Question

Cho mạch điện như hình vẽ, nguồn có suất điện động E = 1,5 V, r = 0,1 Ω. Thanh kim loại MN có chiều dài 1 m có điện trở R = 2,9 Ω. Từ trường B có phương thẳng đứng vuông góc với mặt khung như hình vẽ và B = 0,1T. Thanh MN dài có điện trở không đáng kể.

a. Ampe kế chỉ bao nhiêu khi MN đứng yên? Tính lực tác dụng lên thanh MN khi đó.

b. Ampe kế chỉ bao nhiêu khi MN di chuyển về phía phải với vận tốc v = 3 m/s sao cho hai đầu MN luôn tiếp xúc với hai thanh đỡ bằng kim loại? Tính độ lớn lực từ tác dụng lên thanh MN khi đó.

c. Muốn Ampe kế chỉ số 0 phải để thanh MN di chuyển về phía nào với vận tốc là bao nhiêu?

Answer 1

a. Khi thanh MN đứng yên thì trong mạch không có dòng cảm ứng nên số chỉ ampe kế là:

Độ lớn từ lực tác dụng lên thanh MN: 

b. Khi thanh chuyển động về phía phải thì trong mạch có dòng cảm ứng có chiều từ M đến N và có độ lớn được xác định theo công thức:

Trong mạch có hai dòng điện là dòng do nguồn tạo ra và dòng do cảm ứng khi có hiện tương cảm ứng điện từ tạo ra, hai dòng điện này cùng chiều nên số chỉ của ampe kế chính là tổng của hai dòng này, do đó:

Lực từ tác dụng lên thanh MN khi này là: 

c. Muốn ampe kế chỉ số 0 thì i_c phải có độ lớn bằng I = 0,5 A và dòng i_c phải ngược chiều với dòng , tức dòng i_c có chiều từ N sang M vậy suy ra thành MN phải chuyển động sang trái theo nguyên tắc bàn tay phải.

Vậy v là vận tốc của thanh MN, ta có: