Sử dụng các thông tin sau cho hai câu sau: Một mô hình súng điện từ gồm một thanh kim loại có

Sử dụng các thông tin sau cho hai câu sau: Một mô hình súng điện từ gồm một thanh kim loại có khối lượng 50 g, điện trở 0,1 $\Omega$. Thanh kim loại có thể trượt dọc trên hai thanh ray dẫn điện cách nhau 10 cm, tổng điện trở của cả hai thanh ray là 0,05 $\Omega$. Hệ thống đặt trong từ trường đều B = 0,5 T hướng thẳng đứng lên trên như hình vẽ bên. Hai thanh ray được nối với một nguồn điện có suất điện động E = 12 V và điện trở trong r = 0,05 $\Omega$.

Trả lời cho các câu 1, 2 dưới đây:

Câu hỏi số 1:

Thông hiểu

Thanh kim loại được đặt ở đầu hai thanh ray. Tại thời điểm đóng mạch, độ lớn lực từ tác dụng lên thanh kim loại là bao nhiêu newton?

Trả lời:

Đáp án đúng là:

Xem lời giải

Câu hỏi:964090

Phương pháp giải

Áp dụng định luật Ohm cho toàn mạch để tìm cường độ dòng điện $I$, sau đó áp dụng công thức tính lực từ $F = BIl\sin\alpha$.

Giải chi tiết

Tại thời điểm đóng mạch, thanh chưa chuyển động nên vận tốc $v = 0$, chưa có suất điện động cảm ứng sinh ra trên thanh.

Điện trở tương đương của toàn mạch: $R_{td} = R_{thanh} + R_{ray} + r = 0,1 + 0,05 + 0,05 = 0,2\Omega$.

Cường độ dòng điện qua thanh là: $I = \dfrac{E}{R_{td}} = \dfrac{12}{0,2} = 60A$

Vì từ trường $\overset{\rightarrow}{B}$ hướng thẳng đứng còn thanh đặt nằm ngang nên góc $\alpha = 90^{0}$ ($\sin 90^{0} = 1$).

Độ lớn lực từ tác dụng lên thanh là:

$F = BIl = 0,5 \cdot 60 \cdot 0,1 = 3N$

Đáp án cần điền là: 3

Câu hỏi số 2:

Vận dụng

Trong một thử nghiệm thực tế, sau khi đi hết chiều dài thanh ray, người ta đo được vận tốc của thanh kim loại là v = 12 m/s. Cường độ dòng điện qua thanh kim loại là bao nhiêu ampere?

Trả lời:

Đáp án đúng là:

Xem lời giải

Câu hỏi:964091

Phương pháp giải

+ Thanh chuyển động cắt các đường sức từ sẽ đóng vai trò như một máy phát điện sinh ra suất điện động cảm ứng $e_{c} = Blv$ chống lại dòng điện do nguồn cấp.

+ Áp dụng định luật Ohm cho mạch có máy thu.

Giải chi tiết

Khi thanh đạt vận tốc $v = 12m/s$, độ lớn suất điện động cảm ứng xuất hiện trên thanh là:

$e_{c} = Blv = 0,5 \cdot 0,1 \cdot 12 = 0,6V$

Theo định luật Lenz, suất điện động cảm ứng này có chiều chống lại nguyên nhân sinh ra nó (tức là chống lại suất điện động E của nguồn). Do đó, cường độ dòng điện chạy qua thanh lúc này được tính theo định luật Ohm cho toàn mạch chứa máy phát và máy thu:

$I' = \dfrac{E - e_{c}}{R_{thanh} + R_{ray} + r} = \dfrac{12 - 0,6}{0,2} = \dfrac{11,4}{0,2} = 57A$

Đáp án cần điền là: 57

Quảng cáo

Group 2K8 ôn Thi ĐGNL & ĐGTD Miễn Phí

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> 2K9 Chú ý! Lộ Trình Sun 2027 - 1 lộ trình ôn đa kỳ thi (TN THPT, ĐGNL (Hà Nội/ Hồ Chí Minh), ĐGNL Sư Phạm, ĐGTD, ĐGNL Bộ Công an, ĐGNL Bộ Quốc phòngTD - Click xem ngay) tại Tuyensinh247.com. Cập nhật bám sát bộ SGK mới, Thầy Cô giáo giỏi, 3 bước chi tiết: Nền tảng lớp 12; Luyện thi chuyên sâu; Luyện đề đủ dạng đáp ứng mọi kì thi.