I. LÝ THUYẾT
1. Dòng điện - Nguồn điện.
- Dòng điện là dòng các điện tích dịch chuyển có hướng.
- Mỗi nguồn điện đều có hai cực. Dòng điện chạy trong mạch điện kín bao gồm các thiết bị điện được nối liền với hai cực của nguồn điện bằng dây điện.
2. Chất dẫn điện - Chất cách điện , dòng điện trong kim loại
- Chất dẫn điện là chất cho dòng điện đi qua. Chất cách điện là chất không cho dòng điện đi qua.
- Dòng điện trong kim loại là dòng các êlêctrôn dịch chuyển có hướng.
3. Tác dụng nhiệt của dòng điện.
Dòng điện đi qua mọi vật dẫn thông thường, đều làm cho vật dẫn nóng lên. Nếu vật dẫn nóng lên tới nhiệt độ cao thì phát sáng.
4. Tác dụng phát sáng của dòng điện.
Dòng điện có thể làm sáng bóng đèn bút thử điện và đèn điôt phát quang mặc dù các đèn này chưa nóng tới nhiệt độ cao.
5. Tác dụng từ của dòng điện.
Dòng điện khi chạy qua một cuộn dây dẫn có thể: Làm quay kim nam châm đặt gần nó và hút được các vật bằng sắt, thép giống như một nam châm.
6. Tác dụng hoá học của dòng điện.
Khi cho dòng điện đi qua dung dịch muối đồng thì nó tách đồng ra khỏi dung dịch, tạo thành lớp đồng bám trên thỏi than nối với cực âm.
7. Tác dụng sinh lí của dòng điện.
Nếu sơ ý để dòng điện đi qua cơ thể người, dòng điện có thể làm cho các cơ co giật, tim ngừng đập, ngạt thở và thần kinh bị tê liệt. Tuy vậy trong sinh học, người ta cũng có thể dùng dòng điện để chữa một số bệnh.
II.BÀI TẬP
Bài 1: Một học sinh nối hai cực của một viên pin với một bóng đèn nhỏ thấy đèn không sáng. Theo em những nguyên nhân nào có thể dẫn đến những hiện tượng trên.
Giải:
Một số nguyên nhân có thể xảy ra:
- Dây tóc bóng đèn có thể bị đứt.
- Dây nối pin với bóng đèn có thể bị đứt ngầm bên trong.
- Các đầu dây nối với hai cực của pin, với hai chốt nối của đèn vặn chưa chặt,pin đã quá cũ, không còn khả năng tạo ra dòng điện.
Bài 2:Một nguồn điện như một ắc quy chẳng hạn, có thể sử dụng mãi mãi được không? Tại sao?
Giải
Ắc quy không thể sử dụng mãi mãi được, sau một thời gian sử dụng, dòng điện do ắc quy cung cấp sẽ yếu dần và ắc quy không còn cung cấp điện được nữa.
Bài 3:Trong các chất sau đây: Bạc; dung dịch đồng sunpat; giấy; thép; thuỷ tinh; đồng; bê tông; than chì. Chất nào là chất dẫn điện, chất nào là chất cách điện?
Giải
- Các chất dẫn điện: Bạc, dung dịch đồng sunpat, thép, đồng, than chì.
- Các chất cách điện: Giấy, thuỷ tinh, bê tông.
Bài 4:Không khí ở điều kiện thường là chất cách điện. Hãy nêu một bằng chứng để chứng tỏ điều đó?
Giải
Nếu không khí ở điều kiện thường là chất dẫn điện thì khi ta đứng gần những ổ cắm điện nhà, ta sẽ bị điện giật. nhưng trên thực tế điều đó đã không xảy ra. Vậy ở những điều kiện thông thường, không khí là chất cách điện tốt.
Bài 5:Hãy cho biết chất cách điện và chất dẫn điện có điểm nào khác biệt nhau về mặt cấu tạo?
Giải
Chất dẫn điện là chất có nhiều hạt mang điện có thể chuyển động tự do, còn chất cách điện là chất có rất ít các hạt mang điện có thể chuyển động tự do.
Bài 6: tại sao người ta thường dùng ổn áp cho các thiết bị điện ?
Giải: Vì các thiết bị điện hoạt động tốt hơn nếu dòng điện cấp cho nó ổn định và đúng mức . Trong gia đình thường dùng rất nhieuf thiết bị điện cùng một lúc do đó mà nhiều khi làm cho dòng điện tăng , giảm đột ngột có thể hư hỏng các thiết bị khác. Vì vậy người ta thường dùng ổn áp điện để ổn định điện trong gia đình.
Bài 7: Ở nhiều xe đạp có một bộ phận là nguồn điện tạo ra dòng điện để thắp sáng bóng đèn khi đi ban đêm. Em hãy quan sát và mô tả hình dáng bộ phận này và cho biết khi nào thì bộ phận này mới hoạt động và thắp sáng bóng đèn.?
Giải
Bộ phận là nguồn điện trên xe đạp thường gọi là đinamô. Nguồn điện này có dạng hình trụ tròn, phía trên có một cái núm nhỏ, vành núm có nhiều rãnh nhỏ để có thể cọ sát vào một bên thành của bánh xe. Bình thường núm nhỏ được điều chỉnh để nó không tiếp xúc với bánh xe, khi cần làm cho bóng đèn sáng, ta quay cho núm tì sát vào bánh xe, khi bánh xe quay, nó làm cho núm nhỏ này quay theo và bóng đèn sẽ sáng.
Bài 8: Người ta chứng minh được rằng, khi có dòng điện trong dây dẫn làm bằng kim loại thì các êlêctron dịch chuyển có hướng với vận tốc từ 0,1mm/s tới 1mm/s. Như vậy, khi đóng mạch điện, lẽ ra phải chờ một thời gian nào đó để êlêctron dịch chuyển từ nguồn điện tới bóng đèn thì đèn mới sáng, nhưng thực tế ta thấy các bóng đèn hầu như sáng ngay lập tức.
Hãy giải thích điều dường như mâu thuẫn đó?
Giải:Trong các dây dẫn bằng kim loại, các êlêctron có rất nhiều và chúng có mặt ở mọi nơi bên trong vật dẫn, khi đóng công tắc, các êlêctron trong dây dẫn nhận được “tín hiệu” gần như cùng một lúc và hầu như đồng loạt chuyển động có hướng. Chính vì vậy mà bóng đèn có thể sáng ngay. Như vậy khi đèn sáng, không phải do các êlêctron đã chuyển động từ nguồn điện đến bóng đèn.
Bài 9:
Xét các dụng cụ điện sau: Quạt điện, nồi cơm điện, ti vi, rađiô, ấm điện. Hỏi khi các dụng cụ này hoạt động thì tác dụng nhiệt của dòng điện là có ích đối với dụng cụ nào? Không có ích đối với dụng cụ nào?
Giải
- Tác dụng nhiệt của dòng điện là có ích trong hoạt động của nồi cơm điện, ấm điện.
- Tác dụng nhiệt của dòng điện là có ích trong hoạt động của quạt điện, ti vi, rađiô.
Bài 10: Người ta sử dụng ấm điện để đun nước. Hãy cho biết :
a) Nếu còn nước trong ấm thì nhiệt độ cao nhất của ấm là bao nhiêu?
b) Hoạt động của ấm nào dựa trên tác dụng nào của dòng điện? Bộ phận nào của bếp điện thực hiện điều đó?
c) Nếu vô ý để quên, nước trong ấm cạn hết, điều gì sẽ xảy ra? Vì sao?
Giải
a) Khi còn nước trong ấm thì nhiệt độ của ấm cao nhất là 1000C (nhiệt độ của nước đang sôi)
b) Hoạt động của ấm dựa trên tác dụng nhiệt của dòng điện. Bộ phận của bếp làm cho nước nóng lên đó là dây mêso khi bị dòng điện đốt nóng.
c) Nếu nước trong ấm đã cạn hết, ấm điện sẽ bị cháy hỏng vì do tác dụng nhiệt của dòng điện, nhiệt độ của ấm tăng lên rất cao. Dây nung nóng sẽ nóng chảy không dùng được nữa. Một số vật để gần ấm có thể bắt cháy, gây hoả hoạn.
Bài 11: Tại sao người ta thường chọn dây vônfram để làm dây tóc bóng đèn mà không chọn các vật liệu bằng kim loại khác như sắt, thép chẳng hạn. Hãy giải thích?
Do tác dụng mà khi bóng đèn sáng, nhiệt độ của dây tóc bóng đèn có thể lên tới vài nghìn độ (trung bình khoảng 2 5000C). Với nhiệt độ này một số kim loại có thể bị nóng chảy (vì chúng có nhiệt độ nóng chảy thấp). Vônfram có nhiệt độ nóng chảy cao (3 3700C) nên với nhiệt độ vào khoảng dưới 3 0000C thì vonfram vẫn không bị nóng chảy
Bài 12:
Nối hai cực của một nguồn điện được dấu kín trong hộp với hai thanh than A và B, sau đó nhúng hai thanh than vào dung dịch muối bạc như hình vẽ bên, sau một thời gian thấy có bạc bám trên thanh than A.
a) Dòng điện chạy qua dung dịch muối bạc theo chiều nào? Thanh than A đã nối với cực dương hay cực âm của nguồn điện?
b) Hiện tượng trên là kết quả tác dụng nào của dòng điện?
a) Dòng điện chạy qua dung dịch muối bạc theo chiều từ thanh than B qua dung dịch đến thanh than A. Thanh than A nối với cực âm của nguồn điện.
b) Hiện tượng trên là kết quả của tác dụng hoá học của dòng điện.
