Bài tập vật lý lớp 9 bài 24
|
Giải Vở Bài Tập Vật Lí 9 – Bài 24: Từ trường của ống dây có dòng điện chạy qua giúp HS giải bài tập, nâng cao khả năng tư duy trừu tượng, khái quát, cũng như định lượng trong việc hình thành các khái niệm và định luật vật lí: I – TỪ PHỔ, ĐƯỜNG SỨC TỪ CỦA ỐNG DÂY CÓ DÒNG ĐIỆN CHẠY QUA 1. Thí nghiệm C1. Giống nhau: Bên ngoài giống với từ phổ của thanh nam châm. Khác nhau: Trong lòng ống dây có các đường mạt sắt được sắp xếp gần như song song với nhau. C2. Các đường sức từ của ống dây tạo thành những đường cong khép kín, bên trong ống dây là các đường thẳng song song cách đều nhau dọc theo trục của ống dây. Vẽ mũi tên chỉ chiều của đường sức từ vào hình 24.1.  C3. Chiều các đường sức từ ở hai đầu ống dây đi ra ở một đầu và đi vào ở đầu kia cũng giống như của thanh nam châm. Đường sức đi ra từ cực Bắc và đi vào ở cực Nam của ống dây. + Cực Bắc là đầu của ống dây mà khi ta nhìn thẳng vào tiết diện thẳng của ống dây ở đầu đó thì ta thấy dòng điện chạy ngược chiều kim đồng hồ. + Cực Nam là đầu của ống dây mà khi ta nhìn thẳng vào tiết diện thẳng của ống dây ở đầu đó thì ta thấy dòng điện chạy cùng chiều kim đồng hồ. 2. Kết luận a) Phần từ phổ ở bên ngoài ống dây có dòng điện chạy qua và bên ngoài của thanh nam châm giống nhau. Trong lòng ống dây cũng có các đường sức từ, được sắp xếp gần như song song với nhau. b) Đường sức từ của ống dây là những đường cong khép kín. c) Giống như thanh nam châm, tại hai đầu ống dây, các đường sức từ có chiều cùng đi vào một đầu và cùng đi ra ở đầu kia. Hai đầu của ống dây có dòng điện chạy qua cũng là hai từ cực. Đầu có các đường sức đi ra gọi là từ cực bắc. Đầu có các đường sức từ đi vào gọi là từ cực Nam. II – QUY TẮC NẮM TAY PHẢI 1. Chiều đường sức từ của ống dây có dòng điện chạy qua phụ thuộc vào yếu tố nào? a) Dự đoán: Nếu đổi chiều của dòng điện qua các vòng của ống dây thì chiều đường sức có thay đổi. b) Làm thí nghiệm kiểm tra kết quả cho thấy: chiều đường sức có thay đổi. c) Kết luận: Chiều đường sức từ của dòng điện trong ống dây phụ thuộc vào chiều dòng điện chạy qua các vòng dây. 2. Quy tắc nắm bàn tay phải a) Phát biểu quy tắc: Nắm bàn tay phải sao cho bốn ngón tay hướng theo chiều của dòng điện chạy qua các vòng dây thì ngón tay cái choãi ra chỉ chiều của đường sức từ trong lòng ống dây. b) Khi đổi chiều dòng điện chạy qua các vòng dây vẽ trên hình 24.3SGK Thì đường sức từ trong lòng ống dây có chiều ngược lại so với ban đầu. III – VẬN DỤNG C4. Đầu A của ống dây là cực Nam, đầu B là cực Bắc. C5. Kim nam châm vẽ sai là kim số 5. Các kim nam châm được vẽ lại và chiều dòng điện chạy qua các vòng dây được chỉ ra trên hình 24.2. C6. Đầu A của ống dây là cực Bắc, còn đầu B là cực Nam. I – BÀI TẬP TRONG SÁCH BÀI TẬP a) Đầu B của thanh nam châm là cực Nam. b) Sau đó thanh nam châm xoay đi và đầu B (cực Nam) của nó bị hút về phía đầu Q (cực Bắc) của cuộn dây. c) Nếu ngắt công tắc K: Thanh nam châm sẽ xoay trở lại, nằm dọc theo hướng Nam – Bắc như khi chưa có dòng điện. Bởi vì bình thường, thanh nam châm tự do khi đã đứng cân bằng luôn chỉ hướng Nam – Bắc. a) Hai ống dây đẩy nhau. b) Nếu đổi chiều dòng điện của một trong hai cuộn dây thì hai ống dây hút nhau. a) Kim chỉ thị của điện kế quay sang bên phải. b) Hai chốt của điện kế này không cần đánh dấu âm, dương a) Cực Bắc của kim nam châm. b) Chiều của dòng điện chạy qua ống dây được thể hiện trên hình 24.3. Đầu A của nguồn điện là cực dương còn đầu B là cực âm
Lời giải: Áp dụng quy tắc nắm bàn tay phải ta có cực A của nguồn điện là cực dương, cực B là cực âm. Lời giải: Áp dụng quy tắc bàn tay phải ta có cực bên trái của O1 là cực bắc, cực phải của O1 là cực nam. Do hai ống dây hút nhau nên cực trái của O2 là cực bắc, cực phải của O2 là cực nam. Vì vậy áp dụng quy tắc bàn tay phải ta có chiều dòng điện qua O2 cùng chiều dòng điện qua O1.
