Bài tập — Bài 20: Bài tập về từ trường

Phần 1: Câu hỏi Trắc nghiệm (Nhận biết & Thông hiểu)

Câu 1. Nội dung nào sau đây phản ánh đúng kiến thức cần ghi nhớ trong bài Bài 20: Bài tập về từ trường? A. Bỏ qua các khái niệm cơ bản và chỉ học thuộc lòng kết quả cuối cùng mà không cần hiểu bản chất. B. Chỉ áp dụng kiến thức trong một trường hợp duy nhất, không cần kiểm tra điều kiện hay đơn vị. C. Các nội dung trong bài hoàn toàn độc lập và không có mối liên hệ nào với thực tiễn hay các bài học khác. D. Lực từ: $F = BIl\sin\alpha$ ; chiều xác định bằng quy tắc bàn tay trái.

Câu 2. Khi học và vận dụng bài Bài 20: Bài tập về từ trường, khẳng định nào dưới đây là chính xác? A. Cảm ứng từ: dây thẳng $B = 2 \times 10^{-7}\dfrac{I}{r}$ ; vòng dây $B = 2\pi \times 10^{-7}\dfrac{NI}{R}$ ; ống dây $B = 4\pi \times 10^{-7}nI$ . B. Không cần đọc kĩ đề bài hay phân tích dữ kiện trước khi thực hiện các bước giải. C. Mọi khái niệm trong bài đều có thể thay thế tùy ý cho nhau mà không làm thay đổi kết quả. D. Chỉ cần ghi đáp số ngắn gọn, bỏ qua toàn bộ bước lập luận, giải thích và kiểm tra lại.

Câu 3. Theo phần Kiến thức trọng tâm của bài Bài 20: Bài tập về từ trường, phát biểu nào sau đây là đúng? A. Kết luận ngay kết quả khi chưa đối chiếu với quy tắc hoặc định nghĩa trong bài học. B. Bài tập về từ trường thường xoay quanh các công thức trọng tâm sau. C. Thay đổi toàn bộ quy tắc trọng tâm của bài học theo cảm tính cá nhân. D. Bỏ qua việc rèn luyện qua ví dụ minh họa và bài tập thực hành của tiết học.

Câu 4. Để nắm vững và vận dụng tốt bài Bài 20: Bài tập về từ trường, học sinh cần lưu ý điều nào sau đây? A. Không cần ghi nhớ các lưu ý trọng tâm vì chúng không ảnh hưởng đến việc làm bài tập. B. Áp dụng ngược lại hoàn toàn so với quy tắc và hướng dẫn trong phần kiến thức trọng tâm. C. Cảm ứng từ do dòng điện thẳng dài gây ra tại điểm cách dây một khoảng $r$ : $B = 2 \times 10^{-7} \dfrac{I}{r}$ . D. Chỉ cần đọc lướt tiêu đề bài học mà không cần nắm vững nội dung chi tiết từng mục.

Phần 2: Bài tập Tự luận & Thực hành theo tiết học

Bài 1 (Cơ bản — Hệ thống hóa kiến thức trọng tâm). Dựa vào phần Kiến thức trọng tâm của bài Bài 20: Bài tập về từ trường, em hãy trình bày các khái niệm, quy tắc hoặc nội dung cốt lõi của tiết học và nêu ý nghĩa của chúng.

Bài 2 (Thực hành — Phân tích & Giải mẫu theo ví dụ tiết học). Đọc kĩ tình huống/ví dụ trọng tâm của tiết học dưới đây, sau đó tự trình bày lại các bước thực hiện và nêu nhận xét rút ra:

Hai dây dẫn thẳng dài song song cách nhau $d = 0{,}1,\text{m}$ , cùng mang dòng điện $I_1 = I_2 = 5,\text{A}$ cùng chiều. Cảm ứng từ do dây thứ nhất gây ra tại vị trí dây thứ hai là $B_1 = 2 \times 10^{-7} \times \dfrac{5}{0{,}1} = 10^{-5},\text{T}$ . Lực từ tác dụng lên mỗi mét dài của dây thứ hai là $F = B_1 I_2 l = 10^{-5} \times 5 \times 1 = 5 \times 10^{-5},\text{N}$ . Vì hai dòng điện cùng chiều nên hai dây hút nhau. Nếu đổi chiều một trong hai dòng điện thì hai dây sẽ đẩy nhau với cùng độ lớn lực. Đây là cơ sở để định nghĩa đơn vị ampe trong hệ SI.

