Một thanh kim loại CD có chiều dài l = 20cm khối lượng m = 100g đặt vuông góc với 2 thanh ray song song nằm ngang và nối với nguồn điện như hình vẽ. Hệ thống đặt trong từ trường đều có B = 0,2T phương chiều như vẽ. Biết hệ số masát giữa CD và thanh ray là μ = 0,1. Bỏ qua điện trở của các thanh ray, điện trở tại nơi tiếp xúc và dòng điện cảm ứng trong mạch. Biết thanh ray trượt sang trái với gia tốc a = 3m/s2. Chiều và độ lớn của dòng điện qua CD là?
Trả lời bởi giáo viên
Áp dụng quy tắc bàn tay trái, ta suy ra chiều dòng điện qua CD có chiều từ D đến C
+ Theo định luật II- Niutơn, ta có: \(\overrightarrow N + \overrightarrow P + \overrightarrow F + \overrightarrow {{F_{m{\rm{s}}}}} = m\overrightarrow a {\rm{ (1)}}\)
+ Chọn hệ trục Oxy như hình, chiếu (1) lên Ox, Oy ta được:
\(\left\{ \begin{array}{l}{\rm{Ox:}}F - {F_{m{\rm{s}}}} = ma\\Oy:N - P = 0 \to N = P\end{array} \right.\)
+ Mà:
\(\begin{array}{l}{F_{m{\rm{s}}}} = \mu N = \mu P = \mu mg\\ \to F = \mu mg + ma = m(\mu g + a)\end{array}\)
+ Lại có: \(F = BIl \to I = \frac{{m(\mu g + a)}}{{Bl}} = 10A\)
Hướng dẫn giải:
+ Xác định các lực tác dụng lên dây dẫn
+ Áp dụng định luật II- Niutơn
+ Áp dụng quy tắc bàn tay trái xác định chiều dòng điện
+ Vận dụng biểu thức xác định lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn: \(F = BIl{\rm{sin}}\alpha \)