Câu 1 trang 54 SBT Vật Lí 9 Một cuộn dây được đặt sao cho trục của nó nằm dọc theo thanh nam châm như hình 24.1 SBT. Đóng công tắc K, thoạt tiên ta thấy thanh nam châm bị đẩy ra xa. a) Đầu B của thanh nam châm là cực Bắc hay cực Nam? b) Sau đó có hiện tượng gì xảy ra với thanh nam châm? c) Nếu ngắt công tắc K, thanh nam châm sẽ ra sao? Giải thích? Lời giải:
a) Đầu B của thanh nam châm là cực Nam. Theo hình vẽ thì chiều dòng điện đi từ cực dương sang cực âm tức là đi từ P sang Q, theo quy tắc nắm tay phải thì ta xác định được đầu Q của thanh nam châm là cực Bắc (N), nên ban đầu khi đóng khóa K thì thanh nam châm bị đẩy chứng tỏ đầu A của thanh nam châm là cực Bắc (N) còn đầu B của thanh nam châm là cực nam (S). b) Thanh nam châm xoay đi và đầu B (cực Nam) của nó bị hút về phía đầu Q (cực Bắc) của cuộn dây. c) Ngắt công tắc K: Ống dây không có dòng điện đi qua, khi đó ống dây không còn là một nam châm nữa. Thanh nam châm sẽ xoay trở lại, nằm dọc theo hướng Nam – Bắc như khi chưa có dòng điện. Bởi vì bình thường, thanh nam châm tự do khi đã đứng cân bằng luôn chỉ hướng Nam – Bắc Câu 2 trang 54 SBT Vật Lí 9 Hai cuộn dây có dòng điện được treo đồng trục và gần nhau (hình 24.2 SBT). a) Nếu dòng điện chạy trong cuộn dây có chiều như trên hình vẽ thì hai cuộn dây hút nhau hay đẩy nhau? b) Nếu đổi chiều dòng điện của một trong hai cuộn thì tác dụng của chúng có gì thay đổi? Lời giải: a) Nếu dòng điện chạy trong cuộn dây có chiều như trên hình vẽ, tức là hai dòng điện cùng chiều nhau. Theo quy tắc nắm bàn tay phải thì hai mặt đối diện của chúng là hai từ cực khác tên nhau nên hai cuộn dây hút nhau. b) Nếu đổi chiều dòng điện của một trong hai cuộn dây thì hai dòng điện sẽ ngược chiều nhau. Theo quy tắc nắm bàn tay phải thì hai mặt đối diện của chúng là hai từ cực cùng tên nhau nên hai cuộn dây đẩy nhau. Câu 3 trang 54 SBT Vật Lí 9 Hình 24.3 SBT mô tả cấu tạo của một dụng cụ để phát hiện dòng điện (một loại điện kế). Dụng cụ này gồm một ống dây B, trong lòng B có một thanh nam châm A nằm thăng bằng, vuông góc với trục ống dây và có thể quay quanh mộ trục đặt giữa thanh, vuông góc với mặt phẳng trang giấy. a) Nếu dòng điện chạy qua cuộn dây B có chiều được đánh dấu như hình vẽ thì kim chỉ thị quay sang bên phải hay bên trái? b) Hai chốt của điện kế này có cần đánh dấu dương, âm hay không? Lời giải: a) Dòng điện qua ống dây B có chiều như hình vẽ thì áp dụng quy tắc nắm bàn tay phải ta được đường sức từ trong ống dây hướng thẳng đứng lên trên. Cức Bắc của nam châm luôn quay theo chiều đường sức của từ trường ngoài nên bị đẩy lên → Kim chỉ thị quay sang bên phải. b) Hai chốt của diện kế này không cần đánh dấu âm, dương Câu 4 trang 55 SBT Vật Lí 9
a) Cực nào của kim nam châm trong hình 24.4a SBT hướng vào đầu B của cuộn dây điện? b) Xác định chiều của dòng điện chạy trong cuộn dây ở hình 24.4 SBT. Lời giải:
