Câu hỏi:

12/07/2024 6,168

Hai thanh kim loại song song, thẳng đứng có điện trở không đáng kể, một đầu nối vào điện trở $R = 0, 5 Ω$ . Một đoạn dây dẫn AB có độ dài l=14 cm, có khối lượng m=2g, điện trở $r = 0, 5 Ω$ tì vào hai thanh kim loại, tự do trượt không ma sát xuống dưới và luôn luôn vuông góc với hai thanh kim loại đó.
Toàn bộ hệ thống đặt trong một từ trường đều có hướng vuông góc với mặt phẳng chứa hai thanh kim loại và cảm ứng từ có độ lớn B=0,2T. Lấy $g = 9, 8 m / s^{2}$
a) Xác định chiều dòng điện qua R.
b) Chứng minh rằng lúc đầu thanh AB chuyển động nhanh dần, sau một thời gian chuyển động trở thành chuyển động đều. Tính vận tốc chuyển động đều ấy và tính $U_{A B}$ .

Câu hỏi trong đề: Sử dụng máy tính cầm tay FX570ES để giải một số bài tập Vật Lí 11 !!

Sách mới 2k7: Tổng ôn Toán, Lí, Hóa, Văn, Sử, Địa…. kỳ thi tốt nghiệp THPT Quốc gia 2025, đánh giá năng lực (chỉ từ 110k).

Tổng ôn toán Tổng ôn lý Các môn khác

Quảng cáo

Trả lời:

Giải bởi Vietjack

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 $\vec{B_{C}}$ ngược chiều với $\vec{B}$ .

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: $e_{C} = B . l . v$

Cường độ dòng điện chạy trong mạch: $I = \frac{e_{C}}{R + r} = \frac{B . l . v}{R + r} .$

Lực từ tác dụng lên thanh: $F = B . I . l = \frac{B^{2} . l^{2} . v}{R + r}$ 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: $\frac{B^{2} . l^{2} . v}{R + r} = m . g$

$\Rightarrow v = \frac{(R + r) . m g}{B^{2} . l^{2}} = \frac{(0, 5 + 0, 5) . 2.9, 8}{0, 2^{2} . 0, 14^{2}} = 25 (m / s) .$

Hiệu điện thế giữa hai đầu thanh lúc đó:

$U_{A B} = I . R = \frac{B . l . v}{R + r} . R = \frac{0, 2.0, 14.25}{0, 5 + 0, 5} . 0, 5 = 0, 35 (V) .$

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:

$e_{C} = B . \cos (90 ° - α) . l . v = B . l . v . \sin (α) .$

Cường độ dòng điện chạy trong mạch: $I = \frac{e_{C}}{R + r} = \frac{B . l . v . \sin (α)}{R + r}$

Lực từ tác dụng lên thanh: $F = B . \sin (α) . I . l = \frac{B^{2} . l^{2} . v . {(\sin (α))}^{2}}{R + r}$ 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: $\frac{B^{2} . l^{2} . v . \sin^{2} (α)}{R + r} = m . g . \sin (α)$

$\Rightarrow v = \frac{(R + r) . m . g}{B^{2} . l^{2} . \sin (α)} = \frac{(0, 5 + 0, 5) . 2 . 10^{- 3} . 9, 8}{0, 2^{2} . 0, 14^{2} . 0, 87} = 28, 7 (m / s)$

Hiệu điện thế giữa hai đầu thanh khi đó là:

$U_{A B} = I . R = \frac{B . l . v . \sin α}{R + r} . R = \frac{0, 2.0, 14, 28, 7.0, 87}{0, 5 + 0, 5} . 0, 5 = 0, 35 (V) .$

Nhà sách VIETJACK:

Xem thêm kho sách »

Combo - Sổ tay kiên thức trọng tâm Toán, Lí, Hóa dành cho 2k7 VietJack

₫29.000 (Đã bán 152)

