Hai thanh dẫn không điện trở Ax và Qy, đặt song song, thẳng đứng trong không gian có từ trường đều. Vectơ cảm ứng từ nằm ngang và vuông góc với mặt phẳng chứa hai thanh dẫn (hình bên), độ lớn
28/28
Hai thanh dẫn không điện trở Ax và Qy, đặt song song, thẳng đứng trong không gian có từ trường đều. Vectơ cảm ứng từ nằm ngang và vuông góc với mặt phẳng chứa hai thanh dẫn (hình bên), độ lớn \(0,50{\rm{\;T}}\). Nối hai đầu A, Q bên trên của hai thanh dẫn bằng một sợi dây không điện trở. Thanh kim loại NM có khối lượng \(0,10{\rm{\;kg}}\) dài \(0,40{\rm{\;m}}\), điện trở \({\rm{R}} = 0,25{\rm{\Omega }}\) được thả rơi không vận tốc đầu, trong quá trình rơi luôn tiếp xúc với 2 thanh dẫn Ax và Qy, chuyển động theo phương song song với hai thanh. Chiều dài các thanh dẫn Ax và Qy đủ dài, bỏ qua ma sát và lực cản, lấy \({\rm{g}} = 10{\rm{\;m}}/{{\rm{s}}^2}\). Tốc độ của thanh kim loại MN đạt được bằng nhiêu m/s?
* Khi thanh bắt đầu chuyển động thì từ thông qua mạch kín tăng, dòng điện cảm ứng sinh ra trong mạch tác dụng lực từ lên đoạn dây MN làm cản trở chuyển động của đoạn dây (tức có phương thẳng đứng hướng lên và ngược chiều với trọng lực) để chống lại sự tăng của từ thông. Dòng điện cảm ứng này tăng dần dẫn đến lực từ tăng dần và cân bằng với trọng lực. Khi đó thanh MN chuyển động thẳng đều và đạt tốc độ cực đại.
* Giai đoạn 1: thanh rơi nhanh dần đều, lực từ F tăng dần.
* Giai đoạn 2: lực từ F cân bằng với trọng lực P, thanh chuyển động thẳng đều.
* \(F = P \Rightarrow F = IBL = \frac{e}{{R + r}}.BL = \frac{{BLv}}{R}.BL = \frac{{{B^2}{L^2}v}}{R} = mg \Rightarrow v = \frac{{mgR}}{{{B^2}{L^2}}} = \frac{{0,1 \times 10 \times 0,25}}{{0,{5^2} \times 0,{4^2}}} = 6,25{\rm{\;m}}/{\rm{s}}\)
Đáp án: 6,25