Một khung dây dẫn phẳng có dạng là một tam giác vuông MNP (vuông tại M); góc MNP bằng 30^o (hình vẽ). Đặt khung dây vào trong từ trường đều. Các đường sức từ vuông góc với mặt phẳng của khung dây, có chiều đi vào trong mặt phẳng hình vẽ. Dòng điện trong khung đi theo chiều từ M đến N rồi đến P. Biết lực từ tác dụng lên cạnh MN có độ lớn là 0,3 N. Lực từ tác dụng lên cạnh NP có độ lớn và có góc hợp với lực từ tác dụng lên cạnh MN lần lượt là

Dựa vào biểu thức (10.1), hãy xác định đơn vị đo cảm ứng từ B theo các đơn vị cơ bản trong hệ đơn vị SI.

Một đoạn dây dài 15 cm được đặt vuông góc với một từ trường đều. Khi có dòng điện 2 A chạy trong đoạn dây thì có lực từ tác dụng lên đoạn dây. Biết lực từ có độ lớn là 0,015 N. Xác định cảm ứng từ của từ trường đều

Trong đời sống hàng ngày, chúng ta có thể tiếp xúc với từ trường ở mọi nơi (ví dụ Trái Đất cũng có từ trường và được xem như một nam châm khổng lồ, với cực Bắc - Nam địa lí lần lượt là cực Nam - Bắc của nam châm). Đại lượng đặc trưng cho độ mạnh yếu của từ trường là vectơ cảm ứng từ. Vậy làm thế nào để xác định được độ lớn của cảm ứng từ

Dựa vào bộ dụng cụ thí nghiệm đã liệt kê trong Bài 10, hãy thiết kế và thực hiện phương án để đo cảm ứng từ của từ trường đều giữa hai cực của nam châm điện hình chữ U

Nêu những lưu ý khi làm thí nghiệm để thu được kết quả chính xác.

Từ số liệu thu được ở Bảng 11.1 ứng với một giá trị cường độ dòng điện xác định, hãy xử lí số liệu để tính toán cảm ứng từ B và sai số của phép đo.

Thay đổi độ lớn từ trường bằng cách điều chỉnh cường độ dòng điện chạy vào nam châm điện. Thực hiện lại thí nghiệm trên để đo cảm ứng từ B. Nhận xét về mối liên hệ giữa cảm ứng từ B và cường độ dòng điện qua nam châm điện.

Cho các dụng cụ: khung dây chữ nhật, dây treo, các nam châm chữ U, thước đo góc, thước thẳng, nguồn điện, ampe kế, lực kế. Hãy thiết kế phương án đo độ lớn cảm ứng từ của vùng từ trường giữa hai cực của nam châm chữ U.

Dụng cụ

- Đoạn dây dẫn (1); Nam châm (2); Cân (3).

Phương án thí nghiệm

- Tìm hiểu công dụng của từng dụng cụ đã cho.

- Thiết kế phương án thí nghiệm đo độ lớn cảm ứng từ bằng các dụng cụ này.

Tiến hành

Sau đây là một phương án thí nghiệm với các dụng cụ đã cho.

1) Lắp đặt các dụng cụ như Hình 2.6.

Đoạn dây dẫn được cố định theo phương ngang giữa hai cực của nam châm. Dòng điện chạy qua đoạn dây dẫn từ biến áp nguồn (không thể hiện trong Hình 2.6).

2) Đo và ghi chiều dài l của đoạn dây dẫn nằm ngang trong từ trường theo mẫu Bảng 2. 2.

3) Ấn nút hiệu chỉnh để cân chỉ số "0".

4) Bật nguồn điện. Đo và ghi cường độ dòng điện l và số chỉ m của cân theo Bảng 2.2.

5) Điều chỉnh biến áp nguồn để có các giá trị khác nhau của cường độ dòng điện 1. Lặp lại bước 4 cho đến khi có ít nhất ba giá trị khác nhau của I và m. Tắt nguồn điện.

Kết quả

Lấy g = 9,8 m/s²

- Tính độ lớn của cảm ứng từ.

- Tính sai số.

- Viết kết quả

\(B = \overline B  \pm \Delta B\)

Bảng 2.2 là kết quả thu được trong một lần thí nghiệm với các dụng cụ Hình 2.6.

