Ống thẳng đứng, làm bằng đồng, chì và cao su, có kích thước giống hệt nhau. Các nam châm hình trụ mạnh, giống hệt nhau P, Q và R được thả ra cùng một lúc từ cùng một khoảng cách
15/28
Ống thẳng đứng, làm bằng đồng, chì và cao su, có kích thước giống hệt nhau. Các nam châm hình trụ mạnh, giống hệt nhau \(P\), \(Q\) và \(R\) được thả ra cùng một lúc từ cùng một khoảng cách phía trên mỗi ống. Do hiện tượng cảm ứng điện từ, các nam châm rời ra khỏi đáy ống vào những thời điểm khác nhau. Cho điện trở suất của đồng, chì, cao su lần lượt là \(1,{7.10^{ - 8}}\Omega m\), \({22.10^{ - 8}}\Omega m\), \({50.10^{13}}\Omega m\). Bỏ qua lực cản của không khí.
Chọn phương án đúng trong các phương án sau.
\(Q\) rơi nhanh nhất, \(R\) rơi chậm nhất.
\(R\) rơi nhanh nhất, \(Q\) rơi chậm nhất.
\(P\) nhanh nhất, \(Q\) rơi chậm nhất.
\(R\) rơi nhanh nhất, \(P\) chậm nhất.
Hiện tượng cảm ứng điện từ: Khi nam châm rơi qua một ống dẫn điện, từ trường thay đổi trong ống gây ra một dòng điện cảm ứng. Dòng điện này tạo ra một lực từ cản trở sự rơi của nam châm (theo định luật Lenz).
Hiệu ứng cản trở này phụ thuộc vào khả năng dẫn điện của vật liệu làm ống:
Đồng: Là kim loại dẫn điện rất tốt (điện trở suất thấp nhất), lực cản cảm ứng lớn nhất nên nam châm \(P\) sẽ rơi chậm nhất.
Chì: Là kim loại dẫn điện kém hơn đồng (điện trở suất lớn hơn đồng) nên lực cản cảm ứng nhỏ hơn đồng nên nam châm \(Q\) rơi nhanh hơn \(P\).
Cao su: Là chất cách điện (điện trở suất cực lớn, gần như không dẫn điện) nên không có lực cản cảm ứng đáng kể nên nam châm \(R\) rơi nhanh nhất.
Vậy: \(R\) rơi nhanh nhất, \(P\) chậm nhất.
Chọn D.