Vật lý 9 Tổng kết chương II Điện Từ Học

A. Tóm tắt lý thuyết

Câu 1. Nam châm có mấy cực? Là những cực nào? Tương tác giữa các cực như thế nào? Trả lời.

Nam châm có hai cực. Khi để tự do cực luôn chỉ về phía Bắc gọi là cực Bắc (N), cực còn lại là cực Nam (S)

Các cực cùng tên thì đẩy nhau. Các cực khác tên thì hút nhau.

Câu 2. Nêu cách nhận biết từ trường?

Trả lời.

Cách nhận biết: Dùng nam châm thử (một kim nam châm có thể quay tự do quanh một trục). Đặt nam châm thử vào trong không gian cần xác định, nếu nam châm thử nệch khỏi hướng Bắc - Nam (do tác dụng của lực từ) thì không gian đó có từ trường.

Câu 3. Phát biểu quy tắc nắm bàn tay phải?

Trả lời.

Quy tắc nắm tay phải: Nắm bàn tay phải sao cho bốn ngón tay hướng theo chiều dòng điện chạy qua các vòng dây, thì ngón tay cái choãi ra chỉ chiều của đường sức từ trong lòng ống dây.

Câu 4. Nêu cấu tạo của nam châm điện? Lõi sắt non có vai trò gì trong nam châm điện? Trả lời.

Cấu tạo:

Nam châm điện gồm một ống dây dẫn bên trong có lõi sắt non.
Lõi sắt non có vai trò làm tăng tác dụng từ của nam châm.

Câu 5. Kể một số ứng dụng của nam châm?

Trả lời.

Một số ứng dụng của nam châm điện: Loa điện Rơle điện từ Cần cẩu điện dùng để di chuyển các đồ vật bằng vật liệu sắt từ.

Câu 6. Phát biểu quy tắc bàn tay trái để xác định chiều lực điện từ tác dụng lên dây dấn có dòng điện chay qua đặt trong từ trường?

Trả lời.

Đặt bàn tay trái sao cho đường sức từ hướng vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón tay giữa hướng theo chiều dòng điện thì ngón tay cái choãi ra chỉ chiều của lực điện từ tác dụng lên dây dẫn.

Câu 7. Nêu cấu tạo của động cơ điện một chiều?

Trả lời.

Cấu tạo:

Động cơ điện một chiều có hai bộ phận chính là nam châm và khung dây dẫn.
Ngoài ra, để khung dây có thể quay liên tục còn phải có bộ góp điện gồm 2 vành bán khuyên và 2 thanh quét để đổi chiều dòng điện chạy qua khung dây.

Câu 8. Dòng điện xoay chiều là gì? Phân biệt dòng điện xoay chiều và dòng điện một chiều?

Trả lời.

Dòng điện xoay chiều là dòng điện có chiều luân phiên thay đổi

Phân biệt dòng điện xoay chiều với dòng điện một chiều: Dòng điện một chiều là dòng điện có chiều không đổi. Dòng điện xoay chiều là dòng điện luân phiên đổi chiều.

Câu 9. Đo hiệu điện thế và cường độ dòng điện xoay chiều bằng dụng cụ gì?

Trả lời.

Đo hiệu điện thế và cường độ dòng điện xoay chiều bằng vôn kế và ampe kế xoay chiều. Câu 10. Nêu công thức tính công suất hao phí trên đường dây truyền tải điện năng đi xa và nêu cách làm giảm hao phí đó tối ưu nhất?

Trả lời.

Công suất hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây tải điện: P = \[\frac{{{P}^{2}}.R}{{{U}^{2}}}\text{ }\]

Biện pháp để làm giảm hao phí trên đường dây tải điện tối ưu nhất là tăng hiệu điện thế đặt vào hai đầu đường dây tải điện

Câu 11. Nêu cấu tạo của máy biến thế? Viết công thức máy biến thế. Khi nào gọi là máy tăng thế? khi nào gọi là máy giảm thế?

Trả lời.

Cấu tạo: Gồm hai cuộn dây có số vòng dây khác nhau quấn trên một lõi bằng thép có pha silic.

Công thức: k = \[\frac{{{U}_{1}}}{{{U}_{2}}}\]= \[\frac{{{N}_{1}}}{{{N}_{2}}}\]

Ta có : \[\frac{{{N}_{1}}}{{{N}_{2}}}\] (gọi là hệ số máy biến thế)

Nếu k > 1 (tức U₁ >U₁ hay N₁ >N₂ ) là máy hạ thế.
Nếu k < 1 (tức U₁₂ hay N₁₂ ) là máy tăng thế.

