Giải bài tập SGK Vật lý 9 Bài 31: Hiện tượng cảm ứng điện từ

Cho 2 đèn LED mắc song song ngược chiều vào 2 đầu của một cuộn dây dẫn và một thanh nam châm vĩnh cửu. Hãy bố trí thí nghiệm như hình 31.2 SGK để tìm hiểu xem dòng điện xuất hiện trong cuộn dây dẫn kín ở trường hợp nào dưới đây:

•  Di chuyển nam châm lại gần cuộn dây.
•  Đặt nam châm đứng yên trước cuộn dây.
•  Đặt nam châm đứng yên trong cuộn dây.
•  Di chuyển nam châm ra xa cuộn dây.

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi trên ta cần nắm: Dòng điện xuất hiện trong cuộn dây dần kín khi ta đưa một cực của nam châm lại gần hay ra xa một đầu cuộn dây đó hoặc ngược lại.

Hướng dẫn giải

Trong cuộn dây dẫn xuất hiện dòng điện cảm ứng khi di chuyển nam châm lại gần hoặc ra xa cuộn dây.

Trong thí nghiệm nêu ở bài tập 1, nếu để nam châm đứng yên và cho cuộn dây chuyến động lại gần hay ra xa nam châm thì cuộn dây có xuất hiện dòng điện không? Hãy làm thí nghiệm để kiểm tra dự đoán.

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi trên ta cần nắm: Dòng điện xuất hiện trong cuộn dây dần kín khi ta đưa một cực của nam châm lại gần hay ra xa một đầu cuộn dây đó hoặc ngược lại.

Hướng dẫn giải

• Trong thí nghiệm trên, nếu để nam châm đứng yên và cho cuộn dây chuyển động lại gần hay ra xa nam châm thì trong cuộn dây có xuất hiện dòng điện cảm ứng.
• Các em thực hiện thí nghiệm để kiểm tra dự đoán.

Đặt nam châm điện nằm yên trước cuộn dây dẫn có mắc hai đèn LED song song ngược chiều (hình 31.3 SGK). Hãy làm thí nghiệm để xác định trong những trường hợp nào dưới đây xuất hiện dòng điện ở cuộn dây có mắc đèn LED.

•  Trong khi đóng mạch điện của nam châm điện.
•  Khi dòng điện đã ổn định.
•  Trong khi ngắt mạch điện của nam châm điện.
•  Sau khi ngắt mạch điện.

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi trên ta cần nắm: Dòng điện xuất hiện ở cuộn dây dần kín trong thời gian đóng ngắt mạch của nam châm điện, nghĩa là trong thời gian dòng điện của nam châm biến thiên.

Hướng dẫn giải

Dòng điện xuất hiện khi đóng hoặc ngắt mạch điện của nam châm.

Nếu ta làm lại thí nghiệm ở hình 31.2 SGK nhưng lần này cho nam châm quay quanh một trục thẳng đứng (hình 31.4 SGK) thì có hiện tượng gì xảy ra trong cuộn dây?

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi trên ta cần nắm: 

• 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.

Hướng dẫn giải

Trong cuộn dây xuất hiện dòng điện cảm ứng. Ta có thể thấy 2 đèn led sẽ thay nhau nhấp nháy sáng.

Hãy trả lời câu hỏi ở phần I: Liệu có phải nhờ nam châm mà tạo ra được dòng điện không?

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi trên ta cần nắm nhờ nam châm ta có thể tạo ra dòng điện với các điều kiện sau được thỏa mãn:

• Có nam châm để tạo ra từ trường.
• Có sự chuyển động tương đối giữa nam châm và cuộn dây để có sự thay đổi các đường sức từ gửi qua cuộn dây.

Hướng dẫn giải

Xem hình 31.1 SGK mô tả đinamô xe đạp. Khi quay núm của đinamô, nam châm sẽ quay, vì thế sẽ tạo ra dòng điện trong cuộn dây làm sáng bóng đèn của xe đạp.