Giải bài tập SGK Vật lý 7 Bài 22: Tác dụng nhiệt và tác dụng phát sáng của dòng điện

Hãy kể tên một số dụng cụ, thiết bị thường dùng được đốt nóng khi có dòng điện chạy qua.

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi trên ta cần quan sát các thiết bị điện và nắm Khi có dòng điện chạy qua các vật dẫn nóng lên.

Hướng dẫn giải

Một số dụng cụ, thiết bị thường dùng được đốt nóng khi có dòng điện chạy qua là:

Bàn ủi điện, nồi cơm điện, lò nướng dùng điện,...

Hãy lắp mạch điện như sơ đồ hình 22.1 và tìm hiểu các nội dung sau đây:

a. Khi đèn sáng, bóng đèn có nóng lên không? Bằng cách nào để xác nhận điều đó?

b. Bộ phận nào của đèn bị đốt nóng mạnh và phát sáng khi có dòng điện chạy qua?

c. Khi đèn sáng bình thường, bộ phận đó của đèn có nhiệt độ khoảng 2500°C.

Hãy giải thích vì sao dây tóc của bóng đèn thường được làm bằng vonfram? 

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi trên ta cần nắm:

• Khi có dòng điện chạy qua các vật dẫn nóng lên.

• Dòng điện chạy qua dây tóc bóng đèn, làm dây tóc bóng đèn nóng lên đến nhiệt độ cao và phát sáng.

• Nguyên nhân gây ra tác dụng nhiệt của dòng điện là do các vật dẫn có điện trở.

Hướng dẫn giải

a) Khi đèn sáng, bóng đèn có nóng lên không? Bằng cách nào để xác nhận điều đó?

• Khi đèn sáng, bóng đèn có nóng lên.
• Để biết bóng đèn có nóng lên hay không ta có thể dùng nhiệt kế hoặc dùng cảm giác của bàn tay để kiểm tra.

b) Bộ phận nào của đèn bị đốt nóng mạnh và phát sáng khi có dòng điện chạy qua?

Dây tóc bóng đèn bị đốt nóng mạnh và phát sáng khi có dòng điện chạy qua.

c) Khi đèn sáng bình thường, bộ phận đó của đèn có nhiệt độ khoảng 2500°C. Hãy giải thích vì sao dây tóc của bóng đèn thường được làm bằng vonfram? 

Do dây vonfram dùng để làm dây tóc bóng đèn có nhiệt độ nóng chảy lớn hơn nhiệt độ nóng để phát sáng của bóng đèn nên dây tóc bóng đèn không bị nóng chảy khi đèn phát sáng.

Quan sát thí nghiệm của giáo viên được bố trí như hình 22.2 và hãy cho biết:

a. Có hiện tượng gì xảy ra với các mảnh giấy khi giáo viên đóng công tắc?

b. Từ quan sát trên, hãy cho biết dòng điện đã gây ra tác dụng gì với dây sắt AB.

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi trên ta cần nắm:

• Khi có dòng điện chạy qua các vật dẫn nóng lên.

• Dòng điện chạy qua dây tóc bóng đèn, làm dây tóc bóng đèn nóng lên đến nhiệt độ cao và phát sáng.

Hướng dẫn giải

a) Có hiện tượng gì xảy ra với các mảnh giấy khi giáo viên đóng công tắc?

Các mảnh giấy bị cháy đứt và rơi xuống (hay chỉ bị nám đen).

b)  Từ quan sát trên, hãy cho biết dòng điện đã gây ra tác dụng gì với dây sắt AB.

Dòng điện đã làm nóng dây sắt AB.

• Khi có dòng điện chạy qua, các vật dẫn bị nóng lên.
• Dòng điện chạy qua dây tóc bóng đèn làm dây tóc nóng tới nhiệt độ cao và phát sáng.

Nếu trong mạch điện với dây dẫn bằng đồng có nối xen một đoạn dây chì (gọi là cầu chì) thì trong một số trường hợp do tác dụng nhiệt của dòng điện, dây dẫn có thể nóng lên trên 327°C. Hỏi khi đó có hiện tượng gì xảy ra với đọạn dây chì và với mạch điện?

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi trên ta cần nắm:

• Khi có dòng điện chạy qua các vật dẫn nóng lên.

• Dòng điện chạy qua dây tóc bóng đèn, làm dây tóc bóng đèn nóng lên đến nhiệt độ cao và phát sáng.

• Nguyên nhân gây ra tác dụng nhiệt của dòng điện là do các vật dẫn có điện trở. Tác dụng nhiệt có thể có lợi, có thể có hại.

Hướng dẫn giải

• Đồng và chì đều dẫn điện, nên dòng điện đi qua đoạn dây chì nối với dây đồng.

• Do tác dụng nhiệt của dòng điện ⇒ dây đồng lẫn dây chì đều bị nóng. Khi đoạn dây nóng đến 327°C (bằng nhiệt độ nóng chảy của chì) dây chì bị đứt làm ngắt mạch điện.

• Lúc này, không có dòng điện chạy trong mạch nên tránh được hư hại và tổn thất có thể xảy ra.

Hãy quan sát bóng đèn bút thử điện khi nó phát sáng và trả lời câu hỏi sau đây:

Trong bóng đèn bút thử điện có chứa một chất (khí nêon). Hãy quan sát bóng đèn này và nên nhận xét về hai đầu dây bên trong của nó.

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi trên ta cần nắm: Dòng điện chạy qua chất khí trong bóng đèn bút thử điện làm chất khí này phát sáng.

Hướng dẫn giải

2 đầu dây trong bóng đèn bút thử điện không tiếp xúc nhau (hở).

Đèn sáng do hai đầu dây đèn nóng sáng hay do vùng chất khí ở giữa hai đầu dây này phát sáng?

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi trên ta cần nắm: Dòng điện chạy qua chất khí trong bóng đèn bút thử điện làm chất khí này phát sáng.

Hướng dẫn giải

Bóng đèn bút thử điện sáng, chứng tỏ có dòng điện đi qua lớp khí neon giữa hai đầu dây bên trong bóng đèn.

Dòng điện chạy qua chất khí trong bóng đèn của bút thử điện làm chất khí này phát sáng.

Đảo ngược hai đầu dây đèn, nhận xét xem khi đèn sáng thì dòng điện đi vào bản cực nào của đèn.

Kết luận

Đèn đi ốt phát quang chỉ cho dòng điện đi qua theo ..... nhất định và khi đó đèn sáng.

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi trên ta cần nắm:

- Đèn điôt phát quang chỉ cho dòng điện đi qua theo một chiều nhất định và khi đó đèn sáng.

- Chiều dòng điện là chiều từ cực dương qua dây dẫn và các thiết bị điện tới cực âm của nguồn điện.

Hướng dẫn giải

• Khi hai đầu dây của đèn điốt phát quang được nối với hai cực của nguồn điện và đang sáng, nếu đảo hai đầu dây của đèn điôt ta thấy đèn không sáng.
• Qua quan sát nhận thấy đèn điốt phát quang chỉ sáng khi dòng điện đi vào bản cực nhỏ của đèn, nghĩa là khi mắc đèn điốt phát quang vào mạch điện thì cần nối bản cực nhỏ của đèn với cực dương của nguồn điện và bản kim loại lớn hơn được nối với cực âm.

⇒ Đèn điốt phát quang chỉ cho dòng điện đi qua theo một chiều nhất định và khi đó đèn sáng.

Dòng điện không gây ra tác dụng nhiệt trong các dụng cụ nào dưới đây khi chúng hoạt động bình thường?

A. Bóng điện bút thử điện

B. Đèn điôt phát quang

C. Quạt điện

D. Đồng hồ dùng pin

E. Không có trường hợp nào.

Phương pháp giải

Để chộn đáp án đúng ta cần nắm: Dòng điện đi qua mọi vật dẫn thông thường, đều làm cho vật dẫn nóng lên.

Hướng dẫn giải

• Dòng điện đều có gây tác dụng nhiệt nhiều hay ít trên các thiết bị dùng điện.
• Vì vậy, trong tất cả các dụng cụ trên khi chúng hoạt động bình thường đều chịu tác dụng nhiệt của dòng điện.

⇒ Chọn đáp án E

Cho mạch điện có sơ đồ như hình 22.5, nguồn điện là một chiếc pin với các cực (+) và (-) chưa biết. Hãy nêu cách làm khi sử dụng đèn điôt phát quang để xác định xem A hay B là cực (+) của pin này và chiều dòng điện chạy trong mạch.

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi trên ta cần nắm:

- Đèn điôt phát quang chỉ cho dòng điện đi qua theo một chiều nhất định và khi đó đèn sáng.

- Chiều dòng điện là chiều từ cực dương qua dây dẫn và các thiết bị điện tới cực âm của nguồn điện.

Hướng dẫn giải

• Nối bản kim loại nhỏ của đèn LED với cực A của nguồn điện và đóng công tắc K. Nếu đèn LED sáng thì cực A là cực dương của nguồn điện và dòng điện có chiều như hình vẽ:
• Nếu A là cực dương thì chiều dòng điện chạy qua mạch như hình vẽ:

• Nếu đèn không sáng thì cực A là cực âm của nguồn điện và cực B là cực dương của nguồn điện.