Giải bài tập Vật lí 9 Bài 33: Dòng điện xoay chiều

Trả lời câu hỏi giữa bài:

Bài C1 trang 90 SGK Vật lí 9: Làm thí nghiệm và chỉ rõ đèn nào sáng trong hai trường hợp :

   + Đưa nam châm từ ngoài vào trong cuộn dây.

   + Kéo nam châm từ trong ra ngoài cuộn dây.

Từ đó cho biết chiều của dòng điện cảm ứng trong hai trường hợp trên có gì khác nhau.

Lời giải 

  Mắc hai đèn LED (một màu đỏ, một màu vàng)  song song và ngược chiều nhau vào hai đầu của cuộn dây kín như hình 33.1 SGK :

     + 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.

     + 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.

   => Dòng điện cảm ứng trong hai trường hợp trên ngược nhau.

Bài C2 trang 91 SGK Vật lí 9: Hãy phân tích xem số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây biến đổi thế nào khi cho thanh nam châm quay quanh một 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 thế nào khi nam châm quay.

Làm thí nghiệm kiểm tra dự đoán.

Lời giải

   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. Khi nam châm quay liên tục quanh một trục thẳng đứng như trong hình 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.

Bài C3 trang 91 SGK Vật lí 9: Trên hình 33.3 vẽ một cuộn dây kín có thể quay quanh 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 thiên như thế nào khi cuộn dây quay, từ đó suy ra nhận xét về chiều của dòng điện cảm ứng xuất hiện trong cuộn dây dẫn.

Phương pháp giải

   Dòng điện xoay chiều: dòng điện luân phiên đổi chiều.

Lời giải 

   Khi cuộn dây quay từ vị trí 1 đến vị trí 2 thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây tăng. Khi cuộn dây quay tiếp từ vị trí 2 thì số đường sức từ giảm. Nếu cuộn dây quay liên tục thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện S luân phiên tăng giảm. Vậy dòng điện xuất hiện trong cuộn dây là dòng điện xoay chiều.

Bài C4 trang 92 SGK Vật lí 9: 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.

Lời giải 

   Khi khung quay 1/2 vòng tròn thì số đường sức từ qua khung tăng, một trong hai đèn LED sáng. Trên 1/2 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.

Lý thuyết Dòng điện xoay chiều

I. Chiều của dòng điện cảm ứng

II. Cách tạo ra dòng điện xoay chiều 

1. Cho nam châm quay trước cuộn dây dẫn kín

2. Cho cuộn dây dẫn quay trong từ trường

Kết luận: Khi cho cuộn dây dẫn kín quay trong từ trường của nam châm hay cho nam châm quay trước cuộn dây dẫn thì trong cuộn dây xuất hiện dòng điện cảm ứng xoay chiều.

Sơ đồ tư duy về dòng điện xoay chiều - Vật lí 9