Thảo luận đề xuất phương án với các dụng cụ thực hành ở trường của bạn và thực hiện phương án thí nghiệm để đo cảm ứng từ của dòng điện

Trong mỗi nhận định sau về thí nghiệm do độ lớn cảm ứng từ bằng “cân dòng điện” với bố trí thí nghiệm được thể hiện như trong Hình 11.1 (dụng cụ thí nghiệm được liệt kê ở Bài 10 trong SGK), em hãy chọn đúng hoặc sai.

a) Cơ sở lí thuyết của thí nghiệm này dựa trên tác dụng lực của từ trường đều lên đoạn dây dẫn có dòng điện chạy qua.

b) Trước khi bật công tắc cho dòng điện chạy qua khung dây dẫn và nam châm điện, cần phải điều chỉnh sao cho đòn cân nằm ngang rồi đọc giá trị của lực kế.

c) Khi đóng công tắc cho dòng điện chạy qua khung dây dẫn và nam châm điện, từ trường tạo ra bởi nam châm luôn tác dụng lực đẩy khung dây đi lên.

d) Trong thí nghiệm, từ trường tạo bởi nam châm điện không tác dụng lực từ lên các cạnh bên của khung dây.

e) Từ trường trong vùng không gian giữa hai nhánh của nam châm điện trong thí nghiệm được xem gần đúng là từ trường đều. Chiều và độ lớn của vectơ cảm ứng từ trong vùng từ trường này không phụ thuộc vào chiều và cường độ dòng điện chạy qua cuộn dây của nam châm.

f) Có thể lấy giá trị của lực kế khi đòn cân chưa nằm ngang ổn định.

g) Công dụng của các núm xoay (1) và (2) là điều chỉnh giá trị cường độ dòng điện chạy qua khung dây và cuộn dây của nam châm điện.

h) Có thể thay đổi chiều của lực từ tác dụng lên khung dây bằng việc sử dụng công tắc (5) hoặc (6).

Trong thí nghiệm đo độ lớn cảm ứng từ bằng “cân dòng điện” với bố trí thí nghiệm được thể hiện như trong Hình 11.1 (dụng cụ thí nghiệm được liệt kê ở Bài 10 trong SGK), khung dây được sử dụng có kích thước là 100 mm × 80 mm như Hình 11.2. Nếu ta thay khung dây ban đầu thành một khung dây khác có kích thước là 100 mm × 20 mm nhưng vẫn giữ nguyên góc hợp bởi mặt phẳng khung dây và các đường sức từ cũng như cường độ dòng điện qua khung dây và nam châm điện thì nhận định nào sau đây về lực từ do từ trường tác dụng lên khung dây là đúng?

A. Không đổi chiều và độ lớn tăng 4 lần.

B. Không đổi chiều và độ lớn giảm 4 lần.

C. Đổi chiều và độ lớn giảm 4 lần.

D. Đổi chiều và độ lớn tăng 4 lần.

Trong thí nghiệm xác định độ lớn cảm ứng từ của nam châm điện chữ U bằng “cân dòng điện” (theo phương án thí nghiệm trong Bài 11 của SGK), xét trạng thái ổn định với đòn cân nằm ngang cân bằng khi có dòng điện chạy trong khung dây và nam châm điện, góc hợp bởi mặt phẳng khung dây và các đường sức từ là 90%. Nếu ta làm khung dây bị lệch một góc nào đó so với vị trí ban đầu thì khi đòn cân được điều chỉnh trở về lại trạng thái nằm ngang cân bằng, số chỉ của lực kế sẽ

A. vẫn giữ nguyên giá trị ban đầu.

B. lớn hơn giá trị ban đầu.

C. nhỏ hơn giá trị ban đầu.

D. dao động xung quanh giá trị ban đầu.

Trong giờ thực hành đo độ lớn cảm ứng từ bằng “cân dòng điện” với bố trí thí nghiệm được thể hiện như trong Hình 11.1 (dụng cụ thí nghiệm và các bước tiến hành thí nghiệm lần lượt được trình bày ở Bài 10 và Bài 11 trong SGK), một bạn học sinh thu được bảng số liệu như bảng dưới đây.

Biết rằng giới hạn đo và độ chia nhỏ nhất của các ampe kế lần lượt là 2 A và 0,1 A. Trong mỗi phát biểu sau, em hãy chọn đúng hoặc sai.

a) Giá trị độ lớn cảm ứng từ thu được ở các lần đo có sự khác nhau là do có sai số trong quá trình đo đạc, thu thập và xử lí số liệu.

b) Giá trị trung bình của độ lớn cảm ứng từ thu được trong thí nghiệm này là 0,015 T (làm tròn đến 3 chữ số thập phân sau dấu phẩy).

c) Trong quá trình điều chỉnh dòng điện, giá trị của cường độ dòng điện đọc được từ ampe kế có thể bằng 0,25 A.

d) Sai số trung bình của độ lớn cảm ứng từ xấp xỉ 0,0001 T (làm tròn đến 4 chữ số thập phân sau dấu phẩy).

