Một 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 có đi
19/28
Một 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 có điện trở không đáng kể). Sợi dây có tiết diện \({\rm{S}} = 3,{5.10^{ - 9}}{\rm{\;}}{{\rm{m}}^2}\), chiều dài \({\rm{L}} = 72,0{\rm{\;cm}}\) và điện trở được xác định bằng công thức \({\rm{R}} = 1,{7.10^{ - 8}}\frac{{{\rm{\;L}}}}{{{\rm{\;S}}}}\) (với S tính bằng \({{\rm{m}}^2};{\rm{L}}\) tính bằng m và R tính bằng \({\rm{\Omega }}\)). Bộ nguồn có suất điện động \({\rm{E}} = 12,0\) V và điện trở trong \({\rm{r}} = 0,5{\rm{\Omega }}\). Uốn sợi dây dẫn điện thành khung dây và bố trí thí nghiệm như hình bên (khung dây được giữ bởi hai chốt A, B). Biết phần nằm ngang của sợi dây nằm giữa hai cực của nam châm có chiều dài \(12,0{\rm{\;cm}}\). Khi bật công tắc cho dòng điện chạy trong mạch điện thì thấy số chỉ của cân thay đổi \(6,0{\rm{\;g}}\). Lấy gia tốc trọng trường \({\rm{g}} = 9,8{\rm{\;m}}/{{\rm{s}}^2}\).
Điện trở của sợi dây là \(3,5{\rm{\Omega }}\).
Sau khi đóng khóa K, cường độ dòng điện chạy trong mạch điện có độ lớn \(3,0{\rm{\;A}}\).
Sau khi đóng khóa K, số chỉ của cân giảm đi.
Độ lớn cảm ứng từ giữa hai cực của nam châm là \(0,13{\rm{\;T}}\).
a) Đúng. \({\rm{R}} = 1,{7.10^{ - 8}}\frac{{{\rm{\;L}}}}{{{\rm{\;S}}}} = 1,{7.10^{ - 8}}.\frac{{0,72}}{{3,{{5.10}^{ - 9}}}} \approx 3,5{\rm{\Omega }}\).
b) Đúng. \({\rm{I}} = \frac{E}{{R + r}} = \frac{{12}}{{3,5 + 0,5}} = 3{\rm{\;A}}\).
c) Đúng. Khóa K đóng, dòng điện có chiều đi ra từ cực dương, áp dụng quy tắc bàn tay trái ⇒ lực từ \(\vec F\) do nam châm tác dụng lên đoạn dây có chiều hướng xuống ⇒ theo định luậT III Newton, lực từ \(\overrightarrow {F'} \) do đoạn dây tác dụng lên nam châm hướng lên ⇒ số chỉ của cân giảm.
d) Sai. \({\rm{F}} = {\rm{\Delta P}} \Rightarrow {\rm{BIL}} = {\rm{\Delta m}}.{\rm{g}} \Rightarrow {\rm{B}} = \frac{{{\rm{\Delta }}mg}}{{IL}} = \frac{{{{6.10}^{ - 3}} \times 9,8}}{{3 \times 0,12}} = 0,163{\rm{\;T}}\).