Bài 14. Cảm ứng điện từ. Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều trang 39, 40, 41

14.1

Số đường sức từ xuyên qua tiết diện của cuộn dây dẫn kín không biến thiên trong những trường hợp nào dưới đây?

a) Đưa cực Bắc của nam châm vĩnh cửu lại gần cuộn dây dẫn kín đứng yên.

b) Đưa cuộn dây dẫn kín lại gần cực Nam của nam châm vĩnh cửu đứng yên.

c) Cho cả nam châm vĩnh cửu và cuộn dây dẫn kín chuyển động cùng chiều với tốc độ không đổi.

d) Đặt nam châm vĩnh cửu chạm vào cuộn dây dẫn kín.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về dòng điện cảm ứng

Lời giải chi tiết:

Cho cả nam châm vĩnh cửu và cuộn dây dẫn kín chuyển động cùng chiều với tốc độ không đổi và đặt nam châm vĩnh cửu chạm vào cuộn dây dẫn kín sẽ không có sự biến thiên của số đường sức từ

14.2

Dòng điện cảm ứng xuất hiện trong cuộn dây dẫn kín khi

A. có đường sức từ xuyên qua tiết diện của cuộn dây dẫn kín.

B. số đường sức từ xuyên qua tiết diện của cuộn dây dẫn kín biến thiên.

C. cuộn dây dẫn kín đặt trong từ trường của nam châm vĩnh cửu.

D. nối hai đầu của cuộn dây dẫn kín với nguồn điện một chiều.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về dòng điện cảm ứng

Lời giải chi tiết:

Dòng điện cảm ứng xuất hiện trong cuộn dây dẫn kín khi số đường sức từ xuyên qua tiết diện của cuộn dây dẫn kín biến thiên.

Đáp án: B

14.3

Có những cách nào làm cho số đường sức từ xuyên qua tiết diện của cuộn dây dẫn kín biến thiên.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về dòng điện cảm ứng

Lời giải chi tiết:

Cách 1: Cố định cuộn dây, đưa nam châm từ xa lại gần hoặc ra xa cuộn dây.

Cách 2: Cố định nam châm, đưa cuộn dây từ xa lại gần hoặc ra xa nam châm.

Cách 3: Đặt cuộn dây và nam châm ở xa nhau, sau đó cho cuộn dây và nam châm cùng chuyển động lại gần hoặc ra xa nhau.

Cách 4: Thay đổi diện tích của cuộn dây đặt cạnh nam châm.

Cách 5: Đóng hoặc ngắt dòng điện qua nam châm điện đặt cạnh cuộn dây.

Cách 6: Dùng biến trở thay đổi dòng điện qua nam châm điện đặt cạnh cuộn dây.

Cách 7: Quay nam châm đặt cạnh cuộn dây.

Cách 8: Quay cuộn dây đặt cạnh nam châm.

14.4

Đánh dấu x vào bảng để đánh giá những nhận định dưới đây.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về dòng điện cảm ứng

Lời giải chi tiết:

1 – Đúng;

2 – Đúng;

3 – Đúng;

4 – Sai: Trong một chu kỳ đầy đủ (1 Hz), dòng điện sẽ đổi chiều 2 lần (một lần từ dương sang âm và một lần từ âm sang dương). Với tần số 50 Hz, số lần đổi chiều trong 1 giây sẽ là 50 x 2 = 100 lần

5 – Sai: Dòng điện xoay chiều là dòng điện thay đổi.

6 – Đúng;

7 – Sai: Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều là dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ.

14.5

Quan sát Hình 14.1 và trả lời các câu hỏi sau:

a) Hiện tượng nào làm xuất hiện dòng điện qua đèn?

b) Nguyên nhân nào làm dòng điện qua đèn đổi chiều?

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về dòng điện cảm ứng

Lời giải chi tiết:

a) Hiện tượng cảm ứng điện từ.

b) Khi quay cuộn dây thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện của cuộn dây biến thiên (tăng, giảm luân phiên) theo thời gian tạo ra dòng điện xoay chiều.

14.6

Đặt một khung dây dẫn phẳng hình chữ nhật kín được nối với điện kế G gần một nam châm điện N. Đường sức từ của nam châm điện và vị trí đặt một cạnh của khung dây trùng với trục của nam châm được mô tả như Hình 14.2. Biết khi chưa cho khung dây chuyển động, kim điện kế chỉ vạch số 0.

Nhận định sau đây là đúng hay sai?

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về hiện tượng cảm ứng

Lời giải chi tiết:

1 – Sai: khi quay khung dây theo trục của nam châm sẽ không có dòng điện nên kim nam châm không thay đổi

2 – Đúng;

3 – Sai: Cho nam châm dịch chuyển xuống thì số đường sức từ xuyên qua cuộn dây vẫn không đổi nên không có dòng điện, kim nam châm không thay đổi

4 – Đúng.

14.7

Dòng điện cảm ứng xuất hiện khi

A. nối hai cực của pin vào hai đầu cuộn dây dẫn tạo thành mạch kín.

B. nối cực Bắc và cực Nam của nam châm vào hai đầu cuộn dây dẫn kín.

C. đưa cực Nam của nam châm lại gần một bóng đèn LED đang sáng.

D. đưa cực Bắc của nam châm lại gần tâm một cuộn dây dẫn kín.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về dòng điện cảm ứng

Lời giải chi tiết:

Khi đưa cực Bắc của nam châm lại gần tâm một cuộn dây dẫn kín sẽ làm số đường sức từ tăng (biến thiên) nên xuất hiện dòng điện cảm ứng

Đáp án: D

14.8

Khi đưa cực Bắc hoặc cực Nam của nam châm lại gần tâm cuộn dây dẫn kín đang đứng yên thì trong cuộn dây dẫn kín đó xuất hiện dòng điện cảm ứng. Nếu ngược lại, đưa cuộn dây dẫn kín lại gần cực Bắc hoặc cực Nam của nam châm đang đứng yên thì trong cuộn dây dẫn kín đó có xuất hiện dòng điện cảm ứng hay không? Hãy làm thí nghiệm để kiểm chứng câu trả lời đã đưa ra.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về dòng điện cảm ứng

Lời giải chi tiết:

Có xuất hiện dòng điện cảm ứng. HS tự làm thí nghiệm để kiểm tra.

14.9

Trong thí nghiệm 3 ở Hình 14.4 SGK, nếu giữ nam châm đứng yên, quay cuộn dây thì đèn LED có sáng không? Giải thích.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về dòng điện cảm ứng

Lời giải chi tiết:

Đèn LED có sáng, do số đường sức từ xuyên qua tiết diện của cuộn dây biến thiên khi cuộn dây quay lại gần hoặc ra xa cực của nam châm và sẽ tạo ra dòng điện xoay chiều.

14.10

Hãy vẽ minh hoạ số đường sức từ của nam châm xuyên qua tiết diện cuộn dây trong thí nghiệm 3 ở Hình 14.4 SGK, khi cực Bắc của nam châm quay lại gần và quay ra xa cuộn dây. Từ đó, giải thích tại sao khoảng cách giữa nam châm và cuộn dây không thay đổi nhưng vẫn có dòng điện cảm ứng xuất hiện trong cuộn dây.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về dòng điện cảm ứng

Lời giải chi tiết:

Tuy khoảng cách giữa nam châm và cuộn dây không thay đổi nhưng khi nam châm quay trước cuộn dây thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện cuộn dây có thay đổi, dẫn tới bên trong cuộn dây xuất hiện dòng điện cảm ứng.

14.11

Trong thí nghiệm 4 ở Hình 14.6 SGK, nếu cuộn dây dẫn đang bị bóp mạnh mà buông tay ra để cuộn dây trở lại hình dạng ban đầu thì kim điện kế có bị lệch khỏi vạch số 0 hay không? Hãy giải thích.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về dòng điện cảm ứng

Lời giải chi tiết:

Kim điện kế có bị lệch khỏi vạch số 0, vì số đường sức từ xuyên qua tiết diện cuộn dây thay đổi.

14.12

Tìm từ thích hợp điền vào chỗ trống:

a) Hiện tượng xuất hiện dòng điện ...(1)... được gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ.

b) Khi số ...(2)... xuyên qua tiết diện của cuộn dây dẫn kín biến thiên thì trong cuộn dây dẫn kín đó xuất hiện dòng điện cảm ứng.

c) Dòng điện cảm ứng xuất hiện trong cuộn dây dẫn kín khi có sự ...(3)... số đường sức từ xuyên qua tiết diện của cuộn dây dẫn đó.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về dòng điện cảm ứng

Lời giải chi tiết:

(1) – cảm ứng;

(2) – đường sức từ

(3) – biến thiên.

14.13

Trường hợp nào dưới đây không xuất hiện dòng điện cảm ứng trong cuộn dây dẫn kín?

A. Cho cuộn dây dẫn kín chuyển động theo phương song song với các đường

sức từ của nam châm thẳng.

B. Cho cuộn dây dẫn kín quay cắt ngang các đường sức từ của nam châm thẳng

C. Cho cực Bắc của nam châm chuyển động lại gần tâm của cuộn dây dẫn kín.

D. Đóng và ngắt dòng điện vào nam châm điện đặt cạnh tâm của cuộn dây dẫn kín.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về dòng điện cảm ứng

Lời giải chi tiết:

Cho cuộn dây dẫn kín chuyển động theo phương song song với các đường sức từ của nam châm thẳng. Khi đó số đường sức từ qua cuộn dây không thay đổi nên không xuất hiện dòng điện cảm ứng

Đáp án: A

14.14

Tìm từ thích hợp điền vào chỗ trống:

a) Dòng điện xoay chiều có ...(1)... luân phiên thay đổi theo thời gian.

b) Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều là dựa trên hiện tượng ...(2)...

c) Trong mỗi chu kì, dòng điện xoay chiều đổi chiều ...(3)... lần.

d) Dòng điện xoay chiều sử dụng trong gia đình có tần số ...(4)... Hz và đổi chiều ...(5)... lần trong 1 giây.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về dòng điện cảm ứng

Lời giải chi tiết:

(1) – chiều;

(2) – cảm ứng điện từ;

(3) – hai;

(4) – 50;

(5) – 100.

14.15

Trong cuộn dây dẫn kín xuất hiện dòng điện cảm ứng xoay chiều khi số đường sức từ xuyên qua tiết diện của cuộn dây

A. biến thiên luôn tăng.

B. biến thiên luôn giảm.

C. biến thiên tăng, giảm luân phiên.

D. không biến thiên.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về dòng điện cảm ứng

Lời giải chi tiết:

Trong cuộn dây dẫn kín xuất hiện dòng điện cảm ứng xoay chiều khi số đường sức từ xuyên qua tiết diện của cuộn dây biến thiên tăng, giảm luân phiên.

Đáp án: C

14.16

Trường hợp nào dưới đây thì trong cuộn dây dẫn kín xuất hiện dòng điện cảm ứng xoay chiều?

A. Cho cực Bắc của nam châm chuyển động lại gần tâm cuộn dây.

B. Cho cực Nam của nam châm chuyển động ra xa tâm cuộn dây.

C. Cho nam châm quay cạnh cuộn dây.

D. Cho cuộn dây lại gần nam châm.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về dòng điện cảm ứng

Lời giải chi tiết:

Cho nam châm quay cạnh cuộn dây làm số đường sức từ xuyên qua cuộn dây biến thiên nên xuất hiện dòng điện cảm ứng xoay chiều

Đáp án: C

14.17

Giải thích tại sao khi cho thanh nam châm chuyển động qua lại quanh cuộn dây dẫn kín như Hình 14.3 thì trong cuộn dây xuất hiện dòng điện cảm ứng có chiều luân phiên thay đổi.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về dòng điện cảm ứng

Lời giải chi tiết:

Khi nam châm lại gần cuộn dây thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện cuộn dây tăng và khi nam châm đi ra xa cuộn dây thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện cuộn dây giảm, khi đó trong cuộn dây xuất hiện dòng điện cảm ứng có chiều luân phiên thay đổi.

14.18

Trường hợp nào dưới đây dòng điện cảm ứng trong cuộn dây dẫn kín đổi chiều?

A. Cho cực Bắc của nam châm lại gần tâm của cuộn dây rồi dừng lại.

B. Cho cuộn dây dẫn lại gần cực Nam của nam châm rồi dừng lại.

C. Cho cực Bắc của nam châm lại gần, rồi đổi chiều ra xa tâm của cuộn dây.

D. Cho cả cuộn dây và nam châm chuyển động lại gần nhau rồi dừng lại.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về dòng điện cảm ứng

Lời giải chi tiết:

Cho cực Bắc của nam châm lại gần, rồi đổi chiều ra xa tâm của cuộn dây làm số đường sức từ xuyên qua cuộn dây biến thiên nên xuất hiện dòng điện cảm ứng xoay chiều

Đáp án: C

14.19

Giải thích tại sao khi cho khung dây dẫn đặt trong từ trường của nam châm như Hình 14.4 quay quanh trục PQ thì trong khung dây dẫn không có dòng điện cảm ứng.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về dòng điện cảm ứng

Lời giải chi tiết:

Từ hình vẽ nhận thấy từ trường được tạo ra là từ trường đều có hướng từ cực Bắc (N) đến cực Nam (S). Đường sức từ song song với khung dây nên không có đường sức từ xuyên qua khung dây. Do đó không có dòng điện.

14.20

Giải thích tại sao khi cho khung dây dẫn ABCD đặt trong từ trường của nam châm như Hình 14.5 dịch chuyển từ cực Nam đến cực Bắc theo trục PQ thì trong khung dây dẫn không có dòng điện cảm ứng.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về dòng điện cảm ứng

Lời giải chi tiết:

Vì số đường sức từ xuyên qua tiết diện cuộn dây không thay đổi.

14.21

Quan sát Hình 14.6 và cho biết nam châm quay theo trục nào thì trong cuộn dây dẫn kín xuất hiện dòng điện cảm ứng xoay chiều.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về dòng điện cảm ứng

Lời giải chi tiết:

Nam châm quay theo trục AB và CD thì trong cuộn dây dẫn kín xuất hiện dòng điện cảm ứng xoay chiều.