Một khung dây tròn cứng có bán kính $R = 12\ \text{cm}$ được giữ trong từ trường đều có chiều vuông góc với mặt phẳng khung dây như hình vẽ, khung dây nằm trong mặt phẳng thẳng đứng so với mặt đất. Dòng điện chạy qua khung dây có chiều ngược chiều kim đồng hồ và cường độ $I = 3\ \text{A}$. Ban đầu nó tiếp tuyến với ranh giới từ trường đều như hình vẽ. Bây giờ từ từ nâng khung dây theo phương thẳng đứng. Khi khung dây được nâng lên đoạn $\dfrac{3}{5}R$ thì lực căng dây là $T_1 = 0{,}015\ \text{N}$. Khi khung dây được nâng lên đoạn $R$ thì lực căng là $T_2 = 1{,}2T_1$. Độ lớn cảm ứng từ của từ trường là bao nhiêu $T$? (Kết quả làm tròn đến chữ số thập phân thứ hai)
Một khung dây tròn cứng có bán kính $R = 12\ \text{cm}$ được giữ trong từ trường đều có chiều vuông góc với mặt phẳng khung dây như hình vẽ, khung dây nằm trong mặt phẳng thẳng đứng so với mặt đất. Dòng điện chạy qua khung dây có chiều ngược chiều kim đồng hồ và cường độ $I = 3\ \text{A}$. Ban đầu nó tiếp tuyến với ranh giới từ trường đều như hình vẽ. Bây giờ từ từ nâng khung dây theo phương thẳng đứng. Khi khung dây được nâng lên đoạn $\dfrac{3}{5}R$ thì lực căng dây là $T_1 = 0{,}015\ \text{N}$. Khi khung dây được nâng lên đoạn $R$ thì lực căng là $T_2 = 1{,}2T_1$. Độ lớn cảm ứng từ của từ trường là bao nhiêu $T$? (Kết quả làm tròn đến chữ số thập phân thứ hai)
Quảng cáo
Trả lời:
Giải bởi Vietjack
Áp dụng định luật II Newton cho khung dây khi nằm cân bằng:
\[
\vec{T}+\vec{P}+\vec{F}_t=\vec{0}\quad \Rightarrow\quad T=P+F_t.
\]
Xét trong vùng từ trường đều: chia khung dây thành các đoạn nhỏ có chiều dài $dl$, lực từ tác dụng lên $dl$:
\[
dF_t=B\,I\,dl.
\]
Các cặp lực đối xứng qua tâm triệt tiêu thành phần xuyên tâm, nên hợp lực từ theo phương thẳng đứng lên
phần khung nằm trong vùng từ trường là
\[
F_t=B\,I\,AB,
\]
với $AB$ là dây cung phần khung nằm trong vùng từ trường.
- Khi nâng khung lên đoạn $\dfrac{3}{5}R$, ta có $AB=2\sqrt{R^2-\left(\dfrac{2}{5}R\right)^2}$, do đó
\[
T_1=P+F_t
=m g+B I\,AB
=m g+2 B I\sqrt{R^2-\left(\dfrac{2}{5}R\right)^2}\qquad (1)
\]
- Khi nâng khung lên đoạn $R$, ta có $AB'=2R$, nên
\[
T_2=P+F'_t
=m g+B I\,AB'
=m g+2 B I R
=1{,}2\,T_1 \qquad (2)
\]
Lấy (2) trừ (1):
\[
0{,}2\,T_1=2 B I R\!\left(1-\sqrt{1-\left(\dfrac{2}{5}\right)^2}\right)
\]
Suy ra
\[
B=\frac{0{,}2\,T_1}{2IR\left(1-\sqrt{1-\left(\dfrac{2}{5}\right)^2}\right)}
=\frac{0{,}2\times 0{,}015}{2\times 3\times 0{,}12\left(1-\sqrt{1-\left(\dfrac{2}{5}\right)^2}\right)}
\approx 0{,}05\ \text{T}.
