Một thanh kim loại CD có chiều dài l=20cm khối lượng m=100g đặt vuông góc với 2 thanh ray song song nằm ngang và nối với nguồn điện như hình vẽ. Hệ thống đặt trong từ trường đều có B=0,2T phương chiều như vẽ, dòng điện I= 10A có chiều từ D đến C. Biết hệ số ma sát giữa CD và thanh ray là μ=0,1. Bỏ qua điện trở của các thanh ray, điện trở tại nơi tiếp xúc và dòng điện cảm ứng trong mạch. Nâng hai đầu thanh AB của ray lên để hợp với mặt phẳng ngang góc 300. Xác định gia tốc chuyển động của thanh bắt đầu trượt với vận tốc ban đầu bằng 0.
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiTa có, các lực tác dụng lên thanh gồm: trọng lực \(\vec P\) , lực ma sát \(\overrightarrow {{F_{ms}}} \), phản lực \(\vec N\) và lực từ \(\vec F\) có hướng như hình vẽ:
.png)
+ Áp dụng định luật II – Niuton, ta có:
\(\vec N + \vec P + \overrightarrow {{F_{ms}}} + \vec F = m\vec a\)
Chiếu (*) lên các phương ta được:
\(\left\{ \begin{array}{l}
Ox:Psin\alpha - Fcos\alpha - Fms = ma(1)\\
Oy:N - Pcos\alpha - Fsin\alpha = 0(2)
\end{array} \right.\)
Từ (2) ta suy ra: \(N = Pcos\alpha + Fsin\alpha \)
+ Lực ma sát: \({F_{ms}} = \mu N = \mu \left( {Pcos\alpha + F\sin \alpha } \right)\)
Lực từ:\({F_{ms}} = \mu \left( {Pcos\alpha + BIl\sin \alpha } \right)\)
⇒ Lực ma sát: \({F_{ms}} = \mu \left( {Pcos\alpha + BIl\sin \alpha } \right)\)
Thay vào (1) ta được:
\(\begin{array}{*{20}{l}} {P\sin \alpha - BIlcos\alpha - \mu \left( {Pcos\alpha + BIl\sin \alpha } \right) = ma}\\ { \Rightarrow a = \frac{{P\left( {\sin \alpha - \mu cos\alpha } \right) - BIl\left( {cos\alpha + \mu \sin \alpha } \right)}}{m}}\\ { = \frac{{0,1.10\left( {\sin {{30}^0} - 0,1.cos{{30}^0}} \right) - 0,2.10.0,2\left( {cos{{30}^0} + 0,1.\sin {{30}^0}} \right)}}{{0,1}}}\\ { \approx 0,47m/{s^2}} \end{array}\)
Câu hỏi liên quan
-
Treo dây MN = 5cm, khối lượng 5g bằng hai dây không giãn khối lượng không đáng kể. Độ lớn cảm ứng từ 0,5T có phương vuông góc với đoạn dây, chiều từ trên xuống (như hình vẽ). Góc lệch của dây treo so với phương thẳng đứng khi đoạn dây MN nằm cân bằng là bao nhiêu? Biết cường độ dòng điện qua đoạn dây MN là 2A, lấy g = 10m/s2.
.png)
-
Nếu lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện tăng 2 lần thì độ lớn cảm ứng từ tại vị trí đặt đoạn dây đó
-
Một dây đồng có đường kính 2mm dùng để cuốn một ống dây thẳng dài có chiều dài 50cm, đường kính 10cm sao cho các vòng dây được cuốn sát nhau và bỏ qua độ dày của vỏ bọc sợi dây. Biết điện trở suất của đồng là 1,7.10-8Ω.m. Nối hai đầu ống dây vào nguồn điện có hiệu điện thế U thì cảm ứng từ bên trong ống dây là 12,56.10-3(T). Giá trị của hiệu điện thế U là:
-
Cảm ứng từ bên trong ống dây dài không phụ thuộc vào
-
Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn không phụ thuộc trực tiếp vào
-
Độ lớn cảm ứng từ tại tâm vòng dây dẫn tròn mang dòng điện không phụ thuộc
-
Phát biểu nào sau đây sai?
