Lý thuyết & Trắc nghiệm Bài 39: Tổng kết chương II : Điện từ học - Vật Lí 9
I. TÓM TẮT LÍ THUYẾT
1. Nam châm vĩnh cửu. Tác dụng từ của dòng điện – Từ trường. Từ phổ - Đường sức từ
a) Nam châm vĩnh cửu
- Nam châm vĩnh cửu là nam châm mà từ tính của nó không tự mất đi.
- Mỗi nam châm có hai cực từ: Cực Bắc và cực Nam.
Kí hiệu các cực của nam châm:
+ Kí hiệu theo màu sắc: Cực Nam sơn màu xanh, cực Bắc sơn màu đỏ.
+ Kí hiệu bằng chữ: Cực Nam viết chữ S, cực Bắc viết chữ N.
b) Tương tác giữa hai nam châm
Khi đưa cực từ của hai nam châm lại gần nhau thì chúng hút nhau nếu các cực khác tên (hình a), đẩy nhau nếu các cực cùng tên (hình b).
c) Tác dụng từ của dòng điện
Dòng điện chạy qua dây dẫn thẳng hay dây dẫn có hình dạng bất kì đều gây ra tác dụng lực (gọi là lực từ) lên kim nam châm đặt gần nó. Ta nói rằng dòng điện có tác dụng từ.
d) Từ trường
- Không gian xung quanh nam châm, xung quanh dòng điện có khả năng tác dụng lực từ lên kim nam châm đặt trong nó. Ta nói trong không gian đó có từ trường.
- Tại mỗi vị trí nhất định trong từ trường của thanh nam châm hoặc của dòng điện, kim nam châm đều chỉ một hướng xác định.
- Để nhận biết trong một vùng không gian có từ trường hay không người ta dùng kim nam châm thử.
e) Từ phổ
Từ phổ cho ta một hình ảnh trực quan về từ trường.
Có thể thu được từ phổ bằng cách rắc mạt sắt lên tấm bìa đặt trong từ trường rồi gõ nhẹ cho các mạt sắt tự sắp xếp trên tấm bìa
f) Đường sức từ
Đường sức từ chính là hình ảnh cụ thể của từ trường. Đây cũng chính là hình dạng sắp xếp của các mạt sắt trên tấm bìa trong từ trường.
Các đường sức từ có chiều nhất định. Ở bên ngoài thanh nam châm, chúng là những đường cong đi ra từ cực Bắc, đi vào ở cực Nam của nam châm.
g) Từ phổ, đường sức từ của ống dây có dòng điện chạy qua
- Phần từ phổ ở bên ngoài ống dây có dòng điện chạy qua giống từ phổ bên ngoài của một thanh nam châm thẳng.
- Đường sức từ ở bên ngoài ống dây có dòng điện chạy qua là những đường cong khép kín (hình vẽ). Bên trong lòng ống dây là những đoạn thẳng song song nhau.
- Ống dây có dòng điện chạy qua cũng được xem như là một nam châm. Hai đầu của nó cũng như là hai cực từ. Đầu ống dây có các đường sức từ đi ra là cực Bắc, đầu kia có các đường sức từ đi vào là cực Nam.
h) Quy tắc nắm tay phải
Nắm bàn tay phải, rồi đặt 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.
2. Nam châm điện – Lực điện từ - Động cơ điện một chiều
a) Sự nhiễm từ của sắt và thép
Khi đặt sắt và thép trong từ trường chúng đều bị nhiễm từ. Trong những điều kiện như nhau, sắt non nhiễm từ mạnh hơn thép, nhưng thép duy trì từ tính tốt hơn.
- Nguyên tố nào cũng có tính nhiễm từ. Nhiễm từ mạnh nhất là các nguyên tố sắt, thép, coban, gadolini...
b) Nam châm điện
- Nam châm điện: Khi có dòng điện chạy qua ống dây có lõi sắt, lõi sắt trở thành một nam châm.
- Có thể làm tăng lực từ của nam châm điện tác dụng lên một vật bằng cách tăng cường độ dòng điện qua ống dây hoặc tăng số vòng của ống dây.
c) Tác dụng của từ trường lên dây dẫn có dòng điện
Từ trường tác dụng lực lên đoạn dây dẫn có dòng điện chạy qua đặt trong từ trường. Lực đó được gọi là lực điện từ.
d) Chiều của lực điện từ - Quy tắc bàn tay trái
Đặt bàn tay trái sao cho các 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 90 độ chỉ chiều của lực điện từ.
e) Lực từ tác dụng lên khung dây dẫn có dòng điện
Khung dây dẫn có dòng điện đặt trong từ trường thì có lực điện từ tác dụng lên nó, lực điện từ làm cho khung quay quanh trục của nó, trừ một vị trí duy nhất đó là khi mặt phẳng khung vuông góc với đường sức từ (tức là mặt phẳng khung nằm trong mặt phẳng trung hòa).
f) Động cơ điện một chiều
- Động cơ điện một chiều là thiết bị biến điện năng của dòng điện một chiều thành cơ năng. Động cơ hoạt động dựa trên cơ sở lực điện từ của từ trường tác dụng lên khung dây có dòng điện chạy qua.
- Cấu tạo của động cơ điện một chiều gồm hai phần chính là nam châm tạo ra từ trường và khung dây dẫn có dòng điện chạy qua.
Trong động cơ điện một chiều, bộ phận quay gọi là rôto, bộ phận đứng yên là stato. Bộ phận đổi chiều dòng điện khi khung dây đi qua mặt phẳng trung hòa gọi là cổ góp điện.
3. Hiện tượng cảm ứng điện từ - Điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng - Dòng điện xoay chiều
a) Hiện tượng cảm ứng điện từ
Có nhiều cách dùng nam châm để tạo ra dòng điện trong một cuộn dây dẫn kín. Dòng điện được tạo ra theo cách đó gọi là dòng điện cảm ứng.
Hiện tượng xuất hiện dòng điện cảm ứng gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ.
b) Điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng
Điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng trong một dây dẫn kín là số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây biến thiên.
Một cách tổng quát, dòng điện cảm ứng xuất hiện khi thỏa mãn các điều kiện sau:
- Khi mạch điện kín hay một phần mạch điện kín chuyển động trong từ trường và cắt các đường cảm ứng từ.
- Khi mạch điện kín không chuyển động trong từ trường nhưng từ trường xuyên qua mạch điện đó là từ trường biến đổi theo thời gian.
c) Chiều của dòng điện cảm ứng
Khi số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây dẫn kín tăng thì dòng điện cảm ứng trong cuộn dây có chiều ngược với chiều dòng điện cảm ứng khi số đường sức từ xuyên qua tiết diện đó giảm.
d) Dòng điện xoay chiều
Dòng điện luân phiên đổi chiều gọi là dòng điện xoay chiều.
e) Cách tạo ra dòng điện xoay chiều
Khi cho cuộn dây dẫn kín quay trong từ trường của nam châm hay cho nam châm quay trước cuộn dây dẫn thì trong cuộn dây xuất hiện dòng điện cảm ứng xoay chiều.
f) Cấu tạo và hoạt động của máy phát điện xoay chiều
Các máy phát điện xoay chiều đều có hai bộ phận chính là nam châm tạo ra từ trường và cuộn dây. Một trong hai bộ phận đó đứng yên gọi là stato, bộ phận còn lại quay được gọi là rôto.
4. Đo cường độ và hiệu điện thế xoay chiều – Truyền tải điện năng đi xa – Máy biến thế
a) Các tác dụng của dòng điện xoay chiều
Giống như dòng điện một chiều, dòng điện xoay chiều cũng có các tác dụng nhiệt, tác dụng phát sáng, tác dụng từ. Một điểm khác với dòng điện một chiều là đối với dòng điện xoay chiều, khi dòng điện đổi chiều thì lực từ tác dụng lên nam châm cũng đổi chiều.
b) Đo cường độ và hiệu điện thế của mạch điện xoay chiều
Để đo hiệu điện thế và cường độ dòng điện của dòng điện xoay chiều người ta dùng vôn kế và ampe kế có kí hiệu là AC hay (∼)
Đặc điểm:
- Kết quả đo không thay đổi khi ta đổi chỗ hai chốt của phích cắm vào ổ lấy điện.
