Một khung dây phẳng có diện tích 12cm2 đặt trong từ trường đều cảm ứng từ B = 5….
Bài tập của chúng ta như sau: Một khung dây phẳng có diện tích 12cm² đặt trong từ trường đều cảm ứng từ B = 5.10⁻³ T. Vectơ pháp tuyến của mặt phẳng khung dây hợp với vectơ cảm ứng từ một góc 60 độ. Độ lớn từ thông qua khung là bao nhiêu?
Để giải bài tập này, chúng ta sẽ đi qua các bước sau:
Bước 1: Xác định các đại lượng đã cho và đơn vị của chúng.
Trong đề bài, chúng ta có các thông tin sau:
– Diện tích của khung dây: S = 12 cm².
– Độ lớn cảm ứng từ của từ trường đều: B = 5.10⁻³ T.
– Góc hợp bởi vectơ pháp tuyến của mặt phẳng khung dây và vectơ cảm ứng từ: \(\alpha\) = 60°.
Bước 2: Đổi đơn vị về đơn vị chuẩn của hệ SI.
Các em nhớ rằng, trong các công thức Vật lý, chúng ta luôn sử dụng các đơn vị chuẩn theo hệ SI để đảm bảo kết quả chính xác.
– Diện tích S đang có đơn vị là cm², chúng ta cần đổi sang m². Ta có 1 m = 100 cm, vậy 1 m² = (100 cm)² = 10000 cm² = 10⁴ cm².
Do đó, 12 cm² sẽ bằng:
S = 12 cm² = 12 / 10⁴ m² = 12.10⁻⁴ m².
Bước 3: Nhớ lại công thức tính từ thông.
Từ thông (\(\Phi\)) qua một mặt phẳng có diện tích S đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B được định nghĩa bằng công thức:
\[ \Phi = B.S.\cos\alpha \]
Trong đó:
– \(\Phi\) là độ lớn từ thông, đơn vị là Weber (Wb).
– B là độ lớn cảm ứng từ, đơn vị là Tesla (T).
– S là diện tích của mặt phẳng, đơn vị là mét vuông (m²).
– \(\alpha\) là góc hợp bởi vectơ pháp tuyến của mặt phẳng và vectơ cảm ứng từ.
Bước 4: Thay số vào công thức và tính toán.
Bây giờ, chúng ta sẽ lần lượt thay các giá trị đã cho và đã đổi đơn vị vào công thức tính từ thông:
B = 5.10⁻³ T
S = 12.10⁻⁴ m²
\(\alpha\) = 60°
Ta có:
\[ \Phi = (5.10^{-3} \text{ T}) \times (12.10^{-4} \text{ m}^2) \times \cos(60^\circ) \]
Chúng ta biết rằng \(\cos(60^\circ) = \frac{1}{2}\).
Vậy,
\[ \Phi = (5.10^{-3}) \times (12.10^{-4}) \times \frac{1}{2} \]
\[ \Phi = (5 \times 12 \times \frac{1}{2}) \times (10^{-3} \times 10^{-4}) \]
\[ \Phi = (60 \times \frac{1}{2}) \times 10^{-7} \]
\[ \Phi = 30 \times 10^{-7} \]
Để biểu diễn dưới dạng khoa học gọn gàng hơn, chúng ta có thể viết:
\[ \Phi = 3.10 \times 10^{-6} \text{ Wb} \]
Hoặc:
\[ \Phi = 3.10^{-6} \text{ Wb} \]
Bước 5: Kết luận.
Vậy, độ lớn từ thông qua khung dây là 3.10⁻⁶ Wb.
Hy vọng các em đã hiểu rõ cách giải bài tập này. Luôn nhớ đổi đơn vị về SI trước khi áp dụng công thức nhé. Nếu có bất kỳ câu hỏi nào, các em đừng ngần ngại hỏi thầy.
Chúc các em học tốt!
Đáp án:
\({3.10^{ – 6}}Wb\)
Giải thích các bước giải:
Độ lớn từ thông là:
\(\Phi = BS\cos 60 = {5.10^{ – 3}}{.12.10^{ – 4}}.\dfrac{1}{2} = {3.10^{ – 6}}Wb\)