Để đo cảm ứng từ trong lòng một nam châm, một bạn học sinh bố trí thí nghiệm như Hình a. Ban đầu, khung dây được giữ cân bằng trên nêm kim loại bằng thanh cách điện.
20/28
Để đo cảm ứng từ trong lòng một nam châm, một bạn học sinh bố trí thí nghiệm như Hình a. Ban đầu, khung dây được giữ cân bằng trên nêm kim loại bằng thanh cách điện.
Khi đóng khóa \(K\), phần khung dây \(\left( X \right)\) trong lòng nam châm chịu tác dụng của lực từ. Đoạn dây \(X\) di chuyển đi lên.
Với cách bố trí thí nghiệm như Hình a, để tăng độ lớn của lực từ tác dụng vào đoạn dây X, bạn học sinh đó tăng điện trở từ biến trở.
Để lấy lại cân bằng cho khung dây, bạn học sinh đó đặt lên trên thanh cách điện một vật nhỏ (Hình b). Biết đoạn dây \(X\) dài 5 cm và ampe kế chỉ \(1,5{\rm{\;A}}.\) Vật nhỏ gây ra một mômen có độ lớn \({4.10^{ - 4}}N.m\). Độ lớn của cảm ứng từ trong lòng nam châm bằng \(0,08{\rm{\;T}}\).
Từ trường trong lòng nam châm ở thí nghiệm nêu trên có các đường sức từ song song và cách đều nhau (từ trường đều).
a) Sử dụng quy tắc bàn tay trái ta xác định được chiều của lực từ tác dụng lên phần khung dây trong lòng nam châm \(\left( X \right)\) hướng xuống dưới \( \Rightarrow \) Đoạn dây \(X\) di chuyển đi xuống.
→ a sai.
b) Biến trở mắc nối tiếp với dây dẫn. Khi tăng trị số của biến trở thì cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn giảm ⇒ độ lớn lực từ giảm.
→ b sai.
c) Để khung dây nằm cân bằng thì:
\({M_{{F_t}}} = {M_P} \Leftrightarrow {F_t}.d = {M_P} \Leftrightarrow {F_t}.0,08 = 4,{8.10^{ - 4}}\)
\( \Rightarrow {F_t} = \frac{{4,{{8.10}^{ - 4}}}}{{0,08}} = {6.10^{ - 3}}{\rm{\;N}}\)
Mà: \({F_t} = BIl.{\rm{sin}}\alpha = BIl \Rightarrow B = \frac{{{F_t}}}{{I.l}} = \frac{{{{6.10}^{ - 3}}}}{{1,5.0,05}} = 0,08{\rm{\;T}}\)
→ c đúng.
d) Từ trường trong lòng nam châm chữ \(U\) là từ trường đều.
→ d đúng.