Khi chụp cộng hưởng từ (MRI), người bệnh không được mang các vật bằng kim loại vào phòng chụp. Từ trường thay đổi, làm xuất hiện dòng điện cảm ứng trong vòng dây kim loại.
18/21
Khi chụp cộng hưởng từ (MRI), người bệnh không được mang các vật bằng kim loại vào phòng chụp. Từ trường thay đổi, làm xuất hiện dòng điện cảm ứng trong vòng dây kim loại. Dòng điện này có thể gây nóng, bỏng hoặc thậm chí hút chặt vật kim loại vào máy MRI với lực lớn, đe dọa nghiêm trọng đến sự an toàn của bệnh nhân.
Xét một vòng dây kim loại tròn có diện tích \(100{\rm{\;c}}{{\rm{m}}^2}\), điện trở \(4{\rm{\Omega }}\) nằm trong từ trường đều của máy MRI. Mặt phẳng vòng dây đặt vuông góc với vectơ cảm ứng từ của từ trường do máy tạo ra. Ban đầu, cảm ứng từ có độ lớn \(0,6{\rm{\;T}}\) và có chiều như hình vẽ. Cho độ lớn cảm ứng từ tăng đều đến \(1,4{\rm{\;T}}\) trong thời gian \(0,25{\rm{\;s}}\).
Trong vòng dây xuất hiện dòng điện cảm ứng.
Chiều dòng điện cảm ứng xuất hiện trong vòng dây cùng chiều kim đồng hồ.
Độ lớn suất điện động cảm ứng xuất hiện trong vòng dây là \(3,2{\rm{\;V}}\).
Công suất tỏa nhiệt trên vòng dây là \({2,65.10^{ - 4}}{\rm{\;W}}\).
a) ĐÚNG
Do độ lớn cảm ứng từ thay đổi (tăng đều) nên từ thông xuyên qua vòng dây biến thiên (tăng) làm xuất hiện dòng điện cảm ứng trong vòng dây.
b) ĐÚNG
Do từ thông xuyên qua vòng dây tăng nên \(\overrightarrow {{{\rm{B}}_{\rm{c}}}} \) ngược hướng với vector cảm ứng từ \({\rm{\vec B}}\) của từ trường máy MRI. Dùng quy tắc nắm bàn tay phải ta xác định được chiều dòng điện cảm ứng cùng chiều quay của kim đồng hồ.
c) SAI
Độ lớn suất điện động cảm ứng xuất hiện trong vòng dây là:
\(\left| {{{\rm{e}}_{\rm{c}}}} \right| = \left| { - \frac{{\Delta {\rm{\Phi }}}}{{\Delta {\rm{t}}}}} \right| = \left| { - \frac{{{\rm{N}}.\Delta {\rm{B}}.{\rm{S}}.\cos {\rm{\alpha }}}}{{\Delta {\rm{t}}}}} \right| = \left| { - \frac{{1.\left( {1,4 - 0,6} \right){{.100.10}^{ - 4}}}}{{0,25}}} \right| = 0,032\) V.
d) SAI
Công suất tỏa nhiệt trên vòng dây là
\(\mathcal{P} = \frac{{{{\left| {{{\rm{e}}_{\rm{c}}}} \right|}^2}}}{{\rm{R}}} = \frac{{{{0,032}^2}}}{4} = {2,56.10^{ - 4}}\) W.