Lý thuyết và bài tập ôn tập Từ trường- Cảm ứng điện từ môn Vật lý 9 năm học 2019-2020

TỪ TRƯỜNG – CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ

1. TỪ TRƯỜNG CỦA DÒNG DIỆN

* Từ trường của dòng điện trong ống dây

Khi ống dây có dòng điện đi qua thì nó trở thành một nam châm.

Đường sức từ trong lòng ống dây là những đường thẳng song song.

Chiều của đường sức từ của  ống dây tuân theo quy tắc nắm bàn 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. Chiều của đường sức từ (ta chỉ vẽ 1 đường sức từ) và các cực của ông dây được xác định như hình 71.a), 71.b).

* Lưu ý: Từ trường của dòng điện trong dây dẫn thẳng

Đường sức từ là những đường tròn đồng tâm khép kín.

Ta cũng có thể xác định chiều đường sức từ của dòng điện trong dây dẫn thẳng tuân theo quy tắc nắm bàn tay phải như sau: Nắm bàn tay phải, rồi đặt sao cho ngón cái choãi ra chỉ theo chiều dòng điện thì chiều của bốn ngón tay hướng theo chiều của đường sức từ. Chiều đường sức từ (ta chỉ vẽ 1 đường sức từ) được xác định như hình 71c).

2. LỰC ĐIỆN TỪ TÁC DỤNG LÊN DÂY DẪN VÀ KHUNG DÂY CÓ DÒNG ĐIỆN

* Lực điện từ tác dụng lên dây dẫn có dòng điện

- Dây dẫn có dòng điện chạy qua đặt trong từ trường và không song song với đường sức từ thì chịu tác dụng của lực điện từ.

- Chiều của lực điện từ được xác định theo 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^o chỉ chiều của lực điện từ.

* Lực điện 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).

3. HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ

- Hiện tượng xuất hiện dòng điện cảm ứng gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ.

- 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 đó biến thiên.

4. MÁY BIẾN THẾ 

a) Cấu tạo:

Hình 72 vẽ các bộ phận chính của một máy biến thế, gồm có:

- Hai cuộn dây dẫn có số vòng khác nhau, đặt cách điện với với nhau.

- Một lõi sắt hay thép có pha Silic gồm nhiều lá mỏng ghép cách điện với nhau.

b) Hoạt động:

- Đặt hiệu điện thế xoay chiều vào hai đầu cuộn sơ cấp của máy biến thế thì ở hai đầu cuộn thứ cấp xuất hiện hiệu điện thế xoay chiều. Nếu cuộn thứ cấp kín thì trong đó xuất hiện dòng điện cảm ứng xoay chiều.

- Gọi n₁, U₁ là số vòng dây và hiệu điện thế đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp;  n₂, U₂ là số vòng dây và hiệu điện thế ở hai đầu cuộn thứ cấp.

Ta có:  \(\frac{{{U_1}}}{{{U_2}}} = \frac{{{n_1}}}{{{n_2}}} \le \)k (gọi là hệ số máy biến thế)

5. VAI TRÒ CỦA MÁY BIẾN THẾ TRONG TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ĐI XA

- Máy biến thế là thiết bị dùng để tăng hoặc giảm hiệu điện thế của dòng điện xoay chiều.

- Để giảm hao phí trên đường dây tải điện cần có hiệu điện thế rất lớn (hàng trăm ngàn vôn) ta dùng máy tăng thế. Đến nơi sử dụng điện lại chỉ cần hiệu điện thế thích hợp (220V) ta dùng máy hạ thế. Chính vì vậy máy biến thế có vai trò rất quan trọng trong việc truyền tải điện năng đi xa.

* Lưu ý: Máy biến chỉ có thể hoạt động được với dòng điện xoay  chiều và không hoạt động được với dòng điện một chiều.

6. HAO PHÍ ĐIỆN NĂNG TRÊN ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN TẢI ĐIỆN

- Khi truyền tải điện năng đi xa bằng đường dây dẫn vì dòng điện có tác dụng nhiệt nên sẽ có một phần điện năng biến thành nhiệt năng (hao phí) trên đường dây.

- Công suất hao phí do toả nhiệt trên đường dây dẫn được xác định theo công thức:

\({P_{hp}} = \frac{{{P^2}}}{{{U^2}}}.R.\)

- Để giảm hao phí trên đường đay tải điện người ta tăng hiệu điện thế trước khi truyền đi xa. Nếu hiệu điện thế tăng n lần thì công suất hao phí giảm n² lần.

7. BÀI TẬP

1. Ba điện trở R1, R2 và R3 (R2 = 2R1, R3 = 3R1) được mắc nối tiếp vào giữa hai điểm A,B. Biết hiệu điện thế giữa hai đầu R2 là 20V và cường độ dòng điện qua nó là 0,4A.

a) Tính R1, R2, R3 và hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở đó.

b) Tính hiệu điện thế giữa hai đầu AB.

2. Cho sơ đồ mạch điện như hình 73. Trong đó R1 = 4R2; R3 = 3Ω .

a) Tính hiệu điện giữa hai đầu AB. Biết khi K đóng Ampe kế chỉ 2,4A.

b) Tính R1 và R2. Biết khi K ngắt ampe kế chỉ 0,9A.

3. Cho sơ đồ mạch  điện như hình 74.

Trong đó R4 = 10Ω ; R2 = 1,5.R3.

a) Tính hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch AB.

Biết khi K1 đóng, K2  ngắt ampe kế chỉ 1,5A.

b) Tính các điện trở  R1, R2 và R3. Biết:

- Khi K1 ngắt, K2 đóng ampe kế chỉ 1A.

- Khi cả 2 khóa K1 và K2 đều ngắt thì ampe kế chỉ 0,3A.

(Điện trở của ampe kế và dây nối nhỏ không đáng kể).

4. Cho sơ đồ mạch điện như hình 75. Hiệu điện thế giữa hai đầu R1 là 15V và R2 = 3R1.

a) Tính hiệu điện thế giữa hai đầu R2.

b) Tính R1 và R2 biết ampe kế chỉ 3A.

5. Hai bóng đèn có điện trở lần lượt là 24W và 36W. Người ta mắc chúng song song với nhau vào hai điểm A và B. Hỏi phải đặt vào hai đầu AB một hiệu điện thế thế tối đa là bao nhiêu để cả hai bóng đèn đều không bị cháy? Biết rằng cường độ dòng điện tối đa mà cả hai bóng đèn chịu đựng được là 0,5A.

6. Cho mạch điện như hình 76. Biết R2 = 10W, số chỉ của các ampe kế A và ampe kế A1 lần lượt là 0,9A và 0,5A. Điện trở của các ampe kế và dây nối nhỏ không đáng kể.

a) Xác định số chỉ của ampe kế A2, hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch và R1.

b) Giữ U không đổi, thay R1 bằng một bóng đèn thì thấy ampe kế A chỉ 0,6A và đèn sáng bình thường. Số chỉ của ampe kế A2 khi đó có thay đổi không? Tính hiệu điện thế, cường độ dòng điện định mức và điện trở của bóng đèn.

7. Mạch điện có sơ đồ như hình 77, biết R1 = 20W, R2 = R3 = 60W. Điện trở của ampe kế và dây nối nhỏ không đáng kể.

Tính:

a) Điện trở tương đương của đoạn AB.

b) Số chỉ của ampe kế A. Biết ampe kế A1 chỉ 0,5A.

c) Hiệu điện thế giữa hai đầu A và B.

8. Đặt một hiệu điện thế U = 36V vào hai đầu đoạn mạch gồm ba điện trở R1, R2 và R3 mắc song song. Cường độ dòng điện trong mạch chính là 4A. Bằng hai cách hãy xác định R1, R2 và R3 biết rằng R1 = 2R2 = 3R3.

9. Cho mạch điện như hình 78.

R1 = 20Ω , R2 = 76Ω , R3 = 24Ω ,R4 = 40Ω , UAB = 25V. Các ampe kế và dây nối có điện trở nhỏ không đáng kể.

Xác định số chỉ các ampe kế khi:

a) K1 đóng, K2 ngắt.

b) K1 ngắt, K2 đóng.

c) K1 và K2 đều đóng.

10. Cho sơ đồ hình 79 có: R1 = 6Ω , R2 = 4Ω , R3 = 20Ω , R4 = 15Ω , R5 = 5Ω , R6 = 32Ω , R7 =12Ω .

a) Tính điện trở tương đương của  toàn mạch điện.

b) Tìm cường độ dòng điện qua mạch chính và qua mỗi điện trở. Biết hiệu điện thế giữa hai đầu A và B là 12V.

...

---Để xem tiếp nội dung các bài tập về Từ trường- Cảm ứng điện từ, các em vui lòng đăng nhập vào trang hoc247.net để xem online hoặc tải về máy tính---

 

Trên đây là một phần trích đoạn nội dung Tài liệu Lý thuyết và bài tập ôn tập Từ trường- Cảm ứng điện từ môn Vật lý 9 năm học 2019-2020. Để xem toàn bộ nội dung các em chọn chức năng xem online hoặc đăng nhập vào website hoc247.net để tải tài liệu về máy tính.

Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập .

Các em quan tâm có thể tham khảo thêm các tài liệu cùng chuyên mục:

• 130 câu hỏi trắc nghiệm ôn tập chương 1 Điện học môn Vật lý 9

• Lý thuyết bổ trợ và nâng cao chương 1 Điện Học môn Vật lý 9

​Chúc các em học tập tốt !