Bài 4.49 trang 53 Sách bài tập (SBT) Vật lí 11 Nâng cao

Bài 4.49 trang 53 Sách bài tập (SBT) Vật lí 11 nâng cao

Dùng một dây đồng gập lại thành ba cạnh của một hình chữ nhật. Hai đầu M, N có thể quay xung quanh một trục cách điện nằm ngang như trên Hình 4.25. Khung dây được đặt trong từ trường đều có phương thẳng đứng, có chiều từ dưới lên trên. Khi cho dòng điện cường độ I = 5 A chạy vào khung thì khung lệch ra khỏi mặt phẳng thẳng đứng, khi đó cạnh KS cách mặt phẳng thẳng đứng 1 cm. Cho : MK = NS = a = 10 cm, KS = b = 15 cm, B = 0,03 T. Lấy \(g = 10m/{s^2}\). Hỏi khối lượng của khung dây ?

Hướng dẫn : Cạnh KS của khung lệch khỏi mặt phẳng đứng một đoạn nhỏ nên có thể coi gần đúng \(K'K = 1cm\).

Giải :

Gọi \({P_1}\) là trọng lượng các cạnh MK, NS và \({P_2}\) là trọng lượng cạnh KS (Hình 4.20G).

Momen của \(\overrightarrow {{P_1}} ,\overrightarrow {{P_2}} \) đối với trục quay MN là :

\({M_p} = 2{P_1}{{K'K} \over 2} + {P_2}.K'K\)

Gọi F là lực từ tác dụng lên KS. Momen của \(\overrightarrow F \) đối với trục quay MN là :

\(\eqalign{
& {M_F} = F.MK' = Fa \cr
& {P_1} = {P \over {35}}.10;{P_2} = {P \over {35}}.15;F = IBb \cr} \)

Từ điều kiện \({M_P} = {M_F}\) ta rút ra :

\(\eqalign{
& mg.K'K.{{25} \over {35}} = IBba \cr
& m = {{7IBba} \over {5g.K'K}} = 0,0315kg = 31,5g \cr} \)

Sachbaitap.com