Câu 3. Thí nghiệm “cân dòng điện” được thiết kế như hình vẽ. Dòng điện qua dây dẫn được cấp từ một nguồn phát dòng điện một chiều đặc biệt....
Đề bài
Câu 3. Thí nghiệm “cân dòng điện” được thiết kế như hình vẽ. Dòng điện qua dây dẫn được cấp từ một nguồn phát dòng điện một chiều đặc biệt. Nguồn điện này cho phép điều chỉnh cường độ dòng điện và có thể đảo ngược chiều dòng điện bằng cách bật một công tắc ở trên nguồn. Đoạn dây dẫn được đặt trong vùng có từ trường đều của một nam châm. Chiều dài phần dây trong từ trường có chiều dài L, vuông góc với các đường sức từ. Bỏ qua tác dụng của từ trường ở ngoài mép của vùng có từ trường đều. Một học sinh đã thực hiện thí nghiệm theo ba bước sau:
(I) Chỉnh cân về giá trị 0, đặt nam châm lên cân, lắp đặt dây điện và nối hai đầu dây vào nguồn điện;
(II) Bật nguồn và điều chỉnh cường độ dòng điện tới giá trị xác định, quan sát thấy cân chỉ 457 g;
(III) Giữ nguyên cường độ dòng điện nhưng đảo chiều dòng điện theo hướng ngược lại thì quan sát thấy cân chỉ 538 g. Cho gia tốc trọng trường
a) Thiết kế này cho phép kiểm chứng quan hệ tỉ lệ thuận của lực từ tác dụng lên dòng điện theo cường độ dòng điện.
b) Khối lượng của nam châm là 457 g.
c) Độ lớn lực từ tác dụng lên dòng điện có cường độ xấp xỉ bằng 397 mN.
d) Với thiết kế thí nghiệm này, dựa vào số liệu thực nghiệm thu được, bạn học sinh có thể vận dụng công thức tính lực từ để tính ra độ lớn cảm ứng từ của từ trường do nam châm tạo ra.
