Bài 11. Cảm ứng điện từ. Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều trang 34, 35, 36

11.1

Với một cuộn dây được nối với bóng đèn thành một mạch kín, một nam châm thẳng, trong các trường hợp tiến hành thí nghiệm sau đây, trường hợp nào không xuất hiện dòng điện cảm ứng?

A. Đưa một đầu nam châm lại gần hoặc ra xa cuộn dây.

B. Quay nam châm gần đầu của cuộn dây.

C. Đồng thời đưa nam châm và cuộn dây lại gần hoặc ra xa nhau.

D. Đặt cuộn dây và nam châm cạnh nhau trên một xe chuyển động.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về dòng điện cảm ứng

Lời giải chi tiết:

Đặt cuộn dây và nam châm cạnh nhau trên một xe chuyển động không làm thay đổi số đường sức từ xuyên qua cuộn dây nên dây không xuất hiện dòng điện cảm ứng

Đáp án: D

11.2

Hiện tượng cảm ứng điện tử xuất hiện trong trường hợp nào dưới đây?

A. Một cuộn dây dẫn kín nằm cạnh một thanh nam châm.

B. Cho thanh nam châm dịch chuyển từ ngoài vào trong lòng một cuộn dây dẫn kín.

C. Đưa một viên pin từ ngoài vào trong một cuộn dây dẫn kín.

D. Nối hai cực của một thanh nam châm với hai đầu của một cuộn dây dẫn.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về dòng điện cảm ứng

Lời giải chi tiết:

Cho thanh nam châm dịch chuyển từ ngoài vào trong lòng một cuộn dây dẫn kín làm xuất hiện cảm ứng điện từ vì số đường sức từ xuyên qua cuộn dây thay đổi

Đáp án: B

11.3

Một cuộn dây có hai đầu nối với hai đèn LED mắc ngược cực. Một nam châm được đặt gần một đầu của cuộn dây có thể quay quanh một trục như hình 11.1. Nếu cho nam châm quay đều trước cuộn dây thì

A. hai đèn cùng sáng lên và cùng tắt đi luân phiên.

B. hai đèn cùng sáng ổn định.

C. một đèn sáng lên thì đèn kia tắt đi luân phiên

D. hai đèn cùng loé sáng rồi tắt đi.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về dòng điện cảm ứng

Lời giải chi tiết:

Khi cho nam châm quay đều trước cuộn dây thì một đèn sáng lên thì đèn kia tắt đi luân phiên vì số đường sức từ đã biến thiên theo thời gian làm dòng điện cảm ứng đã đổi chiều

Đáp án: C

11.4

Hình 11.2 là đồ thị ba cường độ dòng điện phụ thuộc vào thời gian. Dòng điện xoay chiều ứng với đồ thị

A. a.

B. c.

C. a và c.

D. b và c.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về dòng điện cảm ứng

Lời giải chi tiết:

Dòng điện xoay chiều luôn biến thiên theo thời gian nên có đồ thị hình sin

Đáp án: A

11.5

Một thí nghiệm cảm ứng điện từ với nam châm và cuộn dây được nối với điện kế như hình 11.3. Kim điện kế không bị lệch nếu

A. xoay nam châm và giữ cố định các dụng cụ còn lại.

B. xoay cuộn dây và giữ cố định các dụng cụ còn lại.

C. bóp méo cuộn dây và giữ cố định các dụng cụ còn lại.

D. đóng mở công tắc và giữ cố định các dụng cụ còn lại.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về dòng điện cảm ứng

Lời giải chi tiết:

Kim điện kế không bị lệch nếu đóng mở công tắc và giữ cố định các dụng cụ còn lại. Khi đó số đường sức từ không đổi nên không xuất hiện dòng điện

Đáp án: D

11.6

a) Trong các phát biểu sau đây, phát biểu nào đúng (Đ), phát biểu nào là sai (S).

b) Nếu phát biểu sai, viết lại để được phát biểu đúng.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về dòng điện cảm ứng và máy phát điện

Lời giải chi tiết:

a) 1-S, 2-S, 3-S, 4-S, 5-Đ, 6-S.

b) Viết lại:

1. Khi số đường sức từ qua mỗi cuộn dây dẫn kín thay đổi thì trong cuộn dây có dòng điện cảm ứng.

2. Để tạo ra và duy trì dòng điện xoay chiều ổn định cần tác dụng lực trong thời gian dài để quay nam châm ở gần cuộn dây một cách ổn định.

3. Dòng điện xoay chiều có cường độ và chiều thay đổi theo thời gian.

4. Các máy phát điện trong nhà máy điện ở nước ta hầu hết hoạt động dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ.

