Hình 20.6 là ảnh chụp thí nghiệm đo lực từ của nam châm vĩnh cửu tác dụng lên đoạn dây dẫn đặt
5/5
Hình 20.6 là ảnh chụp thí nghiệm đo lực từ của nam châm vĩnh cửu tác dụng lên đoạn dây dẫn đặt trong từ trường. Biết dây dẫn được cố định vào giá thí nghiệm (1) sao cho phương của đoạn dây dẫn (2) nằm ngang vuông góc với vectơ cảm ứng từ B của nam châm (3) và không chạm vào nam châm nằm trên cân. Số liệu thí nghiệm thu được như trong Bảng 20.1. Trong đó L là chiều dài đoạn dây dẫn mang dòng điện đặt trong từ trường, F là độ lớn của lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn, I là cường độ dòng điện.
a) Vì sao sử dụng cân điện tử như trong Hình 20.6 có thể xác định được độ lớn lực từ tác dụng lên đoạn dây?
b) Từ số liệu trong bảng, hãy tính độ lớn cảm ứng từ B của nam châm.
a) Cân điện tử có thể đo được độ lớn lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn, vì:
- Sau khi bố trí thí nghiệm hoàn chỉnh, trước khi thực hiện thí nghiệm hiệu chỉnh cân về mức số 0 hoặc đo khối lượng m của nam châm để xác định được trọng lượng (P) của nam châm.
- Khi có dòng điện chạy qua đoạn dây dẫn, nó sẽ chịu tác dụng của lực từ do từ trường của nam châm sinh ra, hướng của lực từ hướng lên hay xuống phụ thuộc vào chiều dòng diện. Nếu lực từ hướng xuống thì số chỉ m’ trên cân điện tử sẽ tăng và ngược lại.
- Khi đó tính được độ lớn lực từ F dựa vào công thức: F=F'−P=m'g−mg.
b)
I (A) | 2,5 | 5,1 | 10,1 | 20,2 | 5,1 | 10,1 |
L (cm) | 1,2 | 1,2 | 1,2 | 1,2 | 0,7 | 0,7 |
F (N) | 0,008 | 0,015 | 0,030 | 0,060 | 0,009 | 0,017 |
B | 0,267 | 0,245 | 0,248 | 0,248 | 0,252 | 0,240 |
Giá trị trung bình của cảm ứng từ:
B¯=0,267+0,245+0,248+0,248+0,252+0,2406=0,250 (T)