Hai thanh ray dẫn điện trơn đủ dài cách nhau một khoảng d và được cố định trên mặt phẳng nằm ngang. Điện trở R được kết nối hai đầu bên trái của hai thanh ray.
| Nội dung | Đúng | Sai |
a | Dòng điện chạy qua đoạn dây dẫn có chiều từ A đến B. |
| S |
b | Biểu thức xác định tốc độ cực đại mà đoạn dây dẫn có thể đạt được là \(v_{\max}=\dfrac{F R}{B^{2} d^{2}}\). | Đ |
|
c | Biểu thức xác định tốc độ của đoạn dây dẫn theo thời gian là \(v(t)=\dfrac{F R}{B^{2} d^{2}\!}\left(1-e^{-\frac{B^{2} d^{2}}{m R}t}\right)\). | Đ |
|
d | Công mà hợp lực đã thực hiện được khi đoạn dây dẫn AB bắt đầu chuyển động đến khi đạt tốc độ cực đại là \(A=\dfrac{m F^{2} R^{2}}{2 B^{4} d^{4}}\). | Đ |
|
a) SAI
Khi đoạn dây dẫn AB chuyển động sang phải, từ thông xuyên qua diện tích mạch phẳng giới hạn bởi mạch điện kín tăng và sinh ra dòng điện cảm ứng. Theo định luật Lenz, vectơ cảm ứng từ của từ trường do dòng điện cảm ứng sinh ra ngược chiều với vectơ cảm ứng từ của từ trường ban đầu.
Dùng quy tắc nắm tay phải, ta xác định được dòng điện chạy qua đoạn dây dẫn AB có chiều từ B đến A.
b) ĐÚNG
Dùng quy tắc bàn tay trái, ta xác định được lực từ \(F_t\) tác dụng lên đoạn dây dẫn ngược hướng với lực \(F\) và có độ lớn:
\(E = B d v \Rightarrow I=\dfrac{E}{R}=\dfrac{B d v}{R}\)
\(F_t = B I d = B \cdot \dfrac{B d v}{R}\cdot d = \dfrac{B^{2} d^{2} v}{R}\).
Khi \(v=v_{\max}\) thì \(F_t=F\Rightarrow v_{\max}=\dfrac{F R}{B^{2} d^{2}}\).
c) ĐÚNG
Áp dụng định luật II Newton:
\(F - F_t = m\,\dfrac{dv}{dt}\Rightarrow F-\dfrac{B^{2} d^{2}}{R}\,v = m\,\dfrac{dv}{dt}\).
Đặt \(a=\dfrac{B^{2} d^{2}}{m R}\) và \(b=\dfrac{F}{m}\), ta có
\(\dfrac{dv}{dt}+a\,v=b\).
Giải với điều kiện đầu \(v(0)=0\):
\(v(t)=\dfrac{b}{a}\left(1-e^{-a t}\right)=\dfrac{F R}{B^{2} d^{2}}\left(1-e^{-\frac{B^{2} d^{2}}{m R}\,t}\right).\)
d) ĐÚNG
Công của hợp lực bằng độ biến thiên động năng:
\(A=\Delta W=\dfrac{1}{2}m v_{\max}^{2}
=\dfrac{1}{2} m\left(\dfrac{F R}{B^{2} d^{2}}\right)^{2}
=\dfrac{m F^{2} R^{2}}{2 B^{4} d^{4}}.\)
