Định luật bảo toàn điện tích

oài Câu6: Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ. Các nguồn điện E1=6V, r1=0,5W, E2=3V, r2=0,5W. Các đèn có ghi Đ1 4V-3W, Đ2 2V-1,5W. R3 là một điện trở, R4 là một bình điện phân đựng dung dich CuSO4 có các điện cực bằng đồng. Các tụ điện có điện dung C1=1mF, C2=C3=2mF. Điện trở của khoá K và dây nối nhỏ không đáng kể. a. Các đèn Đ1 và Đ2 sáng bình thường khi khoá K đóng cũng như khi khoá K mở. Tính điện trở R3 và R4, lượng đồng giải phóng ở bình điện phân sau 16 phut 5 giây và điện năng tiêu thụ ở bình điện phân trong khoảng thời gian trên. Cho Cu =64. b. Xác định độ lớn và dấu các điện tích trên bản tụ nối với điểm M. Từ trường - Từ trường Tương tác giữa hai nam châm, giữa nam châm và dòng điện, tương tác giữa hai dòng điện đều là tương tác từ. Xung quanh thanh nam châm hay xung quanh dòng điện có từ trường. Tính chất cơ bản của từ trường là nó tác dụng lực lên một nam châm hay một dòng điện đặt trong nó. Véc tơ cảm ứng từ đặc trưng cho từ trường về mặt tác dụng lực. Người ta quy ước lấy chiều từ cực nam sang cực bắc của nam châm thử làm chiều của véc tơ . Nguồn gốc của từ trường là các hạt mang điện chuyển động. - Đường sức từ: Hay đường sức từ trường là những đường cong có hướng được vẽ trong từ trường sao cho véc tơ cảm ứng từ tại bất kỳ điểm nào trên đường cong cũng có hướng tiếp tuyến với đường cong và có chiều trùng với chiều đường cong tại điểm ta xét. + Đối với dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài: Các đường sức từ là những đường tròn đồng tâm nằm trong mặt phẳng vuông góc với dây dẫn, có tâm trên dây dẫn, có chiều được xác định bởi quy tắc nắm bàn tay phải: Giơ ngón tay cái của bàn tay phải hướng theo chiều dòng điện, khum bốn ngón tay kia xung quanh dây dẫn thì chiều từ cổ tay đến các ngón tay là chiều đường sức từ. + Đối với dòng điện trong khung dây tròn: Đường sức từ đi vào mặt nam và đi ra mặt bắc (mặt nam vòng dây là mặt nhìn vào thấy dòng điện chạy cùng chiều kim đồng hồ). + Đối với dòng điện trong ống dây dài: Đường sức từ đi vào cực nam và đi ra cực bắc. Trong ống dây dài các đường sức từ đi gần như song song với nhau (từ trường đều). + Tính chất của đường sức từ: Qua mỗi điểm trong không gian chỉ vẽ được một đường sức từ, các đường sức từ là những đường cong khép kín, hoặc là những đường vô hạn ở hai đầu. Người ta quy ước về số đường sức từ, chỗ nào từ trường mạnh thì số đường sức từ dày (sít nhau), chỗ nào từ trường yếu mật độ đường sức từ thưa. Các đường sức từ của từ trường đều là những đường thẳng song song cách đều. - Từ trường tại một điểm trong không gian có từ trường được đặc trưng bởi véc tơ cảm ứng từ Đó là một véc tơ có gốc tại điểm đó, có phương tiếp tuyến với đường sức từ (đi qua điểm đó), có chiều là chiều đường sức từ (hướng của tại một điểm chính là hướng của từ trường tại điểm đó). Đơn vị của cảm ứng từ là Tesla (T). + Từ trường gây ra bởi dòng điện thẳng dài: B=2.10-7 r là khoảng cách từ dây dẫn đến điểm ta xét Cảm ứng từ tại tâm khung dây tròn B=2p.10-7 R là bán kính của khung dây Cảm ứng từ gây ra bởi ống dây dài: B=4p.10-7nI Cảm ứng từ do nhiều dòng điện gây ra: =1+2+… với 1, 2 … là cảm ứng từ do các dòng điện I1, I2, … gây