Với giải Câu hỏi 2 trang 66 Vật lí 12 Chân trời sáng tạo chi tiết trong Bài 10: Lực từ. Cảm ứng từ giúp học sinh dễ dàng xem và so sánh lời giải từ đó biết cách làm bài tập Vật lí 12. Mời các bạn đón xem:

Giải bài tập Vật lí 12 Bài 10: Lực từ. Cảm ứng từ

Câu hỏi 2 trang 66 Vật Lí 12: Quan sát bố trí thí nghiệm trong Hình 10.2, hãy trình bày nguyên tắc đo lực từ

Lời giải:

Nguyên tắc hoạt động của thí nghiệm dựa trên luật Biot - Savart và luật cân bằng momen.

- Đặt đoạn dây dẫn mang dòng điện trong từ trường: Đoạn dây dẫn được đặt vuông góc với từ trường để lực từ tác dụng lên nó có giá trị cực đại.

- Đo cường độ dòng điện: Cường độ dòng điện I được đo bằng ampe kế.

- Đo độ lớn của từ trường: Độ lớn của từ trường B được đo bằng từ kế.

- Đo chiều dài của đoạn dây dẫn: Chiều dài l của đoạn dây dẫn được đo bằng thước kẻ.

- Tính toán lực từ: Lực từ F tác dụng lên đoạn dây dẫn được tính bằng công thức:

$F=BIl\sin \theta$

- Đo momen lực: Momen lực M do lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn được tính bằng công thức:

$M=F.d$

- Cân bằng momen lực: Cân bằng momen lực tác dụng lên đoạn dây dẫn bằng cách sử dụng cân đòn. Khi momen lực tác dụng lên đoạn dây dẫn cân bằng với momen lực do trọng lực tác dụng lên quả cân, ta có thể tính được lực từ F.

Lý thuyết Thí nghiệm khảo sát phương và chiều của lực từ tác dụng lên dòng điện

Bước 1: Bố trí thí nghiệm như Hình 10.2.

Bước 2: Điều chỉnh cho mặt phẳng khung dây song song với mặt phẳng (Oxz). Điều chỉnh để đòn cân nằm ngang và thước đo góc chỉ vạch số 0.

Bước 3: Bật công tắc của nguồn điện để cho dòng điện chạy qua cuộn dây của nam châm điện.

Bước 4: Bật công tắc để cho dòng điện qua khung dây, quan sát chiều dịch chuyển của khung dây.

Bước 5: Ngắt dòng điện qua khung dây, điều chỉnh cho đòn cân nằm ngang. Sau đó đóng công tắc để đổi chiều dòng điện qua khung dây, quan sát chiều dịch chuyển của khung dây.

Bước 6: Đổi chiều từ trường bằng cách đổi chiều dòng điện qua cuộn dây của nam châm điện, quan sát chiều dịch chuyển của khung dây.

Hình 10.3 biểu diễn trường hợp lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn nằm trong từ trường của nam châm, làm khung dây đi xuống.

Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện đặt trong từ trường đều có:

- Điểm đặt là tại trung điểm của đoạn dây.

- Phương vuông góc với mặt phẳng chứa đoạn dây dẫn mang dòng điện và vectơ cảm ứng từ.

- Chiều được xác định bằng quy tắc bàn tay trái: Đặt bàn tay trái sao cho các đường sức từ hướng vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến các ngón tay trùng với chiều dòng điện, khi đó ngón cái choãi ra 90° chỉ chiều của lực từ tác dụng lên dòng điện (Hình 10.4).