Trắc nghiệm Lực từ - Bài tập lực từ có tác dụng lên đoạn dây dẫn mang điện có đáp án (Vận dụng cao)

Thi Online Trắc nghiệm Lực từ. Cảm ứng từ có đáp án (Vận dụng cao)

Đề số 1

Trắc nghiệm Lực từ - Bài tập lực từ có tác dụng lên đoạn dây dẫn mang điện có đáp án (Vận dụng cao)

2821 lượt thi
15 câu hỏi
30 phút

BẮT ĐẦU LÀM BÀI

Câu 1:

Treo đoạn dây dẫn MN có chiều dài $L = 25 c m$ , khối lượng một đơn vị chiều dài $0, 04 k g / m$ bằng hai dây mảnh nhẹ sao cho dây dẫn nằm ngang. Biết cảm ứng từ có chiều như hình vẽ, độ lớn cảm ứng từ $B = 0, 04 T$ . Lấy $g = 10 m / s^{2}$ . Cho $I = 16 A$ có chiều từ M đến N, xác định lực căng dây của mỗi dây?

A. $T_{1} = T_{2} = 0, 26 N$

B. $T_{1} = 0, 16 N; T_{2} = 0, 1 N$

C. $T_{1} = T_{2} = 0, 13 N$

D. $T_{1} = 0, 1 N; T_{2} = 0, 16 N$

Xem đáp án

Câu 2:

Treo dây MN = $5 c m$ , khối lượng $5 g$ bằng hai dây không giãn khối lượng không đáng kể. Độ lớn cảm ứng từ $0, 5 T$ có phương vuông góc với đoạn dây, chiều từ trên xuống (như hình vẽ). Góc lệch của dây treo so với phương thẳng đứng khi đoạn dây MN nằm cân bằng là bao nhiêu? Biết cường độ dòng điện qua đoạn dây MN là $2 A$ , lấy $g = 10 m / s^{2}$ .

A. $90^{0}$

B. $60^{0}$

C. $30^{0}$

D. $45^{0}$

Xem đáp án

Dây dẫn chịu tác dụng của 2 lực: Trọng lực ( $\vec{P}$ ), lực từ ( $\vec{F}$ )

+ Lực từ: $F = B I l \sin 90^{0} = 0, 5.2.0, 05.1 = 0, 05 N$

+ Trọng lực: $P = m g = 0, 005.10 = 0, 05 N$

$\tan α = \frac{F}{P} = 1 \to α = 45^{0}$

Đáp án cần chọn là: D

Câu 3:

Hai thanh ray nằm ngang song song cách nhau $0, 3 c m$ đặt trong từ trường có cảm ứng từ vuông góc với mặt phẳng 2 thanh ray, hướng từ trên xuống. Một thanh kim loại đặt lên hai thanh ray. Cho dòng điện $50 A$ chạy qua thanh kim loại đặt lên hai thanh ray. Biết hệ số ma sát giữa thanh kim loại và thanh ray là $μ = 0, 2$ và khối lượng thanh kim loại là $0, 5 k g$ . Cảm ứng từ B có giá trị như thế nào để thanh kim loại có thể chuyển động?

A. $B > \frac{20}{3} T$

B. $B < \frac{20}{3} T$

C. $B = \frac{20}{3} T$

D. $B \neq \frac{20}{3} T$

Xem đáp án

Ta có:

Giả sử chiều cường độ dòng điện qua thanh như hình vẽ, ta có các lực tác dụng lên thanh được biểu diễn trên hình

Để thanh kim loại chuyển động thì lực từ phải thắng lực ma sát hay lực từ lớn hơn lực ma sát:

Đáp án cần chọn là: A

Câu 4:

Một thanh kim loại CD có chiều dài $l = 20 c m$ khối lượng $m = 100 g$ đặt vuông góc với 2 thanh ray song song nằm ngang và nối với nguồn điện như hình vẽ. Hệ thống đặt trong từ trường đều có $B = 0, 2 T$ phương chiều như vẽ. Biết hệ số ma sát giữa CD và thanh ray là $μ = 0, 1$ . Bỏ qua điện trở của các thanh ray, điện trở tại nơi tiếp xúc và dòng điện cảm ứng trong mạch. Biết thanh ray trượt sang trái với gia tốc $a = 3 m / s^{2}$ . Chiều và độ lớn của dòng điện qua CD là?