Bài 3 (Vận dụng — Áp dụng quy tắc ghi nhớ vào bài tập). Vận dụng các điểm ghi nhớ trọng tâm của bài Bài 20: Bài tập về từ trường để giải thích hoặc thực hiện yêu cầu thực hành mở rộng sau:

Với bài toán tổng hợp, có thể cần cộng vectơ cảm ứng từ do nhiều nguồn gây ra tại cùng một điểm theo nguyên lí chồng chất từ trường.

Bài 4 (Luyện tập học kì — Mức độ Cơ bản). Rôto của máy phát điện xoay chiều quay $1200$ vòng/phút, máy có $1$ cặp cực. Tính tần số của dòng điện do máy phát ra.

Bài 5 (Luyện tập học kì — Mức độ Thông hiểu). Điện trường biến thiên theo thời gian sinh ra loại từ trường nào?

Bài 6 (Luyện tập học kì — Mức độ Vận dụng & Nâng cao). Sóng điện từ là sóng ngang hay sóng dọc? Vì sao?

Phần 3: Đáp án & Hướng dẫn giải chi tiết

1. Đáp án phần Trắc nghiệm

Bảng đáp án: 1-D, 2-A, 3-B, 4-C.
Giải thích chi tiết:
- Câu 1 (D): Khẳng định đúng theo mục Ghi nhớ của bài: "Lực từ: $F = BIl\sin\alpha$ ; chiều xác định bằng quy tắc bàn tay trái."
- Câu 2 (A): Khẳng định đúng theo nội dung cốt lõi của tiết học: "Cảm ứng từ: dây thẳng $B = 2 \times 10^{-7}\dfrac{I}{r}$ ; vòng dây $B = 2\pi \times 10^{-7}\dfrac{NI}{R}$ ; ống dây $B = 4\pi \times 10^{-7}nI$ ."
- Câu 3 (B): Khẳng định chuẩn xác theo phần Kiến thức trọng tâm: "Bài tập về từ trường thường xoay quanh các công thức trọng tâm sau."
- Câu 4 (C): Khẳng định đúng theo hướng dẫn trọng tâm của bài: "Cảm ứng từ do dòng điện thẳng dài gây ra tại điểm cách dây một khoảng $r$ : $B = 2 \times 10^{-7} \dfrac{I}{r}$ ."

2. Hướng dẫn giải phần Tự luận & Thực hành

Bài 1:
- Nội dung cốt lõi cần trình bày: Bài tập về từ trường thường xoay quanh các công thức trọng tâm sau. Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện: $F = BIl\sin\alpha$ , trong đó $B$ là cảm ứng từ, $I$ là cường độ dòng điện, $l$ là chiều dài đoạn dây, $\alpha$ là góc giữa dây dẫn và vectơ cảm ứng từ.
- Tổng kết ghi nhớ: Lực từ: $F = BIl\sin\alpha$ ; chiều xác định bằng quy tắc bàn tay trái.; Cảm ứng từ: dây thẳng $B = 2 \times 10^{-7}\dfrac{I}{r}$ ; vòng dây $B = 2\pi \times 10^{-7}\dfrac{NI}{R}$ ; ống dây $B = 4\pi \times 10^{-7}nI$ .; Từ thông $\Phi = BS\cos\alpha$ ; suất điện động cảm ứng $e_c = -\dfrac{\Delta\Phi}{\Delta t}$ .
Bài 2:
- Hướng dẫn phân tích & trình bày: Dựa trực tiếp vào dữ kiện trong ví dụ minh họa của tiết học: Hai dây dẫn thẳng dài song song cách nhau $d = 0{,}1,\text{m}$ , cùng mang dòng điện $I_1 = I_2 = 5,\text{A}$ cùng chiều. Cảm ứng từ do dây thứ nhất gây ra tại vị trí dây thứ hai là $B_1 = 2 \times 10^{-7} \times \dfrac{5}{0{,}1} = 10^{-5},\text{T}$ . Lực từ tác dụng lên mỗi mét dài của dây thứ hai là $F = B_1 I_2 l = 10^{-5} \times 5 \times 1 = 5 \times 10^{-5},\text{N}$ . Vì hai dòng điện cùng chiều nên hai dây hút nhau. Nếu đổi chiều một trong hai dòng điện thì hai dây sẽ đẩy nhau với cùng độ lớn lực. Đây là cơ sở để định nghĩa đơn vị ampe trong hệ SI.
- Lưu ý khi trình bày: Xác định rõ yêu cầu, áp dụng đúng quy tắc/khái niệm trong mục 1 và kiểm tra lại kết quả cuối cùng.
Bài 3:
- Phương pháp giải: Áp dụng các quy tắc ghi nhớ của bài Bài 20: Bài tập về từ trường (Lực từ: $F = BIl\sin\alpha$ ; chiều xác định bằng quy tắc bàn tay trái.; Cảm ứng từ: dây thẳng $B = 2 \times 10^{-7}\dfrac{I}{r}$ ; vòng dây $B = 2\pi \times 10^{-7}\dfrac{NI}{R}$ ; ống dây $B = 4\pi \times 10^{-7}nI$ .; Từ thông $\Phi = BS\cos\alpha$ ; suất điện động cảm ứng $e_c = -\dfrac{\Delta\Phi}{\Delta t}$ .).
- Lời giải mẫu/Nhận xét: Với bài toán tổng hợp, có thể cần cộng vectơ cảm ứng từ do nhiều nguồn gây ra tại cùng một điểm theo nguyên lí chồng chất từ trường.
Bài 4: $f = \dfrac{1200 \times 1}{60} = 20\ \text{Hz}$ .
Bài 5: Từ trường xoáy.
Bài 6: Sóng điện từ là sóng ngang: vectơ cường độ điện trường và vectơ cảm ứng từ đều vuông góc với phương truyền sóng và vuông góc với nhau.

