Một thanh kim loại MN dài l = 4,0 cm và khối lượng m = 4,0 g được treo thẳng ngang

---

Bài 19-20: Từ trường. Lực từ. Cảm ứng từ

Bài 19-20.12 trang 51 Sách bài tập Vật Lí 11: Một thanh kim loại MN dài l = 4,0 cm và khối lượng m = 4,0 g được treo thẳng ngang bằng hai dây kim loại cứng song song cùng độ dài AM và CN trong từ trường đều. Cảm ứng từ của từ trường này có có độ lớn B = 0,10 T, hướng vuông góc với thanh MN và chếch lên phía trên hợp với phương thẳng đứng một góc α. Lúc đầu, hai dây treo AM và CN nằm trong mặt phẳng thẳng đứng. Sau đó, cho dòng điện cường độ I = 10 A chạy qua thanh MN. Lấy g ≈ 10 m/s2. Xác định góc lệch γ của mặt phẳng chứa hai dây treo AM và CN so với mặt phẳng thẳng đứng trong hai trường hợp :

a) góc α = 90° ;

b) góc góc α= 60°.

Lời giải:

Nếu cảm ứng từ B− hướng vuông góc với dòng điện I và chếch lên phía trên hợp với phương thẳng đứng góc α, thì theo quy tắc bàn tay trái, lực từ do từ trường tác dụng lên dòng điện I sẽ hướng vuông góc với B− và hợp với phương thẳng đứng góc β = π/2 - α trong cùng mặt phăng vuông góc với dòng điện I như Hình 19-20.3G. Khi đó, hợp lực R− của lực từ F− và trọng lực P− của thanh MN sẽ hợp với phương thẳng đứng một góc γ đúng bằng góc lệch của mặt phẳng chứa hai dây treo AM và CN so với mặt phẳng thẳng đứng của chúng sao cho R− có độ lớn và hướng được xác định theo các công thức :

R² = F² + P² – 2Fpcosβ = F² + P² – 2Fpsinα

Từ đó ta suy ra:

a) Khi α = 90°, thì cos90^o = 0, nên sin γ = 0 và γ = 0

b) Khi α = 60^o

Vì lực từ F = BIl = 40.10^-3 N và trọng lực P = mg ≈ 40.10^-3 N, nên F = P.

Thay vào ta có