Để kiểm chứng tính chất của lực từ tác dụng lên một đoạn dây có dòng điện đặt trong từ trường đều, một học sinh dùng bộ thí nghiệm gồm có
24/30
Để kiểm chứng tính chất của lực từ tác dụng lên một đoạn dây có dòng điện đặt trong từ trường đều, một học sinh dùng bộ thí nghiệm gồm có: nguồn điện một chiều, biến trở, thanh nhôm, nam châm hình chữ U, cân điện tử, kẹp cố định, dây nối có điện trở không đáng kể.
- Một nam châm vĩnh cửu hình chữ U đang nằm trên một cân điện tử làm cân chỉ có \(82,0{\rm{\;g}}\).
- Một thanh nhôm nằm giữa hai cực (không chạm) nam châm, được kẹp giữ cố định và kết nối với hệ thống cấp điện trên hình.
- Khi nguồn điện một chiều được bật, cân điện tử hiển thị giá trị 82,4g. Lấy \({\rm{g}} = 10{\rm{\;m/}}{{\rm{s}}^2}\).
Học sinh rút ra kết luận:
a) Số chỉ của cân điện tử khác đi sau khi cấp điện là do nhiễu của từ trường dòng điện lên cân điện từ làm cho nó hiển thị giá trị khác với lúc đầu.
b) Khi bật điện, lực từ tác dụng vào thanh nhôm hướng xuống dưới gia tăng áp lực lên cân làm số chỉ của cân tăng lên.
c) Nếu điều chỉnh biến trở giảm đi thì số chì trên bảng điện tử tăng lên, bởi vì lực từ tác đụng lên thanh nhôm cố định tăng làm thanh nhôm gia tăng phản lực lên nam châm.
d) Lực từ tác dụng lên thanh nhôm là 4 mN.
Phương pháp:
Lý thuyết về từ thông và phương pháp cân dòng điện.
Cách giải:
a) Số chỉ của cân điện từ khác đi sau khi cấp điện là do phản lực của lực từ lên nam châm.
\( \to \) a sai.
b) Khi bật điện, lực từ tác dụng vào thanh nhôm hướng lên gia tăng áp lực lên cân làm số chỉ của cân tăng lên. \( \to \) b sai.
c) Nếu điều chỉnh biến trở giảm đi thì số chỉ trên bảng điện từ tăng lên, bởi vì lực từ tác dụng thanh nhôm cố định tăng lên làm thanh nhôm gia tăng phản lực lên nam châm.
\( \to \) c đúng.
d) Lực từ có độ lớn bằng trọng lượng phần khối lượng tăng lên.
\(F = P = {\rm{\Delta }}mg = \left( {82,4 - 82} \right){.10^{ - 3}}.10\)
\( \Rightarrow F = {4.10^{ - 3}}\left( {\rm{N}} \right) = 4\left( {{\rm{mN}}} \right)\)
\( \to \) d đúng.