Giải bài tập SBT Vật Lí 9 Bài 30: Bài tập vận dụng quy tắc nắm tay phải và quy tắc bàn tay trái

Một đoạn dây dẫn thẳng AB được đặt ở gần đầu M của một cuộn dây có dòng điện chạy qua như hình 30.1. Khi cho dòng điện chạy qua dây dẫn AB theo chiều từ A đến B thì lực điện từ tác dụng lên AB có:

A. phương thẳng đứng, chiều từ dưới lên trên.

B. phương thẳng đứng, chiều từ trên xuống dưới.

C. phương song song với trục cuộn dây, chiều hướng ra xa đầu M của cuộn dây.

D. phương song song với trục của cuộn dây, chiều hướng tới đầu M của cuộn dây.

Phương pháp giải

Vận dụng quy tắc nắm bàn tay phải để xác định chiều của đường sức từ và quy tắc bàn tay trái để xác định chiều của lực điện từ

Hướng dẫn giải

- Sửa dụng quy tắc nắm bàn tay phải ta xác định được đầu M của ống dây là cực Bắc. Từ trường của ống dây sẽ tác dụng lên dây AB một lực từ F.

- Sử dụng quy tắc bàn tay trái, ta xác định được lực từ tác dụng lên dây AB có phương thẳng đứng, chiều từ trên xuống như hình vẽ.

=> Lực từ có phương thẳng đứng, chiều từ trên xuống dưới.

- Chọn đáp án B

Một đoạn dây dẫn thẳng AB được đặt ở gần đầu của thanh nam châm thẳng (hình 30.2). Hãy biểu diễn lực điện từ tác dụng lên dây dẫn, biết rằng dòng điện chạy qua dây có chiều từ B đến A.

Phương pháp giải

Áp dụng quy tắc bàn tay trái để xác định chiều của lực điện từ

Hướng dẫn giải

Áp dụng quy tắc bàn tay trái, lực điện từ tác dụng lên AB sẽ có chiều như biểu diễn trên hình dưới.

Khung dây dẫn ABCD được mốc vào một lực kế nhạy và được đặt sao cho đoạn BC nằm lọt vào khoảng giữa hai cực của một nam châm hình chữ U (hình 30.3). Số chỉ của lực kế sẽ thay đổi như thế nào khi cho dòng điện chạy qua khung dây theo chiều ABCD?

Phương pháp giải

Vận dụng quy tắc bàn tay trái để xác định chiều của lực điện từ: Đặt bàn tay trái sao cho các đường sức từ hướng vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón tay giữa hướng theo chiều dòng điện thì ngón tay cái choãi ra 90⁰ chỉ chiều của lực điện từ

Hướng dẫn giải

Số chỉ của lực kế sẽ tăng khi cho dòng điện chạy qua khung dây theo chiều A → B → C →D

Một nam châm hình chữ U và một dây dẫn thẳng được bố trí như hình 30.4.a, b, c và d. Dòng điện trong dây dẫn có phương vuông góc với mặt phẳng trang giấy, chiều đi từ phía trước ra phía sau trang giấy. Hỏi trường hợp nào lực điện từ tác dụng vào dây dẫn hướng thẳng đứng lên trên?

Phương pháp giải

Sử dụng quy tắc bàn tay trái để xác định chiều của lực điện từ

Hướng dẫn giải

- Trong các trường hợp trên, trường hợp B cho ta lực điện từ tác dụng vào dây dẫn hướng thẳng đứng lên trên.

- Chọn đáp án B

Hãy biểu diễn lực điện tác dụng lên dây dẫn thẳng có dòng điện chạy qua, được đặt trong từ trường của một nam châm điện (hình 30.5). Dòng điện chạy qua dây dẫn có phương vuông góc với mặt phẳng trang giấy, chiều đi từ phía sau ra phía trước trang giấy.

Phương pháp giải

Vận dụng quy tắc nắm bàn tay phải để xác định chiều của đường sức từ và quy tắc bàn tay trái để xác định chiều lực điện từ

Hướng dẫn giải

Vận dụng quy tắc nắm bàn tay phải, xác định các tên cực của nam châm điện, sau đó vận dụng quy tắc bàn tay trái để xác định chiều của lực điện từ. Kết quả được biếu diễn tại hình dưới: 

Trên hình 30.6, ống dây B sẽ chuyển động như thế nào khi đóng công tắc K của ống dây A? Vì sao? Biết ống dây A được giữ yên.

Phương pháp giải

Sử dụng quy tắc nắm bàn tay phải để xác định chiều của đường sức từ: Nắm bàn tay phải, rồi đặt sao cho bốn ngón tay hướng theo chiều dòng điện chạy qua các vòng dây thì ngón tay cái choãi ra chỉ chiều của đường sức từ trong lòng ống dây.

Hướng dẫn giải

- Khi đóng khóa K cuộn dây A trở thành nam châm điện và đầu của ống dây A gần ống dây B là cực Bắc. Mặt khác dòng điện chạy trong ống B có chiều như hình vẽ 30.6a. Vì vậy B cũng biến thành nam châm điện có cực Bắc (N) là đầu gần ống A.

- Do đó hai ống dây này sẽ đẩy nhau. Do ống A được giữ cố định nên ống B bị đẩy ra xa. 

Phương pháp giải

Vận dụng quy tắc bàn tay trái để xác định chiều của lực từ trên các cạnh của khung dây

Hướng dẫn giải

- Sử dụng quy tắc bàn tay trái để xác định chiều của lực từ \(\vec F_1\),\(\vec F_2\) trên các cạnh của khung dây.

- Lúc đầu đặt khung ở vị trí vuông góc với đường sức từ thì khung không quay được vì gặp lực từ \(\vec F_1\),\(\vec F_2\)${\mathrm{}}_{}$ có tác dụng trong lúc này là làm căng khung dây chứ không làm khung quay.

Xác định phương và chiều của lực điện từ tác dụng vào điểm M trên đoạn dây dẫn AB khi đóng công tắc K trên hình 30.8.

A. Phương thẳng đứng, chiều từ trên xuống dưới.

B. Phương thẳng đứng chiều từ dưới lên trên.

C. Phương nằm ngang vuông góc với AB, chiều từ ngoài vào trong mặt phẳng hình vẽ.

D. Phương nằm ngang vuông góc với AB, chiều từ trong ra ngoài mặt phẳng hình vẽ.

Phương pháp giải

Vận dụng quy tắc nắm bàn tay phải để xác định cực của cuộn dây và quy tắc bàn tay trái để xác định chiều của lực từ

Hướng dẫn giải

- Sử dụng quy tắc nắm bàn tay phải để xác định cực của cuộn dây, sau đó sử dụng quy tắc bàn tay trái để xác định chiều của lực từ ( Như hình vẽ dưới đây). Được xác định như hình vẽ sau:

- Chọn đáp án: D

Nếu dùng bàn tay phải thay cho bàn tay trái và giữ nguyên các quy ước về dòng điện và chiều của đường sức từ thì chiều của lực điện từ sẽ được xác định như thế nào?

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi này cần nắm được nội dung quy tắc bàn tay trái để xác định chiều chiều của lực điện

Hướng dẫn giải

Nếu dùng bàn tay phải thay cho bàn tay trái và giữa nguyên các quy ước về chiều dòng điện và chiều của đường sức từ thì chiều của lực điện từ sẽ được xác định là chiều ngược lại với chiều ngón tay cái choãi ra. (cùng phương nhưng ngược chiều).