Cho hai thanh ray dẫn điện đặt thẳng đứng, song song với nhau, hai đầu trên của hai thanh ray nối với điện trở R = 0,5 Ω. Hai thanh ray song song được đặt trong từ trường đều B = 1 T, đường
22/124
Cho hai thanh ray dẫn điện đặt thẳng đứng, song song với nhau, hai đầu trên của hai thanh ray nối với điện trở R = 0,5 Ω. Hai thanh ray song song được đặt trong từ trường đều B = 1 T, đường sức từ vuông góc với mặt phẳng chứa hai thanh ray và có chiều ngoài vào trong. Lấy g = 10 m/s2. Thanh kim loại MN khối lượng m = 10 g có thể trượt theo hai thanh ray. Hai thanh ray cách nhau 25 cm. Điện trở của thanh kim loại MN và hai thanh ray rất nhỏ, có độ tự cảm không đáng kể. Coi lực ma sát giữa MN và hai thanh ray là rất nhỏ. Sau khi buông tay cho thanh kim loại MN trượt trên hai thanh ray được ít lâu thì MN chuyển động đều với tốc độ v. Giá trị v gần giá trị nào nhất sau đây?
0,75 m/s.
0,78 m/s.
0,65 m/s.
0,68 m/s.
Đáp án B
Chiều và cường độ dòng điện qua MN . Khi nối với nguồn trong mạch có dòng điện I:I=εR+r
Vì điện trở của các thanh ray và dây dẫn không đáng kể nên cường độ dòng điện I nằm trong từ trường nên chịu lực tác dụng của lực từ F→. Lực này có phương vuông góc với mặt phẳng chứa thanh MN và B→ , có chiều xác định theo quy tắc bàn tay trái :
F=B.I.l=B.ER+r.l
Lực từ F làm cho thanh MN chuyển động sang trái
Thanh MN chuyển động cắt vuông góc các đường cảm ứng từ nên ở hai đầu thanh có suất điện động cảm ứng ec:
ec=B.v.l.(sin(v→.B→)=1)
Áp dụng quy tắc bàn tay phải ta xác định được chiều dòng điện cảm ứng I trong mạch hướng từ N đến M . Khi đó thanh MN chịu thêm tác dụng của :
Lực F→ ngược chiều với F→ ( theo quy tắc bàn tay trái ) và có độ lớn :
F'=b.i.l=B.ecR+rl=B2l2vR+r và Fms=μmg
v=εBl−μmg(R+r)B2l2=0,78(m/s)