Lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn mang dòng điện được xác định bởi biểu thức: $F = BIl\sin \alpha$ 

Đặt bàn tay trái sao cho các đường sức từ đâm xuyên vào lòng bàn tay, dòng điện chạy từ cổ tay đến ngón tay, thì ngón cái choãi ra là chiều của lực từ tác dụng lên dòng điện

=> Lực từ trong trường hợp trên: có phương ngang, hướng sang trái

Quy tắc bàn tay trái: Đặt bàn tay trái sao cho các đường sức từ đâm xuyên vào lòng bàn tay, dòng điện chạy từ cổ tay đến ngón tay, thì ngón cái choãi ra là chiều của lực từ tác dụng lên dòng điện

Ta suy ra D- sai:

A, B, D - đúng

C- sai vì: hạt mang điện đứng yên đặt trong từ trường không chịu tác dụng lực từ

Lực Lorenxơ là lực từ tác dụng lên mọi hạt mang điện chuyển động trong từ trường

Người ta nhận ra từ trường tồn tại xung quanh dây dẫn mang dòng điện bằng 3 cách: có lực tác dụng lên một dòng điện khác đặt cạnh nó, hoặc có lực tác dụng lên một kim nam châm đặt cạnh nó, hoặc có lực tác dụng lên một hạt mang điện chuyển động dọc theo nó.

=> Phương án D - (có lực tác dụng lên một hạt mang điện đứng yên đặt bên cạnh nó.) là sai

Ta có:

Quy tắc bàn tay trái: Đặt bàn tay trái sao cho các đường sức từ đâm xuyên vào lòng bàn tay, dòng điện chạy từ cổ tay đến ngón tay, thì ngón cái choãi ra là chiều của lực từ tác dụng lên dòng điện

=> A, B, D – đúng

C – sai vì chiều của lực từ không phụ thuộc vào độ lớn của cường độ dòng điện

Tính chất cơ bản của từ trường là gây ra lực từ tác dụng lên nam châm hoặc lên dòng điện đặt trong nó.

Cảm ứng từ của dòng điện tròn đặt trong không khí được xác định bởi biểu thức: $B = 2\pi {.10^{ - 7}}\frac{I}{R}$

Đường sức từ là đường được vẽ trong từ trường sao cho tiếp tuyến tại bất kì điểm nào trên đường cũng trùng với phương của véctơ cảm ứng từ tại điểm đó

A, B, D - đúng

C - sai vì Hai dòng điện thẳng song song ngược chiều thì đẩy nhau, cùng chiều hút nhau

Ta có tương tác giữa: nam châm với nam châm, nam châm với dòng điện, dòng điện với dòng điện là các tương tác từ.

 Lực tương tác giữa chúng gọi là lực từ

=> Người ta nhận ra từ trường tồn tại xung quanh dây dẫn mang dòng điện vì có lực từ xuất hiện

Mặt khác, ta có:  Hạt mang điện đứng yên đặt bên cạnh dây dẫn mang dòng điện không có tương tác từ hay không xuất hiện lực từ

=> D- không đúng

Lực Lorenxơ   do từ trường có cảm ứng từ $\overrightarrow B$ tác dụng lên một hạt điện tích q chuyển động với vận tốc $\overrightarrow v$ có: Phương: Vuông góc với $\overrightarrow v$ và $\overrightarrow B$

=> B - sai

Để dây lơ lửng thì lực từ và trọng lực P phải cân bằng với nhau

$\begin{array}{l} \to BIl\sin {90^0} = mg = dlg\\ \to I = \frac{{dg}}{B} = \frac{{0,01.10}}{{0,01}} = 10A\end{array}$

Ta có:

Để thanh kim loại chuyển động thì lực từ phải thắng lực masát hay lực từ lớn hơn lực masát

