Bố trí thí nghiệm xác định độ lớn cảm ứng từ của nam châm bằng phương pháp “cân dòng

Câu hỏi số 972314:

Vận dụng

Bố trí thí nghiệm xác định độ lớn cảm ứng từ của nam châm bằng phương pháp “cân dòng điện” như hình vẽ. Đặt nam châm này lên một cái cân và hiệu chỉnh cân về số 0. Đoạn dây dẫn nằm trong từ trường của nam châm có chiều dài 3 cm. Cho dòng điện có cường độ 0,45 A chạy qua dây dẫn. Lấy $g = 10\text{m/s}^{2}$.

Cho các nhận định sau, các nhận định đúng là?

A. Nếu cho dòng điện qua theo chiều từ M đến N, số chỉ của cân tăng lên

B. Số chỉ của cân tăng lên chứng tỏ có một lực tác dụng vào cân hướng thẳng đứng xuống dưới

C. Trọng lực của nam châm là nguyên nhân làm số chỉ của cân tăng

D. Nếu cân chỉ 0,34 g thì độ lớn cảm ứng từ của nam châm bằng 0,25 T

Đáp án đúng là: B; D

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:972314

Phương pháp giải

+ Áp dụng quy tắc bàn tay trái để xác định chiều của lực từ tác dụng lên dây dẫn.

+ Áp dụng định luật III Newton để xác định chiều của lực từ tác dụng lên nam châm (đặt trên cân).

+ Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện: $F = B.I.l.\sin\alpha$.

+ Khi số chỉ của cân thay đổi một lượng tương đương khối lượng $m$, độ lớn của lực từ sinh ra bằng với trọng lượng tương đương: $F = m.g$.

Giải chi tiết

a) Sai.

Đường sức từ có chiều ra N vào S, dòng điện có chiều từ M đến N.

Áp dụng quy tắc bàn tay trái ta xác định được lực từ tác dụng lên đoạn dây hướng thẳng đứng xuống dưới.

Theo định luật III Newton, đoạn dây sẽ tác dụng lên nam châm một phản lực thẳng đứng lên trên. Lực này làm giảm áp lực của nam châm lên mặt cân, nên số chỉ của cân sẽ giảm xuống.

b) Đúng.

Cân điện tử đo độ lớn áp lực tác dụng lên đĩa cân. Nếu số chỉ của cân tăng lên khi có dòng điện, điều đó chứng tỏ áp lực tổng cộng lên đĩa cân đã tăng, tức là có thêm một lực từ tác dụng lên hệ nam châm có hướng thẳng đứng xuống dưới.

c) Sai.

Trọng lực của nam châm là một lực có độ lớn không đổi. Ban đầu, cân đã được hiệu chỉnh về số 0 nên trọng lực không phải là nguyên nhân làm số chỉ thay đổi. Nguyên nhân gây ra sự thay đổi số chỉ của cân là do lực từ sinh ra khi có dòng điện chạy qua đoạn dây nằm trong từ trường.

d) Đúng.

Độ biến thiên số chỉ của cân là $\Delta m = 0,34g = 0,34.10^{- 3}kg$.

Lực từ tác dụng lên nam châm là:

$F = \Delta m.g$

Lực từ tác dụng lên đoạn dây: $F = BIl$

$\left. \Rightarrow\Delta mg = BIl\Rightarrow B = \dfrac{\Delta mg}{Il} = \dfrac{0,34.10^{- 3}.10}{0,45.0,03} \approx 0,25T \right.$

Đáp án cần chọn là: B; 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 phòng- 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.