Bài tập phần điện từ học lớp 9

Quyển sách 400 Bài Tập Vật Lí Lớp 9 được trình bày theo trình tự nội dung của chương trình Vật lí lớp 9 gồm 4 chương: Điện học, Điện từ học, Quang học, Sự bảo toàn và chuyển hóa năng lượng. Mỗi chương gồm có 2 đề mục chính:

1. Kiến thức cơ bản

1. Bài tập.

Trong phần bài tập được chia thành 2 loại: Bài tập trắc nghiệm và bài tập tự luận.

Quyển sách là một trong những tài liệu bổ ích dành cho các em học sinh trong quá trình học tập môn Vật lí ở khối lớp 9, giúp các em chuẩn bị cho các kì thi quan trọng của năm cuối cấp một cách tốt nhất.

Nắm bàn tay phải Sao cho bốn ngón tay hướng theo chiều dòng điện chạy qua các vòng dây, Ngón tay cái choãi ra chỉ chiều các đường sức từ trong lòng ống dây

2. Quy tắc bàn tay trái

Đặt bàn tay trái sao cho các đường sức từ hướng vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón tay giữa hướng theo chiều dòng điện thì ngón tay cái choãi ra 900 chỉ chiều của lực điện từ.

3. Máy biến thế - Truyền tải điện năng đi xa

Công thức tính Số vòng dây, Hiệu điện thế

Công thức:

U­1: Hiệu điện thế của cuộn sơ cấp (V)

U­2: Hiệu điện thế của cuộn sơ cấp (V)

n­1: Hiệu điện thế của cuộn sơ cấp (Vòng)

n­2: Hiệu điện thế của cuộn sơ cấp (Vòng)

Công thức tính công suất hao phí

Công thức: :

Gọi:

P là công suất điện cần truyền đi ( W)

U là hiệu điện thế đầu đường dây truyền tải điện (W)

R là điện trở của đường dây tải điện (Ω)

Php công suất hao phí do tỏa nhiệt trên dây dẫn (W)

* Khi hiệu điện thế ở 2 đầu cuộn sơ cấp lớn hơn hiệu điện thế ở cuộn thứ cấp (U1>U2) ta có máy hạ thế.

* Khi hiệu điện thế ở 2 đầu cuộn sơ cấp nhỏ hơn hiệu điện thế ở cuộn thứ (U1<U2 ) ta có máy tăng thế.

II. Cách giải các dạng bài tập thường gặp về điện từ học

1. Dùng quy tắc nắm tay phải

Để xác định chiều đường sức từ hoặc chiều dòng điện chạy qua các vòng dây:

Dùng quy tắc nắm tay phải: Bốn ngón tay hướng theo chiều dòng điện, ngón cái chỉ chiều đường sức từ. Khi biết chiều dòng điện vận dụng quy tắc nắm bàn tay phải xác định chiều đường sức từ và ngược lại khi biết chiều dường sức từ xác định chiều dòng điện.

2. Dùng quy tắc cực từ

Để xác định chiều đường sức từ hoặc chiều dòng điện chạy qua các vòng dây:

Dùng quy tắc cực từ để thay cho quy tắc bàn tay trái: Khi nhìn vào một đầu ống dây, nếu thấy dòng điện chạy trong các vòng dây theo chiều ngược chiều kim đồng hồ thì đầu ống dây đó là cực bắc và đường sức từ có chiều đi ra ; nếu thấy dòng điện chạy trong các vòng dây theo chiều thuận kim đồng hồ thì đầu ống dây đó là cực từ nam và đường sức từ có chiều đi vào.

3. Tính công suất hao phí

Công suất hao phí:

(Nếu Php tính bằng mét (W), P tính bằng giây (w) thì U tính bằng mét trên giây (V);R tính bằng (Ω) )

Tính hiệu điện thế U:

U2 = P2.R / Php

⇒ U =√ P2.R / Php

(Nếu U tính bằng vôn (V); thì R tính bằng ohm (Ω) Php tính bằng oát (W), P tính bằng oat (w) )

Tính công suất hao phí nếu dùng máy tăng thế thì hiệu điện thế thay vô tính là hiệu điện thế cuộn dây thứ cấp, nếu dùng máy hạ thế thì hiệu điện thế thay vô tính là hiệu điện thế cuộn dây sơ cấp.

4. Tính hiệu điện thế và số vòng dây

Khi U tính theo đơn vị vôn ( V) thì số vòng đây tính theo đơn vị vòng ( Vòng)

Tìm hiệu điện thế hay số vòng dây dựa vào máy tăng thế hay hạ thế.

Hiệu điện thế hay cuộn dây ở đầu vào là sơ cấp và hiệu thế và cuộn dây ở đầu ra là thứ cấp.

III. Bài tập luyện tập điện từ học của trường Nguyễn Khuyến

1. Trắc nghiệm

Câu 1: Theo quy tắc bàn tay trái để tìm chiều của lực điện từ tác dụng lên đoạn dây dẫn thẳng có dòng điện đặt trong từ trường thì ngón tay giữa hướng theo:

1. Chiều của lực điện từ

1. Chiều của đường sức từ

1. Chiều của cực Bắc, Nam địa lý

1. Chiều của dòng điện.

ĐÁP ÁN

D

Câu 2: Theo quy tắc bàn tay trái thì ngón tay cái choãi ra chỉ:

1. Chiều của lực điện từ.

1. Chiều của đường sức từ.

1. Chiều của cực Bắc, Nam địa lý.

1. Chiều của dòng điện.

ĐÁP ÁN

A

Câu 3: Mũi tên trong hình nào dưới đây biểu diễn đúng chiều của lực điện từ F tác dụng vào đoạn dây dẫn này?