$\begin{array}{l} \to F > {F_{m{\rm{s}}}} \leftrightarrow BIl\sin {90^0} > \mu mg\\ \to B > \dfrac{{\mu mg}}{{Il}} = \dfrac{{0,01.0,5.10}}{{10.0,{{2.10}^{ - 2}}}} = 2,5T\end{array}$

Ta có: $B = 4\pi {.10^{ - 7}}\frac{N}{l}I \to N = \frac{{lB}}{{4\pi {{.10}^{ - 7}}I}} = 928$ vòng

Ta có:

$\overrightarrow {{F_3}}  = \overrightarrow {{F_{13}}}  + \overrightarrow {{F_{23}}}  = \overrightarrow 0  \to \overrightarrow {{F_{13}}}  =  - \overrightarrow {{F_{23}}}$ 

=> I₁, I₂ cùng chiều và ${F_{13}} = {F_{23}}$

=> I₃ phải nằm giữa I₁ và I₂

+ ${F_{13}} = {F_{23}} \to \dfrac{{{I_1}}}{{{r_{13}}}} = \dfrac{{{I_2}}}{{{r_{23}}}} \Leftrightarrow \dfrac{{20}}{{{r_{13}}}} = \dfrac{{30}}{{{r_{23}}}} \to {r_{13}} = \dfrac{2}{3}{{\rm{r}}_{23}}$

Mặt khác, ta có: ${r_{13}} + {r_{23}} = 20cm$

$\to \left\{ \begin{array}{l}{r_{13}} = 8cm\\{r_{23}} = 12cm\end{array} \right.$

Các lực từ tác dụng lên từng cạnh của khung dây có điểm đặt tại trung điểm của mỗi cạnh, có phương vuông góc với mặt phẳng chứa khung dây và vuông góc với từng cạnh, lực tác dụng lên cạnh AB hướng từ trong ra và có độ lớn:

$\begin{array}{l}{F_{AB}} = B.I.AB.sin({90^0} - \alpha )\\ = 0,02.5.0,1.\sin \left( {{{90}^0} - {{30}^0}} \right)\\ = 8,{66.10^{ - 3}}N\end{array}$

* Quy tắc bàn tay trái: Đặt bàn tay trái sao cho cảm ứng từ $\overrightarrow B$ xuyên vào lòng bàn tay. Chiều từ cổ tay đến các ngón tay là chiều của $\overrightarrow v$. Chiều của $f$ cùng chiều với ngón cái choãi ra 90⁰ nếu q > 0 và ngược chiều với ngón cái choãi ra 90⁰ nếu q < 0.

D- vận tốc // cảm ứng từ => Lực lorenxơ  

* Quy tắc bàn tay trái: Đặt bàn tay trái sao cho cảm ứng từ $\overrightarrow B$ xuyên vào lòng bàn tay. Chiều từ cổ tay đến các ngón tay là chiều của $\overrightarrow v$. Chiều của $f$ cùng chiều với ngón cái choãi ra 90⁰ nếu q > 0 và ngược chiều với ngón cái choãi ra 90⁰ nếu q < 0.

Ta có, độ lớn của lực lorenxo tác dụng lên hạt:

$f = \left| q \right|vB.\sin {90^0} = 3,{2.10^{ - 19}}{.2.10^6}.0,2 = 1,{28.10^{ - 13}}N$

Ta có biểu thức tính cảm ứng từ do dòng điện thẳng dài gây ra tại một điểm trong từ trường, cách dòng điện một khoảng $r$ là : $B = {2.10^{ - 7}}\dfrac{I}{r}$

Thay $\left\{ \begin{array}{l}I = 1A\\r = 10cm = 0,1m\end{array} \right.$  ta được: $B = {2.10^{ - 7}}\dfrac{1}{{0,1}} = {2.10^{ - 6}}T$

Áp dụng công thức $F = BIl\sin \alpha$

Với $\left\{ \begin{array}{l}l = 6cm = 0,06m\\I = 5A\\B = 0,5T\\F = 7,{5.10^{ - 2}}N\end{array} \right.$ 

