Giải chi tiết Khoa học tự nhiên 9 Cánh diều Bài tập (Chủ để 4)

Câu 1: Một cuộn dây dẫn gồm các vòng dây được quấn trên vòng cao su và hai đầu cuộn dây được nối với một đèn LED. Nhờ vòng cao su, cuộn dây dẫn có thể thay đổi hình dạng rồi lại trở lại hình dạng ban đầu bảng cách bóp và thả tay. Nếu đật cuộn dây dẫn gần nam châm như hình 1 và liên tục làm thay đổi hình dạng của cuộn dây dẫn thì có thể làm cho đèn LED sáng nhấp nháy. Giải thích hiện tượng.

Bài làm chi tiết: 

• Khi cuộn dây dẫn tĩnh gần nam châm, từ trường của nam châm không tạo ra dòng điện trong cuộn dây. Khi thay đổi hình dạng cuộn dây dẫn, số lượng đường sức từ đi qua cuộn dây thay đổi. Theo định luật Faraday, sự thay đổi từ thông qua cuộn dây dẫn gây ra suất điện động cảm ứng trong cuộn dây. Suất điện động cảm ứng này tạo ra dòng điện trong cuộn dây.
• Dòng điện này chạy qua đèn LED và làm cho đèn sáng. Việc thay đổi hình dạng liên tục cuộn dây dẫn làm cho từ thông qua cuộn dây liên tục thay đổi. Sự thay đổi liên tục của từ thông gây ra dòng điện trong cuộn dây cũng liên tục thay đổi. Dòng điện thay đổi này làm cho đèn LED sáng nhấp nháy.

Câu 2: Trong một thí nghiệm như hình 2, các dụng cụ được sử dụng gồm: cuộn dây dẫn kín có hai đèn LED, một nam châm vĩnh cửu. Giữ cuộn dây dẫn kín và thả rơi nam châm vĩnh cửu xuyên qua cuộn dây dẫn kin. Hãy cho biết: 

a) Trong quá trình rơi của nam châm vinh cửu, dòng điện cảm ứng có xuất hiện trong cuộn dây dẫn kín không? Vì sao? 

b) Mô tả sự sáng tối của các đèn LED. Giải thích.

Bài làm chi tiết:

a) Có, dòng điện cảm ứng xuất hiện trong cuộn dây dẫn kín trong quá trình nam châm vĩnh cửu rơi.Vì: 

+ Theo định luật Faraday, sự thay đổi từ thông qua cuộn dây dẫn gây ra suất điện động cảm ứng trong cuộn dây. Khi nam châm vĩnh cửu rơi, từ trường của nam châm chuyển động qua cuộn dây dẫn. Sự chuyển động của từ trường làm cho từ thông qua cuộn dây liên tục thay đổi. Sự thay đổi của từ thông gây ra suất điện động cảm ứng và dòng điện cảm ứng trong cuộn dây.

b) Khi nam châm rơi xuống: 

+ Đèn LED sáng. Hướng dòng điện cảm ứng được xác định theo quy tắc bàn tay trái. Chiều dòng điện tạo ra bởi suất điện động cảm ứng làm cho đèn LED sáng. - Khi nam châm đi ra khỏi cuộn dây: 

+ Đèn LED tắt. Từ thông qua cuộn dây không thay đổi. Suất điện động cảm ứng bằng 0. Dòng điện không chạy qua đèn LED và đèn tắt.

Câu 3: Kể tên các thiết bị điện trong gia đình dùng trực tiếp đòng điện xoay chiều (không cần sử dụng bộ chuyên đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều) và nêu tác dụng của dòng điện xoay chiều ở mỗi thiết bị đó.

Bài làm chi tiết:

• Quạt điện. Tác dụng: Dòng điện xoay chiều tạo ra từ trường quay trong động cơ điện, làm cho cánh quạt quay.
• Máy giặt: Tác dụng: Dòng điện xoay chiều tạo ra từ trường quay trong động cơ điện, làm cho lồng giặt quay.
• Bóng đèn sợi đốt. Tác dụng: Dòng điện xoay chiều làm nóng dây tóc bóng đèn, phát ra ánh sáng.