Giải Hoạt động trang 71 SGK Vật lí 12

Lời giải

## 1. Chiều dòng điện cảm ứng

Chọn $l = MN$ là chiều dài thanh dẫn và $d$ là khoảng cách từ thanh MN đến ampe kế (phía trái). Diện tích mạch kín:
$$S = l\cdot d$$

Vì $\vec{B}$ vuông góc với mặt phẳng MNPQ nên từ thông qua mạch:
$$\Phi = B\cdot S = B\cdot l\cdot d$$

Thanh MN trượt sang trái (về phía ampe kế) nên $d$ giảm, do đó từ thông $\Phi$ qua mạch giảm.

Định luật Lenz: dòng điện cảm ứng có chiều chống lại sự giảm từ thông, nghĩa là từ trường cảm ứng mà nó sinh ra trong lòng mạch phải cùng chiều với $\vec{B}$. Dùng quy tắc nắm tay phải, dòng điện cảm ứng chạy theo chiều kim đồng hồ trong mặt phẳng hình vẽ:
$$Q \rightarrow M \rightarrow N \rightarrow P \rightarrow Q$$

Như vậy:
- Trong thanh MN: dòng điện chạy từ M đến N.
- Trong mạch ngoài: N $\rightarrow$ P $\rightarrow$ A $\rightarrow$ Q $\rightarrow$ M, tức là qua ampe kế dòng điện đi từ P đến Q.

Kiểm tra bằng lực Lo-ren-xơ: Electron (và điện tích dương) trong thanh chuyển động cùng thanh với vận tốc $\vec{v}$. Lực tác dụng lên điện tích dương là $\vec{F} = q\,\vec{v}\times\vec{B}$. Với $\vec{v}$ hướng sang trái và $\vec{B}$ vuông góc mặt phẳng (hướng vào trong hình), tích $\vec{v}\times\vec{B}$ có chiều từ $M$ đến $N$, nên điện tích dương dồn về $N$: $N$ là cực $(+)$, $M$ là cực $(-)$. Dòng điện trong thanh đi từ $M$ đến $N$, phù hợp với kết quả trên. ✓

## 2. Biểu thức suất điện động cảm ứng

Trong khoảng thời gian $\Delta t$, thanh trượt đều được quãng đường làm khoảng cách thay đổi một lượng $|\Delta d| = v\,\Delta t$, nên độ biến thiên từ thông:
$$|\Delta\Phi| = B\cdot l\cdot|\Delta d| = B\,l\,v\,\Delta t$$

Theo định luật Fa-ra-đây, độ lớn suất điện động cảm ứng:
$$\mathcal{E} = \left|\frac{\Delta\Phi}{\Delta t}\right| = B\,l\,v$$

Vậy:
$$\boxed{\mathcal{E} = Blv}$$

trong đó $B$ là độ lớn cảm ứng từ, $l = MN$ là chiều dài thanh dẫn, $v$ là tốc độ trượt đều của thanh.

Đáp số