Giải chi tiết Vật lí 12 CTST bài 11: Thực hành đo độ lớn cảm ứng từ

MỞ ĐẦU

Câu hỏi: Trong đời sống hàng ngày, chúng ta có thể tiếp xúc với từ trường ở mọi nơi (ví dụ Trái Đất cũng có từ trường và được xem như một nam châm khổng lồ, với cực Bắc - Nam địa lí lần lượt là cực Nam - Bắc của nam châm). Đại lượng đặc trung cho độ mạnh yếu của từ trường là vectơ cảm ứng từ. Vậy làm thế nào để xác định được độ lớn của cảm ứng từ?

Bài làm chi tiết:

Xác định độ lớn của cảm ứng từ thông qua việc bố trí các thí nghiệm và mối quan hệ giữa cảm ứng từ với lực từ, cường độ dòng điện,...

Thảo luận 1: Dựa vào bộ dụng cụ thí nghiệm đã liệt kê trong Bài 10, hãy thiết kế và thực hiện phương án để đo cảm ứng từ của từ trường đều giữa hai cực của nam châm điện hình chữ U.

Bài làm chi tiết:

Thực hiện thí nghiệm theo hướng dẫn trong sách giáo khoa.

Thảo luận 2: Giải thích tại sao độ lớn lực từ F tác dụng lên cạnh của khung dây đặt trong từ trường bằng F₂ - F₁.

Bài làm chi tiết:

Vì trong F₂ có một phần lực là F₁ giữ cho cân ở trạng thái cân bằng. Vì khi xuất hiện lực từ sẽ làm thay đổi trạng thái cân bằng của đòn cân.

→ F = F₂ - F₁

Thảo luận 3: Nêu những lưu ý khi làm thí nghiệm để thu được kết quả chính xác.

Bài làm chi tiết:

Thực hiện chính xác các thao tác, giữ cho thí nghiệm không bị tác dụng của ngoại lực,...

Thảo luận 4: Từ số liệu thu được ở Bảng 11.1 ứng với một giá trị cường độ dòng điện xác định, hãy xử lí số liệu để tính toán cảm ứng từ B và sai số của phép đo.

Bài làm chi tiết:

→ B= 0,019 + 0,017 + 0,0183 = 0,018 (T)

Sai số của phép đo:

B₁ = |B - B₁| = |0,018 - 0,019| = 0,001

B₂ = |B - B₂| = |0,018 - 0,017| = 0,001

B₃ = |B - B₃| = |0,018 - 0,018| = 0

→ B= 0,001 + 0,001 + 03 = 6,67.10-4

Luyện tập: Thay đổi độ lớn từ trường bằng cách điều chỉnh cường độ dòng điện chạy vào nam châm điện. Thực hiện lại thí nghiệm trên để đo cảm ứng từ B. Nhận xét về mối liên hệ giữa cảm ứng từ B và cường độ dòng điện qua nam châm điện.

Bài làm chi tiết:

Cường độ dòng điện và cảm ứng từ qua nam châm điện tỉ lệ nghich với nhau.

Vận dụng: Cho các dụng cụ: khung dây chữ nhật, dây treo, các nam châm chữ U, thước đo góc, thước thẳng, nguồn điện, ampe kế, lực kế. Hãy thiết kế phương án đo độ lớn cảm ứng từ của vùng từ trường giữa hai cực điện nam châm chữ U.

Bài làm chi tiết:

Bố trí thí nghiệm tương tự Hình 10.2, nhưng thay nam châm điện bằng nam châm chữ U. Các dụng cụ khác sử dụng tương tự