-
Hai dây dẫn thẳng, rất dài, đặt trong không khí, trùng với hai trục tọa độ vuông góc xOy. Dòng điện qua dây Ox chạy cùng chiều với chiều dương của trục tọa độ và có cường độ I1= 2A , dòng điện qua dây Oy chạy ngược chiều với chiều dương của trục tọa độ và có cường độ I2= 3 A. Xác định cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện này gây ra tại điểm M có tọa độ x = 4 cm và y = -2 cm
-
Đặt bàn tay trái sao cho các đường sức từ xuyên vào lòng bàn tay, ngón cái choãi ra chỉ chiều ngược với chiều dòng điện thì chiều của lực từ tác dụng lên dòng điện
-
Hình vẽ nào sau đây xác định sai chiều của dòng điện cảm ứng:
.png)
-
Cảm ứng từ do dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài gây ra tại một điểm M có độ lớn tăng lên khi
-
Vòng dây có bán kính \(\pi cm\) có dòng điện \(I=\frac{\sqrt3}{2}A\)đi qua và đặt song song với đường cảm ứng từ của một từ trường đều có \(B_0 = 10^{ - 5}T \). Xác định giá trị của véc tơ cảm ứng từ tại tâm vòng dây.
-
Cho một đoạn dây dẫn mang dòng điện I đặt song song với đường sức từ, chiều của dòng điện ngược chiều với chiều của đường sức từ. Khi đó
-
Một dây dẫn được uốn thành một khung dây có dạng hình tam giác vuông ABC như hình vẽ.
Đặt khung dây vào trong từ trường đều có véc tơ cảm ứng từ \( \overrightarrow B\) song song với cạnh AC. Coi khung dây nằm cố định trong mặt phẳng hình vẽ. Cho AB = 8 cm, AC = 6 cm, B=5.10−3 T, I = 5 A. Tính lực từ tác dụng lên các cạnh của khung dây
-
Phương của lực từ tác dụng lên dây dẫn mang dòng điện không có đặc điểm nào sau đây?
-
Một đoạn dây dẫn có l = 40 cm chịu tác dụng của một lực từ F = 0,05 N khi đặt trong từ trường đều. Biết đoạn dây dẫn đặt trong mặt phẳng nằm ngang và B có phương thẳng đứng. Tìm B. Biết I = 2 A.
-
Từ trường tại điểm M do dòng điện thứ nhất gây ra có vectơ cảm ứng từ \( \overrightarrow {{B_1}} \) , do dòng điện thứ hai gây ra có vectơ cảm ứng từ \( \overrightarrow {{B_2}} \) , hai vectơ \( \overrightarrow {{B_1}} \) và \( \overrightarrow {{B_2}} \) có hướng hợp với nhau góc \(\alpha\) . Độ lớn cảm ứng từ tổng hợp được xác định theo công thức
-
Dây dẫn mang dòng điện không tương tác với
-
Một đoạn dây đồng CD chiều dài ℓ, có khối lượng m được treo ở hai đầu bằng sợi dây mềm, rất nhẹ, cách điện sao cho đoạn dây CD nằm ngang, tại nơi có gia tốc trọng trường g. Đưa đoạn dây đồng vào trong từ trường đều có cảm ứng từ B và các đường sức từ là những đường thẳng đứng hướng lên. Cho dòng điện qua dây CD có cường độ I sao cho BIℓ = 2mg thì dây treo lệch so với phương thẳng đứng một góc gần góc nào nhất sau đây?
-
Khi độ lớn cảm ứng từ và cường độ dòng điện qua dây dẫn tăng 2 lần thì độ lớn lực từ tác dụng lên dây dẫn