ra tại điểm ta khảo sát. - Lực từ: + Lực từ do từ trường có cảm ứng từ tác dụng lên đoạn dây dẫn MN=l mang dòng điện I có độ lớn là: F=Bilsina với a là góc giữa véc tơ với đoạn dây MN, có chiều được xác định theo quy tắc bàn tay trái: Đặt bàn tay trái duỗi thẳng sao cho các đường cảm ứng từ (véc tơ ) đâm vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến các ngón tay trùng với chiều dòng điện, thì ngón tay cái choãi ra 900 chỉ chiều lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn. + Lực tương tác giữa hai dòng điện thẳng song song: Khi hai dòng điện I1, I2 song song cùng chiều thì lực là lực hút và khi hai dòng điện I1, I2 song song ngược chiều thì lực là lực đẩy. Độ lớn của lực tương tác đó bằng: F=2.10-7 Với d là khoảng cách giữa hai dây và l là chiều dài của đoạn dây chịu tác dụng của lực . + Mô men ngẫu lực tác dụng lên một khung dây dẫn kín có dòng điện I chạy qua đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B có độ lớn bằng: M=IBSsina Với S là diện tích giới hạn bởi khung dây, a là góc giữa và pháp tuyến của khung dây. Nếu khung dây có N vòng thì M=NIBSsina + Lực do từ trường tác dụng lên hạt mang điện q chuyển động với vận tốc có độ lớn: f=|q|vBsina với a là góc giữa và . Nếu hạt mang điện dương (q>0) thì lực được xác định bởi quy tắc bàn tay trái, nếu q<0 thì có hướng ngược lại. Khi vận tốc vuông góc với thì do tác dụng của lực Lo-ren-xơ hạt mang điện có khối lượng rất nhỏ có thể bỏ qua tác dụng của trọng lực sẽ chuyển động tròn đều với vận tốc v theo quỹ đạo tròn trong mặt phẳng vuông góc với cảm ứng từ và bán kính quỹ đạo bằng: R= Chu kỳ chuyển động của hạt trên quỹ đạo là: T= Nếu không vuông góc với thì ngoài chuyển động tròn như trên với vận tốc 1 (1 là thành phần vuông góc với ), hạt còn chuyển động dọc theo phương của với vận tốc 2(2 là thành phần song song với ; =1+2), kết quả hạt sẽ chuyển động theo đường đinh ốc. - Sắt từ: Đưa một thanh sắt hoặc thép (vật liệu sắt từ) vào trong một từ trường thì thanh sắt (hoặc thép) bị từ hóa (hay nhiễm từ), trở thành nam châm, có từ tính. Khi đưa thanh thép ra khỏi từ trường (không cho từ trường tác dụng lên nữa) thì thí nghiệm cho thấy từ tính của thanh thép vẫn còn (từ tính còn dư), vì vậy được dùng làm nam châm. - Từ trường Trái Đất: Hướng của từ trường Trái Đất tại một điểm là hướng nam-bắc của kim nam châm nhỏ có trọng tâm treo tự do tại đó (không ở gần các nam châm khác và ở các dòng điện). Các đại lượng đặc trưng cho từ trường Trái Đất tại một điểm: Độ từ thiên , độ từ khuynh và thành phần 0. Địa từ tại một điểm gồm hai thành phần: Địa từ trường trung bình không đổi có nguồn gốc từ trong lòng đất. Địa từ trường biến thiên có nguyên nhân từ mặt trời. Câu 7: Một khung dây phẳng của một điện kế có khung quay được treo thẳng đứng nhờ sợi dây kim loại mà khi xoắn một góc 10 thì có xuất hiện một momen xoắn Mx0=10-6Nm cản chuyển động của khung. Khung có diện tích S =3040mm2, có quấn N =100 vòng dây đồng đường kính tiết diện d =1mm. Khung được đặt trong từ trường của một nam châm vĩnh cửu có từ trường luôn luôn vuông góc với trục quay của khung và với mặt khung có độ lớn B =0, 1T. Cho dòng điện I=1mA chạy qua khung. Tìm góc quay của khung và công suất điện