Một bộ thiết bị bao gồm một sợi dây dẫn điện đồng chất, tiết diện đều, một nam châm, một chiếc cân, một bộ nguồn điện có suất điện động không đổi (có gắn sẵn các đầu và một công tắc điện K đi
19/28
Một bộ thiết bị bao gồm một sợi dây dẫn điện đồng chất, tiết diện đều, một nam châm, một chiếc cân, một bộ nguồn điện có suất điện động không đổi (có gắn sẵn các đầu và một công tắc điện K điện trở không đáng kể). Sợi dây có tiết diện \(S = 3,{5.10^{ - 9}}{\rm{\;}}{{\rm{m}}^2}\), chiều dài \(L = 72,0{\rm{\;cm}}\) và điện trở được xác định bằng công thức \(R = 1,{7.10^{ - 8}}\frac{L}{S}\), trong do L tính bằng m, S tính bằng \({{\rm{m}}^2}\) và R tính bằng \({\rm{\Omega }}\). Bộ nguồn điện có suất điện động \(E = 12,0{\rm{\;V}}\) và điện trở trong \(r = 0,5{\rm{\Omega }}\). Nối sợi dây vào bộ nguồn điện qua công tắc K. Để xác định cảm ứng từ giữa hai cực của nam châm, một học sinh đã uốn sợi dây dẫn điện thành khung dây và bố trí thí nghiệm như hình vẽ bên (khung dây được giữ bởi hai chốt \({\rm{A}},{\rm{B}}\)). Biết phần nằm ngang của sợi dây nằm giữa hai cực nam châm có chiều dài là \(10,0{\rm{\;cm}}\). Khi bật công tắc cho dòng điện chạy trong mạch điện thì thấy số chỉ của cân thay đổi \(4,0{\rm{\;g}}\). Lấy gia tốc trọng trường \(g = 9,8{\rm{\;m}}/{{\rm{s}}^2}\).
Điện trở của sợi dây dẫn là \(3,5{\rm{\Omega }}\) (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần mười).
Khi bật công tắc K để dòng diện chạy trong sợi dây dẫn điện thì cường độ dòng điện chạy trong mạch điện là 3 V.
Lực từ tác dụng vào đoạn dây dẫn nằm giữa hai cực nam châm hướng thẳng đứng lên trên.
Độ lớn cảm ứng từ giữa hai cực của nam châm xác định được từ thí nghiệm trên là 98 mT.
a) Đúng. \(R = 1,{7.10^{ - 8}}.\frac{{0,72}}{{3,{{5.10}^{ - 9}}}} \approx 3,5{\rm{\Omega }}\)
b) Sai. \(I = \frac{E}{{R + r}} = \frac{{12}}{{3,5 + 0,5}} = 3{\rm{\;A}}\) (sai đơn vị).
c) Sai. B có hướng ra bắc vào nam (ra N vào S), dòng điện đi ra cực dương và đi vào cực âm. Áp dụng quy tắc bàn tay trái, chiều lực từ hướng xuống.
d) Sai. \(F = BIL = {\rm{\Delta }}mg \Rightarrow B = \frac{{{\rm{\Delta }}mg}}{{IL}} = \frac{{{{4.10}^{ - 3}}.9,8}}{{3.0,1}} \approx 0,13{\rm{\;T}}\).