Khi thanh MN chuyển động với vận tốc v thì dòng điện cảm ứng xuất hiện trên thanh theo chiều từ M đến N.

Suất điện động cảm ứng trong mạch:  e C = B . v . l

Cường độ dòng điện cảm ứng:  I = e C R = B . v . l R

Lực từ tác dụng lên thanh MN hướng ngược chiều với v →  và có độ lớn:

F t = B . I . l = B 2 . l 2 . v R

a) Do thanh MN chuyển động đều nên lực kéo tác dụng lên thanh cân bằng với lực từ tác dụng lên thanh.

Công suất của lực kéo:  P k = F . v = F t . v = B 2 . l 2 . v 2 R = 0 , 5 2 . 0 , 5 2 . 2 2 0 , 5 = 0 , 5 ( W ) .

Công suất tỏa nhiệt trên thanh MN: P t n = I 2 . R = B 2 . l 2 . v 2 R  bằng công của lực kéo.

b) Sau khi ngừng tác dụng lực, thanh chỉ còn chịu tác dụng của lực từ. Độ lớn trung bình của lực này là:  F = F t 2 = B 2 . l 2 . v 2 R

Sau đó thanh này trượt thêm một đoạn đường s thì lực này thực hiện được một công:  A = F . s = B 2 . l 2 . v . s 2 R

Công này là công cản và đúng bằng độ biến thiên động năng của thanh nên:

- B 2 . l 2 . v . s 2 R = 0 - 1 2 . m v 2   ⇒   s = m v . R B 2 . I 2 = 0 , 005 . 2 . 0 , 5 0 , 5 2 . 0 , 5 2 = 0 , 08 ( m ) .

Thanh chịu tác dụng của ba lực: trọng lực P, phản lực Q, lực từ F.

Vì vận tốc của thanh không đổi nên các lực tác dụng lên thanh cân bằng nhau. Muốn vậy, F phải hướng lên. Theo quy tắc bàn tay trái, dòng điện chạy qua thanh nhôm hướng từ M đến N tức là M nối với cực dương của nguồn điện.

Chiếu đẳng thức véc tơ: P → + Q → + F → = 0 →  lên mặt phẳng nghiêng (chọn chiều dương hướng xuống):  P cos 90 0 − α − F cos α = 0

⇒ m g sin α − I I l cos α = 0 ⇒ I = m g tan α B I

⇒ I = 0 , 16.10 tan 30 0 0 , 05.1 = 18 , 475  A

Chọn A.

Đáp án: C

Cường độ dòng điện chạy trong thanh MN là:

Các lực tác dụng lên thanh MN là

Xét theo phương chuyển động, ta có:

Đáp án C

a) Mô tả hiện tượng và giải thích

Khi thanh MN trượt xuống dưới tác dụng của trọng lực, từ thông qua diện tích MRN biến thiên, trong mạch xuất hiện suất điện động cảm ứng e C = B . l . v ; với v là vận tốc trượt của thanh; dòng điện cảm ứng có chiều từ N đến M và có cường độ:

I = e C R = B . v . l R

Thanh chịu tác dụng của các lực:

Lực từ F = B . I . l = B 2 . l 2 . v R  và trọng lực P = m.g.

Khi lực từ còn nhỏ hơn thành phân của trong lực trên mặt phẳng nghiêng P.sina thì thanh chuyển động nhanh dần, vân tốc v tăng và lực từ F tăng.

Khi lực từ cân bằng với thành phần của trọng lực trên mặt phẳng nghiêng thì vật chuyển động đều và vận tốc thanh đạt được lúc đó là cực đại.

Tính vận tốc cực đại đó

Ta có:  F = B 2 . l 2 . v m a x R = m . g . sin α ⇒ v m a x = R . m . g . sin α B 2 . l 2

   b) Thay điện trở bằng một tụ điện có điện dung C

Dòng cảm ứng nạp điện vào tụ.

Điện tích tức thời của tụ:  q = C . e C  

Lực cản  F = i   . B . l = d q d t . B . l = C . B . l . B . l . d v d t = C . B 2 . l 2 . a

Vậy F tỉ lệ với a.

Tính a:

Phương trình chuyển động của thanh:  m . g . sin α - C . B 2 . l 2 . a = m . a

⇒ a = m . g . sin α C . B 2 . l 2 + m < g . sin α .

Gia tốc a nhỏ hơn gia tốc trượt khi không có từ trường B, và phụ thuộc vào khối lượng m.

Theo quy tắc bàn tay trái, hướng của lực từ có dạng như hình vẽ, có độ lớn F=BIl

Gia tốc  a = B I l − μ m g m = 0 , 05.1 , 6.12 − 0 , 4.0 , 2.10 0 , 2 = 0 , 8  m/s 2

Chọn C

Đáp án C

+ Theo quy tắc bàn tay trái, hướng của lực từ có dạng như hình vẽ, có độ lớn 

+ Gia tốc

Đáp án C

Các lực tác dụng lên thanh MN là P → ,    F → t , f → m s , N →  

Xét theo phương chuyển động F t − F ms = ma , trong đó