CÂN BẰNG TỪ TRƯỜNG TRONG TÀU ĐỆM TỪ (MAGLEV)
Tàu đệm từ (Maglev) là một trong những ứng dụng hấp dẫn nhất của từ trường trong kỹ thuật hiện đại. Nguyên lý hoạt động dựa trên việc sử dụng các nam châm siêu dẫn mạnh mẽ đặt trên tàu và ray dẫn để tạo ra lực từ cực lớn, đẩy tàu lên khỏi đường ray (hiện tượng đẩy nhau) hoặc kéo tàu dọc theo ray (hiện tượng hút nhau). Nhờ không có ma sát giữa tàu và đường ray, tàu Maglev có thể đạt tốc độ lên tới 600 km/h. Lực từ chính là lực nâng, cân bằng hoàn toàn với trọng lực của tàu.Nếu xét một thanh dẫn điện đơn giản (mô phỏng một phần của hệ thống nâng) mang dòng điện
và có chiều dài 
, nó sẽ chịu tác dụng của lực từ 
khi đặt trong từ trường 
vuông góc, lực này được sử dụng để cân bằng trọng lực 
.Công thức tính Cường độ dòng điện
(đơn vị: Ampe, A) cần thiết để tạo ra lực từ cân bằng trọng lực là: 
Trong đó:
*
: Khối lượng của vật (kg).*
: Gia tốc trọng trường (
).*
: Cảm ứng từ (Tesla, T).*
: Chiều dài đoạn dây chịu lực (mét, m).
Một mô hình thanh dẫn điện chịu lực nâng của tàu Maglev có khối lượng
chiều dài 
đặt trong từ trường 
vuông góc. Lấy 
.
Câu 1 [1072496]: Dựa vào thông tin trong bài đọc, cho các phát biểu sau:
(I). Tàu đệm từ hoạt động dựa trên nguyên lý cân bằng giữa lực từ và lực ma sát.
(II). Lực từ được sử dụng để nâng tàu khỏi ray, loại bỏ lực ma sát.
(III). Trong mô hình cân bằng lực, cường độ dòng điện
tỉ lệ nghịch với khối lượng 
.
(IV). Để tăng lực nâng (tức là tăng
), ta có thể tăng cường độ dòng điện 
hoặc tăng cảm ứng từ 
.
Số phát biểu đúng là
(I). Tàu đệm từ hoạt động dựa trên nguyên lý cân bằng giữa lực từ và lực ma sát.
(II). Lực từ được sử dụng để nâng tàu khỏi ray, loại bỏ lực ma sát.
(III). Trong mô hình cân bằng lực, cường độ dòng điện
tỉ lệ nghịch với khối lượng .(IV). Để tăng lực nâng (tức là tăng
), ta có thể tăng cường độ dòng điện hoặc tăng cảm ứng từ .Số phát biểu đúng là
A, 1.
B, 2.
C, 3.
D, 4.
(I). Tàu đệm từ hoạt động dựa trên nguyên lý cân bằng giữa lực từ và lực ma sát.
Sai. Tàu đệm từ hoạt động nhờ lực từ cân bằng trọng lực, và đặc biệt loại bỏ ma sát, không phải cân bằng với ma sát.
(II). Lực từ được sử dụng để nâng tàu khỏi ray, loại bỏ lực ma sát.
Đúng
(III). Trong mô hình cân bằng lực, cường độ dòng điện
tỉ lệ nghịch với khối lượng 
.
Sai Từ công thức tính cường độ dòng điện của thanh dây dẫn: 
ta thấy cường độ dòng điện I tỉ lệ thuận với khối lượng m
(IV). Để tăng lực nâng (tức là tăng
), ta có thể tăng cường độ dòng điện 
hoặc tăng cảm ứng từ 
.
Đúng
Số phát biểu đúng là 2.
Chọn B Đáp án: B
Sai. Tàu đệm từ hoạt động nhờ lực từ cân bằng trọng lực, và đặc biệt loại bỏ ma sát, không phải cân bằng với ma sát.(II). Lực từ được sử dụng để nâng tàu khỏi ray, loại bỏ lực ma sát.
Đúng(III). Trong mô hình cân bằng lực, cường độ dòng điện
tỉ lệ nghịch với khối lượng .Sai Từ công thức tính cường độ dòng điện của thanh dây dẫn: ta thấy cường độ dòng điện I tỉ lệ thuận với khối lượng m(IV). Để tăng lực nâng (tức là tăng
), ta có thể tăng cường độ dòng điện hoặc tăng cảm ứng từ .ĐúngSố phát biểu đúng là 2.
Chọn B Đáp án: B
Câu 2 [1072497]: Lợi ích lớn nhất về mặt vật lý khi tàu Maglev được nâng lên và di chuyển mà không tiếp xúc với ray là gì?
A, Tiết kiệm nhiên liệu.
B, Giảm tiếng ồn.
C, Loại bỏ gần như hoàn toàn lực cản ma sát lăn.
D, Tăng độ bền của nam châm.
Lợi ích lớn nhất về mặt vật lý khi tàu Maglev được nâng lên và di chuyển mà không tiếp xúc với ray là loại bỏ gần như hoàn toàn lực cản ma sát lăn giúp tàu đạt tốc độ rất cao với tổn hao năng lượng nhỏ.
Chọn C Đáp án: C
Chọn C Đáp án: C
Câu 3 [1072498]: Cường độ dòng điện 
cần thiết để thanh dẫn này được nâng lên và lơ lửng trong không khí là bao nhiêu?
cần thiết để thanh dẫn này được nâng lên và lơ lửng trong không khí là bao nhiêu? A, 10 A.
B, 20 A.
C, 40 A.
D, 5 A.
Ta có: 
.
Chọn C Đáp án: C
.Chọn C Đáp án: C