Bài Tập Trắc Nghiệm Chuyên Đề: Lực từ lên dây (Vật lý Lớp 12)

Một đoạn dây đồng thẳng, tiết diện đều, có chiều dài $40,0\mathrm{cm}$, khối lượng $20,0\mathrm{g}$, được đặt nằm ngang và vuông góc với các đường sức của một từ trường đều. Toàn bộ đoạn dây nằm trong từ trường. Hai đầu dây nối với nguồn điện một chiều bằng các dây nối mềm. Bỏ qua lực do các dây nối tác dụng lên đoạn dây đồng. Khi dòng điện qua có cường độ $2,0\mathrm{A}$ thì đoạn dây đồng nằm lơ lửng. Lấy $g=9,83m/{\mathrm{s}}^2$.

Một đoạn dây đồng thẳng, tiết diện đều, có chiều dài $40,0\mathrm{cm}$, khối lượng $20,0\mathrm{g}$, được đặt nằm ngang và vuông góc với các đường sức của một từ trường đều. Toàn bộ đoạn dây nằm trong từ trường. Hai đầu dây nối với nguồn điện một chiều bằng các dây nối mềm. Bỏ qua lực do các dây nối tác dụng lên đoạn dây đồng. Khi dòng điện qua có cường độ $2,0\mathrm{A}$ thì đoạn dây đồng nằm lơ lửng. Lấy $g=9,83m/{\mathrm{s}}^2$.

Một dây dẫn thẳng nằm ngang, được dùng để truyền tải dòng điện xoay chiều đi xa. Cường độ dòng điện hiệu dụng trong dây dẫn này là 106 A.

Một đoạn dây dẫn thẳng dài 22 cm có dòng điện $5,0$ A, được đặt nằm ngang trong từ trường đều có độ lớn $B=0,46$ T. Góc hợp bởi vectơ cảm ứng từ và dòng điện là $60,0^{\circ }$.

Dùng các thông tin sau cho Câu 3 và Câu 4: Một đoạn dây dẫn MN, chiều dài $\ell =25,0\mathrm{cm}$, khối lượng $m=20,0\mathrm{g}$, được treo bằng hai sợi dây mảnh, nhẹ, không dãn, trong một từ trường đều, sao cho đoạn dây nằm ngang. Véc tơ cảm ứng từ $\vec{B}$ thẳng đứng, hướng lên, có độ lớn là $B=0,10\mathrm{T}$. Lấy $g=9,8\mathrm{m}/{\mathrm{s}}^2$. Khi có dòng điện cường độ $I=10,0\mathrm{A}$ chạy qua đoạn dây theo chiều từ M đến N, ở trạng thái cân bằng hai dây treo lệch khỏi phương thẳng đứng góc $\alpha$.

Dùng các thông tin sau cho Câu 3 và Câu 4: Một đoạn dây dẫn MN, chiều dài $\ell =25,0\mathrm{cm}$, khối lượng $m=20,0\mathrm{g}$, được treo bằng hai sợi dây mảnh, nhẹ, không dãn, trong một từ trường đều, sao cho đoạn dây nằm ngang. Véc tơ cảm ứng từ $\vec{B}$ thẳng đứng, hướng lên, có độ lớn là $B=0,10\mathrm{T}$. Lấy $g=9,8\mathrm{m}/{\mathrm{s}}^2$. Khi có dòng điện cường độ $I=10,0\mathrm{A}$ chạy qua đoạn dây theo chiều từ M đến N, ở trạng thái cân bằng hai dây treo lệch khỏi phương thẳng đứng góc $\alpha$.

Pháo điện từ (Railgun) là một công nghệ vũ khí tiên tiến sử dụng lực điện từ để bắn đầu đạn với tốc độ siêu thanh, động năng lớn thu được giúp tăng tầm bắn và sức công phá của súng mà không cần thuốc nổ. Cấu tạo gồm hai thanh ray kim loại song song nằm ngang nối với nguồn điện mạnh và một thanh dẫn (đầu đạn) đặt vuông góc với hai ray. Khi dòng điện chạy qua hệ thống, từ trường mạnh xuất hiện, tạo lực từ đẩy thanh dẫn làm đầu đạn di chuyển với tốc độ rất cao (hình dưới). Giả sử một súng điện từ loại nhỏ dùng cho thí nghiệm có khoảng cách hai ray (chiều rộng đạn pháo MN) là 5 cm, cấp nguồn tạo dòng điện 10 kA, từ trường do hệ thống tạo ra xem như đều có độ lớn $0,16\mathrm{T}$, vuông góc với mặt phẳng hai ray. Đạn pháo chuyển động không vận tốc đầu, trượt trên ray dài $1,5\mathrm{m}$.

Một dây dẫn thẳng nằm ngang truyền tải dòng điện xoay chiều từ nhà máy điện đến nơi tiêu thụ. Cường độ dòng điện hiệu dụng trong dây dẫn này là 50 A. Thành phần nằm ngang của từ trường Trái Đất tại khu vực truyền tải có độ lớn $4\cdot 10^{-5}$ T và tạo với dây dẫn một góc sao cho lực từ đạt cực đại.