Một đoạn dây dẫn bằng đồng dài \(20,0\,m\) có diện tích mặt cắt ngang là \(2,50 \cdot {10^{ - 6}}\,{m^2}.\) Đoạn dây dẫn được đặt nằm ngang sao cho dòng điện trong đoạn dây dẫn chạy từ đông sang tây với cường độ \(20,0\,A.\) Ở vị trí đang xét, từ trường Trái Đất có cảm ứng từ nằm ngang, hướng từ nam lên bắc và có độ lớn \(0,500 \cdot {10^{ - 4}}\,T.\) Biết khối lượng riêng của đồng là \(8,90 \cdot {10^3}\,kg/{m^3};\,g = 9,8\,m/{s^2}.\)
a) Tìm độ lớn và hướng của lực từ tác dụng lên đoạn dây.
b) Tính lực hấp dẫn tác dụng lên đoạn dây.
Dòng điện chạy trong dây dẫn sẽ chịu tác dụng của lực từ do từ trường Trái Đất gây ra.
Lực từ có độ lớn được tính theo công thức Ftừ = BILsinθ
Hướng của lực từ được xác định bằng quy tắc bàn tay trái.
- Đặt bàn tay trái sao cho các đường cảm ứng từ đi vào lòng bàn tay.
- Ngón cái chỉ theo chiều lực từ, ngón trỏ chỉ theo chiều của từ trường, ngón giữa chỉ theo chiều dòng điện.
a) Lực từ tác dụng lên dây có độ lớn là \({F_{{\rm{t\"o {\o}}}}} = BI\ell \sin \theta \).
Thay các giá trị đã cho: \(B{\rm{ }} = {\rm{ }}0,{500.10^{ - 4}}T;\,I = 20,0\,A;\,\ell = 20,0\,m;\,\theta = 90,{0^o}\), ta được \({F_{{\rm{t\~o }}}} = 0,02\,N.\)
Dòng điện và cảm ứng từ đều ở trong mặt phẳng nằm ngang nên lực từ hướng thẳng đứng. Theo quy tắc bàn tay trái, lực từ có chiều từ trên xuống dưới.
b) Lực hấp dẫn có độ lớn là: \({F_{hd}} = mg = \rho S\ell .\)
Thay các giá trị đã cho: \(\rho = 8,{90.10^3}kg/{m^3};\,\,S = 2,{50.10^{ - 6}}\,{m^2};\,\ell = 20,0\,m\), ta được: \({F_{hd}} = 4,36\,N.\)
Phép tính này chứng tỏ rằng trong điều kiện bình thường, lực hấp dẫn tác dụng lên một dây dẫn mang dòng điện lớn hơn rất nhiều so với lực từ do từ trường Trái Đất gây ra.
Danh sách bình luận