Câu hỏi:

18/04/2026 12 Lưu

Một thanh kim loại \(MN\) đồng chất, tiết diện đều, có khối lượng \(m = 20,g\) và chiều dài \(L = 50,cm\). Đầu trên của hai thanh ray được nối với một tụ điện chưa tích điện có điện dung \(C = 100\mu F\). Hệ thống được đặt trong một từ trường đều có cảm ứng từ \(B = 0,5,T\), các đường sức từ vuông góc với mặt phẳng chứa hai thanh ray và hướng ra ngoài. Bỏ qua điện trở của thanh \(MN\), các thanh ray và dây nối, lấy \(g = 10,m/{s^2}\). Thả nhẹ, thanh \(MN\) trượt dọc theo hai thanh ray dẫn điện song song, thẳng đứng với gia tốc \(a\) không đổi. Biết lực ma sát giữa thanh \(MN\) với hai thanh ray là \(0,045,N\). Gia tốc của thanh \(MN\) có giá trị bằng bao nhiêu \(m/{s^2}\) (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần trăm).

Một thanh kim loại MN đồng chất, tiết diện đều, có khối lượng m = 20g và chiều dài L = 50cm. Đầu trên của hai thanh ray được nối với một tụ điện  (ảnh 1)

Quảng cáo

Trả lời:

verified Giải bởi Vietjack

Đáp án:

7,75

Khi thanh \(MN\) chuyển động xuống dưới với vận tốc \(v\), trong mạch xuất hiện suất điện động cảm ứng:

\(e = BLv\).

Tụ điện được tích điện nên điện tích trên tụ là \(q = Ce = CBLv\).

Dòng điện trong mạch: \(i = \frac{{dq}}{{dt}} = CBL\frac{{dv}}{{dt}} = CBLa\).

Lực từ tác dụng lên thanh có độ lớn: \({F_t} = BIL = B \cdot (CBLa) \cdot L = C{B^2}{L^2}a\).

Lực này hướng lên trên, cản trở chuyển động.

Chọn chiều dương hướng xuống. Khi đó phương trình động lực học là:

\(mg - {F_{ms}} - {F_t} = ma\),hay \(mg - {F_{ms}} - C{B^2}{L^2}a = ma\).

Suy ra \(a = \frac{{mg - {F_{ms}}}}{{m + C{B^2}{L^2}}}\).

Thay số: \(m = 0,02,kg\), \(L = 0,5,m\), \(C = 100\mu F = {10^{ - 4}},F\), \(B = 0,5,T\), \({F_{ms}} = 0,045,N\).

Ta có \(mg = 0,02 \cdot 10 = 0,2,N\),

\(C{B^2}{L^2} = {10^{ - 4}} \cdot {(0,5)^2} \cdot {(0,5)^2} = 6,25 \cdot {10^{ - 6}}\).

Do đó \(a = \frac{{0,2 - 0,045}}{{0,02 + 6,25 \cdot {{10}^{ - 6}}}} = \frac{{0,155}}{{0,02000625}} \approx 7,75,m/{s^2}\).

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Câu 1

a. Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn tỉ lệ thuận với cường độ dòng điện \(I\) chạy qua dây.

Đúng
Sai

b. Số chỉ của cân thay đổi là do lực từ tác dụng trực tiếp lên đĩa cân làm nén lò xo của cân.

Đúng
Sai

c. Nếu đổi chiều dòng điện chạy qua dây dẫn \(CD\) và tăng cường độ dòng điện lên thành \(I' = 3,A\) thì số chỉ của cân sẽ giảm \(6,g\) so với giá trị \(m\) ban đầu.

Đúng
Sai

d. Độ lớn cảm ứng từ \(B\) của nam châm dùng trong thí nghiệm bằng \(0,196,T\).

Đúng
Sai

Lời giải

a) Đúng.

Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn có độ lớn: \(F = BIL\sin \alpha \).

Ở đây dây dẫn vuông góc với từ trường nên α=90°, do đó: \(F = BIL\).

Vì \(B\) và \(L\) không đổi nên \(F\) tỉ lệ thuận với \(I\).

b) Sai.

Lực từ tác dụng trực tiếp lên đoạn dây dẫn \(CD\), không tác dụng trực tiếp lên đĩa cân.

Do định luật III Newton, dây dẫn tác dụng ngược lại lên nam châm một lực cùng độ lớn, ngược chiều. Chính lực này truyền xuống cân nên số chỉ của cân thay đổi.

c) Đúng.

Khi \(I = 2,A\), số chỉ cân tăng thêm \(4,g\), tức là lực từ tương ứng với trọng lượng của \(4,g\).

Nếu đổi chiều dòng điện thì lực từ đổi chiều, nên số chỉ cân sẽ chuyển từ tăng sang giảm.

Vì lực từ tỉ lệ thuận với \(I\), khi tăng dòng điện từ \(2,A\) lên \(3,A\) thì độ biến thiên số chỉ cân là:

\(\Delta m' = 4 \cdot \frac{3}{2} = 6,g\).

Do đã đổi chiều dòng điện nên số chỉ của cân sẽ giảm \(6,g\) so với giá trị ban đầu.

d) Đúng.

Độ tăng trọng lượng mà cân đo được là: \(F = \Delta m \cdot g = 0,004 \cdot 9,8 = 0,0392,N\).

Mà: \(F = BIL\).

Suy ra: \(B = \frac{F}{{IL}} = \frac{{0,0392}}{{2 \cdot 0,1}} = 0,196,T\).

Vậy khẳng định đã cho là đúng.

Lời giải

Chọn B.

Ta có công thức \(f = n.p\).

Muốn \(f\) không đổi thì tích \(n.p\) phải không đổi. Khi tốc độ quay giảm còn một nửa, tức là \(n' = \frac{n}{2}\), thì để tích không đổi phải có \(p' = 2p\).

Vậy số cặp cực từ phải tăng hai lần.

Câu 4

A.

nội năng của quả cầu và nước đều giảm.

B.

nội năng của quả cầu và nước đều tăng.

C.

nội năng của quả cầu tăng lên.

D.

nội năng của nước tăng lên.

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 250K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP

Câu 6

a. Dòng điện cảm ứng sinh ra trong khung dây là dòng điện một chiều.

Đúng
Sai

b. Từ thông qua khung dây biến thiên theo thời gian gây ra suất điện động cảm ứng trong khung dây.

Đúng
Sai

c. Từ thông cực đại qua khung dây đạt giá trị là \(1,Wb\).

Đúng
Sai

d. Suất điện động cảm ứng cực đại xuất hiện trong khung dây có giá trị bằng \(31,4,V\).

Đúng
Sai

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 250K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP