Bài giảng Vật lí Lớp 9 - Bài 39: Tổng kết chương II Điện từ học

Nội dung text: Bài giảng Vật lí Lớp 9 - Bài 39: Tổng kết chương II Điện từ học

1. Bài 39 – Tổng kết chương II – Điện từ học I. Kiến thức cơ bản. 8 9 10 7 11 6 12 5 13 4 3 14 2 1 15
2. 8 9 10 7 11 6 12 5 13 4 3 14 A B 2 + _ Hình vẽ 1 15 N S S N
3. Câu 1. Nam châm là gì? Nam châm có mấy cực? Là những cực nào? Tương tác giữa các cực như thế nào? S N Trả lời. NC là những vật có đặc tính hút vật liệu sắt từ. NC 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.
4. Câu 2. Từ trường là gì? Cách nhận biết từ trường? Trả lời. TT là không gian bao quanh NC hoặc bao quanh dòng điện, trong đó có lực từ tác dụng lên kim NC đặt trong nó. Cách nhận biết: Dùng NC thử (một kim NC có thể quay tự do quanh một trục). Đặt NC thử vào trong không gian cần xác định, nếu NC thử lệch khỏi hướng Bắc - Nam (do tác dụng của lực từ) thì không gian đó có từ trường.
5. Câu 3. Vẽ đường sức từ của NC thẳng và của ống dây có dòng điện chạy qua. Phát biểu quy tắc nắm bàn tay phải? N Trả lời. - Đường sức từ của nam châm S thẳng, của Ống dây có dòng điện chạy qua có dạng như hình vẽ. (Chiều của đường sức từ đi vào cực Nam và đi ra từ cực Bắc của nam châm và ống dây). - 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.
6. Câu 4. So sánh sự nhiễm từ của sắt và thép? Nêu cấu tạo và hoạt động của nam châm điện? Trả lời. Giống nhau: Đưa vào TT cả hai đều bị nhiễm từ Khác nhau: Đưa ra khỏi TT thì sắt non mất hết từ tính còn thép vẫn giữ được từ tính. Cấu tạo và hoạt động của nam châm điện: -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. - Hoạt động của nam châm điện: Khi dòng điện chạy qua ống dây, thì ống dây trở thành một nam châm điện, đồng thời lõi sắt non bị nhiễm từ và trở thành nam châm nữa. Khi ngắt điện, thì lõi sắt non mất từ tính và nam châm điện ngừng hoạt động.
7. Câu 5. Hãy kể một số ứng dụng của nam châm. Trả lời. Một số ứng dụng của nam châm điện: - Loa điện - Rơle điện từ là một thiết bị tự động đóng, ngắt, bảo vệ và điều khiển sự làm việc của mạch điện. Bộ phận chủ yếu gồm một nam châm điện và một lõi sắt non. Tuỳ theo chức năng của mỗi dụng cụ, thiết bị hay hệ thống điện mà người ta chế tạo rơle điện từ thích hợp. Tác dụng của nam châm điện trong rơ le điện từ dùng để đóng ngắt mạch điện. - Cần cẩu điện dùng để di chuyển các đồ vật bằng vật liệu sắt từ.
8. 100 C 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 các đường sức từ hướng vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay A đến ngón tay giữa hướng theo chiều dòng điện thì 0 ngón tay cái choãi ra 90 chỉ F B chiều của lực điện từ tác dụng lên dây dẫn.
9. Câu 7. Nêu cấu tạo và nguyên tắc hoạt động 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 bán vành bán khuyên và 2 thanh quét để đổi chiều dòng điện chạy qua khung dây. • Hoạt động: Khi cho dòng điện chạy qua khung dây thì lực điện từ làn cho khung quay. Khung quay được nửa vòng thì dòng điện trong khung đổi chiều, lực điện từ tiếp tục làm khung quay theo chiều cũ và trở thành một động cơ điện.
10. Câu 8. Hiện tượng cảm ứng điện từ là gì? Nêu điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng? N S Trả lời. * Hiện tượng xuất hiện xuất hiện dòng điện cảm ứng trong cuộn dây dẫn kín gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ. * Điều kiện để xuất hiện dòng điện cảm ứng trong cuộn dây dẫn kín là số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây đó biến thiên (tăng lên hoặc giảm đi).
11. Câu 9. Dòng điện xoay chiều là gì? Phân biệt dòng điện xoay chiều và dòng điện một chiều. Cách tạo ra dòng điện xoay 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. - Cách tạo ra dòng điện xoay chiều là cho cuộn dây dẫn kín quay trong từ trường của nam châm hoặc cho nam châm quay trước cuộn dây dẫn.
