Câu hỏi:

01/07/2020 16,011

Một dây dẫn cứng có điện trở không đáng kể, được uốn thành khung phẳng ABCD nằm trong mặt phẳng nằm ngang, cạnh BA và CD đủ dài, song song nhau, cách nhau một khoảng l = 50 cm. Khung được đặt trong một từ trường đều có cảm ứng từ B = 0,5 T, đường sức từ  hướng vuông góc với mặt phẳng của khung (như hình vẽ).

Thanh kim loại MN có điện trở R = 0,5 W có thể trượt không ma sát dọc theo hai cạnh AB và CD.

a) Tính công suất cơ cần thiết để kéo thanh MN trượt đều với vận tốc v = 2 m/s dọc theo các thanh AB và CD. So sánh công suất này với công suất tỏa nhiệt trên thanh MN.

b) Thanh MN đang trượt đều thì ngừng tác dụng lực. Sau đó thanh còn có thể trượt thêm được đoạn đường bao nhiêu nếu khối lượng của thanh là m = 5 g?

Siêu phẩm 30 đề thi thử THPT quốc gia 2024 do thầy cô VietJack biên soạn, chỉ từ 100k trên Shopee Mall.

Mua ngay

Quảng cáo

Trả lời:

verified
Giải bởi Vietjack

Khi thanh MN chuyển động với vận tốc v thì dòng điện cảm ứng xuất hiện trên thanh theo chiều từ M đến N.

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

Cường độ dòng điện cảm ứng: I=eCR=B.v.lR

Lực từ tác dụng lên thanh MN hướng ngược chiều với v và có độ lớn:

Ft=B.I.l=B2.l2.vR

a) Do thanh MN chuyển động đều nên lực kéo tác dụng lên thanh cân bằng với lực từ tác dụng lên thanh.

Công suất của lực kéo: Pk=F.v=Ft.v=B2.l2.v2R=0,52.0,52.220,5=0,5(W).

Công suất tỏa nhiệt trên thanh MN: Ptn=I2.R=B2.l2.v2R bằng công của lực kéo.

b) Sau khi ngừng tác dụng lực, thanh chỉ còn chịu tác dụng của lực từ. Độ lớn trung bình của lực này là: F=Ft2=B2.l2.v2R

Sau đó thanh này trượt thêm một đoạn đường s thì lực này thực hiện được một công: A=F.s=B2.l2.v.s2R

Công này là công cản và đúng bằng độ biến thiên động năng của thanh nên:

-B2.l2.v.s2R=0-12.mv2  s=mv.RB2.I2=0,005.2.0,50,52.0,52=0,08(m).

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Câu 1:

Cho hệ thống như hình vẽ.

Thanh kim loại MN = l = 20 cm, khối lượng m = 10 g, B vuông góc với khung dây dẫn và có độ lớn B = 0,1 T, nguồn có suất điện động E = 1,2 V, điện trở trong r=0,5Ω. Do lực điện từ và ma sát, thanh MN trượt đều với vận tốc v = 10 m/s. Bỏ qua điện trở của thanh ray và các nơi tiếp xúc.

a) Tính cường độ dòng điện, xác định chiều dòng điện trong mạch và hệ số ma sát giữa MN và ray.

b) Muốn cho dòng điện trong MN chạy từ N đến M, cường độ 1,8 A thì phải kéo MN trượt theo chiều nào? Vận tốc và lực kéo bằng bao nhiêu?

Xem đáp án » 01/07/2020 20,834

Câu 2:

Một dây dẫn được uốn thành một khung dây có dạng hình tam giác vuông ABC như hình vẽ.

Đặt khung dây vào trong từ trường đều có véc tơ cảm ứng từ B song song với cạnh AC. Coi khung dây nằm cố định trong mặt phẳng hình vẽ. Cho AB = 8 cm, AC = 6 cm, B=5.10-3 T, I = 5 A. Tính lực từ tác dụng lên các cạnh của khung dây.

Xem đáp án » 01/07/2020 20,383

Câu 3:

Một dây dẫn thẳng, dài có vỏ bọc cách điện, ở khoảng giữa được uốn thành vòng tròn, bán kính R=20cm như hình vẽ.

 

Xem đáp án » 01/07/2020 18,407

Câu 4:

Cho một khung dây hình chữ nhật ABCD có AB = 15 cm; BC = 25 cm, có dòng điện I = 5A chạy qua đặt trong một từ trường đều có các đường cảm ứng từ vuông góc với mặt phẳng chứa khung dây và hướng từ ngoài vào trong như hình vẽ.

Biết B = 0,02T. Xác định các véc tơ lực từ do từ trường đều tác dụng lên các cạnh của khung dây.

Xem đáp án » 01/07/2020 15,167

Câu 5:

Hai thanh ray có điện trở không đáng kể được đặt song song với nhau, cách nhau một khoảng l trên mặt phẳng nằm ngang. Hai đầu của hai thanh được nối với nhau bằng điện trở R. Một thanh kim loại có chiều dài cũng bằng l, khối lượng m, điện trở r, đặt vuông góc và tiếp xúc với hai thanh.

Hệ thống đặt trong một từ trường đều với véc tơ cảm ứng từ B có phương thẳng đứng. Kéo cho thanh chuyển động đều với vận tốc v.

a) Tìm cường độ dòng điện qua thanh và hiệu điện thế giữa hai đầu thanh.

b) Tìm lực kéo nếu hệ số ma sát giữa thanh với ray là μ.

Xem đáp án » 01/07/2020 10,675

Câu 6:

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.

Xem đáp án » 01/07/2020 8,845

Bình luận


Bình luận