Câu hỏi:

12/07/2024 50,320

Cho một khung dây hình chử nhật ABCD có AB = 10 cm; BC = 20 cm, có dòng điện I = 4A chạy qua đặt trong một từ trường đều có các đường sức từ  song song với mặt phẳng chứa khung dây như hình vẽ.

 Biết B = 0,04 T. Xác định các véc tơ lực từ do từ trường đều tác dụng lên các cạnh của khung dây.

Quảng cáo

Trả lời:

verified
Giải bởi Vietjack

Các cạnh AB và CD song song với các đường sức từ nên lực từ tác dụng lên các cạnh này bằng 0. Lực từ tác dụng lên các cạnh BC và AD có điểm đặt tại trung điểm của mỗi cạnh, có phương vuông góc với mặt phẳng khung dây, lực tác dụng lên cạnh BC hướng từ trong ra ngoài, lực tác dụng lên cạnh AD hướng từ ngoài vào trong như hình vẽ.

Có độ lớn: fBC=fAD=B.I.BC=32.10-3 N.

Hai lực này tạo thành một ngẫu lực có tác dụng làm cho khung dây quay đến vị trí mà mặt phẳng khung dây vuông góc với các đường sức từ.

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Lời giải

Lực từ tác dụng lên cạnh AC là FAC= 0 vì AB song song với B.

Lực từ tác dụng lên cạnh AB là FAB có điểm đặt tại trung điểm của AB, có phương vuông góc với mặt phẳng chứa khung dây, hướng từ ngoài vào như hình vẽ.

Có độ lớn: FAB=I.B.AB=2.10-3 N.

Lực từ tác dụng lên cạnh BC là FBC có điểm đặt tại trung điểm của BC, có phương vuông góc với mặt phẳng chứa khung dây, hướng từ trong ra và có độ lớn: FBC=I.B.BC.sinα=I.B.BC.ABBC=2.10-3 N.

Lời giải

a) Cường độ và chiều dòng điện trong mạch, hệ số ma sát giữa MN và ray

Dưới tác dụng của lực từ, thanh MN chuyển động từ trái sang phải (theo chiều từ B đến M), trên thanh MN sẽ xuất hiện suất điện động cảm ứng:

eC = B.l.v = 0,1.0,2.10 = 0,2 (V).

Cường độ dòng điện trong mạch:  I=E-eCr=12-0,20,5=2(A).

Dòng điện này có chiu từ B đến A (chạy qua thanh theo chiều từ N đến M).

Vì thanh trượt đều nên: F=Fms hay B.I.l=μ.m.gμ=B.I.lmg=0,1.2.0,20,01.10=0,4

b) Chiều, vận tốc, độ lớn lực kéo thanh

Để dòng điện trong thanh MN chạy theo chiều từ N đến M thì theo qui tắc bàn tay trái, thanh MN phải trượt sang phải (theo chiều từ A đến N hay B đến M).

Ta có: I=E-eCr=E-B.l.vrv=E-I.rB.l=1,2-1,9.0,50,1.0,2=15(m/s).

Lực kéo tác dụng lên thanh MN:

Fk=Fms-Ft=μ.m.g+B.l.v=0,4.0,01.10-0,1.1,8.0,2=4.10-3(N).

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