Bài 13:So sánh sự hoạt động và tiêu thụ điện của bóng nê ôn và đèn sợi đốt ?
Giải
Giống nhau:
-Cả hai đèn hoạt động đều dựa trên tác dụng nhiệt và tác dụng phát sáng của dòng điện
-Tác dụng phát sáng trên cả hai đèn đều là có lợi
Khác nhau:
-Hoạt động của đèn nê ôn là do dòng điện đi qua chất khí kích thích nên phát sáng . tác dụng nhiệt gây ra trên nó là rất nhỏ không đáng kể nên tiêu hao năng lượng điện là ít .
-Hoạt động của đèn sợi đốt là do dòng điện đi qua dây tóc đốt nóng đến khi phát sáng . tác dụng nhiệt gây ra trên nó là rất lớn nên tiêu hao năng lượng điện rất lớn. Lớn hơn rất nhiều so với đèn nê ôn.
Vậy chúng ta nên sử dụng đèn nê ôn để tiết kiệm điện và chỉ dùng đèn sợi đốt ở những nơi quá cần thiết .
III.BÀI TẬP TỰ LUYỆN
Bài 1: Một học sinh cho rằng khi dòng điện qua vật dẫn càng mạnh thì thì vật dẫn ấy nóng lên càng nhiều. Theo em quan niệm như thế có đúng không? Hãy lấy một ví dụ để minh hoạ ý kiến của mình.
Bài 2:Một người muốn mạ bạc cho một cái nhẫn sắt. Hỏi:
a) Phải dùng dung dịch gì?
b) Thanh nối với cực dương của nguồn làm bằng gì? Thanh nối với cực âm của nguồn là gì? Vì sao phải bố trí như thế?
Bài 3:Cần cẩu điện thường dùng trên các bến cảng là một thiết bị điện hoạt động dựa trên tác dụng từ của dòng điện. Bộ phận nào của cần cẩu là cơ bản, không thể thiếu được? Nêu hoạt động của chiếc cần cẩu điện đó.
Bài 4: Đèn LED hoạt động dựa trên tác dụng nào của nguồn đienj ? Ta mắc đèn LED như thế nào thì đèn sáng ?
Bài 5: Để tránh bị điện giật gây nguy hiểm, những người thợ điện đã dùng những biện pháp gì? Hãy tìm hiểu và nêu một vài biện pháp mà em biết.
IV.ĐÁP ÁN
Bài 1: Ý kiến như thế là đúng. Thí dụ: Trên bàn là thường có núm quay để điều chỉnh độ nóng, thực chất đó là thiết bị thay đổi độ mạnh hay yếu của dòng điện chạy qua dây mêso của bàn là. Khi dòng điện chạy qua dây mêso càng mạnh thì bàn là càng nóng.
Bài 2: a) Dung dịch cần dùng là muối bạc.
b) Thanh nối với cực dương làm bằng bạc, vật nối với cực âm là vật cần mạ (chiếc nhẫn). Sở dĩ phải bố trí như vậy là vì trong quá trình dòng điện chạy qua, bạc kim loại ở cực dương sẽ tan dần ra bổ sung lượng bạc cho dung dịch, còn bạc trong dung dịch sẽ bám vào vật nối với cực âm của nguồn.
Bài 3: Để chế tạo chiếc cần cẩu điện phải có nam châm điện và nguồn điện.
Hoạt động: Khi muốn đưa một kiện hàng (như sắt, thép chẳng hạn) từ dưới tàu lên bờ, người ta quay cho lõi sắt của nam châm điện đến sát đống sắt (thép) trên tàu rồi đóng điện cho dòng điện chạy qua cuộn dây của nam châm điện. lõi sắt của nam châm điện lúc đó trở thành một nam châm rất mạnh, nó có thể hút được khối sắt (thép) dưới tàu đưa đến vị trí cần đặt trên bờ sau đó ngắt điện, lõi sắt của nam châm điện sẽ mất từ tính và “nhả” khối hàng ra.
Bài 4: Đèn LED hoạt động dựa trên tác dụng phát sáng của dòng điện . Vì đèn LED chỉ cho dòng điện chạy qua theo một chiều nhất định. Cho nên sử dụng nguồn điện Pin hay Ắc quy (nguồn điện một chiều) ta nên lưu ý phải nối cực dương (+) của nguồn điện với bản kim loại nhỏ và cự âm (-) với bản kim loại to của đèn LED khi đó dền mới sáng.
Bài 5: Để tránh điện giật, không nên tiếp xúc trực tiếp với điện, nhất là các dây dẫn không có vỏ bọc cách điện.
Không để tay ướt , giây nước vào những chỗ có điện.
Các dụng cụ sửa chữa điện phải được bọc lớp cách điện ở chỗ tay cầm để chúng ở nơi khô ráo.
