Buzz
1. Giải bài tập sách bài tập Vật lý lớp 9, bài 26: Ứng dụng của nam châm
Bài 1: Để tăng cường lực của nam châm điện với dòng điện cố định, nên cuốn nhiều hay ít vòng dây quanh ống dây cách điện?
Giải đáp:
Nên sử dụng dây dẫn mảnh để quấn nhiều vòng hơn. Từ trường của nam châm điện sẽ mạnh hơn khi số vòng dây tăng lên, mà không liên quan đến kích thước của dây dẫn.
Bài 2: Một thanh thép có đầu sơn đỏ và đầu sơn xanh. Sử dụng nam châm điện hình chữ U để từ hóa thanh thép này (xem hình 26.1).
.png)
Lời giải:
Cách đặt thanh thép được thể hiện trong hình 26.1a.
.png)
Các đường sức từ của nam châm điện xuyên qua thanh thép tạo thành những vòng khép kín. Thanh thép sẽ bị từ hóa và định hướng theo chiều của từ trường, nghĩa là các đường sức từ sẽ đi vào đầu sơn xanh và ra từ đầu sơn đỏ. Đầu sơn đỏ của thanh thép, sau khi từ hóa, sẽ trở thành cực Bắc.
Bài 3: Một điện kế được sử dụng để phát hiện dòng điện yếu trong các trường hợp cần thiết. Điện kế tự chế gồm một hộp chứa một la bàn thông thường gắn cố định cùng với hai cuộn dây dẫn nối tiếp và được quấn cách điện quanh hộp (xem hình 26.2).
a) Các yếu tố nào ảnh hưởng đến khả năng phát hiện dòng điện nhỏ của điện kế này?
b) Khi có dòng điện chạy qua hai cuộn dây, kim la bàn sẽ nằm như thế nào so với các vòng dây? Vị trí ban đầu của kim la bàn khi không có dòng điện đã được chỉ ra trong hình vẽ.
.png)
Giải đáp:
a) Độ nhạy của điện kế phụ thuộc vào số vòng dây quấn quanh ống và cường độ dòng điện chạy qua ống.
b) Kim la bàn sẽ hướng theo các đường sức từ bên trong ống dây, tức là nó sẽ nằm vuông góc với dây dẫn trên mặt hộp.
Bài 4: Một ampe kế điện từ đơn giản bao gồm một ống dây D và một tấm sắt S đặt gần một đầu của ống dây (xem hình 26.3). Tấm sắt S gắn với kim chỉ thị K có thể quay quanh trục O. Giải thích cách ampe kế hoạt động khi có dòng điện chạy qua ống dây.
.png)
Giải đáp:
Tấm sắt sẽ bị hút vào trong ống dây khi có dòng điện chạy qua. Lúc đó, kim chỉ thị K sẽ quay quanh trục O, và đầu kim sẽ di chuyển trên mặt bảng chia độ, cho biết cường độ dòng điện qua dây D.
Bài 5: Trong loa điện, lực nào khiến màng loa dao động và phát ra âm thanh?
A. Lực từ nam châm điện tác động lên màng loa làm bằng sắt non.
B. Lực từ của một nam châm vĩnh cửu tác động lên cuộn dây có dòng điện thay đổi, cuộn dây gắn vào màng loa
C. Lực từ của một nam châm vĩnh cửu tác động vào miếng sắt gắn với màng loa.
D. Lực từ của một nam châm điện tác động vào một cuộn dây dẫn khép kín gắn vào màng loa
Giải đáp:
Chọn B. Lực từ của nam châm vĩnh cửu tác động lên cuộn dây có dòng điện thay đổi, cuộn dây này được gắn vào màng loa.
Bài 6: Trong chuông báo động lắp trên cửa, khi cửa mở ra thì chuông kêu, rơ le điện từ có vai trò gì?
A. Kích hoạt một lò xo đàn hồi để gõ vào chuông
B. Đóng mạch điện của chuông để chuông kêu
C. Khi cửa mở, đẩy mạnh vào chuông
D. Kích hoạt cơ chế rút chốt hãm để làm chuông rung.
Giải đáp:
Chọn B. Đóng công tắc chuông điện để chuông kêu
Bài 7: Tại sao loa không phát ra âm thanh khi có dòng điện không đổi chạy qua cuộn dây của loa?
Giải thích:
Khi dòng điện không đổi, không tạo ra suất điện động cảm ứng trong cuộn dây, dẫn đến không có lực từ tương tác với nam châm vĩnh cửu, do đó màng loa không bị rung.
2. Kiến thức về Ứng dụng của nam châm
Ampe kế, rơ le điện từ, rơ le dòng, loa điện (bao gồm cả loa có nam châm), máy phát điện kỹ thuật, động cơ điện trong công nghiệp, cần cẩu, thiết bị ghi âm, chuông điện…
I - LOA ĐIỆN
- Cấu trúc:
Các thành phần chính của loa điện bao gồm:
+ Cuộn dây L
+ Nam châm hình chữ E
+ Màng loa M
Màng loa là phần phát ra âm thanh để đến tai người nghe. Tùy theo loại loa khác nhau, nguyên lý làm rung màng loa có thể khác nhau.