\]
|
|
 |
|
Hình 1 |
Hình 2 |
Hot: 1000+ Đề thi giữa kì 1 file word cấu trúc mới 2025 Toán, Văn, Anh... lớp 1-12 (chỉ từ 60k). Tải ngay
Sách thầy cô Vietjack biên soạn:
- Sổ tay Vật lí 12 (chương trình mới) ( 18.000₫ )
- 1000 câu hỏi lí thuyết môn Vật lí (Form 2025) ( 45.000₫ )
- Bộ đề thi tốt nghiệp 2025 các môn Toán, Lí, Hóa, Văn, Anh, Sinh, Sử, Địa, KTPL (có đáp án chi tiết) ( 36.000₫ )
- Tổng ôn lớp 12 môn Toán, Lí, Hóa, Văn, Anh, Sinh Sử, Địa, KTPL (Form 2025) ( 36.000₫ )
CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ
Lời giải
|
|
Nội dung |
Đúng |
Sai |
|
a |
Quá trình nóng chảy của nước đá diễn ra trong giai đoạn từ A đến C. |
|
S |
|
b |
Trong khoảng giữa D và E, vật chất tồn tại ở cả hai thể lỏng và thể khí. |
Đ |
|
|
c |
Cần cung cấp nhiệt lượng bằng 920 kJ để 20% khối lượng nước chuyển thể thành hơi nước trong giai đoạn CE. |
|
S |
|
d |
Tổng nhiệt lượng cần cung cấp cho nước đá đến khi hóa hơi 20% lượng nước kể từ thời điểm ban đầu là 2457,6 kJ. |
Đ |
|
a) SAI
Quá trình nóng chảy của nước đá chỉ diễn ra ở giai đoạn B đến C. Từ A đến B là giai đoạn cung cấp nhiệt lượng để nước đá tăng từ $-8^\circ\text{C}$ đến $0^\circ\text{C}$.
b) ĐÚNG
Giai đoạn từ D đến E, vật chất tồn tại ở cả hai thể lỏng và thể khí do đang trong quá trình hóa hơi. Quá trình này sẽ kết thúc khi toàn bộ chất lỏng được chuyển hoàn toàn thành thể khí.
c) SAI
Nhiệt lượng cần cung cấp để nước tăng từ $0^\circ\text{C}$ đến $100^\circ\text{C}$:
\[
Q_{CD}=m\,c\,\Delta t=2\times 4180\times (100-0)=836\cdot 10^{3}\ \text{J}.
\]
Nhiệt lượng cần cung cấp để $20\%$ lượng nước hóa thành hơi nước:
\[
Q_{DE}=m' L = 0{,}2\times 2\times 2{,}3\cdot 10^{6}=920\cdot 10^{3}\ \text{J}.
\]
Tổng nhiệt lượng cần cung cấp trong giai đoạn CE:
\[
Q_{CE}=Q_{CD}+Q_{DE}=1756\cdot 10^{3}\ \text{J}=1756\ \text{kJ}.
\]
d) ĐÚNG
Tổng nhiệt lượng cần cung cấp trong cả quá trình:
\[
Q=Q_{AB}+Q_{BC}+Q_{CE}
=2\times 2100\times [0-(-8)]\;+\;2\times 33{,}4\cdot 10^{4}\;+\;1756\cdot 10^{3}
=2457{,}6\cdot 10^{3}\ \text{J}=2457{,}6\ \text{kJ}.
\]
Câu 2
A. Thang Celsius là thang nhiệt độ có một mốc là nhiệt độ nóng chảy của nước đá tinh khiết ở áp suất chuẩn 1 atm (quy ước ở $0^\circ \text{C}$), mốc còn lại là nhiệt độ sôi của nước tinh khiết ở áp suất chuẩn 1 atm (quy ước là $100^\circ \text{C}$).
B. “Độ không tuyệt đối” là nhiệt độ mà tại đó động năng chuyển động nhiệt của các phân tử, nguyên tử bằng không và thế năng tương tác giữa chúng là tối thiểu.
C. Mối liên hệ giữa độ Celsius và độ Kelvin: $t (^\circ \text{C}) = T (\text{K}) + 273$.
D. Nhiệt độ 273 K là nhiệt độ mà nước đá, nước và hơi nước có thể cùng tồn tại.
Lời giải
Đáp án đúng là C
Mối liên hệ giữa độ Celsius và độ Kelvin: $T (\text{K}) = t (^\circ \text{C}) + 273$.
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.
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.
Câu 5
A. Nhiệt nóng chảy riêng.
B. Tính dẻo.
C. Nhiệt độ sôi.
D. Nhiệt dung riêng.
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.
Câu 6
A. thẳng vuông góc với trục Op.
B. thẳng vuông góc với trục OT.
C. thẳng kéo dài qua gốc tọa độ O.
D. hyperbol.
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.
Câu 7
A. 1 mol chất đó tăng thêm $1\ \text{K}$ (hoặc $1^\circ\text{C}$).
B. 1 m$^3$ chất đó tăng thêm $1\ \text{K}$ (hoặc $1^\circ\text{C}$).
C. 1 kg chất đó tăng thêm $1\ \text{K}$ (hoặc $1^\circ\text{C}$).
D. 1 g chất đó tăng thêm $1\ \text{K}$ (hoặc $1^\circ\text{C}$).
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.
Nhắn tin Zalo