Ta suy ra :

$\begin{array}{l}\sin \alpha  = \dfrac{F}{{BIl}} = \dfrac{{7,{{5.10}^{ - 2}}}}{{0,5.5.0,06}} = 0,5\\ \to \alpha  = {30^0}\end{array}$

+ Cảm ứng từ do một cạnh của lục giác gây ra tại O có độ lớn:

${B_1} = {10^{ - 7}}\frac{I}{h}2.\sin \frac{\pi }{n}$

ta có: $h = Rc{\rm{os}}\frac{\pi }{n} \to {B_1} = {10^{ - 7}}\frac{I}{{Rc{\rm{os}}\frac{\pi }{n}}}2.\sin \frac{\pi }{n} \to {B_1} = {10^{ - 7}}\frac{{2I}}{R}\tan \frac{\pi }{n}$

+ Cảm ứng từ của n cạnh của lục giác gây ra tại O:

$B = n{B_1} = {2.10^{ - 7}}\frac{{nI}}{R}\tan \frac{\pi }{n} \to B = 2\pi {.10^{ - 7}}\frac{I}{R}\frac{{\tan \frac{\pi }{n}}}{{\frac{\pi }{n}}}$

Khi $n \to \infty$ ta có: $\frac{{\tan \frac{\pi }{n}}}{{\frac{\pi }{n}}} \to 1$ (Do: $\mathop {\lim }\limits_{x \to \infty } \frac{{{\mathop{\rm s}\nolimits} {\rm{inx}}}}{x} = 1 \to \mathop {\lim }\limits_{x \to \infty } \frac{{\tan x}}{x} = 1$

 => $B = 2\pi {.10^{ - 7}}\frac{I}{R}$

Dòng I₁ gây ra tại các điểm trên cạnh BC của khung dây véc tơ cảm ứng từ có phương vuông góc với mặt phẳng hình vẽ, có chiều hướng từ ngoài vào và có độ lớn: ${B_1} = {2.10^{ - 7}}\dfrac{{{I_1}}}{{a + AB}}$; từ trường của dòng I₁ tác dụng lên cạnh BC lực từ $\overrightarrow {{F_1}}$ đặt tại trung điểm của cạnh BC, có phương nằm trong mặt phẵng hình vẽ, vuông góc với BC và hướng từ A đến B, có độ lớn:

${F_1} = {B_1}{I_3}.BC.\sin {90^0} = {2.10^{ - 7}}\frac{{{I_1}.{I_3}.BC}}{{a + AB}} = {2.10^{ - 7}}\frac{{5.4.0,2}}{{0,1 + 0,1}} = {4.10^{ - 6}}\,N$

Lập luận tương tự ta thấy từ trường của dòng I₂ tác dụng lên cạnh BC lực từ $\overrightarrow {{F_2}}$ có cùng điểm đặt, cùng phương, cùng chiều với $\overrightarrow {{F_1}}$ và có độ lớn:

$\begin{array}{l}{F_2} = {\rm{ }}{2.10^{ - 7}}\dfrac{{{I_2}.{I_3}.BC}}{b}\\ = {2.10^{ - 7}}\dfrac{{10.4.0,2}}{{0,05}} = 3,{2.10^{ - 5}}N.\end{array}$

Lực từ tổng hợp do từ trường của hai dòng I₁ và I₂ tác dụng lên cạnh BC của khung dây là $\overrightarrow F  = \overrightarrow {{F_1}}  + \overrightarrow {{F_2}}$ cùng phương cùng chiều với $\overrightarrow {{F_1}}$và $\overrightarrow {{F_2}}$và có độ lớn: $F = {F_1} + {F_2} = {4.10^{ - 6}} + 3,{2.10^{ - 5}} = 3,{6.10^{ - 5}}N$