Bài V.7 trang 67 SBT Vật Lí 11

Đề bài

Một đĩa tròn A bằng đồng, bán kính 5,0cm, đặt trong từ trường đều  có cảm ứng từ 0,20 T sao cho trục quay của đĩa này song song với các đường sức từ (Hình V.l). Khi cho đĩa A quay đều với tốc độ 3,0 vòng/s quanh trục của nó, thì có một dòng điện chạy trong mạch kín abGa (với a, b là hai tiếp điểm trượt) qua điện kế G. Xác định :

a) Độ lớn của suất điện động xuất hiện trong mạch abGa.

b) Chiều của dòng điện chạy trong mạch aba, nếu từ trường  hướng từ ngoài vào mặt phẳng hình vẽ và đĩa A quay ngược chiều kim đồng hồ.

Lời giải chi tiết

Sau khoảng thời gian Δt, bán kính của đĩa tròn A nằm trùng với đoạn ab quét được một điện tích : \(ΔS = πR^2nΔt\)

Khi đó từ thông qua diện tích quét ΔS biến thiên một lượng:

\(\Delta \Phi = B\Delta S = B\pi {R^2}n\Delta t\)

Áp dụng công thức của định luật Fa-ra-đây:

\(\left| {{e_c}} \right| = | \dfrac{\Delta \Phi }{\Delta t}|\), ta xác định được suất điện động xuất hiện trong mạch aba :

\(|e_c|= BπR^2n=0,20.3,14.(5,0.10^{-2})^2.3,0≈4,7mV\)

b) Vì từ thông qua diện tích quét ΔS của đĩa A luôn tăng (\(\Delta \Phi \) >0) theo thời gian quay, nên theo định luật Len-xơ, dòng điện cảm ứng i_C chạy trong mạch aba phải theo chiều đi từ b qua đĩa A đến a sao cho từ trường cảm ứng của dòng i_c luôn ngược chiều với từ trường \(\overrightarrow B \) , chống lại sự tăng của từ thông qua diện tích quét ΔS và có tác dụng cản trờ chuyển động của đĩa A.