Một nhóm học sinh tiến hành thí nghiệm đo độ lớn thành phần nằm ngang của cảm ứng từ Trái Đất.
21/28
Một nhóm học sinh tiến hành thí nghiệm đo độ lớn thành phần nằm ngang của cảm ứng từ Trái Đất. Họ lựa chọn bộ thí nghiệm gồm khung dây tròn đặt trong mặt phẳng thẳng đứng có N vòng dây, kim nam chậm đặt ở tâm của khung dây, nguồn điện một chiều cấp điện cho khung dây, ampe kế. Ban đầu chưa có dòng điện, điều chỉnh khung dây sao cho trục nối hai cực của kim nam châm trùng với đường kính của khung dây. Cho dòng điện chạy vào các vòng dây có chiều như hình. Khi đó kim nam châm lệch so với hướng Đông Tây góc \(\alpha \). Trên hình mô tả hướng Đông, Tây, Nam, Bắc địa lý. Biết rằng độ lớn cảm ứng từ do dòng điện trong khung dây tròn tạo ra ở tâm tính theo công thức: \({\rm{B}} = 2\pi \cdot {10^{ - 7}} \cdot \frac{{\;{\rm{N}} \cdot {\rm{i}}}}{{\rm{R}}}\) (R là bán kính khung dây, i là cường độ dòng điện trong mỗi vòng dây).
Cực từ nam \(({\rm{S}})\) của từ trường Trái Đất nằm về phía cực Bắc địa lý.
Đường sức do dòng điện trong khung dây tạo ra đi qua tâm có chiều từ Tây đến Đông.
Tan \(\alpha \) tỉ lệ nghịch với cường độ dòng điện chạy trong khung dây.
Biết \({\rm{N}} = 200\) vòng dây, ampe kế chi \(25,0\;{\rm{m}}\;{\rm{A}}\), đường kính khung dây \(18,0\;{\rm{cm}},\alpha = {45^\circ }\). Độ lớn thành phần nằm ngang của từ trường Trái Đất đo được là \(3,50 \cdot {10^{ - 5}}\;{\rm{T}}\).
a) Đúng
b) Sai. Áp dụng quy tắc nắm tay phải được đường sức do dòng điện trong khung dây tạo ra đi qua tâm có chiều từ Đông đến Tây.
c) Đúng. \(\tan \alpha = \frac{{{B_{{\rm{traidat }}}}}}{{{B_{{\rm{khumg }}}}}} = \frac{{{B_{{\rm{traidar }}}}}}{{2\pi \cdot {{10}^{ - 7}} \cdot \frac{{Ni}}{R}}} \Rightarrow \tan \alpha \~\frac{1}{i}\)
d) Sai. \(\alpha = {45^o} \Rightarrow {B_{{\rm{traidat }}}} = {B_{{\rm{khung }}}} = 2\pi \cdot {10^{ - 7}} \cdot \frac{{Ni}}{R} = 2\pi \cdot {10^{ - 7}} \cdot \frac{{200 \cdot 25 \cdot {{10}^{ - 3}}}}{{0,18/2}} \approx 3,49 \cdot {10^{ - 5}}\;{\rm{T}}\)