Một nhóm học sinh đã tiến hành thí nghiệm như hình bên để xác định cảm ứng từ B trong lòng của nam châm chữ U. Nam châm được đặt trên cân điện tử. Một thanh cứng thẳng dẫn điện, đặt
25/28
Một nhóm học sinh đã tiến hành thí nghiệm như hình bên để xác định cảm ứng từ \(\vec B\) trong lòng của nam châm chữ U. Nam châm được đặt trên cân điện tử. Một thanh cứng thẳng dẫn điện, đặt cố định nằm ngang, vuông góc với từ trường giữa các cực của nam châm và được nối với nguồn điện. Chiều dài của nam châm \(l = 10{\rm{\;cm}}\), coi từ trường trong lòng nam châm là đều, lực từ tác dụng lên phần thanh ở bên ngoài nam châm là không đáng kể. Tăng dần cường độ dòng điện I chạy trong thanh, đồng thời ghi lại số chỉ ampe kế và sự chênh lệch số chỉ của của cân \(\left| {{\rm{\Delta }}m} \right|\) so với khi chưa có dòng điện, lấy \({\rm{g}} = 9,8{\rm{\;m}}/{{\rm{s}}^2}\).
Số chỉ của cân khi có dòng điện chạy qua thanh sẽ tăng lên so với khi chưa có dòng điện chạy qua.
Với kết quả thì nghiệm được ghi lại theo bằng sau:
Lần đo | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
\({\rm{I}}\left( {\rm{A}} \right)\) | 2,51 | 3,22 | 4,36 | 5,02 | 6,74 |
\(|\)Δ\({\rm{m}}|\left( {{\rm{gam}}} \right)\) | 4,10 | 5,31 | 7,15 | 8,16 | 11,00 |
Từ bảng số liệu, giá trị trung bình của độ lớn cảm ứng từ đo được trong lòng của nam châm là \(0,16{\rm{\;T}}\) (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần trăm).
Lực từ tác dụng lên nam châm có phương thẳng đứng, hướng từ trên xuống dưới
Lực từ tác dụng lên dòng điện có phương thẳng đứng, hướng từ trên xuống dưới.
a) Áp dụng quy tắc bàn tay trái xác định được chiều của lực từ có phương thẳng đứng và hướng xuống, khi đó phản lực của lực từ tác dụng lên nam châm có chiều hướng lên làm số chỉ của cân giảm.
→ a sai.
→ c sai.
\( \to \) d đúng.
b) Ta có: \(F = P \Rightarrow BI\ell = \left| {{\rm{\Delta }}m} \right|.g \Rightarrow B = \frac{{\left| {{\rm{\Delta }}m} \right|.g}}{{I\ell }}\)
Thay số vào ta được: \({B_1} = \frac{{|{\rm{\Delta }}m{|_1}.g}}{{{I_1}\ell }} = \frac{{4,{{10.10}^{ - 3}}.9,8}}{{2,51.0,1}} \approx 0,16\left( T \right)\)
\({B_2} = \frac{{|{\rm{\Delta }}m{|_2}.g}}{{{I_2}\ell }} = \frac{{5,{{31.10}^{ - 3}}.9,8}}{{3,22.0,1}} \approx 0,16\left( T \right)\)
\({B_3} = \frac{{|{\rm{\Delta }}m{|_3}.g}}{{{I_3}\ell }} = \frac{{7,{{15.10}^{ - 3}}.9,8}}{{4,36.0,1}} \approx 0,16\left( T \right)\)
\({B_4} = \frac{{|{\rm{\Delta }}m{|_4}.g}}{{{I_4}\ell }} = \frac{{8,{{16.10}^{ - 3}}.9,8}}{{5,02.0,1}} \approx 0,16\left( T \right)\)
\({B_5} = \frac{{|{\rm{\Delta }}m{|_5}.g}}{{{I_5}\ell }} = \frac{{11,{{00.10}^{ - 3}}.9,8}}{{6,74.0,1}} \approx 0,16\left( T \right)\)
\( \Rightarrow \bar B = 0,16\left( T \right)\)
\( \to {\rm{b}}\) đúng.