- Khi đo cường độ dòng điện và hiệu điện thế xoay chiều, giá trị đo chỉ giá trị hiệu dụng của cường độ dòng điện và hiệu điện thế xoay chiều.
c) Hao phí điện năng trên đường dây truyền tải điện
- Khi truyền tải điện năng đi xa bằng đường dây dẫn sẽ có một phần điện năng hao phí do hiện tượng tỏa nhiệt trên đường dây.
- Công suất hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây dẫn tỉ lệ nghịch với bình phương hiệu điện thế đặt vào hai đầu đường dây dẫn.
d) Biện pháp làm giảm hao phí điện năng trên đường dây tải điện
Để giảm hao phí trên đường dây tải điện, cách tốt nhất đang được áp dụng hiện nay là tăng hiệu điện thế đặt vào hai đầu đường dây.
e) Cấu tạo và hoạt động của máy biến thế
Máy biến thế là thiết bị dùng để tăng hoặc giảm hiệu điện thế của dòng điện xoay chiều.
- Máy biến thế gồm 2 bộ phận chính:
+ Hai cuộn dây dẫn có số vòng khác nhau, đặt cách điện với nhau. Cuộn dây nối với mạng điện gọi là cuộn sơ cấp, cuộn dây lấy hiệu điện thế ra sử dụng gọi là cuộn thứ cấp.
+ Một lõi sắt hay thép có pha Silic gồm nhiều lá mỏng ghép cách điện với nhau.
- Hoạt động:
Khi đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp của máy biến thế một hiệu điện thế xoay chiều thì ở hai đầu cuộn thứ cấp xuất hiện một hiệu điện thế xoay chiều.
- Hiệu điện thế ở hai đầu mỗi cuộn dây của máy biến thế tỉ lệ với số vòng dây của mỗi cuộn:
Lưu ý:
+ Nếu k > 1 (tức U1 > U2 hay n1 > n2) là máy hạ thế
+ Nếu k < 1 (tức U1 < U2 hay n1 < n2) là máy tăng thế
f) Vai trò của máy biến thế trong truyền tải điện năng đi xa
Để giảm hao phí trên đường dây tải điện cần có hiệu điện thế rất lớn (hàng trăm nghìn vôn) nhưng đến nơi sử dụng điện lại chỉ cần hiệu điện thế thích hợp (220V). Chính vì vậy máy biến thế có vai trò to lớn trong việc truyền tải điện năng đi xa. Ở hai đầu đường dây tải điện, người ta đặt hai loại máy biến thế có nhiệm vụ khác nhau: Đầu đường dây tải điện, đặt máy biến thế có nhiệm vụ tăng hiệu điện thế, đến nơi sử dụng điện đặt máy biến thế có nhiệm vụ giảm hiệu điện thế đến mức phù hợp.
Chú ý:
Máy biến thế chỉ có thể hoạt động được với dòng điện xoay chiều và không hoạt động được với dòng điện một chiều.
B. Trắc nghiệm & Tự luận
I. Trắc nghiệm
Câu 1: Tại một điểm trên bàn làm việc, người ta thử đi thử lại vẫn thấy kim nam châm luôn nằm dọc theo một hướng xác định không trùng với hướng Bắc – Nam. Kết luận nào sau đây là đúng?
A. Miền xung quanh nơi đặt kim nam châm tồn tại từ trường khác từ trường Trái Đất.
B. Miền xung quanh nơi đặt kim nam châm tồn tại từ trường trùng với từ trường Trái Đất.
C. Miền xung quanh nơi đặt kim nam châm không tồn tại từ trường.
D. Không xác định được miền xung quanh nam châm nơi đặt kim nam châm có tồn tại từ trường hay không.
Đáp án đúng là: A
Giải thích: Miền xung quanh nơi đặt kim nam châm tồn tại từ trường khác từ trường Trái Đất.
Câu 2: Một máy biến thế có số vòng dây cuộn sơ cấp gấp 3 lần số vòng dây cuộn thứ cấp thì hiệu điện thế ở hai đầu cuộn thứ cấp so với hiệu điện thế ở hai đầu cuộn sơ cấp sẽ:
A. Giảm 3 lần
B. Tăng 3 lần
C. Giảm 6 lần
D. Tăng 6 lần
Đáp án đúng là: A
Cách tính:
Ta có: n1 = 3n2
Mà
Câu 3: Hãy chỉ ra kết luận không chính xác.
Dòng điện xoay chiều có tác dụng gì?
A. Tác dụng nhiệt
B. Tác dụng quang
C. Tác dụng từ
D. Tác dụng sinh lí
Đáp án đúng là: D
Giải thích: Dòng điện xoay chiều có tác dụng nhiệt, quang và từ
Câu 4: Quan sát hình vẽ sau. Khi cho cực N của thanh nam châm B tiếp xúc với cực S của thanh nam châm A thì đinh sắt sẽ như thế nào?
A. Bị hút mạnh gấp đôi
B. Bị hút như cũ
C. Bị rơi ra
D. Bị hút giảm đi một nửa
Đáp án đúng là: C. Đinh sắt bị rơi ra
Câu 5: Một kim bằng kim loại có thể quay quanh một trục thẳng đứng. Khi đưa một đầu của thanh nam châm lại gần kim, kim bị hút. Đổi cực của thanh nam châm và đưa lại gần kim, kim cũng bị hút. Hãy cho biết kim trên trục quay là gì?
A. Kim bằng đồng
B. Kim nam châm
C. Kim bằng sắt
D. Kim bằng nhôm
Đáp án đúng là: C. Kim trên trục quay là kim bằng sắt
Câu 6: Một số kẹp giấy bằng sắt bị hút vào các cực của thanh nam châm như hình sau:
Các kẹp sắt này có trở thành nam châm không?
A. Không, các kẹp sắt chỉ là các kẹp sắt không trở thành nam châm được.
B. Không xác định được các kẹp sắt có trở thành nam châm không.
C. Có, vì các kẹp sắt gắn vào nam châm lại có thể hút được các kẹp sắt khác thành một chuỗi các kẹp.
D. Thiếu giữ kiện để có thể kết luận kẹp sắt có thể trở thành nam châm hay không.
Đáp án đúng là: C
Giải thích: Các kẹp sắt này có trở thành nam châm vì các kẹp sắt gắn vào nam châm lại có thể hút được các kẹp sắt khác thành một chuỗi các kẹp
Câu 7: Người ta truyền tải một công suất điện 1000 kW bằng một đường dây có điện trở 10. Hiệu điện thế giữa hai đầu dây tải điện là 110 kV. Công suất hao phí trên đường dây là:
A. 9,1W
B. 1100 W
C. 82,64 W
D. 826,4 W
Đáp án đúng là: D
Cách tính:
Công suất hao phí:
Câu 8: Không thể sử dụng dòng điện không đổi để chạy máy biến thế vì khi sử dụng dòng điện không đổi thì từ trường trong lõi sắt từ của máy biến thế:
A. Chỉ có thể tăng
B. Chỉ có thể giảm
C. Không thể biến thiên
D. Không được tạo ra
Đáp án đúng là: C
Giải thích: Không thể sử dụng dòng điện không đổi để chạy máy biến thế vì khi sử dụng dòng điện không đổi thì từ trường trong lõi sắt từ của máy biến thế không thể biến thiên
Câu 9: Hình vẽ dưới đây biểu diễn các đường sức từ của hai thanh nam châm đặt gần nhau. Hãy chỉ ra tên hai cực của hai thanh nam châm này.
A. Cả hai cực đều là cực Bắc
B. Cực 1 là cực Bắc, cực 2 là cực Nam
C. Cực 1 là cực Nam, cực 2 là cực Bắc
D. Cả hai cực đều là cực Nam
Đáp án đúng là: A
Giải thích: Từ phổ có hướng đi ra từ hai cực 1 và 2 ⇒ Cả 2 cực đều là cực Bắc
Câu 10: Cho sơ đồ mạch điện dùng rơle điện từ như hình vẽ để điều khiển sự đóng mở của một đèn điện. Khóa điện để đóng, mở mạch nam châm được mắc vào vị trí nào?
A. (2).
B. (1)
C. (3)
D. (2) hoặc (3)
Đáp án đúng là: D. Khóa điện được đóng vào vị trí (2) hoặc (3)
Câu 11: Trong các loại động cơ điện sau, động cơ nào thuộc loại động cơ điện một chiều?
A. Động cơ điện trong các đồ chơi trẻ em.
B. Máy bơm nước.
C. Quạt điện.
D. Động cơ trong máy giặt.
Đáp án đúng là: A
Động cơ điện một chiều là động cơ điện trong các đồ chơi trẻ em
Câu 12: Chọn phát biểu sai
A. Bộ phận đứng yên gọi là stato, bộ phận quay gọi là roto.
B. Khi roto của máy phát điện xoay chiều quay được một vòng thì dòng điện do máy sinh ra đổi chiều một lần.
C. Dòng điện không thay đổi khi đổi chiều quay của roto.
D. Tần số quay của máy phát điện ở nước ta hiện nay là 50 Hz.
Đáp án đúng là: B
Giải thích: Khi roto của máy phát điện xoay chiều quay được một vòng thì dòng điện do máy sinh ra đổi chiều hai lần
Câu 13: Một ống dây dẫn được mắc với điện kế G để nhận biết dòng điện và một thanh nam châm. Trong những trường hợp nào sau đây, kim điện kế G bị lệch?
A. Để yên thanh nam châm ở sát đầu trên ống dây.
B. Đưa thanh nam châm vào trong lòng ống dây.
C. Đưa thanh nam châm trong lòng ống dây ra.
D. Đáp án B và C đúng.
Đáp án đúng là: D
Giải thích: Kim điện kế G bị lệch khi trong mạch xuất hiện dòng điện cảm ứng tức là có từ trường biến thiên ⇔ Ta kéo thanh nam châm ra xa hay lại gần ống dây
Câu 14: Hình vẽ biểu diễn nam châm luôn bị hút bởi ống dây CD. Thông tin nào sau đây là đúng?
A. Trong ống dây không có dòng điện chạy qua.
B. Dòng điện trong ống dây có chiều thay đổi liên tục.
C. Trong ống dây, dòng điện chạy theo chiều từ D đến C.
D. Trong ống dây, dòng điện chạy theo chiều từ C đến D.
Đáp án đúng là: C
Giải thích: Do dòng điện hút nam châm ⇒ Đầu gần nam châm là cực N hay chiều đường sức từ C tới D. Áp dụng quy tắc nắm tay phải ⇒ Chiều của dòng điện có chiều từ D đến C.
Câu 15: Ba vòng dây dẫn V giống nhau, đặt trước 3 nam châm giống hệt nhau. Trong những trường hợp nào đường sức từ của nam châm xuyên qua vòng dây dẫn nhiều nhất?
A. Trường hợp c.
B. Trường hợp a.
C. Cả a, b, c đều như nhau.
D. Trường hợp b
Đáp án đúng là: B
Giải thích: Trường hợp a cuộn dây đặt vuông góc với từ trường => Số đường sức xuyên qua cuộn dây là nhiều nhất
Câu 16: Tác dụng từ của dòng điện thay đổi như thế nào khi dòng điện đổi chiều?
A. Không còn tác dụng từ.
B. Lực từ đổi chiều.
C. Tác dụng từ mạnh lên gấp đôi.
D. Tác dụng từ giảm đi.
Đáp án đúng là: B
Lực từ đổi chiều khi dòng điện đổi chiều
Câu 17: Khi dòng điện chạy qua khung dây dẫn ABCD nằm ngang, song song với đường sức từ của nam châm. Hãy cho biết lực điện từ F tác dụng lên AB theo chiều nào?
A. Phương nằm ngang, chiều sang trái.
B. Phương nằm ngang, chiều sang phải.
C. Phương thẳng đứng, chiều đi lên.
D. Phương thẳng đứng, chiều đi xuống.
Đáp án đúng là: D
Chiều dòng điện có chiều từ A đến B, Chiều đường sức từ từ trái sang phải ⇒ Áp dụng quy tắc bàn tay trái ta xác định được chiều lực từ có phương thẳng đứng, chiều đi xuống
Câu 18: Đồ thị biểu diễn cường độ dòng điện xoay chiều theo thời gian t có dạng như hình vẽ. Trong các thời điểm biểu diễn trên đồ thị, số đường sức từ xuyên qua cuộn dây dẫn chuyển từ tăng sang giảm hay ngược lại ở (các) thời điểm nào?
A. t1; t3
B. t2; t4
C. t2
D. t = 0; t2; t4
Đáp án đúng là: D
Cách tính:
Dòng điện chuyển từ tăng sang giảm tại thời điểm: t = t2.
Và ngược lại dòng điện chuyển từ giảm sang tăng tại thời điểm: t = 0 và t = t4.
Câu 19: Trên cùng một đường dây tải đi cùng một công suất điện P, khi dùng hiệu điện thế 500kV thì công suất hao phí là P1; khi dùng hiệu điện thế 1000V thì công suất hao phí là P2. Tỉ số P2 / P1 Có thể nhận kết quả nào trong các kết quả sau:
A. 25000
B. 2500
C. 250
D. 250000
Đáp án đúng là: D
Cách tính:
Ta có:
Câu 20: Với công suất hao phí trên đường dây tải điện Bắc -Nam là 6,8.1010 W có thể dùng để thắp sáng bao nhiêu bóng đèn 100W?
A. 68.1012 bóng
B. 7.1010 bóng
C. 68.107 bóng
D. 7.1012 bóng
Đáp án đúng là: C
Cách tính:
Số bóng đèn cần thắp sáng với công suất hao phí như trên là:
II. Tự luận
Câu 1: Một nhà máy điện sinh ra một công suất 100000 kW và cần truyền tải tới nơi tiêu thụ. Biết hiệu suất truyền tải là 90%. Công suất hao phí trên đường truyền là bao nhiêu?
Công suất hao phí trên đường truyền là:
Câu 2: Cuộn sơ cấp của máy biến thế có 500 vòng dây, muốn tăng hiệu điện thế lên bốn lần thì cuộn thứ cấp phải quấn thêm bao nhiêu vòng?
Ta có:
Cuộn thứ cấp phải quấn thêm: n2 – n1 = 2000 – 500 = 1500 vòng
Câu 3: Một khung dây dẫn kín đặt trong một từ trường như hình vẽ:
Hãy cho biết trong trường hợp nào sau đây trong khung dây xuất hiện dòng điện xoay chiều? Giải thích.
a) Khung dây quay quanh trục PQ nằm ngang.
b) Khung dây quay quanh trục AB thẳng đứng.
a) Khung dây quay quanh trục PQ nằm ngang không xuất hiện dòng điện xoay chiều vì các đường sức từ của nam châm song song với phương nằm ngang nên không có đường sức từ nào đi qua tiết diện khung dây. Vì vậy khi khung quay theo trục PQ các đường sức từ qua khung luôn không đổi và bằng 0.
b) Khung dây quay quanh trục AB thẳng đứng xuất hiện dòng điện xoay chiều vì khi khung quay theo trục AB các đường sức từ qua khung luôn thay đổi => có dòng điện xoay chiều.
Câu 4: Trong hình vẽ khung dây được đặt song song với mặt phẳng của nam châm. Xác định chiều của lực điện từ tác dụng lên đoạn dây AB, BC, CD và AD.
Từ trường do nam châm tạo ra hướng từ cực Bắc (N) vào cực Nam (S).
- Hai thanh BC và AD có dòng điện chạy qua nhưng song song với đường sức từ nên không có lực điện từ tác dụng.
- Áp dụng quy tắc bàn tay trái, xác định lực điện từ tác dụng lên đoạn dây dẫn AB và CD có dòng điện I chạy qua. Ta có lực điện từ tác dụng lên đoạn dây AB vuông góc với AB hướng xuống. Lực điện từ tác dụng lên đoạn dây CD vuông góc với CD hướng lên (hình vẽ).
Câu 5: Đưa một cực của nam châm lại gần một cuộn dây dẫn kín. Hãy cho biết trong những trường hợp sau, trường hợp nào có thể tạo ra được dòng điện cảm ứng.
a) Cho nam châm chuyển động tịnh tiến trong mặt phẳng tiết diện của cuộn dây.
b) Cho nam châm chuyển động đi xuống chui qua mặt phẳng tiết diện của cuộn dây.
a) Khi cho nam châm chuyển động tịnh tiến trong mặt phẳng tiết diện của cuộn dây thì các đường sức từ gửi qua cuộn dây không thay đổi ⇒ không có dòng điện cảm ứng xuất hiện trong cuộn dây.
b) Khi cho nam châm chuyển động đi xuống chui qua mặt phẳng tiết diện của cuộn dây như hình vẽ thì các đường sức từ gửi qua cuộn dây thay đổi ⇒ có dòng điện cảm ứng xuất hiện trong cuộn dây.
Câu 6: Một máy biến thế gồm cuộn sơ cấp có 1000 vòng, cuộn thứ cấp có 10000 vòng đặt ở đầu một đường dây tải điện để truyền đi một công suất điện là 11000 kW. Biết hiệu điện thế hai đầu cuộn thứ cấp là 110 kV.
a) Tính hiệu điện thế đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp.
b) Cho điện trở của toàn bộ đường dây là 50. Tính công suất hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây.
a) Ta có:
b) Cường độ dòng điện qua dây:
Công suất hao phí:
Câu 7: Hình vẽ sau đây vẽ một số kẹp giấy bằng sắt bị hút dính vào các cực của thanh nam châm.
a) Có thể khẳng định các kẹp sắt này trở thành nam châm được không? Vì sao?
b) Nếu khẳng định các kẹp sắt đã trở thành nam châm thì hãy xác định tên từ cực của một trong số các nam châm này.
c) Từ kết quả trên hãy giải thích vì sao nam châm lại hút được các vật bằng sắt, thép khi đặt gần nó.
a) Có thể khẳng định các kẹp sắt này đã trở thành nam châm được vì các kẹp sắt gắn vào nam châm lại có thể hút được các kẹp khác thành một chuỗi các kẹp.
b) Đầu kẹp nào gắn vào cực Bắc của nam châm thì đầu đó là cực Nam, còn đầu kẹp nào gắn vào cực Nam của nam châm thì đầu đó là cực Bắc.
c) Từ kết quả trên ta thấy khi nam châm đặt gần sắt, thép sẽ làm sắt, thép bị nhiễm từ và biến thành nam châm. Cực nào của nam châm gần sắt, thép hơn thì biến đầu sắt, thép gần nam châm thành cực từ trái dấu với nó. Do đó nam châm và sắt thép hút được lẫn nhau.
Câu 8: Treo một thanh nam châm ở đầu một sợi dây và cho dao động quanh vị trí cân bằng O phía trên của một cuộn dây dẫn kín C như hình vẽ. Hỏi trong cuộn dây C có dòng điện cảm ứng hay không? Nếu có thì đó là dòng điện xoay chiều hay không đổi?
Trong cuộn dây C có dòng điện cảm ứng, đó là dòng điện xoay chiều vì nam châm thực hiện chuyển động lặp đi lặp lại giống nhau quanh vị trí cân bằng. Như vậy sự biến thiên của số các đường sức từ qua cuộn dây tăng, giảm lặp đi lặp lại đều đặn. Khi đường sức từ tăng, dòng điện cảm ứng xuất hiện theo một chiều nào đó thì khi giảm, dòng điện cảm ứng có chiều ngược lại ⇒ dòng điện xoay chiều.
Câu 9: Đường dây 500 kV dùng để truyền tải điện năng từ nhà máy điện đến thành phố. Biết điện năng tới thành phố có công suất 270.106 W công suất hao phí trên đường dây là 30.106 W. Hỏi điện trở của hệ thống dây tải điện là bao nhiêu?
Công suất của dòng điện (Công suất tại đầu dây phía gần nhà máy điện) là:
Cường độ dòng điện:
Điện trở của hệ thống dây tải điện là:
Câu 10: Cho hệ thống gồm nam châm thẳng và khung dây như hình vẽ:
Thanh nam châm và khung dây có thể quay quanh trục của nó. Hiện tượng cảm ứng điện từ có xảy ra không trong các trường hợp sau:
a) Cố định khung dây, quay nam châm quanh trục OO’.
b) Cố định nam châm, quay khung dây quanh trục xx’.
c) Quay khung dây quanh tâm C trong mặt phẳng cố định của khung dây và giữ cố định nam châm
Hãy giải thích từng trường hợp.
Hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra với trường hợp a và b.
Không xảy ra với trường hợp c.
Trong trường hợp a và b, khi cố định khung dây, quay nam châm quanh trục OO’ hoặc cố định nam châm, quay khung dây quanh trục xx’ thì từ trường xuyên qua khung dây đều biến thiên do đó có xuất hiện dòng điện cảm ứng trong khung.
Trong trường hợp c, vì khung dây chỉ quay quanh tâm O nên từ trường xuyên qua khung dây không biến thiên, do đó không xuất hiện dòng điện cảm ứng trong khung.