Cuộn dây kim loại dài 314 m có điện trở suất ρ = 1,6.10-8 A/m2 , đường kính tiết diện ϕ=2,0mmϕ=2,0mm. Điện trở R của nó là:
Đáp án đúng: D
Câu hỏi liên quan
1. Xác định chiều dòng điện:
- Do E2 > E1, dòng điện sẽ có xu hướng chạy theo chiều từ cực dương của E2 qua các điện trở rồi về cực âm của E2.
- Như vậy, E2 đóng vai trò là nguồn phát, E1 đóng vai trò là máy thu (nguồn hấp thụ).
2. Tính dòng điện I:
- Áp dụng định luật Kirchhoff cho mạch kín, ta có:
E2 - E1 = I * (r1 + r2 + R1 + R2)
24 - 6 = I * (1 + 1 + 3 + 7)
18 = I * 12
I = 18/12 = 1,5 A
- Dòng điện I = 1,5 A, có chiều từ cực dương của E2, qua R2, R1, r1 rồi về cực âm của E2. Chiều này là chiều kim đồng hồ.
3. Tính hiệu điện thế UXY:
- UXY = -E1 - I * r1 - I * R1 = -6 - 1,5 * 1 - 1,5 * 3 = -6 - 1,5 - 4,5 = -12 V
- Áp dụng định luật Kirchhoff cho vòng 1: E1 = I1*(R1 + r1) + (I1 - I2)*R2 => 12 = I1*(2 + 1) + (I1 - I2)*5 => 12 = 8I1 - 5I2 (1)
- Áp dụng định luật Kirchhoff cho vòng 2: E2 = I2*r2 + (I2 - I1)*R2 => 6 = I2*1 + (I2 - I1)*5 => 6 = 6I2 - 5I1 (2)
Giải hệ phương trình (1) và (2), ta có:
Từ (2) => 5I1 = 6I2 - 6 => I1 = (6I2 - 6)/5
Thay vào (1): 12 = 8*((6I2 - 6)/5) - 5I2 => 60 = 48I2 - 48 - 25I2 => 108 = 23I2 => I2 = 108/23
=> I1 = (6*(108/23) - 6)/5 = (648/23 - 138/23)/5 = (510/23)/5 = 102/23
Dòng điện qua R2: I = I1 - I2 = 102/23 - 108/23 = -6/23 (A). Do giá trị âm nên dòng điện thực tế ngược chiều so với giả thiết ban đầu.
Tuy nhiên, không có đáp án nào phù hợp với kết quả tính toán này. Có thể có sai sót trong đề bài hoặc các giá trị điện trở/nguồn điện.
Nếu bỏ qua dấu âm (chỉ xét độ lớn): 6/23 gần với 2/3 A nhất, tuy nhiên cách giải thích này không chính xác hoàn toàn.
Vì không có đáp án đúng, tôi sẽ chọn đáp án gần đúng nhất và nêu rõ lý do có thể có sai sót.
Ta thấy I1 và I2 cùng chiều nên lực từ tác dụng lên I3 sẽ hướng vào giữa I1 và I2.
Vậy I3 sẽ chuyển động sang phải.
Phân tích câu hỏi:
- Hạt proton và electron chuyển động trong từ trường đều, vuông góc với đường sức từ.
- Yêu cầu xác định kết luận đúng về lực Lorentz, quỹ đạo, chu kỳ, động năng.
Xét từng phương án:
- A. Lực Lorentz: f = |q|vB. Vì điện tích của proton và electron có độ lớn bằng nhau, vận tốc và từ trường như nhau nên lực Lorentz tác dụng lên chúng có cùng độ lớn. => A đúng.
- B. Bán kính quỹ đạo: r = mv/(|q|B). Vì khối lượng proton và electron khác nhau nên bán kính khác nhau. => B sai.
- C. Chu kỳ: T = 2πm/(|q|B). Vì khối lượng khác nhau nên chu kỳ khác nhau. => C sai.
- D. Động năng: W_đ = (1/2)mv^2. Vì khối lượng khác nhau nên động năng khác nhau. => D sai.
Khi đoạn dây AB chuyển động cắt ngang các đường cảm ứng từ, các electron tự do trong dây chịu tác dụng của lực Lorentz. Lực Lorentz này làm cho các electron tự do di chuyển về một đầu của dây (ví dụ đầu A), làm cho đầu A tích điện âm. Đầu còn lại (đầu B) thiếu electron nên tích điện dương. Do đó, hai đầu A, B xuất hiện các điện tích trái dấu.
Vậy, nguyên nhân chính là do tác dụng của lực Loren lên electron tự do trong kim loại.
Hiệu ứng Hall xảy ra khi có dòng điện chạy trong vật dẫn đặt trong từ trường, tạo ra điện áp vuông góc với cả dòng điện và từ trường, nhưng không phải nguyên nhân trực tiếp tạo ra điện tích trái dấu ở hai đầu đoạn dây chuyển động cắt từ trường trong trường hợp này.
Hiện tượng cảm ứng điện từ tạo ra dòng điện cảm ứng trong mạch kín, chứ không trực tiếp tạo ra sự tích điện ở hai đầu đoạn dây.
Hiệu ứng bề mặt không liên quan đến hiện tượng này.
