Hình bên minh họa bộ thí nghiệm khảo sát lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn có dòng điện đặt trong từ trường đều. Khung dây dẫn hình chữ nhật \(MNPQ\) có \(N = 50\) vòng được treo vào đầu bên trái của một đòn cân có hai cánh tay đòn bằng nhau. Phần cạnh dưới \(PQ\) của mỗi vòng dây có chiều dài \(L = 5,0,cm\) nằm trọn trong vùng từ trường đều, vectơ cảm ứng từ \(\vec B\) vuông góc với mặt phẳng khung dây. Ban đầu, khi chưa có dòng điện chạy qua khung, người ta điều chỉnh quả cân ở đĩa bên phải để đòn cân ở trạng thái cân bằng nằm ngang. Khi cho dòng điện cường độ \(I = 0,30,A\) chạy qua khung dây, đòn cân lệch khỏi vị trí cân bằng nằm ngang. Để đòn cân trở lại vị trí cân bằng nằm ngang, người ta đặt thêm một quả cân có khối lượng \(m = 20,g\) lên đĩa cân bên phải. Lấy \(g = 9,8,m/{s^2}\).

a. Dòng điện chạy trong khung dây có chiều từ \(Q\) đến \(P\).
b. Lực từ tác dụng lên cạnh \(PQ\) của khung dây có phương nằm ngang.
c. Độ lớn cảm ứng từ \(B\) là \(0,26,T\).
d. Đòn cân mất trạng thái cân bằng nằm ngang khi có dòng điện chạy qua là do lực từ tác dụng lên cả \(3\) cạnh \(QM\), \(PQ\) và \(NP\) của khung dây.
Quảng cáo
Trả lời:
Khung dây có \(N = 50\) vòng, cạnh \(PQ\) dài \(L = 5,0,cm = 0,050,m\), dòng điện \(I = 0,30,A\), thêm quả cân \(m = 20,g = 0,020,kg\), lấy \(g = 9,8,m/{s^2}\). Vectơ \(\vec B\) vuông góc mặt phẳng khung dây.
a) Đúng
Quan sát hình, từ trường được biểu diễn bằng các chấm nên \(\vec B\) hướng từ trong ra ngoài mặt phẳng hình.
Muốn đòn cân bên trái bị kéo xuống để phải thêm quả cân bên phải, lực từ tác dụng lên cạnh \(PQ\) phải hướng xuống.
Theo quy tắc bàn tay trái, khi đó dòng điện trên cạnh \(PQ\) phải có chiều từ \(Q\) đến \(P\).
Vậy phát biểu đúng.
b) Sai
Lực từ trên đoạn dây mang dòng điện có độ lớn \(F = BIL\sin \alpha \) và có phương vuông góc với cả dây dẫn lẫn \(\vec B\).
Ở đây cạnh \(PQ\) nằm ngang, còn \(\vec B\) vuông góc mặt phẳng khung, nên lực từ phải nằm trong mặt phẳng khung và vuông góc với \(PQ\), tức theo phương thẳng đứng, không phải nằm ngang.
Vậy phát biểu sai.
c) Đúng
Khi cân trở lại thăng bằng, lực từ tác dụng lên khung bằng trọng lượng quả cân thêm vào:
\(F = mg = 0,020 \cdot 9,8 = 0,196,N\).
Mặt khác:
\(F = NBIL\).
Suy ra:
\(B = \frac{F}{{NIL}} = \frac{{0,196}}{{50 \cdot 0,30 \cdot 0,050}} \approx 0,2613,T \approx 0,26,T\).
Vậy phát biểu đúng.
d) Sai
Hai cạnh bên \(QM\) và \(NP\) chịu lực từ theo phương ngang, đối nhau, nên không làm đòn cân lệch lên xuống.
Chỉ cạnh \(PQ\) nằm trong vùng từ trường đều và tạo ra lực làm thay đổi trạng thái cân bằng của đòn cân.
Vậy phát biểu sai.
Hot: 1000+ Đề thi cuối kì 2 file word cấu trúc mới 2026 Toán, Văn, Anh... lớp 1-12 (chỉ từ 60k). Tải ngay
CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ
Lời giải
Suất điện động tức thời của máy phát điện xoay chiều:
\(e = {E_0}\cos \theta \) hoặc \(e = {E_0}\sin \theta \) tùy cách chọn gốc pha.
