Câu hỏi:

30/03/2021 286

Ban đầu hai thanh kim loại song song thẳng đứng một đầu nối với tụ điện có điện dung $C = 4 μ F$ . Một đoạn dây dẫn AB có độ dài l = 10cm, khối lượng m = 20g tì vào hai thanh kim loại, tự do trượt không ma sát xuống dưới và luôn vuông góc với hai thanh kim loại trên. Hệ thống đặt trong từ trường đều vuông góc có B = 1T, bỏ qua điện trở
Lúc sau, để thanh kim loại nghiêng so với phương ngang góc $30^{0}$ , độ lớn và chiều của B như cũ. Đầu AB được được thả từ vị trí cách đầu dưới của thanh kim loại đoạn d = 5cm. Thời gian để AB bắt đầu rời khỏi thanh kim loại là:

A. 0,1s

B. 0,14s

C. 0,2s

D. 0,4s

Xem lời giải

Câu hỏi trong đề: 14 câu Trắc nghiệm Suất điện động cảm ứng có đáp án (Vận dụng cao) !!

Bắt đầu thi

Quảng cáo

Trả lời:

Giải bởi Vietjack

Đáp án B

Ta có, các lực tác dụng lên thanh gồm: Trọng lực $\vec{P}$ và lực lorenxơ $\vec{f}$

+ Lực lorenxơ:

$\begin{array}{l} f = B I l \\ I = \frac{Δ q}{Δ t} = \frac{C Δ e_{c}}{Δ t} = C B l \frac{Δ v}{Δ t} = C B l a^{'} \end{array}$

Khi hai thanh nghiêng góc $α = 30^{0}$

+ Theo định luật II-Newtơn, ta có:

Phương trình chuyển động của AB:

$\begin{array}{l} P \sin α - f \sin α = m a^{'} \\ \leftrightarrow m g \sin α - C B^{2} l^{2} a^{'} s i n α = m a^{'} \\ \to a^{'} = \frac{m g \sin α}{m + C B^{2} l^{2} \sin α} \\ = \frac{{20.10}^{- 3} .10. \sin 30^{0}}{{20.10}^{- 3} + {4.10}^{- 6} {.1}^{2} .0, 1^{2} . s i n 30^{0}} \approx 5 m / s^{2} \end{array}$

Thời gian thanh AB rời khỏi thanh kim loại:

$d = \frac{1}{2} a^{'} t^{2} \to t = \sqrt{\frac{2 d}{a^{'}}} = \sqrt{\frac{2.0, 05}{5}} = 0, 14 s$

Hot: Học hè online Toán, Văn, Anh...lớp 1-12 tại Vietjack với hơn 1 triệu bài tập có đáp án. Học ngay

Sách thầy cô Vietjack biên soạn:

Xem thêm »

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Câu 1

Hai thanh kim loại song song thẳng đứng một đầu nối với tụ điện có điện dung $C = 1 μ F$ . Một đoạn dây dẫn AB có độ dài $l = 10 c m$ , khối lượng $m = 15 g$ tì vào hai thanh kim loại, tự do trượt không ma sát xuống dưới và luôn vuông góc với hai thanh kim loại trên. Hệ thống đặt trong từ trường đều vuông góc có $B = 1 T$ bỏ qua điện trở. Xác định gia tốc của thanh AB? Lấy $g = 10 m / s^{2}$

A. $10 m / s^{2}$

B. $5 m / s^{2}$

C. $0, 1 m / s^{2}$

D. $0, 05 m / s^{2}$

Lời giải

Đáp án A

Ta có:

Thanh chịu tác dụng của trọng lực và lực từ

+ Theo định luật II – Newton, ta có: $\vec{P} + \vec{F} = m \vec{a}$ (1)

Chọn chiều dương hướng xuống, chiếu (1) theo phương chuyển động động, ta được:

$P - F = m a$ (2)

+ Ta có:

- Trọng lực $P = m g$

- Lực từ: $F = B I l$

Có cường độ dòng điện: $I = \frac{Δ q}{Δ t} = \frac{C Δ e_{c}}{Δ t} = \frac{C B l Δ v}{Δ t} = C B l a$

Thay vào (2) ta được:

$\begin{array}{l} m g - C B^{2} l^{2} a = m a \\ \Rightarrow a = \frac{m g}{C B^{2} l^{2} + m} = \frac{{15.10}^{- 3} .10}{10^{- 6} {.1}^{2} .0, 1^{2} + {15.10}^{- 3}} \approx 10 m / s^{2} \end{array}$

Câu 2

Cho mạch điện như hình vẽ, nguồn có suất điện động E = 1,5V, điện trở trong $r = 0, 1 Ω$ , thanh MN có chiều dài 1m có điện trở $R = 2, 9 Ω$ . Từ trường có phương thẳng đứng hướng xuống, vuông góc với mặt phẳng khung như hình vẽ. B = 0,1T
Khi MN di chuyển về phía bên phải với vận tốc v = 3m/s sao cho hai đầu thanh MN luôn tiếp xúc hai thanh ray ? Tính độ lớn lực từ tác dụng lên thanh MN khi đó.

A. 0,04N

B. 0,05N

C. 0,01N

D. 0,06N

Lời giải

Đáp án D

+ Dòng điện do nguồn tạo ra:

$I = \frac{E}{R + r} = \frac{1, 5}{2, 9 + 0, 1} = 0, 5 A$

+ Khi thanh chuyển động về phía bên phải thì trong mạch có dòng điện cảm ứng có chiều từ M đến N và có độ lớn:

$i_{C} = \frac{e_{C}}{R + r} = \frac{B l v}{R + r} = \frac{0, 1.1.3}{2, 9 + 0, 1} = 0, 1 A$

Trong mạch có hai dòng điện là dòng do nguồn tạo ra và dòng cảm ứng do hiện tượng cảm ứng điện từ tạo ra, hai dòng này cùng chiều nên số chỉ của ampe kế là: $I_{A} = I + i_{C} = 0, 5 + 0, 1 = 0, 6 A$