Với giải Thực hành, khám phá 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

Thực hành, khám phá trang 62 Vật Lí 12: Dụng cụ

- 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.

$B=\overline{B}\pm \Delta B$

Lời giải:

Do cân đã hiệu chỉnh về số 0 nên độ lớn lực từ bằng với độ lớn trọng lượng của m.

Áp dụng công thức $B=\frac{F}{I\mathcal{l}\sin \theta }$ với θ = 90^o

Bảng 2.2. Kết quả thí nghiệm (l = 10 cm = 0,1 m)

Giá trị trung bình của cảm lực từ: $\overline{B}=\frac{B_1+B_2+B_3}{3}=0,158$

Sai số trung bình trong lần đo 1: $\Delta B_1=\left|B-B_1\right|=0,01$

Sai số trung bình trong lần đo 2: $\Delta B_2=\left|B-B_2\right|=0$

Sai số trung bình trong lần đo 3: $\Delta B_3=\left|B-B_3\right|=0,009$

Sai số trung bình trong 3 lần đo: $\overline{\Delta B}=\frac{\Delta B_1+\Delta B_2+\Delta B_3}{3}=0,006$

Sai số của phép đo: $\Delta B=\overline{\Delta B}+\Delta B_{dc}=0,006$

Viết kết quả: $B=\overline{B}\pm \Delta B=0,158\pm 0,006$

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.