Bài 13. Dòng điện xoay chiều trang 34, 35

13.1

Một thanh nam châm được treo bên dưới một lò xo sao cho nó có thể chuyển động lên xuống tự do bên trong một cuộn được giữ cố định. Cuộn dây được nối với một ampe kế nhạy có vạch số 0 ở giữa thang đo. Kim của ampe kế chỉ như thế nào khi nam châm chuyển động lên xuống tuần hoàn?

A. kim liên tục đổi hướng lệch sang trái rồi sang phải.

B. kim lệch đều sang trái.

C. kim lệch đều sang phải.

D. không chỉ yên vạch số 0.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về cảm ứng điện từ

Lời giải chi tiết:

Khi ta di chuyển một nam châm lại gần hoặc ra xa một cuộn dây dẫn kín, từ thông qua cuộn dây sẽ biến thiên. Sự biến thiên từ thông này sẽ gây ra một suất điện động cảm ứng trong cuộn dây, từ đó tạo ra dòng điện cảm ứng. Do chiều của dòng điện cảm ứng thay đổi liên tục theo chiều chuyển động của nam châm, nên kim của ampe kế sẽ liên tục đổi hướng lệch sang trái rồi sang phải.

Đáp án: A

13.2

Dòng điện xoay chiều có đặc điểm nào sau đây?

A. Cường độ dòng điện không thay đổi.

B. Cường độ dòng điện rất nhỏ.

C. Chiều dòng điện luân phiên thay đổi.

D. Chiều dòng điện không thay đổi.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về dòng điện xoay chiều

Lời giải chi tiết:

Dòng điện xoay chiều là dòng điện có cường độ và chiều thay đổi tuần hoàn theo thời gian. Điều này có nghĩa là chiều dòng điện sẽ liên tục đổi chiều từ dương sang âm và ngược lại.

Đáp án: C

13.3

Khi đặt một la bàn ở gần một dây dẫn có dòng điện xoay chiều của mạng điện trong nhà đi qua thì kim la bàn có bị lệch hướng không? Vì sao?

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về dòng điện xoay chiều

Lời giải chi tiết:

Kim la bàn không lệch hướng vì dòng điện xoay chiều đổi chiều rất nhanh nên kim hầu như không bị lệch.

13.4

Điều kiện xuất hiện dòng điện xoay chiều trong cuộn dây dẫn kín là khi số đường sức từ xuyên qua tiết diện của cuộn dây

A. không thay đổi.

B. liên tục tăng.

C. liên tục giảm.

D. luân phiên tăng rồi giảm.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về dòng điện xoay chiều

Lời giải chi tiết:

Điều kiện xuất hiện dòng điện xoay chiều trong cuộn dây dẫn kín là khi số đường sức từ xuyên qua tiết diện của cuộn dây biến thiên (luân phiên tăng rồi giảm).

Đáp án: D

13.5

Trường hợp nào trong hình dưới đây, trong cuộn dây dẫn xuất hiện dòng điện xoay chiều?

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về dòng điện xoay chiều

Lời giải chi tiết:

a) Nam châm quay đều quanh một trục trùng với cuộn dây. Số đường sức từ xuyên qua tiết diện của cuộn dây liên tục biến thiên tuần hoàn (lúc tăng, lúc giảm) do mật độ số đường sức từ càng mau khi gần 2 cực. Chính sự biến thiên tuần hoàn của từ thông này đã tạo ra dòng điện cảm ứng xoay chiều trong cuộn dây.

b) Nam châm quay đều quanh một trục vuông góc với cuộn dây. Trong trường hợp này, số đường sức từ xuyên qua tiết diện của cuộn dây không đổi nên không tạo ra dòng điện cảm ứng xoay chiều trong cuộn dây.

c) Nam châm quay đều quanh một trục chéo với cuộn dây. Trong trường hợp này, số đường sức từ xuyên qua tiết diện của cuộn dây liên tục biến thiên tuần hoàn (lúc tăng, lúc giảm). Chính sự biến thiên tuần hoàn của từ thông này đã tạo ra dòng điện cảm ứng xoay chiều trong cuộn dây.

Vậy Trường hợp a) và c), trong cuộn dây dẫn xuất hiện dòng điện xoay chiều.

13.6

Vì sao khi cho thanh nam châm quay trước cuộn dây dẫn như hình bên thì trong cuộn dây xuất hiện dòng điện xoay chiều (hai đèn LED mắc ngược cực nhau luân phiên chớp sáng)?

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về dòng điện xoay chiều

Lời giải chi tiết:

Khi nam châm quay xung quanh trục thẳng đứng thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện của cuộn dây liên tục tăng rồi giảm nên trong cuộn dây xuất hiện dòng điện xoay chiều.

13.7

Hình dưới đây mô tả hai cuộn dây dẫn kín được quấn xung quanh một lõi thép. Khi cuộn dây 1 được cấp dòng điện xoay chiều thì bóng đèn mắc với cuộn dây 2 phát sáng. Hãy giải thích vì sao.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về dòng điện xoay chiều

Lời giải chi tiết:

Cuộn dây 1 có dòng điện xoay chiều đi qua nên từ trường của nó thay đổi liên tục, nghĩa là số đường sức từ của nó xuyên qua cuộn dây 2 liên tục thay đổi. Vì vậy, trong cuộn dây 2 xuất hiện dòng điện cảm ứng xoay chiều, làm đèn phát sáng.

13.8

Những tác dụng nào của dòng điện không phụ thuộc vào chiều dòng điện?

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về dòng điện xoay chiều

Lời giải chi tiết:

– Tác dụng nhiệt: Khi dòng điện chạy qua một vật dẫn, nó làm cho vật dẫn nóng lên. Tác dụng nhiệt này không phụ thuộc vào chiều dòng điện, mà chỉ phụ thuộc vào cường độ dòng điện và điện trở của vật dẫn. Ví dụ: bóng đèn dây tóc sáng lên khi có dòng điện chạy qua, bếp điện làm nóng thức ăn.

– Tác dụng quang: Dòng điện có thể làm phát sáng một số vật liệu. Hiện tượng này gọi là tác dụng phát quang. Tác dụng quang cũng không phụ thuộc vào chiều dòng điện. Ví dụ: bóng đèn huỳnh quang, đèn LED.

– Tác dụng sinh lí: Dòng điện chạy qua cơ thể người có thể gây ra các tác dụng sinh lí như co giật, tê liệt, thậm chí tử vong. Tác dụng sinh lí này cũng không phụ thuộc vào chiều dòng điện.

13.9

Mạng điện sinh hoạt trong nhà được cấp dòng điện xoay chiều. Em hãy liệt kê các dụng cụ điện trong nhà và nêu tác dụng chính của dòng điện xoay chiều ở mỗi dụng cụ theo bảng dưới đây.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về dòng điện xoay chiều

Lời giải chi tiết:

13.10

Trong thí nghiệm ở bài tập 13.6, làm thế nào để hai đèn sáng mạnh hơn?

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về dòng điện xoay chiều

Lời giải chi tiết:

Hai đèn sáng mạnh hơn khi tốc độ quay của nam châm tăng lên.