12. Câu 10. Nêu nguyên tắc cấu tạo và hoạt động của máy phát điện xoay chiều. Trả lời. •Cấu tạo: Máy phát điện xoay chiều có hai bộ phận chính là nam châm và cuộn dây dẫn. Ngoài ra với loại có cuộn dây quay còn có thêm bộ góp điện gồm 2 vành khuyên và 2 thanh quét để lấy điện ra ngoài đồng thời tránh làm dây dẫn bị xoắn đứt. Một trong hai bộ phận đó đứng yên gọi là stato, bộ còn lại có thể quay được gọi là rôto. •Hoạt động: Khi rôto quay, số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây luân phiên tăng giảm. Giữa hai đầu cuộn dây xuất hiện một hiệu điện thế xoay chiều. Nếu nối hai đầu của cuộn dây với mạch điện ngoài kín, thì trong mạch có dòng điện xoay chiều.
13. Câu 11. Nêu các tác dụng của dòng điện xoay chiều. Trong các tác dụng đó, tác dụng nào phụ thuộc vào chiều dòng điện? Trả lời. -Dòng điện xoay chiều có tác dụng nhiệt, tác dụng quang, tác dụng từ và tác dụng sinh lí. - Trong các tác dụng đó, thì tác dụng từ phụ thuộc vào chiều dòng điện. Khi dòng điện đổi chiều thì tác dụng từ của dòng điện cũng đổi chiều.
14. Câu 12. Đo hiệu điện thế và cường độ dòng điện xoay chiều bằng dụng cụ gì? Cách nhận biết các dụng cụ đó? Các số đo này chỉ giá trị nào? Trả lời. -Đo hiệu điện thế và cường độ dòng điện xoay chiều bằng vôn kế và ampe kế xoay chiều. - Ampe kế và vôn kế xoay chiều có kí hiệu AC (hay ~). - Ampe kế và vôn kế một chiều có kí hiệu DC (hay -) hoặc các chốt nối dây có dấu (+) và dấu (-). -Các số đo này chỉ giá trị hiệu dụng của hiệu điện thế xoay chiều và cường độ dòng điện xoay chiều.
15. Câu 13. Nêu nguyên nhân gây hao phí trên đường dây tải điện? Viết công thức tính công suất hao phí và nêu cách làm giảm? Trả lời. - Khi truyền tải điện năng đi xa bằng đường dây dẫn, vì dây dẫn có điện trở và dưới tác dụng nhiệt của dòng điện. Nên có một phần điện năng bị hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây tải điện. -Công suất hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây tải điện tỉ lệ nghịch với bình phương hiệu điện thế đặt vào hai đầu đường dây: P 2R P = hp U2 - Phương án tối ưu để làm giảm hao phí trên đường dây tải điện đó là tăng hiệu điện thế lên cao đặt vào đầu đường dây truyền tải điện
16. Câu 14. Nêu cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của máy biến thế? Viết biểu thức tác dụng biến đổi HĐT của 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 silic. - Nguyên tắc hoạt động của máy biến thế: Máy biến thế hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ. Khi đặt một hiệu điện thế xoay chiều vào hai đầu cuộn sơ cấp của máy biến thế, dòng điện xoay chiều này gây ra ở lõi sắt một từ trường biến thiên, từ trường biến thiên này xuyên qua cuộn dây thứ cấp tạo ra ở hai đầu cuộn dây thứ cấp một hiệu điện thế xoay chiều. - Biểu thức: U n U U Máy tăng thế 1 = 1 2 1 U 2 n 2 U2 U1 Máy hạ thế
17. Câu 15. Nêu quá trình biến đổi năng lượng trong động cơ điện một chiều và trong máy phát điện xoay chiều? Trả lời. . Quá trình biến đổi năng lượng trong động cơ điện một chiều là điện năng chuyển hóa thành cơ năng, máy phát điện xoay chiều thì cơ năng lại chuyển hóa thành điện năng. + -
18. II. Vận dụng. 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. a. Tính hiệu điện thế hai đầu cuộn thứ cấp, b. Điện trở đường dây là 200  . Tính công suất hao phí trên đường dây. Cho: n1 = 500 vòng, n2 = 50 000 vòng, P = 1 000 000 W, U1= 2 000 V. R = 200 a. U2 = ? b. Php = ?
19. Giải: a. Hiệu điện thế hai đầu cuộn thứ cấp tính từ công thức: U1 n1 U1.n2 2000.50000 = U 2 = = = 200000(V ) U 2 n2 n1 500 b. Công suất hao phí trên đường dây là: R.P2 1000002 p = = 200. = 5000(W ) hp U 2 2000002
20. Bài 2. Giải thích vì sao không thể dùng dòng điện không đổi để chạy máy biến thế. Trả lời: Vì khi đặt một hiệu điện thế không đổi vào hai đầu cuộn sơ cấp của máy biến thế thì lõi sắt vẫn bị nhiễm từ nhưng từ trường này là từ trường không biến thiên, từ trường không biến thiên này vẫn xuyên qua cuộn dây thứ cấp nhưng số đường sức từ xuyên qua cuộn thứ cấp không luân phiên tăng giảm nên không tạo ra ở hai đầu cuộn dây thứ cấp một hiệu điện thế xoay chiều.
21. Chuông điện
22. Bài 3. Vì sao khi núm đi a mô quay, đèn lại sáng? Trả lời: 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 NSNSN trong cuộn dây dẫn kín, đèn sáng