khoahoc.vietjack.com
Xin chào! Vào học

Câu hỏi:

12/07/2024 73,819 Lưu

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.

Đang tải chế độ Học...

Dành cho bạn Hot

Lớp 11 Vật lý
197 người thi tuần này

Trắc nghiệm Mô tả sóng lớp 11 (có đáp án)

10 câu 6.3 K lượt thi Thi ngay →
Lớp 11 Hóa học
348 người thi tuần này

Trắc nghiệm Khái niệm về cân bằng hoá học lớp 11 (có đáp án - phần 1)

15 câu 10.2 K lượt thi Thi ngay →
Lớp 11 Tiếng Anh
142 người thi tuần này

Đề cương ôn tập giữa kì 1 Tiếng Anh 11 Global Success có đáp án

50 câu 1.2 K lượt thi Thi ngay →
Lớp 11 Sinh học
154 người thi tuần này

15 câu Trắc nghiệm Sinh học 11 Kết nối tri thức Bài 8 có đáp án

15 câu 3.2 K lượt thi Thi ngay →
Lớp 11 Lịch sử
1,460 người thi tuần này

25 câu Trắc nghiệm Lịch Sử 11 Kết nối tri thức Bài 1 có đáp án

25 câu 20.4 K lượt thi Thi ngay →
Lớp 11 Tin học
849 người thi tuần này

15 câu Trắc nghiệm Tin học 11 Kết nối tri thức Bài 1 có đáp án

15 câu 9.8 K lượt thi Thi ngay →
Lớp 11 Giáo dục Kinh tế và Pháp luật
166 người thi tuần này

16 câu Trắc nghiệm Kinh tế pháp luật 11 Kết nối tri thức Bài 2 có đáp án

16 câu 3.9 K lượt thi Thi ngay →

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) Do thanh đi xuống nên từ thông qua mạch tăng.

Áp dụng định luật Lenxơ, dòng điện cảm ứng sinh ra véc tơ cảm ứng từ cảm ứng BC→ ngược chiều với B→.

Áp dụng qui tắc nắm bàn tay phải, ta thấy dòng điện cảm ứng chạy qua R có chiều từ A đến B.

b) Ngay sau khi buông thì thanh AB chỉ chịu tác dụng của trọng lực P = mg nên thanh chuyển động nhanh dần do đó v tăng dần. 

Sau đó trong mạch xuất hiện dòng điện I nên thanh AB chịu thêm tác dụng của lực từ F = B.I.l có hướng đi lên.

Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong mạch là: eC=B.l.v

Cường độ dòng điện chạy trong mạch: I=eCR+r=B.l.vR+r.

Lực từ tác dụng lên thanh: F=B.I.l=B2.l2.vR+r hướng thẳng đứng lên trên.

Vì v tăng dần nên F tăng dần cho đến lúc F = P thì thanh chuyển động thẳng đều.  

Khi thanh chuyển động đều thì: B2.l2.vR+r=m.g

⇒v=(R+r).mgB2.l2=0,5+0,5.2.9,80,22.0,142=25(m/s).

Hiệu điện thế giữa hai đầu thanh lúc đó:

UAB=I.R=B.l.vR+r.R=0,2.0,14.250,5+0,5.0,5=0,35(V).

c) Khi để nghiêng hai thanh kim loại một góc a so với mặt phẳng ngang

Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong mạch lúc này là:

eC=B.cos90°-α.l.v=B.l.v.sinα.

Cường độ dòng điện chạy trong mạch: I=eCR+r=B.l.v.sinαR+r

Lực từ tác dụng lên thanh: F=B.sinα.I.l=B2.l2.v.(sinα)2R+r hướng lên dọc theo hai thanh song song.

Khi lực từ cân bằng với thành phần của trọng lực hướng dọc theo hai thanh song song là m.g.sina thì thanh chuyển động đều.

Khi đó ta có: B2.l2.v.sin2(α)R+r=m.g.sinα

⇒v=(R+r).m.gB2.l2.sinα=(0,5+0,5).2.10-3.9,80,22.0,142.0,87=28,7(m/s)

Hiệu điện thế giữa hai đầu thanh khi đó là:

UAB=I.R=B.l.v.sinαR+r.R=0,2.0,14,28,7.0,870,5+0,5.0,5=0,35(V).

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