Câu 1:

Đề bài: Một đoạn dây dẫn dài 50 cm mang dòng điện 10 A, đặt trong một từ trường đều có độ lớn cảm ứng từ 1,2 T. Góc tạo bởi dòng điện và véc tơ cảm ứng từ là 30∘30^\circ. Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn bằng bao nhiêu N? (Viết kết quả làm tròn đến hàng đơn vị).

Công thức tính lực từ:

F=B⋅I⋅l⋅sin⁡(θ)F = B \cdot I \cdot l \cdot \sin(\theta)Trong đó:

BB là cảm ứng từ (đơn vị: Tesla),
II là cường độ dòng điện (đơn vị: Ampe),
ll là chiều dài đoạn dây dẫn (đơn vị: mét),
θ\theta là góc giữa vectơ cảm ứng từ và dòng điện.
Dữ liệu:

B=1.2 TB = 1.2 \, \text{T},
I=10 AI = 10 \, \text{A},
l=50 cm=0.5 ml = 50 \, \text{cm} = 0.5 \, \text{m},
θ=30∘\theta = 30^\circ.
Tính toán:

F=1.2⋅10⋅0.5⋅sin⁡(30∘)F = 1.2 \cdot 10 \cdot 0.5 \cdot \sin(30^\circ) sin⁡(30∘)=0.5\sin(30^\circ) = 0.5 F=1.2⋅10⋅0.5⋅0.5=3 NF = 1.2 \cdot 10 \cdot 0.5 \cdot 0.5 = 3 \, \text{N}Kết quả: Lực từ tác dụng lên đoạn dây là 3 N.

Câu 2:

Đề bài: Một khung dây dẫn hình vuông, cạnh a=10 cma = 10 \, \text{cm} đặt cố định trong từ trường đều có véc tơ cảm ứng từ B⃗\vec{B} vuông góc với mặt phẳng khung. Trong khoảng thời gian Δt=0,5 giaˆy\Delta t = 0,5 \, \text{giây}, cho độ lớn của B⃗\vec{B} tăng đều từ 0 đến 0,5 T. Xác định độ lớn của suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung.

Công thức tính suất điện động cảm ứng (theo định lý Faraday):

E=−ΔΦBΔt\mathcal{E} = -\frac{\Delta \Phi_B}{\Delta t}Trong đó:

E\mathcal{E} là suất điện động cảm ứng (đơn vị: Volts),
ΔΦB\Delta \Phi_B là sự thay đổi của từ thông,
Δt\Delta t là khoảng thời gian thay đổi từ thông.
Tính toán:

Diện tích của khung dây vuông có cạnh a=10 cm=0.1 ma = 10 \, \text{cm} = 0.1 \, \text{m}, nên diện tích S=a2=(0.1)2=0.01 m2S = a^2 = (0.1)^2 = 0.01 \, \text{m}^2.
Từ thông ΦB=B⋅S\Phi_B = B \cdot S, với BB là cảm ứng từ và SS là diện tích của khung.
Ban đầu, B1=0B_1 = 0, và sau đó B2=0,5 TB_2 = 0,5 \, \text{T}.
Sự thay đổi của từ thông là:

ΔΦB=ΦB2−ΦB1=B2⋅S−B1⋅S=0.5⋅0.01−0=0.005 Wb\Delta \Phi_B = \Phi_{B_2} - \Phi_{B_1} = B_2 \cdot S - B_1 \cdot S = 0.5 \cdot 0.01 - 0 = 0.005 \, \text{Wb}Suất điện động cảm ứng là:

E=−ΔΦBΔt=−0.0050.5=−0.01 V\mathcal{E} = -\frac{\Delta \Phi_B}{\Delta t} = -\frac{0.005}{0.5} = -0.01 \, \text{V}Kết quả: Độ lớn của suất điện động cảm ứng là 0.01 V.

Câu 3:

Định nghĩa cảm ứng từ B‾\overline{B} tại một điểm:

Cảm ứng từ B‾\overline{B} tại một điểm là đại lượng đặc trưng cho mức độ mạnh yếu của từ trường tại điểm đó, mô tả sự tác động của từ trường lên vật có từ tính, đồng thời chỉ rõ phương và chiều của lực từ tác dụng lên vật mang dòng điện.

Đơn vị: Tesla (T).
Phương: Cảm ứng từ có phương dọc theo đường sức từ.
Chiều: Cảm ứng từ có chiều theo hướng của các đường sức từ (được xác định bằng quy tắc bàn tay phải).
Độ lớn: Cảm ứng từ càng lớn thì từ trường càng mạnh.

Câu 4:

Định nghĩa đơn vị tesla:

Tesla (ký hiệu T) là đơn vị đo cường độ cảm ứng từ trong hệ SI, được định nghĩa là cảm ứng từ tại một điểm mà tại đó lực từ tác dụng lên một dây dẫn có chiều dài 1 mét mang dòng điện 1 ampe theo phương vuông góc với đường sức từ, gây ra một lực có độ lớn 1 newton.

Công thức liên hệ giữa đơn vị tesla và các đơn vị cơ bản của hệ SI:

1 T=1 N/(A⋅m)1 \, \text{T} = 1 \, \text{N} / (\text{A} \cdot \text{m})Trong đó:

N\text{N} là đơn vị của lực (Newton),
A\text{A} là đơn vị của cường độ dòng điện (Ampere),
m\text{m} là đơn vị của chiều dài (Meter).