Dùng một dây đồng gặp 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 vẽ. Khung dây được đặt trong từ trường đều có độ lớn cảm ứng từ B=0,03T, có phương thẳng đứng, có chiều từ dưới lên trên. Khi cho dòng điện cường độ I=5A chạy vào khung thì khung lệch ra khỏi mặt phẳng thẳng đứng, khi đó cạnh KS cách mặt phẳng thẳng đứng 1cm. Cho: MK = N S = a = 10 cm , KS = b = 15 cm . Lấy g = 10 m / s 2 . Khối lượng của khung dây gần giá trị nào nhất sau đây?
A. 31,5g.
B. 32,5g.
C. 33,5g.
D. 31,3g.
Gọi P 1 là trọng lượng các cạnh MK, NS và P 2 là trọng lượng cạnh KS.
Theo quy tắc bàn tay trái, lực từ tác dụng lên các cạnh MK, NS có phương song song với trục quay nên không có tác dụng làm quay; lực từ tác dụng lên cạnh KS vuông góc với trục quay nên độ lớn mômen của nó đổi với trục quay: M F = F . M O = B I b . M K 2 − M O 2
Độ lớn mômen của trọng lực đổi với trục quay:
M P = 2 P 1 . J E + P 2 K O = K O P 1 + P 2 = K O a + b 2 a + b . m g
Điều kiện cân bằng: M F = M P ⇒ m = B b I M K 2 − M O 2 K O . g . 2 a + b a + b
⇒ m = 0 , 03.0 , 15.5 0 , 1 2 − 0 , 01 2 0 , 01.10 . 2.0 , 1 + 0 , 15 0 , 1 + 0 , 15 = 0 , 0313 k g
Chọn D.
