Giải SGK Vật lí 12 Cánh diều Bài 2. Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện. Cảm ứng từ có đáp án

Ta đã biết, đại lượng đặc trưng cho tác dụng lực của điện trường là cường độ điện trường. Đại lượng nào đặc trưng cho tác dụng lực của từ trường?

Mô tả chiều của lực điện tác dụng lên điện tích ở trong điện trường.

Làm thế nào để xác định hướng của lực từ do từ trường tác dụng lên một đoạn dòng điện?

Trường hợp nào trong Hình 2.4 có lực từ tác dụng lên đoạn dòng điện? Tìm phương và chiều của lực từ trong trường hợp đó.

Hình 2.4. Ba đoạn dòng điện trong từ trường

Dùng quy tắc bàn tay trái nghiệm lại chiều của lực từ giữa hai dòng điện thẳng như Hình 2.5.

Cùng với đơn vị tesla (T), người ta cũng hay dùng đơn vị của cảm ứng từ là gauss (Gaoxơ, viết tắt là G). Hãy tìm hiểu mối liên hệ giữa gauss (G) và tesla (T).

Trong sơ đồ thí nghiệm ở Hình 2.6, dòng điện đi qua đoạn dây dẫn nằm trong từ trường có thể từ trái sang phải hoặc từ phải sang trái. Dòng điện đi theo chiều nào thì số chỉ của cân tăng lên so với khi chưa có dòng điện trong khung dây?

- Đoạn dây dẫn (1); Nam châm (2); Cân (3).

Phương án thí nghiệm

- Tìm hiểu công dụng của từng dụng cụ đã cho.

- Thiết kế phương án thí nghiệm đo độ lớn cảm ứng từ bằng các dụng cụ này.

Tiến hành

Sau đây là một phương án thí nghiệm với các dụng cụ đã cho.

1) Lắp đặt các dụng cụ như Hình 2.6.

Đoạn dây dẫn được cố định theo phương ngang giữa hai cực của nam châm. Dòng điện chạy qua đoạn dây dẫn từ biến áp nguồn (không thể hiện trong Hình 2.6).

2) Đo và ghi chiều dài l của đoạn dây dẫn nằm ngang trong từ trường theo mẫu Bảng 2.2.

3) Ấn nút hiệu chỉnh để cân chỉ số "0".

4) Bật nguồn điện. Đo và ghi cường độ dòng điện I và số chỉ m của cân theo Bảng 2.2.

5) Điều chỉnh biến áp nguồn để có các giá trị khác nhau của cường độ dòng điện I. Lặp lại bước 4 cho đến khi có ít nhất ba giá trị khác nhau của I và m. Tắt nguồn điện.

Kết quả

Lấy g = 9,80 m/s²

- Tính độ lớn của cảm ứng từ.

- Tính sai số.

- Viết kết quả.B=B¯±ΔB

Tại sao thông qua số chỉ của cân có thể biết được độ lớn của lực từ?

Biết độ lớn cảm ứng từ của dòng điện có cường độ I chạy trong dây dẫn thẳng dài tại vị trí cách dây dẫn một đoạn r là B=2.10−7.Ir trong đó, I đo bằng ampe (A), r đo bằng mét (m), B đo bằng tesla (T).

Tính độ lớn cảm ứng từ của dòng điện có cường độ I = 10 A ở cách nó một đoạn r = 1 cm.

Một dây dẫn dài 50 cm mang dòng điện được đặt vuông góc với một từ trường có B = 5,0 mT.

a) Nếu trong mỗi giây có 10¹⁸ electron đi qua tiết diện thẳng của dây dẫn thì cường độ dòng điện là bao nhiêu? (e = 1,6.10^-19 C).

b) Tính độ lớn lực từ tác dụng lên dây dẫn.

Thảo luận đề xuất phương án với các dụng cụ thực hành ở trường của bạn và thực hiện phương án thí nghiệm để đo cảm ứng từ của dòng điện.