PHẦN III. Câu trả lời ngắn. Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu 3

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 ứng 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.

Câu hỏi trong đề: 15 câu trắc nghiệm Vật lí 12 Cánh diều Bài 2: Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện. Cảm ứng từ có đáp án !!

Bắt đầu thi

Trả lời:

Giải bởi Vietjack

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

Thay các giá trị đã cho: $B = 0, {500.10}^{- 4} T; I = 20, 0 A; l = 20, 0 m; θ = 90, 0^{°}$ ;\theta = 90,{0^^\circ }\), 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: ${F_{{\rm{hd}}}} = mg = \rho S\ell g.$

Thay các giá trị đã cho: $\rho = 8,{90.10^3}\;kg/{m^3};S = 2,{50.10^{ - 6}}\;{m^2};\ell = 20,0\;m;g = 9,8m/{s^2}$, ta được: ${F_{{\rm{hd}}}} = 4,361\;{\rm{N}}.$

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) ${F_{{\rm{hd}}}} = 4,361\;{\rm{N}}.$