tiêu thụ của điện kế. Cho biết điện trở suất của đồng là r=1,7.10-8Wm. Câu 8: Hạt prôtôn có vận tốc v =107m/s đi vào từ trường đều có cảm ứng từ B =1T, các véc tơ và hợp với nhau một góc a=600. a. Xác định hình dạng và kích thước quỹ đạo prôtôn trong từ trường. b. Tính công của lực từ tác dụng lên prôtôn. Bỏ qua tác dụng của trọng lực, cho biết điện tích và khối lượng của prôtôn: q=1,6.10-19C và m =1,67.10-27kg. Câu 9: Một đoạn dây mảnh được uốn thành một vòng dây hình tròn có bán kính R =20cm, mang dòng điện I =25A. Đặt vòng dây trong một từ trường đều có cảm ứng từ có độ lớn B =0,1T, và có phương vuông góc với mặt phẳng vòng dây và có chiều sao cho vòng dây ở vị trí cân bằng bền. Tính công của ngoại lực tác dụng lên vòng dây làm cho nó biến dạng và trở thành khung hình vuông (mặt phẳng khung dây và vòng dây trùng nhau). Biết rằng dòng điện trong vòng dây được giữ không đổi. Câu 10: Một vòng dây dẫn hình tròn tâm O bán kính d đặt trong một từ trường đều có cảm ứng từ song song với trục Oz (Oz vuông góc với mặt phẳng khung dây). Hai thanh kim loại giống nhau nằm trong mặt phẳng khung dây có một đầu gắn với trục Oz và đầu kia tiếp xúc với vòng dây. a. Ban đầu hai thanh hoàn toàn tiếp xúc với nhau, sau đó một thanh đứng yên còn thanh kia quay quanh trục Oz với vận tốc góc w. Tìm cường độ dòng điện qua hai thanh và qua vòng dây sau thời gian t. Cho biết mỗi đợn vị dài của thanh kim loại đều có điện trở bằng r0. b. Hai thanh quay cùng chiều với vận tốc tương ứng là w1 và w2 (w1¹w2). Tính hiệu điện thế giữa hai ®Çu mçi thanh. Câu 1: Một quan sát viên đi qua một electron đứng yên, máy dò của quan sát viên đã dò được ở đó A. Chỉ có từ trường B. Chỉ có điện trường C. Có cả từ trường và điện trường D. Hoặc có điện trường hoặc có từ trường Trường hợpnào đúng nhất? Câu 2: Trong các phát biểu sau đây phát biểu nào đúng, sai? 1. Nam châm đứng yên sinh ra từ trường. 2. Nam châm chuyển động không sinh ra từ trường 3. Khi một vật gây ra từ trường có nghĩa là chuyển động của phân tử, nguyên tử, elactron gây ra từ trường. 4. Nam châm tác dụng lực từ lên dòng điện nhưng dòng điện không tác dụng lực từ lên nam châm. 5. Hai dòng điện song song cùng chiều thì đẩy nhau. 6. Đường sức từ của nam châm là đường cong hở đi từ cực bắc sang cực nam. Câu 3: Dòng điện cường độ I chạy trong dây dẫn thẳng dài gây ra từ trường, xét cảm ứng từ tại điểm M. Hướng của từ trường tại điểm M được xác định bởi véc tơ nào trong các trường hợp: a. Hình a b. Hình b M M I I Hình a Hình b Câu 4: Xét từ trường của nam châm và vẽ từ trường tại các điểm A, B, C, D trường hợp nào vẽ đúng: C A D B A D C B Hình a Hình b a. Hình a b. Hình b I I Câu 5: Xét từ trường của ống dây hình trụ. Hướng của từ trường tại M được cho bởi véc tơ nào? A. . B. . C. . D. I1 I2 b c d a I1 I2 b c d a Hình a Hình b Câu 6: Trong miềm nào cảm ứng từ của hai dòng điện I1 và I2 cùng hướng? a. Hình a b. Hình b I I C A B D Câu 7: Từ trường của dòng điện I chạy trong dây dẫn uốn theo hình tròn. Tại điểm nào biểu diễn không đúng với chiều từ trường? Câu 8: Tìm câu nói sai. Lực từ tác dụng lên đoạn dây MN có dòng điện chạy qua đặt vuông góc với đường sức từ sẽ thay đổi khi: A. Dòng điện đổi chiều. B. Từ trường