Bài 4 trang 157 SGK Vật Lí 11 Nâng cao

Đề bài

Hai vòng tròn dây dẫn đặt cách nhau một khoảng rất nhỏ. Vòng dây dẫn dưới giữ cố định, vòng trên nối với một đầu đòn cân (Hình 31.2 SGK). Khi cho hai dòng điện cường độ bằng nhau vào hai vòng dây thì chúng hút nhau. Đặt thêm một quả cân khối lượng 0,1g vào đĩa cân bên kia thì cân trở lại thăng bằng và lúc đó hai vòng cách nhau 2mm. xác định cường độ dòng điện trong mỗi vòng dây? Cho biết bán kính mỗi vòng dây bằng 5cm. Lấy g = 10m/s².

Hướng dẫn: Có thể áp dụng công thức 31.1 để tính lực từ tác dụng lên mỗi vòng dây, vì hai vòng dây ở dây cách nhau một khoảng rất nhỏ.

Lời giải chi tiết

Chiều dài của mỗi vòng dây chính là chu vi đường tròn.

\(l = 2\pi R\)

Hai dòng điện cùng chiều chạy qua hai vòng dây dẫn song song thì hút nhau, sau đó cân được cân bằng khi đặt vào đĩa cân bên phải một vật khối lượng m.

Bán kính mỗi dòng dây R = 5(cm)

Ta có:   \(F = {2.10^{ - 7}}{{{I_1}{I_2}} \over r}l = mg\)

\( \Rightarrow \,\,\,\,F = {2.10^{ - 7}}{{{I^2}} \over r}l = mg \Rightarrow {I^2} = {{F.r} \over {{{2.10}^{ - 7}}l}} = {{mg\,r} \over {{{2.10}^{ - 7}}l}}\)

\({I^2} = {{0,{{1.10}^{ - 3}}{{.10.2.10}^{ - 3}}} \over {{{2.10}^{ - 7}}.2\pi {{.5.10}^{ - 2}}}} = 31,85\Rightarrow I \approx  5,64\left( A \right)\)