Thanh MN có khối lượng m, trượt không ma sát trên một hệ giá đỡ đặt thẳng đứng như hình. Trong quá trình trượt xuống MN luôn giữ phương nằm ngang và vuông góc với đường cảm ứng từ. Độ lớn cảm ứng từ là B. Điện trở của toàn bộ mạch điện là R. Chiều dài thanh MN là l. Gia tốc trọng trường là g. Vận tốc lớn nhất của thanh MN được tính bằng công thức nào sau đây ?
A. m g B l R
B. B l m g R
C. B l R m g
D. m g R B 2 l 2
Đáp án D
Ta có
Khi thanh rơi xuống với vận tốc v thì sẽ có suất điện động cảm ứng là: ξ = B v l
Dòng điện cảm ứng tạo ra có chiều (Như hình vẽ) sao cho từ trường tạo ra đi ngược lại chiều của B để chống lại sự tăng của từ thông. Sử dụng quy tắc bàn tay trái, ta xác định được chiều của lực từ F → t hướng lên trên. Dưới sự tác dụng của trọng lực P → , thanh sẽ rơi càng ngày càng nhanh nên l sẽ tăng lên vì I = ξ R = B v l R (v tăng thì I cũng tăng)
Lại có nên lực từ cũng sẽ tăng mãi cho đến khi bằng trọng lực P thì nó không tăng được nữa, và thanh sẽ chuyển động đều.
Vậy khi v = v max , ta có:
F t = P
⇔ B 2 l 2 v max R = m . g
⇔ v max = m g R B 2 l 2
