Một đoạn dây dẫn nằm ngang được giữ cố định ở vùng từ trường đều trong

Câu hỏi số 970219:

Vận dụng

Một đoạn dây dẫn nằm ngang được giữ cố định ở vùng từ trường đều trong khoảng không gian giữa hai cực của nam châm. Nam châm này được đặt trên một cái cân, phần nằm trong từ trường của đoạn dây dẫn có chiều dài là 10 cm. Khi không có dòng điện chạy trong đoạn dây, số chỉ của cân là 500,68 g. Khi có dòng điện cường độ 0,34 A chạy trong đoạn dây, số chỉ của cân là 500,12 g. Lấy $g = 9,8m/s^{2}$.

Trong các phát biểu sau đây, những phát biểu nào là đúng?

Số chỉ của cân giảm đi chứng tỏ có một lực tác dụng vào cân theo chiều thẳng đứng lên trên.

B. Lực tác dụng làm cho số chỉ của cân giảm là lực từ tác dụng lên đoạn dây và có chiều hướng lên.

C. Dòng điện trong dây có chiều từ trái sang phải.

D. Độ lớn cảm ứng từ giữa các cực của nam châm là 0,16 T.

Đáp án đúng là: D

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:970219

Phương pháp giải

+ Sử dụng định luật III Newton để xác định chiều lực từ tác dụng lên dây dẫn thông qua lực tác dụng lên nam châm.

+ Sử dụng quy tắc bàn tay trái để xác định chiều dòng điện chạy trong dây dẫn.

+ Áp dụng công thức tính lực từ $F = BIl\sin\alpha$ để tính độ lớn cảm ứng từ B.

Giải chi tiết

a) Khi có dòng điện chạy qua, số chỉ của cân giảm đi, tức là áp lực của nam châm lên mặt cân giảm. Điều này chứng tỏ nam châm chịu tác dụng của một lực hướng thẳng đứng lên trên. Lực này tác dụng vào nam châm chứ không phải tác dụng trực tiếp vào cân.

$\Rightarrow$ a sai.

b) Theo định luật III Newton, lực do dây dẫn tác dụng lên nam châm có chiều hướng lên, thì lực từ do nam châm tác dụng lên đoạn dây dẫn phải có chiều ngược lại, tức là hướng xuống dưới.

$\Rightarrow$ b sai.

c) Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn có chiều hướng xuống.

Đường sức từ có chiều từ N – S.

Áp dụng quy tắc bàn tay trái ta xác định được dòng điện có chiều hướng từ phải sang trái.

$\Rightarrow$ c sai.

d) Khi có dòng điện chạy qua đoạn dây dẫn, nam châm chịu thêm tác dụng của lực từ $\overset{\rightarrow}{F}$ có chiều hướng lên, làm cho số chỉ của cân giảm đi.

Ta có: $F = \Delta P = \left( {m_{0} - m'} \right).g$

$\begin{array}{l} \left. \Leftrightarrow B.I.l.\sin\alpha = \left( {m_{0} - m'} \right).g\Leftrightarrow B.I.l.\sin 90^{0} = \left( {m_{0} - m'} \right).g \right. \\ \left. \Leftrightarrow B.I.l = \left( {m_{0} - m'} \right).g\Rightarrow B = \dfrac{\left( {m_{0} - m'} \right).g}{I.l} \right. \\ \left. \Rightarrow B = \dfrac{\left( {500,68.10^{- 3} - 500,12.10^{- 3}} \right).9,8}{0,34.0,1} \approx 0,16(T) \right. \end{array}$.

Đáp án cần chọn là: D

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.