Phần 1: Câu hỏi Trắc nghiệm (Nhận biết & Thông hiểu)

F = BIl\sin\alpha

; chiều xác định bằng quy tắc bàn tay trái.

Câu 2. Khi học và vận dụng bài Bài 20: Bài tập về từ trường, khẳng định nào dưới đây là chính xác? A. Cảm ứng từ: dây thẳng

B = 2 \times 10^{-7}\dfrac{I}{r}

; vòng dây

B = 2\pi \times 10^{-7}\dfrac{NI}{R}

; ống dây

B = 4\pi \times 10^{-7}nI

. B. Không cần đọc kĩ đề bài hay phân tích dữ kiện trước khi thực hiện các bước giải. C. Mọi khái niệm trong bài đều có thể thay thế tùy ý cho nhau mà không làm thay đổi kết quả. D. Chỉ cần ghi đáp số ngắn gọn, bỏ qua toàn bộ bước lập luận, giải thích và kiểm tra lại.

r

B = 2 \times 10^{-7} \dfrac{I}{r}

. D. Chỉ cần đọc lướt tiêu đề bài học mà không cần nắm vững nội dung chi tiết từng mục.

Phần 2: Bài tập Tự luận & Thực hành theo tiết học

Hai dây dẫn thẳng dài song song cách nhau $d = 0{,}1,\text{m}$ , cùng mang dòng điện $I_1 = I_2 = 5,\text{A}$ cùng chiều. Cảm ứng từ do dây thứ nhất gây ra tại vị trí dây thứ hai là $B_1 = 2 \times 10^{-7} \times \dfrac{5}{0{,}1} = 10^{-5},\text{T}$ . Lực từ tác dụng lên mỗi mét dài của dây thứ hai là $F = B_1 I_2 l = 10^{-5} \times 5 \times 1 = 5 \times 10^{-5},\text{N}$ . Vì hai dòng điện cùng chiều nên hai dây hút nhau. Nếu đổi chiều một trong hai dòng điện thì hai dây sẽ đẩy nhau với cùng độ lớn lực. Đây là cơ sở để định nghĩa đơn vị ampe trong hệ SI.

Với bài toán tổng hợp, có thể cần cộng vectơ cảm ứng từ do nhiều nguồn gây ra tại cùng một điểm theo nguyên lí chồng chất từ trường.

Bài 4 (Luyện tập học kì — Mức độ Cơ bản). Rôto của máy phát điện xoay chiều quay

1200

vòng/phút, máy có

1

cặp cực. Tính tần số của dòng điện do máy phát ra.

Bài 5 (Luyện tập học kì — Mức độ Thông hiểu). Điện trường biến thiên theo thời gian sinh ra loại từ trường nào?

Bài 6 (Luyện tập học kì — Mức độ Vận dụng & Nâng cao). Sóng điện từ là sóng ngang hay sóng dọc? Vì sao?

Phần 3: Đáp án & Hướng dẫn giải chi tiết

1. Đáp án phần Trắc nghiệm

Bảng đáp án: 1-D, 2-A, 3-B, 4-C.

