Thanh kim loại CD có chiều dài \(L = 20cm\) khối lượng \(m = 100g\) đặt vuông góc với 2 thanh ray
Thanh kim loại CD có chiều dài \(L = 20cm\) khối lượng \(m = 100g\) đặt vuông góc với 2 thanh ray song song nằm ngang và nối với nguồn điện như hình vẽ. Hệ thống đặt trong từ trường đều có \(B = 0,2T\) phương chiều như hình vẽ. Biết hệ số mà sát giữa CD và thanh ray là \(\mu = 0,1\). Bỏ qua điện trở các thanh ray, điện trở tại nơi tiếp xúc và dòng điện cảm ứng trong mạch. Biết thanh ray trượt sang trái với gia tốc \(a = 3m/{s^2}\). Xác định chiều và độ lớn của dòng điện qua CD.
Đáp án đúng là: C
Quảng cáo
+ Lực từ \(\overrightarrow F \)tác dụng lên phần tử dòng điện \(I\overrightarrow l \)đặt trong từ trường đều, tại đó cảm ứng từ là \(\overrightarrow B \):
- Có điểm đặt tại trung điểm của \(l\);
- Có phương vuông góc với \(\overrightarrow l \) và \(\overrightarrow B \);
- Có chiều tuân theo quy tắc bàn tay trái;
- Có độ lớn: \(F = BIl.\sin \alpha ;\,\alpha = \left( {\overrightarrow B ;\overrightarrow l } \right)\)
+ Quy tắc bàn tay trái: Đặt bàn tay trái sao cho cảm ứng từ hướng vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón tay là chiều của dòng điện chạy trong dây dẫn, khi đó chiều ngón cái choãi ra chỉ chiều của lực từ tác dụng lên dây dẫn.
Thanh ray trượt sang trái \( \Rightarrow \) Lực từ \(\overrightarrow F \) hướng sang trái.
Sử dụng quy tắc bàn tay trái xác định được chiều của I là chiều từ D đến C.
Áp dụng định luật II Niuton ta có:
\(\overrightarrow N + \overrightarrow P + \overrightarrow F + \overrightarrow {{F_{ms}}} = m\overrightarrow a \,\,\,\left( * \right)\)
Chọn hệ trục toạ độ Oxy như hình vẽ.
Chiếu (*) lên các trục Ox và Oy ta có :
\(\left\{ \begin{array}{l}F - {F_{ms}} = ma\\N - P = 0\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}F = {F_{ms}} + ma\\N = P\end{array} \right.\)
Mà \({F_{ms}} = \mu N = \mu mg\)
\( \Rightarrow F = \mu mg + ma = m\left( {\mu g + a} \right)\)
Lại có : \(F = BIl\sin 90 \Rightarrow BIl\sin 90 = m\left( {\mu g + a} \right)\)
\( \Rightarrow I = \frac{{m\left( {\mu g + a} \right)}}{{Bl.\sin 90}} = \frac{{0,1.\left( {0,1.10 + 3} \right)}}{{0,2.0,2}} = 10A\)
Đáp án cần chọn là: C
Group 2K9 ôn Thi ĐGNL & ĐGTD Miễn Phí
>> 2K9 Học trực tuyến - Định hướng luyện thi TN THPT, ĐGNL, ĐGTD ngay từ lớp 11 (Xem ngay) cùng thầy cô giáo giỏi trên Tuyensinh247.com. Bứt phá điểm 9,10 chỉ sau 3 tháng, tiếp cận sớm các kì thi.
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
Hỗ trợ - Hướng dẫn
-
024.7300.7989
-
1800.6947
(Thời gian hỗ trợ từ 7h đến 22h)
Email: lienhe@tuyensinh247.com