6. Máy phát điện xoay chiều là thiết bị chuyển đổi cơ năng thành năng lượng điện.

11.7

Cho cuộn dây dẫn kín được quấn trên vòng cao su đàn hồi và một nam châm. Hai đầu của cuộn dây nối với hai đèn LED mắc ngược cực như hình 11.4. Để hai đèn LED sáng luân phiên ta có thể

A. tịnh tiến nam châm sang trái.

B. tịnh tiến cuộn dây sang phải.

C. tịnh tiến nam châm lên trên.

D. liên tục bóp, nhả vòng cao su.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về dòng điện cảm ứng

Lời giải chi tiết:

Để hai đèn LED sáng luân phiên ta có thể liên tục bóp, nhả vòng cao su để số đường sức từ biến thiên làm xuất hiện dòng điện cảm ứng

Đáp án: D

11.8

Thí nghiệm cảm ứng điện từ với nam châm điện được bố trí như hình 11.5. Kim điện kế sẽ không bị lệch nếu

A. công tắc đóng, dòng điện qua nam châm điện chạy ổn định.

B. khi công tắc đang mở thì đóng lại.

C. khi công tắc đang đóng thì mở ra.

D. sau khi đóng công tắc, xê dịch nam châm điện.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về dòng điện cảm ứng

Lời giải chi tiết:

Khi công tắc đóng, dòng điện qua nam châm điện chạy ổn định sẽ không có đường sức từ biến thiên gây dòng điện biến thiên

Đáp án: A

11.9

Với thí nghiệm ở hình 11.5, trong thời gian đóng công tắc, số đường sức từ xuyên qua qua cuộn dây nối với ampe kế sẽ

A. không thay đổi.

B. tăng lên liên tục.

C. giảm đi.

D. tăng lên rồi giữ ổn định.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về dòng điện cảm ứng

Lời giải chi tiết:

Với thí nghiệm ở hình 11.5, trong thời gian đóng công tắc, số đường sức từ xuyên qua qua cuộn dây nối với ampe kế sẽ tăng lên rồi giữ ổn định.

Đáp án: D

11.10

Các dụng cụ thí nghiệm được chuẩn bị như hình 11.6.

a) Kể tên các dụng cụ thí nghiệm trong hình 11.6.

b) Mô tả cách bố trí thí nghiệm và nêu ít nhất ba cách tiến hành thí nghiệm để kiểm chứng: Khi số đường sức từ qua một cuộn dây kín thay đổi thì trong cuộn dây dẫn xuất hiện dòng điện cảm ứng.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về dòng điện cảm ứng

Lời giải chi tiết:

a) Nam châm thẳng, điện kế, các dây nối, cuộn dây dẫn.

b) Mắc hai đầu cuộn dây dẫn với điện kế để tạo ra cuộn dây dẫn kín. Các cách để kiểm chứng:

Cách 1. Tịnh tiến nam châm lại gần và ra xa cuộn dây.

Cách 2. Tịnh tiến cuộn dây lại gần và ra xa nam châm.

Cách 3. Quay nam châm cạnh cuộn dây dẫn kín.

11.11

Hình 11.7 mô tả hai loại máy phát điện xoay chiều.

a) Nêu cách làm để hai máy này tạo ra được dòng điện xoay chiều.

b) So sánh sự giống và khác nhau giữa mô hình máy (a) và mô hình máy (b).

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về dòng điện cảm ứng

Lời giải chi tiết:

a) Kết nối máy phát điện, qua hệ thống đai truyền hoặc bánh răng, với một động cơ dùng xăng, dầu, dùng sức nước, dùng sức gió,... để làm quay đều nam châm (ở máy a) hoặc cuộn dây (ở máy b).

b)

11.12

Cuộn dây dẫn kín được quấn trên lối nhựa đàn hồi. Hai đầu của cuộn dây nối với hai đèn LED mắc ngược cực như hình 11.8. Sử dụng thêm một thanh nam châm, nêu cách làm thí nghiệm để tạo ra sự thay đổi số đường sức từ xuyên qua cuộn dây dẫn kín sao cho

a) hai đèn LED sáng luân phiên.

b) chỉ một đèn LED sáng.

c) không có đèn LED nào sáng.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về dòng điện cảm ứng

Lời giải chi tiết:

a) Để hai đèn LED sáng luân phiên, ta cần làm cho số đường sức từ qua cuộn dây dẫn kín tăng lên rồi giảm đi một cách đều đặn và ổn định. Để thực hiện điều này, ta có thể:

– Liên tục đưa một đầu nam châm ra xa rồi lại gần cuộn dây.

– Quay liên tục nam châm trước cuộn dây.

– Bóp, nhả liên tục cuộn dây.

...

b) Để chỉ một đèn LED sáng, ta cần làm tăng hoặc giảm số đường sức bằng cách:

– Đưa nam châm tịnh tiến ra xa hoặc lại gần cuộn dây.

– Đưa nam châm tịnh tiến lên trên hoặc xuống dưới (theo phương thẳng đứng).

c) Đặt cố định nam châm và cuộn dây.