A. $I = 10 A$ , chiều từ C đến D

B. $I = 10 A$ , chiều từ D đến C

C. $I = 0, 1 A$ , chiều từ C đến D

D. $I = 0, 1 A$ , chiều từ D đến C

Xem đáp án

Áp dụng quy tắc bàn tay trái, ta suy ra chiều dòng điện qua CD có chiều từ D đến C:

+ Theo định luật II- Niutơn, ta có: $\vec{N} + \vec{P} + \vec{F} + \vec{F_{m s}} = m \vec{a}$ (1)

+ Chọn hệ trục Oxy như hình, chiếu (1) lên Ox, Oy ta được:

+ Mà:

+ Lại có: $F = B I l \to I = \frac{m (μ g + a)}{B l} = 10 A$

Đáp án cần chọn là: B

Câu 5:

Một thanh kim loại CD có chiều dài $l = 20 c m$ khối lượng $m = 100 g$ đặt vuông góc với 2 thanh ray song song nằm ngang và nối với nguồn điện như hình vẽ. Hệ thống đặt trong từ trường đều có $B = 0, 2 T$ phương chiều như vẽ, dòng điện $I = 10 A$ có chiều từ D đến C. Biết hệ số ma sát giữa CD và thanh ray là $μ = 0, 1$ . Bỏ qua điện trở của các thanh ray, điện trở tại nơi tiếp xúc và dòng điện cảm ứng trong mạch. Nâng hai đầu thanh AB của ray lên để hợp với mặt phẳng ngang góc $30^{0}$ . Xác định gia tốc chuyển động của thanh bắt đầu trượt với vận tốc ban đầu bằng 0.

A. $0, 52 m / s^{2}$

B. $0, 25 m / s^{2}$

C. $0, 5 m / s^{2}$

D. $0, 47 m / s^{2}$

Xem đáp án

Ta có, các lực tác dụng lên thanh gồm: trọng lực $\vec{P}$ , lực ma sát $\vec{F_{m s}}$ , phản lực $\vec{N}$ và lực từ $\vec{F}$ có hướng như hình vẽ:

Chọn hệ trục Oxy như hình vẽ

+ Áp dụng định luật II – Niuton, ta có: $\vec{N} + \vec{P} + \vec{F_{m s}} + \vec{F} = m \vec{a}$

Chiếu (*) lên các phương ta được:

$\{\begin{matrix} O x : P \sin α - F \cos α - F_{m s} = m a (1) \\ O y : N - P \cos α - F \sin α = 0 (2) \end{matrix}$

Từ (2) ta suy ra: $N = P c o s α + F \sin α$

+ Lực ma sát: $F_{m s} = μ N = μ (P c o s α + F \sin α)$

Lực từ: $F = B I l \sin 90^{0} = B I l$

$\Rightarrow$ Lực ma sát: $F_{m s} = μ (P c o s α + B I l \sin α)$

Thay vào (1) ta được:

$\begin{array}{l} P \sin α - B I l c o s α - μ (P c o s α + B I l \sin α) = m a \\ \Rightarrow a = \frac{P (\sin α - μ c o s α) - B I l (c o s α + μ \sin α)}{m} \\ = \frac{0, 1.10 (\sin 30^{0} - 0, 1. c o s 30^{0}) - 0, 2.10.0, 2 (c o s 30^{0} + 0, 1. \sin 30^{0})}{0, 1} \\ \approx 0, 47 m / s^{2} \end{array}$