Mục lục
Dòng điện xoay chiều là bài học quan trọng trong chương trình học vật lý 9. Chính vì vậy, các bạn học sinh cần ghi nhớ những kiến thức quan trọng cũng như giải được các bài tập cụ thể của dạng toán này.
Dưới đây, chúng tôi sẽ hướng dẫn và tổng hợp lại cho các bạn toàn bộ những kiến thức cần ghi nhớ. Mời các bạn tham khảo để đạt được điểm số cao trong học tập.
1. Tổng hợp lý thuyết về Dòng điện xoay chiều
Dưới đây là những lý thuyết cần ghi nhớ về bài dòng điện xoay chiều, mời các bạn tham khảo.
1.1. Dòng điện xoay chiều là gì
– Khi mà số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây dẫn kín tăng lên thì dòng điện cảm ứng ở trong cuộn dây có chiều ngược với chiều dòng điện cảm ứng khi mà số đường sức từ xuyên qua tiết diện đó giảm.
– Nếu như liên tục lần lượt đưa nam châm vào và kéo nam châm đi ra khỏi cuộn dây dẫn kín (số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây dẫn kín sẽ luân phiên tăng, giảm) thì dòng điện cảm ứng ở trong cuộn dây cũng luân phiên đổi chiều.
⇒ Dòng điện luân phiên đổi chiều sẽ được gọi là dòng điện xoay chiều.
1.2. Cách tạo ra dòng điện xoay chiều
Trong cuộn dây dẫn kín, dòng điện cảm ứng xoay chiều sẽ xuất hiện khi cho nam châm quay trước cuộn dây hay là cho cuộn dây quay trong từ trường.
1.2. Phương pháp giải
Ta căn cứ vào: Chiều dòng điện cảm ứng xuất hiện ở trong cuộn dây phải có chiều sao cho đường sức từ do nó sinh ra sẽ ngược với chiều của đường sức từ sinh ra nó.
Như vậy, muốn xác định được chiều dòng điện cảm ứng thì:
- Xác định được chiều đường sức từ sinh ra nó (quy tắc bàn tay phải)
- Xác định được chiều đường sức từ do nó sinh ra (ngược với chiều của đường sức từ sinh ra nó).
- Xác định được chiều dòng điện cảm ứng (quy tắc bàn tay phải).
Dòng điện cảm ứng sẽ có chiều luân phiên thay đổi gọi là dòng điện xoay chiều.
Lưu ý:
- Số vòng quay ở trong 1 giây của cuộn dây sẽ gọi là tần số của dòng điện xoay chiều, đo bằng đơn vị Héc (kí hiệu là Hz).
- Trên các dụng cụ sử dụng điện sẽ thường ghi AC 220V, kí hiệu AC sẽ có nghĩa là dòng điện xoay chiều.
2. Hướng dẫn giải bài tập sgk về Dòng điện xoay chiều
Bài tập minh họa về dòng điện xoay chiều dưới đây sẽ giúp các bạn vận dụng được các lý thuyết được học vào bài tập.
2.1. Bài C1 trang 90
Làm thí nghiệm như ở hình 33.1 SGK và chỉ rõ đèn nào sẽ sáng trong 2 trường hợp:
– Đưa nam châm từ ngoài vào ở trong cuộn dây.
– Kéo nam châm từ ở trong ra ngoài cuộn dây.
Từ đó ta cho biết chiều dòng điện cảm ứng trong hai trường hợp trên sẽ có gì khác nhau.
Hướng dẫn giải:
- Khi đưa nam châm từ ngoài vào ở trong cuộn dây thì số đường sức từ đi qua tiết diện S của cuộn dây tăng lên, một đèn LED sẽ sáng lên (giả sử đó là đèn màu đỏ)
- Khi kéo nam châm từ ở trong ra ngoài cuộn dây, số đường sức từ sẽ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây giảm, đèn thứ hai sẽ sáng lên (đèn màu vàng).
Vì ban đầu hai đèn LED (một màu đỏ và một màu vàng) mắc song song và ngược chiều với nhau nên từ kết quả thực nghiệm ở trên ta rút ra được: Dòng điện cảm ứng trong hai trường hợp trên sẽ ngược nhau.
2.2. Bài C2 trang 91:
Hãy phân tích xem số đường sức từ đi xuyên qua tiết diện S của cuộn dây sẽ biến đổi như thế nào khi nam châm quay quanh một trục thẳng khi đứng trước cuộn dây dẫn. Từ đó ta suy ra dòng điện cảm ứng sẽ xuất hiện trong cuộn dây sẽ có chiều biến đổi như thế nào khi nam châm quay. Làm thí nghiệm để kiểm tra được dự đoán.
Hướng dẫn giải:
Ta thấy được rằng: Khi cực N của nam châm mà lại gần cuộn dây thì số đường sức từ sẽ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây tăng. Khi cực N đi ra xa cuộn dây thì số đường sức từ qua S giảm. Do vậy khi nam châm quay liên tục thì số đường sức từ đi xuyên qua tiết diện S luân phiên tăng, giảm. Khi đó dòng điện cảm ứng sẽ xuất hiện trong cuộn dây chính là dòng điện xoay chiều (tức là đổi chiều 2 lần sau mỗi vòng quay của nam châm).
2.3. Bài C3 trang 91:
Trên hình 33.3 SGK ta vẽ một cuộn dây dẫn kín có thể quay quanh một trục thẳng đứng ở trong từ trường của một nam châm. Hãy phân tích xem số đường sức từ đi xuyên qua tiết diện s của cuộn dây sẽ biến đổi như thế nào khi cuộn dây quay, từ đó ta suy ra nhân xét về chiều của dòng điện cảm ứng xuất hiện ở trong cuộn dây dẫn.
Hướng dẫn giải:
- Khi mà cuộn dây quay từ vị trí 1 sang vị trí 2 (quay ¼ vòng) thì số đường sức từ sẽ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây và tăng dần đến lớn nhất tại vị trí 2. Dòng điện cảm ứng sẽ xuất hiện trong cuộn dây dẫn theo một chiều nào đó.
- Khi cuộn dây từ vị trí 2 mà quay tiếp ¼ vòng thì số đường từ sẽ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây giảm về nhỏ nhất ở tại vị trí mặt phẳng của khung dây trùng với vị trí 1. Dòng điện cảm ứng xuất hiện ở trong cuộn dây dẫn theo một chiều nào đó nhưng ngược lại lúc đầu.
- Nếu như cuộn dây quay liên tục thì số đường sức từ đi xuyên qua tiết diện S luân phiên tăng, giảm. Như vậy sau mỗi vòng quay dòng điện cảm ứng sẽ đổi chiều 2 lần. Vậy dòng điện cảm ứng xuất hiện ở trong cuộn dây là dòng điện xoay chiều.
2.4. Bài C4 trang 92:
Trên hình 33.4 SGK ta vẽ một cuộn dây dẫn kín có thể quay ở trong từ trường của một nam châm. Hai đèn LED khác màu, mà mắc song song ngược chiều vào hai đầu cuộn dây vào cùng một vị trí. Khi cho cuộn dây quay, hai bóng đèn sẽ bật sáng, và vạch ra 2 nửa vòng sáng đối diện nhau. Giải thích được tại sao mỗi bóng đèn lại chỉ sáng trên nửa vòng tròn.
Hướng dẫn giải:
Khi khung quay 1/4 vòng tròn thì số đường sức từ đi qua khung tăng, một trong hai đèn LED sáng. Trên 1/4 vòng tròn sau, số đường sức từ sẽ giảm nên dòng điện đổi chiều, đèn thứ hai sáng. Quá trình lặp lại sẽ cho nửa vòng tiếp theo. Như vậy sau một vòng quay của mỗi bóng đèn lại chỉ sáng ở trên nửa vòng tròn.
3. Gợi ý giải bài tập sbt vật lý 9
Dưới đây chúng tôi sẽ giúp các bạn giải đáp một số bài tập trong sách bài tập.
3.1. Bài 33.1 trang 73
Trong cuộn dây dẫn kín sẽ xuất hiện dòng điện cảm ứng xoay chiều khi mà số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây:
A. sẽ luôn luôn tăng. B. sẽ luôn luôn giảm.
C. sẽ luân phiên tăng, giảm. D. sẽ luôn luôn không đổi
Hướng dẫn giải:
Chọn đáp án là C
3.2. Bài 33.2 trang 73
Trong thí nghiệm bố trí như ở hình 33.1, dòng điện xoay chiều xuất hiện ở trong cuộn dây dẫn kín khi:
A. khi nam châm đứng yên, cuộn dây sẽ quay quanh trục PQ.
B. khi nam châm và cuộn dây đều quay quanh trục là PQ.
C. khi nam châm và cuộn dây sẽ chuyển động thẳng cùng chiều với cùng vận tốc.
D. khi nam châm đứng yên, cuộn dây dẫn quay quanh trục AB.
Hướng dẫn giải:
Chọn đáp án là D
3.3. Bài 33.3 trang 73:
Trên hình 33.2 dưới đây ta vẽ một khung dây dẫn kín đặt ở trong từ trường. Giải thích vì sao khi ta cho khung dây quay quanh trục PQ nằm ngang thì ở trong khung dây không xuất hiện dòng điện xoay chiều.
Hướng dẫn giải:
Vì số đường sức từ đi xuyên qua tiết diện S của khung dây dẫn không biến đổi.
Kết Luận
Trên đây là những kiến thức mà Kiến Guru cung cấp cho các bạn học sinh về bài dòng điện xoay chiều.
Hy vọng với tài liệu tham khảo này sẽ giúp các bạn đạt được điểm số cao trong quá trình học tập. Nếu còn vấn đề gì khó khăn hãy truy cập vào kienguru.vn để được hỗ trợ kịp thời.
Nếu bạn đang thắc mắc vấn đề gì truy cập ngay Kienguru.vn để lại SĐT và thắc mắc đang gặp sẽ có các chuyên gia có chuyên môn giải đáp chi tiết giúp bạn.
