Bài 19-20: Từ trường - Lực từ - Cảm ứng từ

Bài 19-20.12* trang 49,50 SBT Vật Lí 11

Giải bài 19-20.12* trang 49,50 SBT Vật Lí 11. Một thanh kim loại MN dài l = 4,0 cm và khối lượng m = 4,0 g được treo thẳng ngang bằng hai dây kim loại cứng song song cùng độ dài AM và CN trong từ trường đều.

Đề bài

Một thanh kim loại MN dài l = 4,0 cm và khối lượng m = 4,0 g được treo thẳng ngang bằng hai dây kim loại cứng song song cùng độ dài AM và CN trong từ trường đều. Cảm ứng từ của từ trường này có có độ lớn B = 0,10 T, hướng vuông góc với thanh MN và chếch lên phía trên hợp với phương thẳng đứng một góc α. Lúc đầu, hai dây treo AM và CN nằm trong mặt phẳng thẳng đứng. Sau đó, cho dòng điện cường độ I = 10 A chạy qua thanh MN. Lấy g ≈ 10 m/s². Xác định góc lệch γ của mặt phẳng chứa hai dây treo AM và CN so với mặt phẳng thẳng đứng trong hai trường hợp :

a) góc α = 90° ; b) góc góc α= 60°.

Phương pháp giải - Xem chi tiết

Sử dụng biểu thức tính lực từ: \( F=BIlsin\alpha\)

Lời giải chi tiết

Nếu cảm ứng từ \(\overrightarrow B \) hướng vuông góc với dòng điện I và chếch lên phía trên hợp với phương thẳng đứng góc α, thì theo quy tắc bàn tay trái, lực từ do từ trường tác dụng lên dòng điện I sẽ hướng vuông góc với \(\overrightarrow B \) và hợp với phương thẳng đứng góc \(β = \dfrac{π}{2} - α\) trong cùng mặt phăng vuông góc với dòng điện I như Hình 19-20.3G. Khi đó, hợp lực \(\overrightarrow R \) của lực từ \(\overrightarrow F \) và trọng lực \(\overrightarrow P \) của thanh MN sẽ hợp với phương thẳng đứng một góc γ đúng bằng góc lệch của mặt phẳng chứa hai dây treo AM và CN so với mặt phẳng thẳng đứng của chúng sao cho \(\overrightarrow R \) có độ lớn và hướng được xác định theo các công thức :

\(R^2 =F^2 +P^2 – 2Fpcosβ = F^2 +P^2 – 2Fpsinα\)

\(\dfrac{F}{\sin \gamma } = \dfrac{R}{\sin \beta } =\dfrac {R}{cos\alpha }\)

Từ đó ta suy ra:

\(\sin \gamma = \dfrac{F\cos \alpha }{R} = \dfrac{F\cos \alpha }{\sqrt {F^2 + P^2 - 2FP\sin \alpha } }\)

a) Khi \(α = 90°\), thì cos90⁰ = 0, nên sin γ = 0 và γ = 0

b) Khi α = 60⁰

Vì lực từ \(F = BIl = 40.10^{-3} N\) và trọng lực \(P = mg ≈ 40.10^{-3}N\), nên \(F = P.\)

Thay vào ta có

\( \sin \gamma = \dfrac{\cos 60^0}{\sqrt {2(1 - \sin 60^0)}} \approx \dfrac{0,50}{\sqrt {2.(1 - 0,87)} } \approx 0,96 \)

\(\Rightarrow \gamma \approx {74^0} \)

Loigiaihay.com

Bình luận

Chia sẻ

Bình chọn:

3.8 trên 6 phiếu

Bài tiếp theo

Bài 19-20.11 trang 49 SBT Vật Lí 11
Giải bài 19-20.11 trang 49 SBT Vật Lí 11. Một khung dây dẫn hình chữ nhật, kích thước 30 cm x 20 cm, được đặt trong một từ trường đều có
Bài 19-20.10 trang 49 SBT Vật Lí 11
Giải bài 19-20.10 trang 49 SBT Vật Lí 11. Hai dòng điện I1 và I2 chạy trong hai dây dẫn thẳng, đồng phẳng và trực giao nhau. Xác định
Bài 19-20.9 trang 49 SBT Vật Lí 11
Giải bài 19-20.9 trang 49 sách bài tập Vật Lí 11. Một đoạn dây dẫn đặt trong một từ trường đéu có cảm ứng từ 0,35 T. Khi dòng điện cường độ
Bài 19-20.8 trang 49 SBT Vật Lí 11
Giải bài 19-20.8 trang 49 SBT Vật Lí 11. Một đoạn dây dẫn thẳng dài 89 cm được đặt vuông góc với các đường sức từ trong một từ trựờng đều.
Bài 19-20.7 trang 49 SBT Vật Lí 11
Giải bài 19-20.7 trang 49 SBT Vật Lí 11. Một đoạn dây dẫn thẳng dài 128 cm được đặt vuông góc với các đường sức từ trong một từ trường đểu có cảm ứng từ 0,83 T.
Bài 19-20.3, 19-20.4, 19-20.5, 19-20.6 trang 48 SBT Vật Lí 11
Giải bài 19-20.3, 19-20.4, 19-20.5, 19-20.6 trang 48 sách bài tập Vật Lí 11. Câu nào dưới đây nói về lực từ là không đúng ?
Bài 19-20.1, 19-20.2 trang 47 SBT Vật Lí 11
Giải bài 19-20.1, 19-20.2 trang 47 sách bài tập Vật Lí 11. Câu nào dưới đây nói về từ trường là không đúng ?