Một dây dẫn có chiều dài 10 m được đặt trong từ trường đều có B = 5.10-2 T. Cho dòng điện có cường độ 10 A chạy qua dây dẫn. a) Xác định lực từ tác dụng lên dây dẫn khi dây dẫn đặt vuông góc với 3. V...

1. Tóm tắt đề bài

Chiều dài dây dẫn: $l = 10$ m.

Cảm ứng từ: $B = 5 \cdot 10^{-2}$ T.

Cường độ dòng điện: $I = 10$ A.

Công thức gốc: $F = B \cdot I \cdot l \cdot \sin\alpha$.

(Trong đó $\alpha$ là góc hợp bởi dây dẫn và các đường sức từ $\vec{B}$).

2. Giải chi tiết

a) Xác định lực từ khi dây dẫn đặt vuông góc với cảm ứng từ

Khi dây dẫn đặt vuông góc với từ trường, góc giữa dây dẫn và $\vec{B}$ là $\alpha = 90^\circ$.

Ta có: $\sin 90^\circ = 1$.

Độ lớn lực từ:

$F = B \cdot I \cdot l \cdot \sin 90^\circ$

$F = 5 \cdot 10^{-2} \cdot 10 \cdot 10 \cdot 1 = 5 \text{ (N)}$

Kết luận: Lực từ tác dụng lên dây dẫn là 5 N.

b) Xác định góc $\alpha$ khi lực từ $F = 2,5$ N

(Lưu ý: Trong đề bài em bị lỗi hiển thị "3. VẬN DỤNG (5 CÂU)N", thông thường đây là vị trí cho số liệu. Giả sử số liệu là $F = 2,5$ N để phù hợp với logic tính toán, nếu đề của em là số khác, em chỉ cần thay vào công thức dưới đây).

Từ công thức: $F = B \cdot I \cdot l \cdot \sin\alpha$, ta suy ra:

$\sin\alpha = \frac{F}{B \cdot I \cdot l}$

Thay số vào:

$\sin\alpha = \frac{2,5}{5 \cdot 10^{-2} \cdot 10 \cdot 10} = \frac{2,5}{5} = 0,5$

Với $\sin\alpha = 0,5$, ta tính được: $\alpha = 30^\circ$ hoặc $\alpha = 150^\circ$.

Kết luận: Góc giữa cảm ứng từ $\vec{B}$ và chiều dòng điện là $30^\circ$ (hoặc $150^\circ$).

3. Ghi nhớ cho cấp độ Vận dụng

Lực từ lớn nhất ($F_{max}$): Khi dây dẫn vuông góc với $\vec{B}$ ($\alpha = 90^\circ$).

Lực từ bằng 0: Khi dây dẫn đặt song song với $\vec{B}$ ($\alpha = 0^\circ$ hoặc $180^\circ$).

Quy tắc bàn tay trái: Để xác định chiều của lực từ $\vec{F}$ (Lòng bàn tay hứng đường sức từ, chiều từ cổ tay đến ngón giữa là chiều dòng điện, ngón cái choãi ra $90^\circ$ chỉ chiều lực từ).