Dùng thông tin sau cho hai câu sau: Trong y khoa, phương pháp kích thích từ trường xuyên sọ (TMS)

Dùng thông tin sau cho hai câu sau: Trong y khoa, phương pháp kích thích từ trường xuyên sọ (TMS) được sử dụng để điều trị các bệnh lý thần kinh bằng cách tạo ra một từ trường biến thiên mạnh trong thời gian cực ngắn. Quá trình này bắt đầu khi thiết bị đặt sát da đầu tạo ra một xung từ trường có độ lớn cảm ứng từ tăng đều từ $0T$ đến $1,8T$ trong khoảng thời gian $0,2ms$. Từ trường này xuyên vuông góc qua một vùng mô não có diện tích $20cm^{2}$, làm xuất hiện một suất điện động cảm ứng trong vùng mô đó. Giả sử trong vùng chịu tác động có một sợi dây thần kinh dài $2mm$, nằm vuông góc với từ trường và đóng vai trò như một sợi dây dẫn điện có điện trở $7,2k\Omega$.

Trả lời cho các câu 1, 2 dưới đây:

Câu hỏi số 1:

Vận dụng

Lực từ lớn nhất tác dụng lên sợi dây thần kinh có độ lớn bao nhiêu micronewton ($\mu\text{N}$)?

Trả lời:

Đáp án đúng là:

Xem lời giải

Câu hỏi:968532

Phương pháp giải

+ Tính độ lớn suất điện động cảm ứng xuất hiện trong mô não theo định luật Faraday: $\left| e_{c} \middle| = S\dfrac{\Delta B}{\Delta t} \right.$.

+ Tính cường độ dòng điện cảm ứng chạy qua sợi dây thần kinh theo định luật Ohm: $I = \dfrac{\left| e_{c} \right|}{R}$.

+ Tính lực từ tác dụng lên sợi dây mang dòng điện đặt trong từ trường: $F = BIl\sin\alpha$. Lực từ lớn nhất khi từ trường đạt cực đại $B_{\max}$.

Giải chi tiết

Từ trường xuyên vuông góc qua vùng mô não nên góc giữa vectơ cảm ứng từ $\overset{\rightarrow}{B}$ và vectơ pháp tuyến $\overset{\rightarrow}{n}$ là $\left. \alpha = 0^{0}\Rightarrow\cos(0^{0}) = 1 \right.$.

Độ lớn suất điện động cảm ứng sinh ra là:

$\left| e_{c} \middle| = S\dfrac{\Delta B}{\Delta t} = 2.10^{- 3} \cdot \dfrac{1,8 - 0}{2.10^{- 4}} = 18V \right.$

Cường độ dòng điện cảm ứng chạy qua sợi dây thần kinh là:

$I = \dfrac{\left| e_{c} \right|}{R} = \dfrac{18}{7200} = 2,5.10^{- 3}A$

Lực từ lớn nhất tác dụng lên sợi dây thần kinh xảy ra khi cảm ứng từ đạt cực đại ($B_{\max} = 1,8T$). Vì sợi dây nằm vuông góc với từ trường nên góc hợp bởi dòng điện và từ trường là $90^{{^\circ}}$:

$F_{\max} = B_{\max}.I.l.\sin(90^{0}) = 1,8.(2,5.10^{- 3}).(2.10^{- 3}).1 = 9.10^{- 6}N = 9\mu N$

Đáp án cần điền là: 9

Câu hỏi số 2:

Thông hiểu

Độ lớn từ thông cực đại qua vùng mô não là bao nhiêu miliweber (mWb)?

Trả lời:

Đáp án đúng là:

Xem lời giải

Câu hỏi:968533

Phương pháp giải

Sử dụng công thức tính từ thông: $\Phi = B \cdot S \cdot \cos\alpha$.

Giải chi tiết

Vì từ trường xuyên vuông góc qua vùng mô nên góc giữa vectơ pháp tuyến của diện tích và vectơ cảm ứng từ là $\alpha = 0^{0}$.

Từ thông đạt độ lớn cực đại khi cảm ứng từ đạt cực đại $B_{\max} = 1,8T$.

Độ lớn từ thông cực đại qua vùng mô não là:

$\Phi_{\max} = B_{\max} \cdot S \cdot \cos(0^{0}) = 1,8.2.10^{- 3}.1 = 3,6.10^{- 3}Wb = 3,6mWb$

Đáp án cần điền là: 3,6

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.