Bài tập minh họa

Bài 1. Người ta dùng một máy biến thế có số vòng cuộn sơ cấp gồm 500 vòng, cuộn thứ cấp có 50 000 vòng đặt ở đầu một đường dây tải điện để truyền đi một công suất điện 1 000 kW. Hiệu điện thế đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp là 2000V. Hiệu điện thế hai đầu cuộn thứ cấp là:

Hướng dẫn giải:

Áp dụng công thức: k = \[\frac{{{U}_{1}}}{{{U}_{2}}}\]= \[\frac{{{N}_{1}}}{{{N}_{2}}}\]

suy ra: \[{{U}_{2}}={{U}_{1}}\frac{{{N}_{2}}}{{{N}_{1}}}=\frac{2000.50000}{500}\]= 1000000 V= 1000KV

Bài 2. Vì sao khi núm đinamô quay, đèn lại sáng?

Hướng dẫn giải:

Vì trong đinamô xe đạp có nam châm và cuộn dây dẫn kín, khi nam châm quay trước cuộn dây làm xuất hiện dòng điện cảm ứng trong cuộn dây dẫn kín, đèn sáng

B. Bài tập trong sách giáo khoa

Bài 1 (trang 105 SGK Vật Lý 9): Viết đầy đủ câu sau đây:

Muốn biết ở một điểm A trong không gian có từ trường hay không, ta làm như sau: Đặt tại A một kim nam châm, nếu thấy có….. tác dụng lên .... thì ở A có từ trường.

Hướng dẫn giải:

Muốn biết ở một điểm A trong không gian có từ trường hay không, ta làm như sau: Đặt tại A một kim nam châm, nếu thấy có lực từ tác dụng lên kim nam châm thì ở A có từ trường.

Bài 2 (trang 105 SGK Vật Lý 9): Làm thế nào để biến một thanh thép thành một nam châm vĩnh cửu?

A. Dùng búa đập mạnh vào thép.

B. Hơ thanh thép trên ngọn lửa.

C. Đặt thanh thép vào trong lòng ống dây dẫn có dòrng điện một chiều chạy qua.

D. Đăt thanh thép vào trong lòng ống dâv dẫn có dòng điên xoay chiều chạy qua.

Hướng dẫn giải:

Chọn câu C. Đặt thanh thép vào trong lòng ống dây dẫn có dòrng điện một chiều chạy qua.

Bài 3 (trang 105 SGK Vật Lý 9): Viết đầy đủ câu sau đây:

Quy tắc tìm chiều của lực điện từ tác dụng lên một dòng điện phát biểu như sau: Đặt bàn tay ….sao cho các ….đi xuyên vào lòng bàn tay, chiều từ cố tay đến…..chỉ chiều dòng điện thì …..chỉ chiều của lực điện từ.

Hướng dẫn giải:

Đặt bàn tay trái sao cho các đường sức từ đi xuyên vào lòng bàn tay, chiều từ cố tay đến ngón tay giữa chỉ chiều dòng điện thì ngón cái choãi ra 90^o chỉ chiều của lực điện từ.

Bài 4 (trang 105 SGK Vật Lý 9): Điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng trong cuộn dây dẫn kín là gì?

a. Đặt một nam châm ở gần cuộn dây.

b. Đặt một nam châm ở trong lòng cuộn dây.

c. Khi số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây lớn

d. Khi số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây biến thiên

Hướng dẫn giải:

Chọn đáp án d

Bài 5 (trang 105 SGK Vật Lý 9): Viết đầy đủ câu sau đây:

Khi khung dây dẫn kín quay trong từ trường của một nam châm vĩnh….cửu thì trong khung dây xuất hiện một dòng điện…..vì………..

Hướng dẫn giải:

Khi khung dây dẫn kín quay trong từ trường của một nam châm vĩnh cửu thì trong khung dây xuất hiện một dòng điện cảm ứng xoay chiều vì số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của khung dây biến thiên.

Bài 6 (trang 105 SGK Vật Lý 9): Cho một thanh nam châm thẳng mà các chữ chỉ tên cực của nam châm đã bị mất, làm thế nào để xác định được cực Bắc của nam châm đó?

Hướng dẫn giải:

Treo thanh nam châm bằng một sợi dây chỉ mềm ở chính giữa để cho thanh nam châm nằm ngang. Đầu quay về hướng Bắc địa lí là cực Bắc của thanh nam châm.

Bài 7 (trang 105 SGK Vật Lý 9):

a) Phát biểu quy tắc tìm chiều của đường sức từ biểu diễn từ trường của một ông dây có dòng điện một chiều chạy qua.:

b) Hãy vẽ một đường sức từ ở trong lòng cuộn dây có dòng điện chạy qua trên hình 9.1 SGK.