Vì tại \(t = 0\), mặt phẳng khung song song với đường sức từ nên suất điện động có độ lớn cực đại:
\({E_0} = NBS\omega \).
Ta có:
\(N = 200\), \(B = 0,4,T\), \(S = 25,c{m^2} = 2,5 \cdot {10^{ - 3}},{m^2}\).
Tốc độ quay:
\(600\) vòng/phút \( = 10\) vòng/s, nên
\(\omega = 2\pi f = 20\pi ,rad/s\).
Do đó:
\({E_0} = 200 \cdot 0,4 \cdot 2,5 \cdot {10^{ - 3}} \cdot 20\pi = 4\pi \approx 125,6,V\).
Khi khung quay góc :
là không đúng với gốc pha đã chọn ở đây.
Vì lúc đầu đã cực đại nên sau khi quay góc :
nếu lấy góc quay từ vị trí cực đại, hoặc tương đương
nếu đổi cách nhìn. Tuy nhiên với dữ kiện “mặt phẳng khung song song với đường sức từ” tại \(t = 0\), công thức đúng là
\(e = {E_0}\cos (\omega t)\), nên sau góc quay :
.
Nhưng cần cẩn thận: góc quay của khung là , cũng chính là góc quay của pháp tuyến khung từ vị trí vuông góc với \(\vec B\) sang vị trí hợp với \(\vec B\) góc . Khi đó từ thông là , nên suất điện động có độ lớn
nếu chọn theo biến thiên từ thông từ mốc ban đầu.
Tuy nhiên do đề cho “tại thời điểm ban đầu, mặt phẳng khung song song với các đường sức từ”, tức pháp tuyến vuông góc với \(\vec B\), nên dạng chuẩn là
\(e = NBS\omega \sin \alpha \), với \(\alpha \) là góc giữa pháp tuyến và \(\vec B\).
Sau khi quay , pháp tuyến hợp với \(\vec B\) góc , nên
.
Vậy làm tròn đến hàng đơn vị: \(63,V\).
Lời giải
Ta có suất điện động cảm ứng trung bình:
\(\mathcal{E} = \frac{{|\Delta \Phi |}}{{\Delta t}}\).
Vì vectơ cảm ứng từ hợp với mặt phẳng vòng dây góc nên hợp với pháp tuyến góc .
Do đó từ thông qua mỗi vòng là:
.
Suy ra độ biến thiên từ thông của cả cuộn dây:
.
Thay số:
\(N = 100\), \(B = 0,20,mT = 2 \cdot {10^{ - 4}},T\), \(\Delta S = 40,c{m^2} = 4 \cdot {10^{ - 3}},{m^2}\), \(\Delta t = 2,0,s\).
Ta được:
\(\mathcal{E} = \frac{{100 \cdot 2 \cdot {{10}^{ - 4}} \cdot 4 \cdot {{10}^{ - 3}} \cdot \frac{1}{2}}}{2} = 2 \cdot {10^{ - 5}},V\).
Nhiệt lượng tỏa ra trên dây:
\(Q = {I^2}Rt = \frac{{{\mathcal{E}^2}}}{R}t\).
Với \(R = 1,5,\Omega \), \(t = 2,s\):
\(Q = \frac{{{{(2 \cdot {{10}^{ - 5}})}^2}}}{{1,5}} \cdot 2 = 5,33 \cdot {10^{ - 10}},J\).
Vậy \(X = 5,33\).
Câu 3
A. \(4,74\)lít.
B. \(12,3\)lít.
C. \(8,74\)lít.
D. \(15,3\)lít.
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.
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.
Câu 5
a. Để hệ thống truyền được năng lượng, dòng điện cấp vào cuộn phát trong đế sạc phải là dòng điện không đổi.
b. Khuyến cáo của nhà sản xuất nhằm tránh việc vật kim loại bị nóng lên dưới tác dụng của dòng điện Foucault, có thể gây hỏng thiết bị hoặc gây cháy nổ.
c. Dòng điện cảm ứng xuất hiện trong cuộn thu là do có sự biến thiên của từ thông qua cuộn dây này.
d. Dòng điện cảm ứng trong cuộn thu luôn tạo ra từ trường ngược chiều với từ trường của cuộn phát.
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.
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.