Sách - Tuyển tập 30 đề thi đánh giá năng lực Đại học Quốc gia Hà Nội 2025 cho 2k7 VietJack

₫140.000 ₫300.000 (Đã bán 1,2k)

Sách Combo - Tuyển tập 30 đề thi đánh giá năng lực Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh (2 cuốn) - 2025 cho 2k7 VietJack

₫140.000 ₫300.000 (Đã bán 1,6k)

Sách - Tuyển tập 15 đề thi Đánh giá tư duy Đại học Bách Khoa Hà Nội 2025 cho 2k7 VietJack

₫140.000 ₫300.000 (Đã bán 2,7k)

Bình luận hoặc Báo cáo
về câu hỏi!

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Câu 1:

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 $\vec{B}$ 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 » 12/07/2024 26,924

Câu 2:

Cho hệ thống như hình vẽ.
Thanh kim loại MN = l = 20 cm, khối lượng m = 10 g, $\vec{B}$ 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 $r = 0, 5 Ω$ . 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 » 12/07/2024 23,999

Câu 3:

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

Xem đáp án » 13/07/2024 20,760

Câu 4:

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?

Xem đáp án » 12/07/2024 18,176

Câu 5:

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 » 12/07/2024 17,950

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 » 12/07/2024 14,270

Câu 7:

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 $\vec{B}$ 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 » 12/07/2024 12,162

Xem thêm các câu hỏi khác »

Bình luận

Đăng ký gói thi VIP

vip1 + 1 tháng ( 99,000 VNĐ )

VIP 1 - Luyện thi tất cả các đề có trên Website trong 1 tháng

Được thi tất cả các đề của các lớp có trên Khoahoc.vietjack.com
Ngân hàng câu hỏi trắc nghiệm theo các mức độ Nhận biết, Thông hiểu, Vận dụng, Vận dụng cao.
Luyện chuyên sâu, rèn tốc độ với trọn bộ đề thi thử, đề minh họa, chính thức các năm.
Hỏi bài tập với đội ngũ chuyên môn cao của chúng tôi.

Đặt mua

vip2 + 3 tháng ( 199,000 VNĐ )

VIP 2 - Luyện thi tất cả các đề có trên Website trong 3 tháng

Được thi tất cả các đề của các lớp có trên Khoahoc.vietjack.com
Ngân hàng câu hỏi trắc nghiệm theo các mức độ Nhận biết, Thông hiểu, Vận dụng, Vận dụng cao.
Luyện chuyên sâu, rèn tốc độ với trọn bộ đề thi thử, đề minh họa, chính thức các năm.
Hỏi bài tập với đội ngũ chuyên môn cao của chúng tôi.

Đặt mua

vip3 + 6 tháng ( 299,000 VNĐ )

VIP 3 - Luyện thi tất cả các đề có trên Website trong 6 tháng

Được thi tất cả các đề của các lớp có trên Khoahoc.vietjack.com
Ngân hàng câu hỏi trắc nghiệm theo các mức độ Nhận biết, Thông hiểu, Vận dụng, Vận dụng cao.
Luyện chuyên sâu, rèn tốc độ với trọn bộ đề thi thử, đề minh họa, chính thức các năm.
Hỏi bài tập với đội ngũ chuyên môn cao của chúng tôi.

Đặt mua

vip4 + 12 tháng ( 499,000 VNĐ )

VIP 4 - Luyện thi tất cả các đề có trên Website trong 12 tháng

Siêu tiết kiệm - Được thi tất cả các đề của các lớp có trên Khoahoc.vietjack.com
Ngân hàng câu hỏi trắc nghiệm theo các mức độ Nhận biết, Thông hiểu, Vận dụng, Vận dụng cao.
Luyện chuyên sâu, rèn tốc độ với trọn bộ đề thi thử, đề minh họa, chính thức các năm.
Hỏi bài tập với đội ngũ chuyên môn cao của chúng tôi.