Trên hình 33.4 vẽ một cuộn dây dẫn kín có thể quay trong từ trường của một nam châm. Hai đèn LED khác nhau, mắc song song ngược chiều vào hai đầu cuộn dây tại cùng một vị trí. Khi cho cuộn dây quay, hai bóng đèn bật sáng, vạch ra hai nửa vòng sáng đối diện nhau. Giải thích tại sao mỗi bóng đèn chỉ sáng trên nửa vòng tròn. Khi khung quay nửa vòng tròn thì số đường sức từ qua khung tăng, một trong hai đèn LED sáng. Trên nửa vòng tròn sau, số đường sức từ giảm nên dòng điện đổi chiều, đèn thứ LED còn lại sáng.
Hay nhất
Khi cho nam châm quay thì số đường sức từ đi qua cuộn dây dẫn kín biến thiên (tăng hoặc giảm), do vậy trong cuộn dây dẫn kín xuất hiện dòng điện cảm ứng làm cho đèn LED sáng lên. Xem toàn bộ tài liệu Lớp 9: tại đây
Giải Bài Tập Vật Lí 9 – Bài 31: Hiện tượng cảm ứng điện từ giúp HS giải bài tập, nâng cao khả năng tư duy trừu tượng, khái quát, cũng như định lượng trong việc hình thành các khái niệm và định luật vật lí: Bài C1 (trang 85 SGK Vật Lý 9): Cho 2 đèn LED mắc song song ngược chiều vào 2 đầu của một cuộn dây dẫn và một thanh nam châm vĩnh cửu. Hãy bố trí thí nghiệm như hình 31.2 SGK để tìm hiểu xem dòng điện xuất hiện trong cuộn dây dẫn kín ở trường hợp nào dưới đây:– Di chuyển nam châm lại gần cuộn dây. – Đặt nam châm đứng yên trước cuộn dây. – Đặt nam châm đứng yên trong cuộn dây. – Di chuyển nam châm ra xa cuộn dây.  Lời giải: Trong cuộn dây dẫn xuất hiện dòng điện cảm ứng khi di chuyển nam châm lại gần hoặc ra xa cuộn dây. Bài C2 (trang 85 SGK Vật Lý 9): Trong thí nghiệm nêu ở bài tập 1, nếu để nam châm đứng yên và cho cuộn dây chuyến động lại gần hay ra xa nam châm thì cuộn dây có xuất hiện dòng điện không? Hãy làm thí nghiệm để kiểm tra dự đoán.Lời giải: Có. Các em thực hiện thí nghiệm kiểm tra. Bài C3 (trang 86 SGK Vật Lý 9): Đặt nam châm điện nằm yên trước cuộn dây dẫn có mắc hai đèn LED song song ngược chiều (hình 31.3 SGK). Hãy làm thí nghiệm để xác định trong những trường hợp nào dưới đây xuất hiện dòng điện ở cuộn dây có mắc đèn LED.– Trong khi đóng mạch điện của nam châm điện – Khi dòng điện đã ổn định. – Trong khi ngắt mạch điện của nam châm điện. – Sau khi ngắt mạch điện. Lời giải: Những trường hợp xuất hiện dòng điện ở cuộn dây có mắc đèn LED: – Trong khi đóng mạch điện của nam châm điện. – Trong khi ngắt mạch điện của nam châm điện. Bài C4 (trang 86 SGK Vật Lý 9): Nếu ta làm lại thí nghiệm ở hình 31.2 SGK nhưng lần này cho nam châm quay quanh một trục thẳng đứng (hình 31.4 SGK) thì có hiện tượng gì xảy ra trong cuộn dây?Lời giải: Nếu cho nam châm quay quanh một trục thẳng đứng như hình vẽ thì cuộn dây sẽ liên tục có dòng điện cảm ứng. Ta thấy hai đèn LED luôn thay phiên nhau sáng. Bài C5 (trang 86 SGK Vật Lý 9): Hãy trả lời câu hỏi ở phần I.Lời giải:
Nhờ nam châm ta có thể tạo ra dòng điện với các điều kiện sau được thỏa mãn: + Có nam châm để tạo ra từ trường. + Có sự chuyển động tương đối giữa nam châm và cuộn dây để có sự thay đổi các đường sức từ gửi qua cuộn dây.