a) Cực Bắc của kim nam châm. Vì trong trường hợp a thì theo quy tắc nắm tay phải ta xác định được đầu B của nam châm điện là cực Nam (S) nên kim nam châm có đầu hướng vào nam châm điện là cực Bắc (N). (hình 24.4a’) b) Dòng điện có chiều đi vào ở đầu dây C. Vì trong trường hợp b thì qua hình vẽ ta xác định được đầu D của nam châm điện là cực Bắc (N) còn đầu C của nam châm điện là cực Nam (S). Theo quy tắc nắm tay phải thì ta xác định được chiều dòng điện đi từ C đến D. (hình 24.4b’) Câu 5 trang 55 SBT Vật Lí 9 Cuộn dây của một nam châm điện được nối với một nguồn điện mà tên các từ cực của nam châm điện được ghi trên hình 24.5. Hãy ghi tên các cực của nguồn điện Lời giải: Đầu A của nguồn điện là cực dương. Ta biết được tên các từ cực nên xác định được chiều của đường sức từ và vận dụng quy tắc nắm tay phải là biết ngay chiều của dòng điện từ đó xác định được đầu A là cực dương của nguồn điện. Câu 6 trang 55 SBT Vật Lí 9 Các đường sức từ ở trong lòng một ống dây có dòng điện chạy qua có những đặc điểm gì? A. Là những đường thẳng song song, cách đều nhau và vuông góc với trục ống dây B. Là những đường tròn cách đều nhau và có tâm nằm trên trục ống dây C. Là những đường thẳng song song, cách đều nhau và hướng từ cực Bắc đến cực Nam của ống dây D. Là những đường thẳng song song, cách đều nhau và hướng từ cực Nam đến cực Bắc của ống dây Lời giải: Chọn D. Là những đường thẳng song song, cách đều nhau và hướng từ cực Nam đến cực Bắc của ống dây. Câu 7 trang 56 SBT Vật Lí 9 Nếu dùng quy tắc nắm tay phải để xác định chiều của từ trường của ống dây có dòng điện chạy qua thì ngón tay cái choãi ra chỉ điều gì A. Chiều của dòng điện trong ống dây B. Chiều của đường sức từ tác dụng lên nam châm thử C. Chiều của lực từ tác dụng lên cực Bắc của nam châm thử đặt ở ngoài ống dây D. Chiều của lực từ tác dụng lên cực Bắc của nam châm thử đặt trong lòng ống dây Lời giải: Chọn D. Chiều của lực từ tác dụng lên cực Bắc của nam châm thử đặt trong lòng ống dây Câu 8 trang 56 SBT Vật Lí 9 Vì sao có thể coi ống dây có dòng điện một chiều chạy qua như một thanh nam châm thằng. A. Vì ống dây cũng tác dụng lực từ lên kim nam châm. B. Vì ống dây cũng tác dụng lực từ lên kim sắt C. Vì ống dây cũng có hai cực từ như thanh nam châm D. Vì một kim nam châm đặt trong lòng ống dây cũng chịu tác dụng của một lực từ giống như khi đặt trong lòng nam châm Lời giải: Chọn C. Vì ống dây cũng có hai cực từ như thanh nam châm Câu 9 trang 56 SBT Vật Lí 9 Quy tắc nào dưới đây cho ta xác định được chiều của đường sức từ ở trong lòng một ống dây có dòng điện một chiều chạy qua? A. Quy tắc bàn tay phải B. Quy tắc bàn tay trái C. Quy tắc nắm tay phải D. Quy tắc ngón tay phải Lời giải: Chọn C. Quy tắc nắm tay phải. |
