Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Đáp án C
Khi thanh AB đi xuống thì thanh AB đóng vai trò như một nguồn điện với cực âm ở B, cực dương ở A.
Dòng điện cảm ứng tạo ra có chiều như hình vẽ sao cho từ trường tạo ra đi ngược lại chiều của để chống lại sự tăng của từ thông. Sử dụng quy tắc bàn tay trái, ta xác định được chiều của lực từ hướng lên trên. Dưới sự tác dụng của trọng lực , thanh sẽ rơi càng ngày càng nhanh nên I sẽ tăng lên lực từ cũng sẽ tăng mãi cho đến khi bằng trọng lực thì nó không tăng được nữa, và thanh sẽ chuyển động đều với vận tốc .
Khi đó : F t = P ⇒ B I l = m g
⇒ I = m g B l = 0 , 01.10 1.0 , 2 = 0 , 5 A .
Suất điện động do thanh AB tạo ra là
ξ ' = B l v = 1.0 , 2.1 = 0 , 2 V .
ta có:
I = ξ ' + ξ r + R ⇒ ξ = I . r + R − ξ ' = 0 , 5. 2 + 0 , 2 − 0 , 2 = 0 , 9 V .
Khi thanh MN chuyển động với vận tốc v thì dòng điện cảm ứng xuất hiện trên thanh theo chiều từ M đến N.
Suất điện động cảm ứng trong mạch: e C = B . v . l
Cường độ dòng điện cảm ứng: I = e C R = B . v . l R
Lực từ tác dụng lên thanh MN hướng ngược chiều với v → và có độ lớn:
F t = B . I . l = B 2 . l 2 . v R
a) Do thanh MN chuyển động đều nên lực kéo tác dụng lên thanh cân bằng với lực từ tác dụng lên thanh.
Công suất của lực kéo: P k = F . v = F t . v = B 2 . l 2 . v 2 R = 0 , 5 2 . 0 , 5 2 . 2 2 0 , 5 = 0 , 5 ( W ) .
Công suất tỏa nhiệt trên thanh MN: P t n = I 2 . R = B 2 . l 2 . v 2 R bằng công của lực kéo.
b) Sau khi ngừng tác dụng lực, thanh chỉ còn chịu tác dụng của lực từ. Độ lớn trung bình của lực này là: F = F t 2 = B 2 . l 2 . v 2 R
Sau đó thanh này trượt thêm một đoạn đường s thì lực này thực hiện được một công: A = F . s = B 2 . l 2 . v . s 2 R
Công này là công cản và đúng bằng độ biến thiên động năng của thanh nên:
- B 2 . l 2 . v . s 2 R = 0 - 1 2 . m v 2 ⇒ s = m v . R B 2 . I 2 = 0 , 005 . 2 . 0 , 5 0 , 5 2 . 0 , 5 2 = 0 , 08 ( m ) .
a) Do thanh đi xuống nên từ thông qua mạch tăng.
Áp dụng định luật Lenxơ, dòng điện cảm ứng sinh ra véc tơ cảm ứng từ cảm ứng B C → ngược chiều với B → .
Áp dụng qui tắc nắm bàn tay phải, ta thấy dòng điện cảm ứng chạy qua R có chiều từ A đến B.
b) Ngay sau khi buông thì thanh AB chỉ chịu tác dụng của trọng lực P = mg nên thanh chuyển động nhanh dần do đó v tăng dần.
Sau đó trong mạch xuất hiện dòng điện I nên thanh AB chịu thêm tác dụng của lực từ F = B.I.l có hướng đi lên.
Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong mạch là: e C = B . l . v
Cường độ dòng điện chạy trong mạch: I = e C R + r = B . l . v R + r .
Lực từ tác dụng lên thanh: F = B . I . l = B 2 . l 2 . v R + r hướng thẳng đứng lên trên.
Vì v tăng dần nên F tăng dần cho đến lúc F = P thì thanh chuyển động thẳng đều.
Khi thanh chuyển động đều thì: B 2 . l 2 . v R + r = m . g
⇒ v = ( R + r ) . m g B 2 . l 2 = 0 , 5 + 0 , 5 . 2 . 9 , 8 0 , 2 2 . 0 , 14 2 = 25 ( m / s ) .
Hiệu điện thế giữa hai đầu thanh lúc đó:
U A B = I . R = B . l . v R + r . R = 0 , 2 . 0 , 14 . 25 0 , 5 + 0 , 5 . 0 , 5 = 0 , 35 ( V ) .
c) Khi để nghiêng hai thanh kim loại một góc a so với mặt phẳng ngang
Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong mạch lúc này là:
e C = B . cos 90 ° - α . l . v = B . l . v . sin α .
Cường độ dòng điện chạy trong mạch: I = e C R + r = B . l . v . sin α R + r
Lực từ tác dụng lên thanh: F = B . sin α . I . l = B 2 . l 2 . v . ( sin α ) 2 R + r hướng lên dọc theo hai thanh song song.
Khi lực từ cân bằng với thành phần của trọng lực hướng dọc theo hai thanh song song là m.g.sina thì thanh chuyển động đều.
Khi đó ta có: B 2 . l 2 . v . sin 2 ( α ) R + r = m . g . sin α
⇒ v = ( R + r ) . m . g B 2 . l 2 . sin α = ( 0 , 5 + 0 , 5 ) . 2 . 10 - 3 . 9 , 8 0 , 2 2 . 0 , 14 2 . 0 , 87 = 28 , 7 ( m / s )
Hiệu điện thế giữa hai đầu thanh khi đó là:
U A B = I . R = B . l . v . sin α R + r . R = 0 , 2 . 0 , 14 , 28 , 7 . 0 , 87 0 , 5 + 0 , 5 . 0 , 5 = 0 , 35 ( V ) .
a) Mô tả hiện tượng và giải thích
Khi thanh MN trượt xuống dưới tác dụng của trọng lực, từ thông qua diện tích MRN biến thiên, trong mạch xuất hiện suất điện động cảm ứng e C = B . l . v ; với v là vận tốc trượt của thanh; dòng điện cảm ứng có chiều từ N đến M và có cường độ:
I = e C R = B . v . l R
Thanh chịu tác dụng của các lực:
Lực từ F = B . I . l = B 2 . l 2 . v R và trọng lực P = m.g.
Khi lực từ còn nhỏ hơn thành phân của trong lực trên mặt phẳng nghiêng P.sina thì thanh chuyển động nhanh dần, vân tốc v tăng và lực từ F tăng.
Khi lực từ cân bằng với thành phần của trọng lực trên mặt phẳng nghiêng thì vật chuyển động đều và vận tốc thanh đạt được lúc đó là cực đại.
Tính vận tốc cực đại đó
Ta có: F = B 2 . l 2 . v m a x R = m . g . sin α ⇒ v m a x = R . m . g . sin α B 2 . l 2
b) Thay điện trở bằng một tụ điện có điện dung C
Dòng cảm ứng nạp điện vào tụ.
Điện tích tức thời của tụ: q = C . e C
Lực cản F = i . B . l = d q d t . B . l = C . B . l . B . l . d v d t = C . B 2 . l 2 . a
Vậy F tỉ lệ với a.
Tính a:
Phương trình chuyển động của thanh: m . g . sin α - C . B 2 . l 2 . a = m . a
⇒ a = m . g . sin α C . B 2 . l 2 + m < g . sin α .
Gia tốc a nhỏ hơn gia tốc trượt khi không có từ trường B, và phụ thuộc vào khối lượng m.