Xem toàn bộ tài liệu Lớp 9: tại đây
Giải Bài Tập Vật Lí 9 – Bài 33: Dòng điện xoay chiều giúp HS giải bài tập, nâng cao khả năng tư duy trừu tượng, khái quát, cũng như định lượng trong việc hình thành các khái niệm và định luật vật lí: Bài C1 (trang 90 SGK Vật Lý 9): Làm thí nghiệm như hình 33.1 SGK và chỉ rõ đèn nào sáng trong 2 trường hợp:– Đưa nam châm từ ngoài vào trong cuộn dây. – Đưa nam châm từ trong ra ngoài cuộn dây. Lời giải: + Khi đưa nam châm từ ngoài vào trong cuộn dây thì số đường sức từ qua tiết diện S của cuộn dây tăng lên, một đèn LED sáng lên (giả sử đó là đèn màu đỏ) + Khi kéo nam châm từ trong ra ngoài cuộn dây, số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây giảm, đèn thứ hai sáng lên (đèn màu vàng). Vì ban đầu hai đèn LED (một màu đỏ, một màu vàng) mắc song song và ngược chiều nhau nên từ kết quả thực nghiệm trên ta rút ra được: Dòng điện cảm ứng trong hai trường hợp trên ngược nhau. Bài C2 (trang 91 SGK Vật Lý 9): Hãy phân tích xem số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây biên đổi như thế nào khi nam châm quay quanh 1 trục thẳng đứng trước cuộn dây dẫn. Từ đó suy ra dòng điện cảm ứng xuất hiện trong cuộn dây có chiều biến đổi như thê nào khi nam châm quay.Lời giải: Ta thấy rằng: Khi cực N của nam châm lại gần cuộn dây thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây tăng. Khi cực N ra xa cuộn dây thì số đường sức từ qua S giảm. Do vậy khi nam châm quay liên tục thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện S luân phiên tăng, giảm. Khi đó dòng điện cảm ứng xuất hiện trong cuộn dây là dòng điện xoay chiều (tức là đổi chiều 2 lần sau mỗi vòng quay của nam châm). Bài C3 (trang 91 SGK Vật Lý 9): Trên hình 33.3 SGK vẽ một cuộn dây dẫn kín có thể quay quanh một trục thẳng đứng trong từ trường của một nam châm. Hãy phân tích xem số đường sức từ xuyên qua tiết diện s của cuộn dây biến đổi như thế nào khi cuộn dây quay, từ đó suy ra nhân xét về chiểu của dòng điện cảm ứng xuất hiện trong cuộn dây dẫn.Lời giải: + Khi cuộn dây quay từ vị trí 1 sang vị trí 2 (quay ¼ vòng) thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây tăng dần đến lớn nhất tại vị trí 2. Dòng điện cảm ứng xuất hiện trong cuộn dây dẫn theo một chiều nào đó. + Khi cuộn dây từ vị trí 2 quay tiếp ¼ vòng thì số đường từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây giảm về nhỏ nhất tại ví trí mặt phẳng khung dây trùng với vị trí 1. Dòng điện cảm ứng xuất hiện trong cuộn dây dẫn theo một chiều nào đó nhưng ngược lại lúc đầu. + Nếu cuộn dây quay liên tục thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện S luân phiên tăng, giảm. Như vậy sau mỗi vòng quay dòng điện cảm ứng đổi chiều 2 lần. Vậy dòng điện cảm ứng xuất hiện trong cuộn dây là dòng điện xoay chiều. Bài C4 (trang 92 SGK Vật Lý 9): Trên hình 33.4 SGK vẽ một cuộn dây dẫn kín có thể quay trong từ trường của một nam châm. Hai đèn LED khác màu, mắc song song ngược chiều vào hai đầu cuộn dây vào cùng một vị trí. Khi cho cuộn dây quay, hai bóng đèn bật sáng, vạch ra 2 nửa vòng sáng đối diện nhau. Giải thích tại sao mỗi bóng đèn lại chỉ sáng trên nửa vòng tròn.
Lời giải: Khi khung quay 1/4 vòng tròn thì số đường sức từ qua khung tăng, một trong hai đèn LED sáng. Trên 1/4 vòng tròn sau, số đường sức từ giảm nên dòng điện đổi chiều, đèn thứ hai sáng. Quá trình lặp lại cho nửa vòng tiếp theo. Như vậy sau một vòng quay mỗi bóng đèn lại chỉ sáng trên nửa vòng tròn. Thực ra, ở đây còn có sự đổi chiều của đường sức từ xuyên qua tiết diện s của cuộn dây. Tuy nhiên, HS không học trường hợp này nên GV bỏ qua không xét đến.
|