Hướng dẫn giải:

a)Nắm ống dây bằng tay phải sao cho bốn ngón tay nắm lại hướng theo chiếu dòng điện chạy qua các vòng dây thì ngón tay cái choãi ra chỉ chiều của đường sức từ trong lòng ống dây.

b) Hình 39.1

Bài 8 (trang 106 SGK Vật Lý 9): Nêu chỗ giống nhau về cấu tạo của hai loại máy phát điện xoay liều và sự khác nhau về hoạt động của hai máy đó.

Hướng dẫn giải:

Giống nhau: Có hai bộ phận chính là nam châm và cuộn dây dẫn.

Khác nhau: Một loại có rôto là cuộn dây, một loại có rôto là nam châm.

Bài 9 (trang 106 SGK Vật Lý 9): Nêu tên hai bộ phận chính của động cơ điện một chiều và giải thích tại sao khi cho dòng diện chạy qua, động cơ lại quay được.

Hướng dẫn giải:

Hai bộ phận chính là nam châm và khung dây dẫn.

Khung quay được vì khi ta cho dòng điện một chiều vào khung dây thì từ trường của nam châm sẽ tác dụng lên khung dây những lực điện từ làm cho khung quay.

Bài 11 (trang 106 SGK Vật Lý 9): Máy biến thế.

a. Vì sao để vận tải điện năng đi xa người ta phải dùng máy biến thế?

b. Trên cùng một đường dây tải điện, nếu dùng máy biến thế để tăng hiệu điện thế ở hai đầu dây dẫn lên 100 lần thì công suất hao phí vì tỏa nhiệt trên đường dây sẽ giảm đi bao nhiêu lần?

c. Cuộn sơ cấp của một máy biến thế có 4400 vòng, cuộn thứ cấp 120 vòng. Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp một hiệu điện thế xoay chiều 220 Tìm hiệu điện thế ở hai đầu cuộn thứ cấp.

Bài 12 (trang 106 SGK Vật Lý 9): Giải thích vì sao không thể dùng dòng điện không đổi để chạy máy biến thế.

Hướng dẫn giải:

Dòng điện không đổi không tạo ra từ trường biến thiên, số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây thứ cấp không biến đối nên trong cuộn dây này không xuất hiện dòng điện cảm ứng.

Bài 13 (trang 106 SGK Vật Lý 9): Trên hình 39.3 SGK vẽ một khung dây đặt trong từ trường. Trường hợp nào dưới đây trong khung dây không xuất hiện dòng điện xoay chiều? Hãy giải thích vì sao?

a. Khung dây quay quanh trục PQ nằm ngang

b. Khung dây quay quanh trục AB thẳng đứng

Hướng dẫn giải:

Trường hợp a. Khi khung dây quay quanh trục PQ nằm ngang thì đường sức từ xuyên qua tiết diện S của khung đây luôn không đổi, luôn bằng 0. Do đó, trong khung dây không xuất hiện dòng điện cảm ứng.

C. Bài tập trắc nghiệm

Câu 1: Nếu dùng quy tắc nắm tay phải để xác định chiều của từ trường của ống dây có dòng điện chạy qua thì ngón tay cái choãi ra chỉ điều gì?

A. Chiều của dòng điện trong ống dây.

B. Chiều của lực điện từ lên nam châm thử.

C. Chiều của lực điện từ tác dụng lên cực Bắc của nam châm thử đặt ở ngoài ống dây.

D. Chiều của lực điện từ tác dụng lên cực Bắc của nam châm thử trong lòng ống dây.

Câu 2: Hình 27.1 mô tả khung dây dẫn có dòng điện chạy qua được đặt trong từ trường, trong đó khung quay đang có vị trí mà mặt phẳng khung vuông góc với đường sức từ. Vẽ vị trí này của khung dây, ý kiến nào dưới đây là đúng?

A. Khung không chịu tác dụng của lực điện từ.

B. Khung chịu tác dụng của lực điện từ nhưng nó không quay.

C. Khung tiếp tục quay do tác dụng của lực điện từ lên khung.

D. Khung quay tiếp một chút nữa nhưng không phải do tác dụng của lực điện từ mà do quán tính.

Câu 3: Cuộn sơ cấp của máy biến thế có 4 400 vòng, cuộn thứ cấp có 240 vòng. Khi đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp một hiệu điện thế xoay chiều 220V thì ở hai đầu dây cuộn thứ cấp có hiệu điện thế là bao nhiêu ?

A. 12V

B. 24V

C. 36V

D. 6V

Câu 4: Một máy biến thế có hiệu điện thế cuộn sơ cấp là 220V, số vòng cuộn sơ cấp là 500vòng, hiệu điện thế cuộn thứ cấp là 110V. Hỏi số vòng của cuộn thứ cấp là bao nhiêu vòng?

A. 125 vòng

B. 250 vòng

C. 450 vòng

D. 300 vòng

Câu 5: Có hiện tượng gì xảy ra với miếng nam châm khi cho dòng điện xoay chiều chạy vào nam châm điện ở hình 35.3 ?