đổi chiều. C. Cường độ dòng điện thay đổi. D. Dòng điện và từ trường đồng thời đổi chiều. Câu 9: Lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn MN có dòng điện chạy qua đặt cùng phương với đường sức từ: A. Luôn luôn cùng hướng với đường sức từ. B. Luôn ngược hướng với đường sức từ. C. Luôn vuông góc với đường sức từ. D. Luôn song song với đường sức từ. Câu 10: Lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn có dòng điện chạy qua có hướng hợp với hướng dòng điện một góc a. A. Có độ lớn cực đại khi a=0. B. Có độ lớn cực đại khi a=p/2. C. Có độ lớn không phụ thuộc vào góc a. D. Có độ lớn dương khi a nhọn và âm khi a tù. Câu 11: Dòng điện I1 trong khung dây dẫn tròn tâm O. Xác định lực do dòng điện I1 tác dụng lên dòng điện I2 chạy qua dây dẫn thẳng dài đi qua O và vuông góc với mặt phẳng chứa I1. Câu 12: Một khung dây dẫn hìh chữ nhật, kích thước 20cm30cm, trong có dòng điện I =5A; khung được đặt trong từ trường đều vuông góc với mặt phẳng chứa khung và có độ lớn B =0, 1T. Hãy xác định: a. Lực từ tác dụng lên mỗi cạnh của khung. b. Lực tổng hợp tác dụng lên khung dây. Câu 13: Một thanh kim loại MN, có chiều dài l, khối lượng m được treo bằng hai dây kim loại AM và CN cùng độ dài trong một từ trường đều, cảm ứng từ có hướng đi lên hợp với phương thẳng đứng một góc a. Lúc đầu hai dây treo Am và CN thẳng đứng. Sau đó cho dòng điện I chạy vào MN. Xác định góc lệch giữa AM và CN với phương thẳng đứng. áp dụng bằng số: l=4cm; m=4g; B=0,1T; I=10A; trường hợp 1 khi góc a=900; trường hợp 2 khi góc a=600. Câu 14: Cảm ứng từ của một dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài tại một điêm M có độ lớn tăng lên khi: A. M dịch chuyển theo hướng vuông góc với dây và ra xa dây. B. M dịch chuyển theo hướng vuông góc với dây và lại gần dây. C. M dịch chuyển theo đường thẳng song song với dây. D. M dịch chuyển theo đường sức từ. Câu 15: Một dây dẫn có dòng điện chạy qua uốn thành vòng tròn. Tại tâm vòng tròn cảm ứng từ sẽ giảm đi khi: A. Cường độ dòng điện tăng lên. B. Cường độ dòng điện giảm đi. C. Số vòng dây quấn tăng lên. D. Đường kính vòng dây giảm đi. Câu 16: Hai dây dẫn thẳng song song dài vô hạn, cách nhau a =10cm trong không khí, trong đó lần lượt có hai dòng điện I1=I2=5A chạy ngược chiều nhau. Xác định cảm ứng từ tại điểm M cách đều hai dây dẫn một đoạn 10cm. Câu 17: Hai dòng điện cường độ I1=6A và I2=9A chạy trong hai dây dẫn thẳng song song dài vô hạn có chiều ngược nhau, được đặt trong chân không cách nhau một đoạn a =10cm. 1. Xác định lực từ tại: a. Điểm M cách I1 6cm và cách I2 4cm. b. Điểm N cách I1 6cm và cách I2 8cm. 2. Tìm quỹ tích những điểm có =0. Câu 18: Hai dòng điện có cường độ I1=I2=8A chạy trong hai dây dẫn thẳng dài vô hạn, chéo nhau và vuông góc với nhau, đặt trong chân không; đoạn vuông góc chung có chiều dài 8cm. Xác định cảm ứng từ tại trung điểm đoạn vuông góc chung đó. Câu 19: Hai dòng điện có cường độ I1=2A và I2=4A chạy trong hai dây dẫn thẳng dai vô hạn, đồng phẳng, vuông góc, đặt trong không khí. a. Xác định cảm ứng từ nằm trong mặt phẳng chứa hai dòng điện, cách đều hai dây dẫn những khoảng r =4cm. b. Trong mặt phẳng chứa hai dòng điện tìm quỹ tích những điểm có cảm ứng từ bằng không.