạt (Trích từ CTGDPT Vật lí 2018): – Xác định được độ lớn và hướng của lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện đặt trong từ trường. – Vận dụng được biểu thức tính lực F = BILsinθ. – Vận dụng được định luật Faraday và định luật Lenz về cảm ứng điện từ. – Giải thích được một số ứng dụng đơn giản của hiện tượng cảm ứng điện từ. – Nêu được:chu kì, tần số, giá trị cực đại, giá trị hiệu dụng của cường độ dòng điện và điện áp xoay chiều. • Cấu trúc nội dung: I. TÓM TẮT LÝ THUYẾT ………………………………………………………………… Lý thuyết chung của chủ đề + Phương pháp giải kèm ví dụ. II. BÀI TẬP PHÂN DẠNG THEO MỨC ĐỘ……………………………………………….. (Theo cấu trúc định dạng đề thi kỳ thi tốt nghiệp trung học phổ thông từ năm 2025 – Quyết định số 764/QĐ - BGDĐT) 1. Câu trắc nhiệm nhiều phương án lựa chọn 2. Câu trắc nghiệm đúng sai: 3. Câu trắc nghiệm trả lời ngắn : III. BÀI TẬP LUYỆN TẬP………………………………………………………………… (Theo cấu trúc định dạng đề thi kỳ thi tốt nghiệp trung học phổ thông từ năm 2025 – Quyết định số 764/QĐ - BGDĐT)
Chủ đề 7: BÀI TẬP VỀ TỪ TRƯỜNG I . TÓM TẮT LÝ THUYẾT 1. Từ trường, cảm ứng từ, lực từ  Từ trường là trường lực gây ra bởi dòng điện hoặc nam châm, là dạng vật chất tồn tại xung quanh dòng điện hoặc nam châm mà biểu hiện cụ thể là sự xuất hiện của lực từ tác dụng lên một dòng điện hay một nam châm khác đặt trong đó.  Đường sức từ là những đường vẽ trong không gian có từ trường, sao cho tiếp tuyến với nó tại mỗi điểm có phương trùng với phương của kim nam châm nhỏ nằm cân bằng tại điểm đó.  Các đường sức từ của dòng điện thẳng dài với cường độ I: + Có dạng là những đường tròn nằm trong những mặt phẳng vuông góc với dòng điện, có tâm là giao điểm giữa dòng điện và mặt phẳng đó; + Có chiều được xác định bằng quy tắc nắm tay phải.  Các đường sức từ của dòng điện tròn có chiều đi vào mặt nam và đi ra mặt bắc của dòng điện tròn ấy.  Cảm ứng từ B→ là một đại lượng vectơ đặc trưng cho từ trường về mặt tác dụng lực: + Có phương trùng với phương của kim nam châm nằm cân bằng tại điểm đang xét, có chiều từ cực nam sang cực bắc của kim nam châm. + Có độ lớn là: sin F B Il với F là độ lớn của lực tương tác giữa từ trường và đoạn dây dẫn có chiều dài l mang dòng điện có cường độ I,  là góc hợp bởi chiều dòng điện và chiều của cảm ứng từ.  Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn có chiều dài l và mang dòng điện với cường độ I ở trong từ trường đều có cảm ứng từ B→ : + Có điểm đặt tại trung điểm của đoạn dây dẫn. + Có phương vuông góc với đoạn dây dẫn và cảm ứng từ. + Có chiều tuân theo quy tắc bàn tay trái. + Có độ lớn: F = BIlsin với  là góc hợp bởi dòng điện và chiều cảm ứng từ. 2. Từ thông và cảm ứng điện từ  Từ thông qua diện tích S  = BScos Trong đó,  là góc hợp bởi cảm ứng từ B→ và vectơ pháp tuyến n→ của mặt phẳng có diện tích S.  Suất điện động cảm ứng trong mạch điện kín là ce t    trong đó,  là độ biến thiên từ thông qua diện tích giới hạn bởi mạch điện kín.  Độ lớn suất điện động cảm ứng trong một đoạn dây dẫn chuyển động trong từ trường: sin ceBvl 3. Đại cương về dòng điện xoay chiều Suất điện động cảm ứng xoay chiều trong khung dây dẫn phẳng có diện tích S quay đều với tốc
