Bài tập chủ đề 4 trang 64 Khoa học tự nhiên 9 Cánh diều: Trong quá trình rơi của nam châm vĩnh cửu, dòng điện cảm ứng có xuất hiện trong cuộn dây dẫn kín không? Vì sao?...

Câu hỏi:

Một cuộn dây dẫn gồm các vòng dây được quấn trên vòng cao su và hai đầu cuộn dây được nối với một đèn LED. Nhờ vòng cao su, cuộn dây dẫn có thể thay đổi hình dạng rồi lại trở lại hình dạng ban đầu bằng cách bóp và thả tay. Nếu đặt cuộn dây dẫn gắn nam châm như hình 1 và liên tục làm thay đổi hình dạng của cuộn dây dẫn thì có thể làm cho đèn LED sáng nhấp nháy. Giải thích hiện tượng.

Hướng dẫn giải :

Sử dụng khái niệm về hiện tượng cảm ứng điện từ (khi số đường sức từ xuyên qua tiết diện của cuộn dây dẫn kín biến thiên thì trong cuộn dây dẫn kín xuất hiện dòng điện cảm ứng. Hiện tượng này được gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ.), từ đó vận dụng để giải thích hiện tượng trên.

Lời giải chi tiết :

Nếu đặt cuộn dây dẫn gắn nam châm như hình 1 và liên tục làm thay đổi hình dạng của cuộn dây dẫn thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện của cuộn dây dẫn kín biến thiên (tăng, giảm). Khi đó trong cuộn dây dẫn kín xuất hiện dòng điện cảm ứng, từ đó đèn LED sáng nhấp nháy.

Câu hỏi:

Trong một thí nghiệm như hình 2, các dụng cụ được sử dụng gồm: cuộn dây dẫn kín có hai đèn LED, một nam châm vĩnh cửu. Giữ cuộn dây dẫn kín và thả rơi nam châm vĩnh cửu xuyên qua cuộn dây dẫn kín. Hãy cho biết:

a) Trong quá trình rơi của nam châm vĩnh cửu, dòng điện cảm ứng có xuất hiện trong cuộn dây dẫn kín không? Vì sao?

b) Mô tả sự sáng tối của các đèn LED. Giải thích.

Hướng dẫn giải :

Sử dụng khái niệm về hiện tượng cảm ứng điện từ (khi số đường sức từ xuyên qua tiết diện của cuộn dây dẫn kín biến thiên thì trong cuộn dây dẫn kín xuất hiện dòng điện cảm ứng. Hiện tượng này được gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ.), từ đó vận dụng để giải thích hiện tượng trên.

Lời giải chi tiết :

a) Trong quá trình rơi của nam châm vĩnh cửu số đường sức từ (nam châm vĩnh cửu) xuyên qua tiết diện của cuộn dây dẫn kín biến thiên (tăng, giảm). Khi đó trong cuộn dây dẫn kín xuất hiện dòng điện cảm ứng, từ đó đèn LED sáng tối liên tục.

b)

- Đèn LED chỉ cho dòng điện đi qua theo 1 chiều.

- Khi đưa nam châm lại gần cuộn dây thì: đèn LED sáng

- Khi đưa nam châm ra xa cuộn dây thì: đèn LED tối

→ Khi làm rơi nam châm (đưa gần đưa xa): LED lúc sáng lúc tối.

Câu hỏi:

Kể tên các thiết bị điện trong gia đình dùng trực tiếp dòng điện xoay chiều (không cần sử dụng bộ chuyển đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều) và nêu tác dụng của dòng điện xoay chiều ở mỗi thiết bị đó.

Hướng dẫn giải :

Sử dụng kiến thức về dòng điện xoay chiều và vận dụng để trả lời câu hỏi được nêu (Dòng điện xoay chiều có tác dụng nhiệt (ví dụ bàn là, máy sưởi...); tác dụng phát sáng (ví dụ đèn LED, đèn huỳnh quang,...); tác dụng từ (ví dụ chuông điện, rơ-le điện,...); tác dụng sinh lí (ví dụ khi đi qua cơ thể người và sinh vật).)

Lời giải chi tiết :

- Một số thiết bị trong gia đình sử dụng tác dụng nhiệt của dòng điện: ấm điện, bàn là, máy sấy tóc, nồi cơm điện, đèn dây tóc, lò vi sóng, bếp từ, bình nóng lạnh, lò sưởi điện, điều hòa,…

- Một số thiết bị trong gia đình sử dụng tác dụng nhiệt của dòng điện: đèn LED, đèn huỳnh quang,…