Với giải Câu hỏi 5 trang 62 Vật lí 12 Cánh diều chi tiết trong Bài 2: Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện. 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 2: Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện. Cảm ứng từ

Câu hỏi 5 trang 62 Vật Lí 12: 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?

Lời giải:

Dựa vào màu sắc của nam châm (màu đỏ là cực bắc N, màu xanh là cực nam S) nên hướng của đường sức từ có phương vuông góc với mặt phẳng tờ giấy và hướng từ ngoài vào trong. Để số chỉ của cân tăng lên thì lực từ phải có phương thẳng đứng, hướng xuống, áp dụng quy tắc bàn tay trái xác định được chiều dòng điện hướng từ phải sang trái.

Lý thuyết Cảm ứng từ

Để đặc trưng cho từ trường tại một điểm trong từ trường về mặt tác dụng lực, người ta đưa ra một đại lượng gọi là cảm ứng từ, kí hiệu $\overrightarrow{B}$. Đó là một đại lượng vectơ:

- Có phương trùng với phương của kim nam châm nằm cân bằng tại điểm đang xét, có chiều từ cực nam sang cực bắc của kim nam châm;

- Có độ lớn là: $B=\frac{F}{Il\sin \theta }$

Trong đó:

F là độ lớn của lực do từ trường tác dụng lên đoạn dây dẫn có chiều dài $l$ mang dòng điện có cường độ I, B là độ lớn cảm ứng từ, $\theta$ là góc hợp bởi chiều dòng điện và chiều của cảm ứng từ.

2. Đơn vị của cảm ứng từ

Đơn vị SI của cảm ứng từ là tesla, kí hiệu T.

Cảm ứng từ có độ lớn bằng 1 T khi một dây dẫn mang dòng điện 1 A đặt vuông góc với từ trường đều chịu tác dụng bởi lực 1N trên 1 m chiều dài của nó.

Trong công thức (2.1), lực được đo bằng niutơn (N), cường độ dòng điện được đo bằng ampe (A) và chiều dài được đo bằng mét (m).

1T = 1N.A^-1.m^-1

3. Đo độ lớn của cảm ứng từ

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 được lấy từ biến áp nguồn (không thể hiện trong Hình 2.6).

2) Đo và ghi chiều dài 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.