Em hãy liệt kê một số nguyên nhân dẫn đến sai số trong kết quả thu được của thí nghiệm đo độ lớn cảm ứng từ của nam châm điện chữ U bằng “cân dòng điện” (theo phương án thí nghiệm trong Bài 11 của SGK).

Trong giờ thực hành đo độ lớn cảm ứng từ bằng “cân dòng điện” với bố trí thí nghiệm được thể hiện như trong Hình 11.1 (dụng cụ thí nghiệm và các bước tiến hành thí nghiệm lần lượt được trình bày ở Bài 10 và Bài 11 trong SGK), một bạn học sinh đã thu được bảng số liệu như bảng dưới đây. Hãy xử lí số liệu thu được để đưa ra kết quả độ lớn cảm ứng từ trong thí nghiệm này.

 Một phần tử dòng điện có chiều dài 𝑙, cường độ I đặt vuông góc với các đường sức của từ trường đều. Khi đó lực từ tác dụng lên phần tử dòng điện có độ lớn là F. Công thức nào sau đây là đúng?

 Cảm ứng từ tại một điểm trong từ trường

 Điều nào sau đây là không đúng? Cảm ứng từ tại mỗi điểm trong từ trường

 Một phần tử dòng điện đặt vào trong một từ trường đều, lực từ tác dụng lên phần tử dòng điện có độ lớn nhỏ nhất khi

 Đặt hai phần tử dòng điện có cùng chiều dài, vuông góc với các đường sức từ của một điện trường đều, biết cường độ dòng điện trong phần tử thứ nhất lớn gấp hai lần cường độ dòng điện trong phần tử thứ 2. Tỉ số giữa độ lớn của lực từ tác dụng lên phần tử dòng điện thứ nhất so với độ lớn của lực từ tác dụng lên phần tử dòng điện thứ hai là

 Một dòng điện có cường độ 2 A nằm vuông góc với các đường sức của một điện trường đều. Cho biết lực từ tác dụng lên 20 cm, của đoạn dây ấy là 0,04 N. Độ lớn của cảm ứng từ là

 Một dây dẫn mang dòng điện có cường độ 6A nằm vuông góc với đường sức của một từ trường đều. Cảm ứng từ có độ lớn bằng 0,02 T. Lực từ tác dụng lên 30 cm chiều dài của dây dẫn có độ lớn bằng

 Một dây dẫn mang dòng điện có cường độ 8 A đặt trong một từ trường đều, cảm ứng từ có độ lớn bằng 0,5 T. Biết dòng điện hợp với các đường sức của từ trường góc 60^o. Độ lớn của lực từ tác dụng lên 20 cm chiều dài của dây dẫn là

Một đoạn dây dẫn thẳng dài 5 cm đặt trong từ trường đều và vuông góc với véctơ cảm ứng từ. Dòng điện qua dây có có cường độ 0,75 A. Lực từ tác dụng lên đoạn dây đó là 3.10^-3 N. Xác định cảm ứng từ của từ trường ?

 Treo một thanh đồng có chiều dài l = 1 m và có khối lượng 200 g vào hai sợi dây thẳng đứng cùng chiều dài trong một từ trường đều có B = 0,2 T và có chiều thẳng đứng từ dưới lên trên. Cho dòng điện một chiều qua thanh đồng thì thấy dây treo bị lệch so với phương thẳng một góc θ = 60^o. Lấy g = 9,8 m/s², lực căng của dây bằng

 Hai thanh ray Xx và Yy nằm ngang, song song và cách nhau l = 20 cm đặt trong từ trường đều có véctơ cảm ứng từ thẳng đứng hướng xuống dưới với B = 0,2 T. Một thanh kim loại đặt trên ray vuông góc với ray. Nối ray với nguồn điện để trong thanh có dòng điện chạy qua. Biết khối lượng của thanh kim loại là 200g. Biết thanh MN trượt sang trái với gia tốc a = 2 m/s². Độ lớn của cường độ dòng điện trong thanh MN là

 Một dây dẫn thẳng MN có chiều dài l, khối lượng của một đơn vị chiều dài của dây là D = 0,04 kg/m. Dây được treo bằng hai dây nhẹ theo phương thẳng đứng và đặt trong từ trường đều có véctơ cảm ứng từ vuông góc với mặt phẳng chứa MN và dây treo với B = 0,04 T. Cho dòng điện I chạy qua dây. Để lực căng của dây treo bằng 0 thì chiều và độ lớn của I là

 Một phần tử dòng điện có chiều dài 𝑙, cường độ I đặt vuông góc với các đường sức của từ trường đều. Khi đó lực từ tác dụng lên phần tử dòng điện có độ lớn là F. Công thức nào sau đây là đúng?

 Cảm ứng từ tại một điểm trong từ trường