Hình bên là sơ đồ nguyên lí của phương án đo lực từ và cảm ứng từ bằng lực kế điện tử. Khung dây hình chữ nhật được quấn 4 vòng, treo vào lực kế điện tử. Cạnh dưới của khung dây dài \(l = 4cm
19/28
PHẦN II. Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu 4. Trong mỗi ý a), b), c), d) ở mỗi câu, thí sinh chọn đúng hoặc sai.
Hình bên là sơ đồ nguyên lí của phương án đo lực từ và cảm ứng từ bằng lực kế điện tử. Khung dây hình chữ nhật được quấn 4 vòng, treo vào lực kế điện tử. Cạnh dưới của khung dây dài \(l = 4cm\) nằm ngang trong lòng một nam châm vĩnh cửu và song song với các mặt của nam châm. Trục đối xứng của nam châm đi qua tâm của thước đo góc. Chưa cho dòng điện chạy vào khung dây, nhấn nút TARE (nút trừ bì) để số chỉ của lực kế về 0. Tiếp theo, cho dòng điện có cường độ 4,48 A vào khung dây thì lực kế chỉ thị 68,9 mN.
Nam châm vĩnh cửu trên gây ra một từ trường đều trong lòng nó, các đường sức từ vuông góc với các mặt của nam châm, có chiều từ cực Bắc sang cực Nam của nam châm.
Khi đoạn dây thẳng có tổng chiều dài \(L\) mang dòng điện \(I\) đặt vuông góc với các vectơ cảm ứng từ \(\vec B\) thì chịu tác dụng của một lực từ \(\vec F\). Cảm ứng từ của nam châm là \(B = \frac{{F.L}}{I}\).
Cảm ứng từ của nam châm xấp xỉ 96,1 mT.
Nếu xoay nam châm quanh trục thêm một góc \({30^\circ }\) thì số chỉ lực kế là 59,7 mN.
Dữ kiện: \(n = 4,\quad l = 4cm = 0,04m,\quad I = 4,48A,\quad F = 68,9mN = 0,0689N\)
Tổng chiều dài dây nằm trong từ trường: \(L = nl = 4.0,04 = 0,16m\)
Lực từ: \(F = BIL\)
Suy ra: \(B = \frac{F}{{IL}} = \frac{{0,0689}}{{4,48.0,16}} \approx 0,0961T = 96,1mT\)
a) Đúng
Trong lòng nam châm, từ trường có chiều từ cực Bắc sang cực Nam.
b) Sai
Công thức đúng là: \(B = \frac{F}{{IL}}\)
Không phải \(B = \frac{{F.L}}{I}\).
c) Đúng
Ta đã tính được: \(B \approx 96,1mT\)
d) Đúng
Khi xoay nam châm thêm \({30^\circ }\), số chỉ lực kế giảm theo hệ số \(cos{30^\circ }\):
\(F' = Fcos{30^\circ } = 68,9.\frac{{\sqrt 3 }}{2} \approx 59,7mN\)
Vậy d) đúng.