Giải thích chi tiết:

Câu 1 (D): Khẳng định đúng theo mục Ghi nhớ của bài: "Lực từ: $F = BIl\sin\alpha$ ; chiều xác định bằng quy tắc bàn tay trái."
Câu 2 (A): Khẳng định đúng theo nội dung cốt lõi của tiết học: "Cảm ứng từ: dây thẳng $B = 2 \times 10^{-7}\dfrac{I}{r}$ ; vòng dây $B = 2\pi \times 10^{-7}\dfrac{NI}{R}$ ; ống dây $B = 4\pi \times 10^{-7}nI$ ."
Câu 3 (B): Khẳng định chuẩn xác theo phần Kiến thức trọng tâm: "Bài tập về từ trường thường xoay quanh các công thức trọng tâm sau."
Câu 4 (C): Khẳng định đúng theo hướng dẫn trọng tâm của bài: "Cảm ứng từ do dòng điện thẳng dài gây ra tại điểm cách dây một khoảng $r$ : $B = 2 \times 10^{-7} \dfrac{I}{r}$ ."

2. Hướng dẫn giải phần Tự luận & Thực hành

Bài 1:

Nội dung cốt lõi cần trình bày: Bài tập về từ trường thường xoay quanh các công thức trọng tâm sau. Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện: $F = BIl\sin\alpha$ , trong đó $B$ là cảm ứng từ, $I$ là cường độ dòng điện, $l$ là chiều dài đoạn dây, $\alpha$ là góc giữa dây dẫn và vectơ cảm ứng từ.
Tổng kết ghi nhớ: Lực từ: $F = BIl\sin\alpha$ ; chiều xác định bằng quy tắc bàn tay trái.; Cảm ứng từ: dây thẳng $B = 2 \times 10^{-7}\dfrac{I}{r}$ ; vòng dây $B = 2\pi \times 10^{-7}\dfrac{NI}{R}$ ; ống dây $B = 4\pi \times 10^{-7}nI$ .; Từ thông $\Phi = BS\cos\alpha$ ; suất điện động cảm ứng $e_c = -\dfrac{\Delta\Phi}{\Delta t}$ .

Bài 2:

Hướng dẫn phân tích & trình bày: Dựa trực tiếp vào dữ kiện trong ví dụ minh họa của tiết học: Hai dây dẫn thẳng dài song song cách nhau $d = 0{,}1,\text{m}$ , cùng mang dòng điện $I_1 = I_2 = 5,\text{A}$ cùng chiều. Cảm ứng từ do dây thứ nhất gây ra tại vị trí dây thứ hai là $B_1 = 2 \times 10^{-7} \times \dfrac{5}{0{,}1} = 10^{-5},\text{T}$ . Lực từ tác dụng lên mỗi mét dài của dây thứ hai là $F = B_1 I_2 l = 10^{-5} \times 5 \times 1 = 5 \times 10^{-5},\text{N}$ . Vì hai dòng điện cùng chiều nên hai dây hút nhau. Nếu đổi chiều một trong hai dòng điện thì hai dây sẽ đẩy nhau với cùng độ lớn lực. Đây là cơ sở để định nghĩa đơn vị ampe trong hệ SI.
Lưu ý khi trình bày: Xác định rõ yêu cầu, áp dụng đúng quy tắc/khái niệm trong mục 1 và kiểm tra lại kết quả cuối cùng.

Bài 3:

Phương pháp giải: Áp dụng các quy tắc ghi nhớ của bài Bài 20: Bài tập về từ trường (Lực từ: $F = BIl\sin\alpha$ ; chiều xác định bằng quy tắc bàn tay trái.; Cảm ứng từ: dây thẳng $B = 2 \times 10^{-7}\dfrac{I}{r}$ ; vòng dây $B = 2\pi \times 10^{-7}\dfrac{NI}{R}$ ; ống dây $B = 4\pi \times 10^{-7}nI$ .; Từ thông $\Phi = BS\cos\alpha$ ; suất điện động cảm ứng $e_c = -\dfrac{\Delta\Phi}{\Delta t}$ .).
Lời giải mẫu/Nhận xét: Với bài toán tổng hợp, có thể cần cộng vectơ cảm ứng từ do nhiều nguồn gây ra tại cùng một điểm theo nguyên lí chồng chất từ trường.

Bài 4:

f = \dfrac{1200 \times 1}{60} = 20\ \text{Hz}

Bài 5: Từ trường xoáy.

Bài 6: Sóng điện từ là sóng ngang: vectơ cường độ điện trường và vectơ cảm ứng từ đều vuông góc với phương truyền sóng và vuông góc với nhau.