độ góc  quanh một trục vuông góc với các đường sức của một từ trường đều có cảm ứng từ B→ là 00coseEt trong đó, 2 T  là chu kì, 1 2f T   là tần số,  0 là pha ban đầu và E 0 là giá trị cực đại của suất điện động; nếu khung dây dẫn có N vòng thì E 0 = NBS  Điện áp xoay chiều giữa hai đầu một đoạn mạch là 0cosuuUt  Cường độ dòng điện xoay chiều trong đoạn mạch là 0cosiiIt  Độ lệch pha của điện áp so với cường độ dòng điện là ui  Cường độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều là 0 2 I I  Giá trị hiệu dụng của điện áp xoay chiều là 0 2 U U  Giá trị hiệu dụng của suất điện động xoay chiều là 0 2 E E  Máy biến áp, ta có 11 22 UN UN trong đó, U 1 và U 2 lần lượt là điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn dây sơ cấp và cuộn dây thứ cấp; với N 1 và N 2 lần lượt là số vòng dây của cuộn sơ cấp và thứ cấp.  Trong chân không, sóng điện từ có bước sóng  là .c cT f trong đó c là tốc độ ánh sáng trong chân không, T là chu kì của dao động điện từ, f là tần số của sóng 4. Lưu ý khi giải bài tập định tính Các bài tập này thường yêu cầu mô tả tính chất của từ trường, xác định phương, chiều của cảm ứng từ do các loại dòng điện tạo ra; xác định phương, chiều của lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện; xác định chiều dòng điện cảm ứng, xác định điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng; mô tả quá trình lan truyền sóng điện từ; giải thích các ứng dụng của lực từ, hiện tượng cảm ứng điện từ trong đời sống và trong kỹ thuật, …. 5. Lưu ý khi giải bài tập định lượng Các bài tập này thường yêu cầu vận dụng công thức để xác định độ lớn của lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn, các công thức tính suất điện động cảm ứng, công thức xác định suất điện động của máy phát điện xoay chiều; công thức về mối liên hệ giữa các đại lượng hiệu dụng của dòng điện xoay chiều trong máy biến áp,… 6. Lưu ý khi giải bài tập thí nghiệm và bài tập đồ thị Các bài tập này thường yêu cầu vận dụng các kiến thức và kỹ năng tiến hành, thu thập kết quả, xử lí số liệu, phân tích đồ thị. Để giải bài tập này cần lưu ý việc chọn trục tọa độ, đơn vị cho phù hợp.
II– BÀI TẬP PHÂN DẠNG THEO MỨC ĐỘ : PHẦN I. Câu trắc nhiệm nhiều phương án lựa chọn Mức độ BIẾT – HIỂU Câu 1. Nhận định nào sau đây là không đúng khi nói về tương tác từ giữa các vật? A. Dòng điện có thể tác dụng lực lên nam châm. B. Nam châm có thể tác dụng lực lên dòng điện. C. Hai dòng điện có thể tương tác với nhau. D. Hai dòng điện không thể tương tác với nhau. Câu 2. Từ trường là dạng vật chất tồn tại trong không gian và A. tác dụng lực hút lên các vật. B. tác dụng lực điện lên điện tích. C. tác dụng lực từ lên nam châm và dòng điện đặt trong nó. D. tác dụng lực đẩy lên các vật đặt trong nó. Câu 3. Đường sức từ không có tính chất nào sau đây? A. Qua mỗi điểm trong không gian chỉ vẽ được một đường sức. B. Các đường sức là các đường cong khép kín hoặc vô hạn ở hai đầu. C. Chiều của các đường sức là chiều của từ trường. D. Các đường sức của cùng một từ trường có thể cắt nhau. Câu 4. Các đường sức từ trong lòng nam châm hình chữ U là A. những đường thẳng song song cách đều nhau. B. những đường cong, cách đều nhau. C. những đường thẳng hướng từ cực Nam sang cực Bắc. D. những đường cong hướng từ cực Nam sang cực Bắc. Câu 5. Các đường sức từ trường bên trong ống dây mang dòng điện là các đường A. tròn và là từ trường đều. B. thẳng vuông góc với trục ống cách đều nhau, là từ trường đều. C. thẳng song song với trục ống cách đều nhau, là từ trường đều. D. xoắn ốc, là từ trường đều. Câu 6. Người ta thường có thể xác định chiều của lực từ tác dụng lên một đoạn dây mang dòng điện thẳng bằng quy tắc nào sau đây? A. quy tắc bàn tay phải. B. quy tắc cái đinh ốc. C. quy tắc nắm tay phải. D. quy tắc bàn tay trái. Câu 7. Hình nào biểu diễn đúng hướng lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn thẳng mang dòng điện I có chiều như hình vẽ đặt trong từ trường đều, đường sức từ có hướng như hình vẽ? A. Hình 1. B. Hình 2. C. Hình 3. D. Hình 4.