Câu hỏi:

12/07/2024 38,005

Một đoạn dây dẫn bằng đồng dài 20,0 m có diện tích mặt cắt ngang là \(2,50 \cdot {10^{ - 6}}\;{{\rm{m}}^2}.\) Đoạn dây dẫn được đặt nằm ngang sao cho dòng điện trong đoạn dây dẫn chạy từ đông sang tây với cường độ 20,0A. Ở vị trí đang xét, từ trường Trái Đất có cảm úng từ nằm ngang, hướng từ nam lên bắc và có độ lớn \(0,500 \cdot {10^{ - 4}}\;{\rm{T}}.\) Biết khối lượng riêng của đồng là \(8,{90.10^3}\;{\rm{kg}}/{{\rm{m}}^3};g = 9,8\;{\rm{m}}/{{\rm{s}}^2}.\)

a) Tìm độ lớn và hướng của lực từ tác dụng lên đoạn dây.

b) Tính lực hấp dẫn tác dụng lên đoạn dây.

Quảng cáo

Trả lời:

verified
Giải bởi Vietjack

Giải

a) Lực từ tác dụng lên dây có độ lớn là: \({F_{{\rm{tu }}}} = BIl\sin \theta .\)

Thay các giá trị đã cho: B=0,500.104 T;I=20,0 A;l=20,0 m;θ=90,0°, ta được: \({F_{{\rm{tu }}}} = 0,02\;{\rm{N}}.\)

Dòng điện và cảm ứng từ đều ở trong mặt phẳng nằm ngang nên lực từ hướng thẳng đứng. Theo quy tắc bàn tay trái, lực từ có chiều từ trên xuống dưới.

b) Lực hấp dẫn có độ lớn là: \({F_{{\rm{hd}}}} = mg = \rho Sl.\)

Thay các giá trị đã cho: \(\rho = 8,{90.10^3}\;{\rm{kg}}/{{\rm{m}}^3};{\rm{S}} = 2,{50.10^{ - 6}}\;{{\rm{m}}^2};l = 20,0\;{\rm{m}}\), ta được: \({F_{{\rm{hd}}}} = 4,36\;{\rm{N}}.\)

Phép tính này chứng tỏ rằng trong điều kiện bình thường, lực hấp dẫn tác dụng lên một dây dẫn mang dòng điện lớn hơn rất nhiều so với lực từ do từ trường Trái Đất gây ra.

Đáp án

a) \({F_{{\rm{tu}}}} = 0,02\;{\rm{N}}\), hướng thẳng đứng từ trên xuống.

b) \({F_{{\rm{hd}}}} = 4,36\;{\rm{N}}.\)

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Lời giải

Giải

a) Theo đề bài, diện tích vòng dây không đổi, từ thông biến thiên là do cảm ứng từ biến thiên. Sử dụng công thức (3.4), độ lớn của suất điện động cảm ứng là

\({e_{\rm{C}}} = \frac{{\Delta \Phi }}{{\Delta t}} = S\frac{{\Delta B}}{{\Delta t}}\)

Thay các giá trị đã cho: \(S = 0,015\;{{\rm{m}}^2};\frac{{\Delta B}}{{\Delta t}} = 0,020\;{\rm{T}}/{\rm{s}}\), ta được \({e_{\rm{C}}} = 0,32{\rm{mV}}.\)

b) Cường độ của dòng điện cảm ứng là \({I_{\rm{C}}} = \frac{{{e_{\rm{C}}}}}{R}.\)

Thay các giá trị đã cho: \({e_{\rm{C}}} = 0,32{\rm{mV}};R = 5,0\Omega \), ta được \({I_{\rm{C}}} = 0,064\;{\rm{mA}}.\)

Đáp án: a) \({e_{\rm{C}}} = 0,32{\rm{mV}}\); b) \({I_{\rm{C}}} = 0,064\;{\rm{mA}}.\)

Lời giải

Giải

Sử dụng công thức (3.3), độ lớn của cảm ứng từ là \(B = \frac{\Phi }{{S\cos \alpha }}\)

Thay các giá trị đã cho:

S=4,0.102 m2;Φ=12.103 Wb;α=30°

ta được \(B = 0,35\;{\rm{T}}.\)

Đáp án: \(B = 0,35\;{\rm{T}}.\)

Câu 6

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP