Hướng dẫn giải bài tập SGK Vật lý lớp 9 bài 33: Dòng điện xoay chiều

Bài C1 - Trang 90 - SGK Vật lí 9

C1. Làm thí nghiệm và chỉ rõ đèn nào sáng trong hai trường hợp:

+ Đưa nam châm từ ngoài vào trong cuộn dây.

+ Kéo nam châm từ trong ra ngoài cuộn dây.

Từ đó cho biết chiều của dòng điện cảm ứng trong hai trường hợp trên có gì khác nhau.

Giải:

Mắc hai đèn LED đỏ và vàng song song ngược chiều nhau vào hai đầu của cuộn dây kín như hình 33.1 SGK:

+ Khi đưa một cực của nam châm từ ngoài vào trong cuộn dây thì số đường sức từ qua tiết diện S của cuộn dây tăng lên, một đèn LED sáng lên.

+ Khi kéo nam châm từ trong ra ngoài cuộn dây, số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây giảm, đèn thứ hai sáng lên.

Vậy dòng điện cảm ứng trong cuộn dây dẫn đổi chiều khi số đường sức từ đang tăng mà chuyển sang giảm.

Bài C2 - Trang 91 - SGK Vật lí 9

C2. Hãy phân tích xem số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây biến đổi thế nào khi cho thanh nam châm quay quanh một trục thẳng đứng trước cuộn dây dẫn. Từ đó suy ra dòng điện cảm ứng xuất hiện trong cuộn dây có chiều biến đổi như thế nào khi nam châm quay.

Làm thí nghiệm kiểm tra dự đoán.

Giải:

Khi cực N của nam châm lại gần cuộn dây thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây tăng. Khi cực N ra xa cuộn dây, thì số đường sức từ qua S giảm. Khi nam châm quay liên tục quanh một trục thẳng đứng như trong hình thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện S liên tục tăng giảm. Khi đó dòng điện cảm ứng xuất hiện trong cuộn dây là dòng điện xoay chiều.

Bài C3 - Trang 91 - SGK Vật lí 9

C3. Trên hình 33.3 vẽ một cuộn dây kín có thể quay quanh trục thẳng đứng trong từ trường của một nam châm. Hãy phân tích xem số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây biến thiên như thế nào khi cuộn dây quay, từ đó suy ra nhận xét về chiều của dòng điện cảm ứng xuất hiện trong cuộn dây dẫn.

Giải:

Khi cuộn dây quay từ vị trí 1 đến vị trí 2 thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây tăng. Khi cuộn dây quay tiếp từ vị trí 2 thì số đường sức từ giảm. Nếu cuộn dây quay liên tục thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện S luân phiên tăng giảm. Vậy dòng điện xuất hiện trong cuộn dây là dòng điện xoay chiều.

Bài C4 - Trang 92 - SGK Vật lí 9

C4. Trên hình 33.4 vẽ một cuộn dây dẫn kín có thể quay trong từ trường của một nam châm. Hai đèn LED khác nhau, mắc song song ngược chiều vào hai đầu cuộn dây tại cùng một vị trí. Khi cho cuộn dây quay, hai bóng đèn bật sáng, vạch ra hai nửa vòng sáng đối diện nhau. Giải thích tại sao mỗi bóng đèn chỉ sáng trên nửa vòng tròn.

Giải:

Khi khung quay nửa vòng tròn thì số đường sức từ qua khung tăng, một trong hai đèn LED sáng. Trên nửa vòng tròn sau, số đường sức từ giảm nên dòng điện đổi chiều, đèn thứ hai sáng. Khi khung quay nhanh, hai bóng đèn vạch ra hai nửa vầng sáng đối diện nhau.