Cuộn dây có khả năng dao động dọc theo khoảng hở giữa hai cực từ của nam châm.
- Cách hoạt động:
+ Loa điện hoạt động nhờ vào tác động từ của nam châm lên cuộn dây có dòng điện chạy qua.
+ Trong loa điện, khi dòng điện có cường độ thay đổi được truyền từ micrô qua bộ khuếch đại đến cuộn dây, cuộn dây sẽ dao động, phát ra âm thanh và chuyển đổi dao động điện thành âm thanh.
II - RƠLE ĐIỆN TỬ
- Rơ le điện từ:
+ Rơ le điện từ là thiết bị tự động điều khiển việc đóng hoặc ngắt mạch điện, giúp bảo vệ và quản lý hoạt động của mạch điện.
+ Các thành phần chính của rơ le bao gồm một nam châm điện và một thanh sắt mềm.
- Rơ le dòng
+ Rơ le dòng là thiết bị tự động dùng để ngắt mạch điện nhằm bảo vệ động cơ, thường được nối tiếp với động cơ.
3. Bài tập ứng dụng liên quan
Bài 1: Nam có một thanh nam châm thẳng như trong hình. Nếu thanh nam châm bị gãy thành hai nửa bằng nhau, khi để tự do, hai nửa này có thể chỉ hướng như la bàn không?
A. Không, vì hai nửa này đã mất hoàn toàn từ tính
B. Không, vì mỗi nửa tạo thành một thanh nam châm mới và đều có cả hai cực từ
C. Có, vì mỗi nửa là một thanh nam châm với hai cực từ khác nhau ở hai đầu
D. Có, vì mỗi nửa là một thanh nam châm với hai cực từ cùng loại ở hai đầu
Giải đáp:
Chọn C
Mỗi thanh nam châm luôn có hai cực từ khác nhau ở mỗi đầu, vì vậy mỗi nửa có thể chỉ hướng như kim la bàn.
Bài 2: Để loại bỏ các mảnh kim loại từ bãi rác, người ta sử dụng một cần cẩu trang bị nam châm điện. Để tách các mảnh kim loại ra khỏi cần cẩu, người ta sẽ:
A. Đổi chiều dòng điện qua nam châm điện
B. Ngắt nguồn điện, không cho dòng điện chạy qua nam châm điện
C. Sử dụng nam châm với lực hút mạnh hơn
D. Tăng cường độ dòng điện qua các cuộn dây trong nam châm điện
Giải đáp:
Chọn B.
Khi ngắt nguồn điện khỏi nam châm điện, nam châm sẽ mất từ tính và không còn hút được các mảnh kim loại nữa. Dưới tác động của trọng lực, các mảnh kim loại sẽ rơi ra khỏi cần cẩu.
Bài 3: Trong số các thiết bị sau: dinamo xe đạp, bút thử điện, bóng đèn huỳnh quang, la bàn. Thiết bị nào sử dụng nam châm vĩnh cửu?
A. La bàn, bóng đèn huỳnh quang
B. Bút thử điện
C. Bút thử điện, dinamo xe đạp
D. Dinamo xe đạp, la bàn
Giải thích:
Khi dòng điện đi qua loa, ống dây sẽ dao động. Màng loa, gắn với ống dây, sẽ dao động theo và phát ra âm thanh.
Bài 4: Khi loa điện hoạt động, phần nào trong loa đảm nhiệm việc phát ra âm thanh?
A. Màng loa
B. Cuộn dây
C. Nam châm điện
D. Dòng điện
Giải pháp là:
Lựa chọn đúng là C.
Đèn sợi đốt và bàn là không dùng nam châm điện. La bàn sử dụng nam châm vĩnh cửu. Chỉ có rơ le điện từ mới dùng nam châm điện để điều khiển mạch điện.
Bài 5: Trong bệnh viện, để loại bỏ các mảnh sắt nhỏ ra khỏi mắt bệnh nhân một cách an toàn, bác sĩ nên sử dụng dụng cụ nào trong số những dụng cụ dưới đây?
A. Sử dụng kéo
B. Sử dụng kìm
C. Dùng nam châm
D. Dùng kim may
Giải đáp:
Lựa chọn đúng là A
Khi cường độ dòng điện thay đổi qua cuộn dây, cuộn dây sẽ rung và làm cho màng loa (gắn với cuộn dây) cũng rung theo. Dù cả cuộn dây và màng loa đều rung, âm thanh mà chúng ta nghe được là do màng loa phát ra.
Bài 6: Liệu có thể dùng nam châm điện để nâng một chiếc bàn gỗ không? Vì sao?
Giải đáp:
Không thể.
Bàn gỗ không có tính từ tính, vì vậy nó không bị nam châm điện hút hoặc đẩy.
Bài 7: Nêu 3 phương pháp để tăng cường lực hút của nam châm điện.
Giải đáp:
Phương pháp đầu tiên: Tăng cường độ dòng điện qua cuộn dây của nam châm điện.
Phương pháp thứ hai: Tăng số vòng dây của cuộn dây nam châm điện.
Phương pháp thứ ba: Tăng kích thước của lõi sắt trong nam châm điện.
