Một thanh kim loại nằm ngang dài 100 cm, quay quanh một trục thẳng đứng đi qua

Giải SBT Lí 11 Bài 24: Suất điện động cảm ứng

Bài 24.5 trang 62 Sách bài tập Vật lí 11:

A. 6 vòng/giây.                

B. 6 vòng/phút.

C. 3,9 rad/s.                      

D. 40 rad/s.

Lời giải

Sau khoảng thời gian Δt, thanh kim loại nằm ngang quay quanh một trục thẳng đứng đi qua một đầu của nó quét được một diện tích:

ΔS = π.l.²n.Δt

với l là độ dài và n là tốc độ quay của thanh kim loại.

Khi đó từ thông qua diện tích quét ΔS có trị số bằng:

ΔΦ = B.ΔS = B.π.l^2.n.Δt

Áp dụng công thức của định luật Faraday, ta xác định được độ lớn của suất điện động cảm ứng xuất hiện trong thanh kim loại:

$\left.e_c\right|=\left.-\frac{\Delta \Phi }{\Delta t}\right|=\left.-\frac{B\pi l^{2}n\Delta t}{\Delta t}\right|=B\pi l^{2}n$

Vì thanh kim loại có hai đầu hở, nên suất điện động cảm ứng xuất hiện trong thanh này bằng hiệu điện thế giữa hai đầu của nó:

|e_c|= u = 1,0 mV.

Thay vào công thức trên, ta tìm được tốc độ quay của thanh kim loại:

 $n=\frac{u}{B\pi l^2}=\frac{1,{0.10}^{-3}}{{50.10}^{-6}.3,14.{\left({100.10}^{-2}\right)}^2}\approx 6,4$vòng/giây

Tốc độ góc của thanh kim loại là:

ω = 2π.n = 40rad/s

Đáp án D