Giải bài 2 trang 71 Vật lí 12 Chân trời sáng tạo

Bài 2 trang 71 Vật Lí 12 Chân trời sáng tạo:

Đặt một khung dây dẫn hình chữ nhật mang dòng điện có cường độ I trong từ trường đều có vectơ cảm ứng từ vuông góc với mặt phẳng khung dây như Hình 10P.1. Xác định lực từ tác dụng lên các cạnh của khung dây

Phân tích Hình 10P.1

Dựa vào hình ảnh mô tả khung dây đặt trong từ trường đều, ta xác định các yếu tố sau:

• Vectơ cảm ứng từ $\vec{B}$: Có ký hiệu dấu ($\otimes$), nghĩa là phương vuông góc với mặt phẳng hình vẽ, chiều hướng từ ngoài vào trong.

• Dòng điện $I$: Chạy trong khung dây theo chiều ngược chiều kim đồng hồ (quan sát mũi tên trên cạnh trái hướng xuống và cạnh phải hướng lên).

• Vị trí: Vectơ cảm ứng từ $\vec{B}$ vuông góc với mặt phẳng khung dây, tức là vuông góc với cả 4 cạnh của khung dây.

Giải Bài 2 trang 71 Vật Lí 12 Chân trời sáng tạo:

Để xác định lực từ tác dụng lên các cạnh, ta áp dụng Quy tắc bàn tay trái: Đặt bàn tay trái sao cho lòng bàn tay hướng ra ngoài để đón các đường sức từ $\vec{B}$ hướng vào trong; chiều từ cổ tay đến ngón tay giữa chỉ theo chiều dòng điện $I$; khi đó ngón tay cái choãi ra $90^\circ$ chỉ chiều của lực từ $\vec{F}$.

Vận dụng quy tắc này cho từng cạnh của khung dây chữ nhật:

• Cạnh bên trái: Dòng điện $I$ hướng từ trên xuống dưới. Đặt lòng bàn tay hướng về phía người quan sát, ngón tay hướng xuống dưới $\rightarrow$ Ngón cái chỉ sang phải. Lực từ $\vec{F}_{trái}$ hướng về phía trong lòng khung dây.

• Cạnh dưới: Dòng điện $I$ hướng từ trái sang phải. Đặt lòng bàn tay hướng về phía người quan sát, ngón tay hướng sang phải $\rightarrow$ Ngón cái chỉ lên trên. Lực từ $\vec{F}_{dưới}$ hướng về phía trong lòng khung dây.

• Cạnh bên phải: Dòng điện $I$ hướng từ dưới lên trên. Đặt lòng bàn tay hướng về phía người quan sát, ngón tay hướng lên trên $\rightarrow$ Ngón cái chỉ sang trái. Lực từ $\vec{F}_{phải}$ hướng về phía trong lòng khung dây.

• Cạnh trên: Dòng điện $I$ hướng từ phải sang trái. Đặt lòng bàn tay hướng về phía người quan sát, ngón tay hướng sang trái $\rightarrow$ Ngón cái chỉ xuống dưới. Lực từ $\vec{F}_{trên}$ hướng về phía trong lòng khung dây.

Kết luận: Khung dây bị bóp méo.