Khung trượt vào từ trường: kiểm công kéo bằng nhiệt điện trở
Vật lý 12 · Ôn tập kiến thức THPT
Khi khung mớiđi vào, diện tích nằmtrongB tăng với tốc độ l v, nên|e|=B l v. Dòng cảm ứng tạo lực cản chuyểnđộng; côngnguồn kéo chuyểnthành nhiệt nếu bỏ tíchtrữ nănglượng vàhao phíkhác.
Khung chữnhật trượt đều2,0m/s vàoB đều0,50T vuôngmặtkhung. Cạnh trước dài0,10m, tổngđiện trởmạch0,10Ω; bỏ tựcảm. Xét lúcchỉ cạnh trước vàmộtphần khung nằmtrong vùngtrường. Faraday choe=0,50·0,10·2,0=0,10V, I=e/R=1,0A.
TheoLenz, dòngcó chiều tạo lực cản việctăng từthông. Lực từ lêncạnh trước F=BIl=0,050N, ngượcchiềuv. Để giữtốc độ, lực kéongoài cungcấp cùngđộlớn theo chiềuđi.
Côngsuất cơFv=0,050·2,0=0,10W. Côngsuất nhiệttỏa I²R=1²·0,10=0,10W, khớp độc lập. Khônggọi lực từ lànguồn cấp nhiệt miễnphí:nguồn kéo thực hiệncông đểchống cản.
Tự luyện: khitoànkhung nằmtrongB đều vàdiện tích,hướngkhung khôngđổi, từthông giữnguyên. e cảmứng bằng0, dòng bằng0 trongmôhình, lực cản cảmứng này cũng0. Khira khỏitrường,dòng đổichiều nhưnglực cản vẫnchống việc đi ra: nóchống biến thiên gâyra dòng, khôngnhấtthiết chốngchính Bngoài.
Nếu v thayđổi nhanh,tựcảm khôngbỏqua hoặcR đổi do nhiệt,môhìnhI=e/R tức thời cầnkiểm thêm. Nếu khung cópin ngoài, cònnguồn nănglượng vàdòng kháccảmứng; không dùngkết quả khungthụđộng. Chiều dài l làcạnh cắtbiên trường, khôngphải chu vi toànkhung. Chọn đúnggiai đoạn diện tíchđangđổi giúp nhận biết lúc nào các côngthức này thật sựápdụng.
Ví dụ đổi đơn vị: 10 cm phải viết thành 0,10 m; tốc độ 2 m/s đã là SI. Nếu chiều dài bị viết nhầm 10 m, suất điện động và dòng dự báo lớn hơn 100 lần. Khi cùng điện trở, công suất nhiệt còn sai theo bình phương dòng, nên một lỗi đơn vị chiều dài có thể làm sai năng lượng tới 10000 lần. Cần kiểm đơn vị trước khi đối chiếu công cơ và nhiệt điện.