Để giải bài toán này, ta sẽ phân tích từng phát biểu một.
### Dữ kiện:
- Dòng điện \( I = 2~A \)
- Chiều dài đoạn dây \( L = 0,3~m \)
- Trọng lượng kẹp giấy \( P = 0,012~N \)
- Khoảng cách từ trục quay đến kẹp giấy \( y = 0,4~m \)
- Khoảng cách từ trục quay đến đoạn dây \( x = 0,1~m \)
### Công thức liên quan:
1. Lực từ \( F_a \) tác dụng lên dây dẫn mang dòng điện trong từ trường được tính theo công thức:
\[
F_a = B \cdot I \cdot L
\]
Trong đó:
- \( F_a \) là lực từ (N)
- \( B \) là cảm ứng từ (T)
- \( I \) là dòng điện (A)
- \( L \) là chiều dài dây (m)
2. Để cân bằng lực, ta có:
\[
F_a \cdot x = P \cdot y
\]
Tức là, momen của lực từ bằng momen của trọng lực.
### Phân tích các phát biểu:
**a. Lực từ \( F_a \) tác dụng lên dây dẫn có độ lớn là 0,048 N.**
Ta sử dụng công thức momen:
\[
F_a \cdot 0,1 = 0,012 \cdot 0,4
\]
\[
F_a = \frac{0,012 \cdot 0,4}{0,1} = \frac{0,0048}{0,1} = 0,048~N
\]
**Phát biểu a là Đúng.**
---
**b. Cảm ứng từ \( B \) của từ trường đều là 0,8 T.**
Thay vào công thức lực từ:
\[
F_a = B \cdot I \cdot L
\]
\[
0,048 = B \cdot 2 \cdot 0,3
\]
Giải cho \( B \):
\[
B = \frac{0,048}{2 \cdot 0,3} = \frac{0,048}{0,6} = 0,08~T
\]
**Phát biểu b là Sai. (Đúng là \( B = 0,08~T \))**
---
**c. Nếu ta tăng dòng điện lên gấp đôi thì trọng lượng \( P \) cần phải tăng lên gấp đôi để cân bằng khung dây.**
Khi dòng điện \( I \) tăng gấp đôi (tức là \( I' = 4~A \)):
\[
F_a' = B \cdot I' \cdot L = B \cdot 4 \cdot 0,3
\]
Từ công thức cân bằng:
\[
F_a' \cdot 0,1 = P' \cdot 0,4
\]
Thay \( F_a' \):
\[
B \cdot 4 \cdot 0,3 \cdot 0,1 = P' \cdot 0,4
\]
Từ đó ta thấy rằng nếu \( P \) tăng gấp đôi, \( P' = 2P \), thì mới giữ cân bằng.
**Phát biểu c là Đúng.**
---
**d. Khi không có dòng điện chạy qua dây dẫn thì không cần phải thêm trọng lượng của kẹp giấy.**
Khi không có dòng điện (I = 0), lực từ sẽ bằng 0, do đó không thể có momen nào tác dụng lên trục quay. Tuy nhiên, trọng lượng của kẹp giấy vẫn tồn tại và sẽ làm cho khung nghiêng.
**Phát biểu d là Sai.**
### Kết luận:
- a. Đúng
- b. Sai
- c. Đúng
- d. Sai