1. hình 1.

1. hình 2.

1. hình 3.

1. hình 4.

ĐÁP ÁN

D

Câu 4: Quy tắc bàn tay trái không xác định được

1. chiều dòng điện chạy qua đoạn dây dẫn.

1. chiều của đường sức từ .

1. chiều quay của nam châm….

1. chiều của lực điện từ tác dụng lên dây dẫn.

ĐÁP ÁN

C

Câu 5: Để xác định chiều của lực điện từ tác dụng lên dây dẫn đặt trong từ trường có dòng điện chạy qua ta dùng quy tắc nào sau đây?

1. Quy tắc nắm tay phải.

1. Quy tắc bàn tay trái….

1. Quy tắc nắm tay trái.

1. Quy tắc nắm tay phải và quy tắc bàn tay trái.

ĐÁP ÁN

B

Câu 6:

Áp dụng qui tắc bàn tay trái để xác định lực điện từ tác dụng lên dây dẫn có dòng điện chạy qua như hình vẽ có chiều:

1. Từ phải sang trái.

1. Từ trái sang phải.

1. Từ trên xuống dưới.

1. Từ dưới lên trên.

ĐÁP ÁN

D

Câu 7:

Áp dụng qui tắc bàn tay trái để xác định chiều dòng điện trong dây dẫn như hình vẽ có chiều:

1. Từ phải sang trái.

1. Từ trái sang phải.

1. Từ trước ra sau mặt phẳng hình vẽ.

1. Từ sau đến trước mặt phẳng hình vẽ.

ĐÁP ÁN

D

Câu 8: Hãy chọn câu phát biểu sai trong các câu sau:

1. Đoạn dây dẫn có dòng điện đặt trong từ trường và cắt các đường sức từ thì có lực điện từ tác dụng lên nó.

1. Qui tắc bàn tay trái dùng để xác định chiều của lực điện từ tác dụng lên đoạn dây dẫn có dòng điện đặt trong từ trường.

1. Khung dây có dòng điện sẽ quay trong từ trường khi mặt phẳng khung đặt vuông góc với các đường sức từ.

1. Khung dây có dòng điện sẽ quay trong từ trường khi mặt phẳng khung đặt không vuông góc với các đường sức từ.

ĐÁP ÁN

C

Câu 9: Nếu dây dẫn có phương song song với đường sức từ thì

1. lực điện từ có giá trị cực đại so với các phương khác.

1. lực điện từ có giá trị bằng 0..

1. lực điện từ có giá trị phụ thuộc vào chiều của dòng điện trong dây dẫn.

1. lực điện từ có giá trị phụ thuộc vào độ lớn của dòng điện trong dây dẫn.

ĐÁP ÁN

B

Câu 10: Nếu dây dẫn có phương vuông góc với đường sức từ thì

1. lực điện từ có giá trị cực đại so với các phương khác.

1. lực điện từ có giá trị bằng 0.

1. lực điện từ có giá trị phụ thuộc vào chiều của dòng điện trong dây dẫn.

1. lực điện từ có giá trị không phụ thuộc vào độ lớn của dòng điện trong dây dẫn.

ĐÁP ÁN

A

2. Tự luận

Bài 1: Một máy biến thế gồm cuộn sơ cấp có 500 vòng, cuộn thứ cấp có 15000 vòng. Hiệu điện thế đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp là 2500V. Hỏi máy này là máy tăng thế hay hạ thế? Tính hiệu điện thế ở hai đầu cuộn thứ cấp?

ĐÁP ÁN

Máy biến thế là máy tăng thế vì n1 < n2

Hiệu điện thế hai dầu cuộn thứ cấp

Bài 2: Treo một nam châm gần một ống dây dẫn như hình H18.1. Ban đầu khóa K mở.

1. Đóng khóa K. Ống dây dẫn trở thành một nam châm. Dùng quy tắc bàn tay phải hoặc một quy tắc khác, hãy xác định đầu A của ống dây là cực từ gì? Từ đó cho biết hiện tượng xảy ra thế nào với thanh nam châm?

1. Đảo cực nguồn điện nối vào mạch diện để đổi chiều dòng điện qua các vòng dây. Hiện tượng thay đổi thế nào với thanh nam châm?

1. Hãy thực hiện thí nghiệm để kiểm tra kết quả trả lời.

ĐÁP ÁN

1. Chiều dòng điện chạy trong các vòng dây: có chiều từ A sang B.

Chiều của đường sức từ trong ống dây: có chiều ra ở đầu B, vào ở đầu A.

Tên cực từ đầu A: Cực từ Nam (S).

Vì các cực từ cùng tên thì đẩy nhau, khác tên thì hút nhau, nên thanh nam châm sẽ bị hút dính vào ống dây.

1. Khi đổi chiều dòng điện.

Tên cực từ tại đầu A: Cực từ Bắc (N).

Thanh nam châm bị: đẩy ra.

Bài 3: Đoạn dây AB có dòng điện chạy qua đặt trong từ trường của một nam châm.

1. Đoạn dây đặt vuông góc với mặt phẳng hình vẽ, chiều dòng điện hướng ra phía trước mặt phẳng hình vẽ được mô tả như ở hình H18.2a. Hãy xác định phương, chiều của lực điện từ tác dụng lên dây.

1. Lực điện từ tác dụng lên đoạn dây có phương vuông góc với mặt phẳng hình vẽ, có chiều hướng ra phía trước mặt phẳng hình vẽ được mô tả như ở hình H18.2b. Hãy xác định tên các cực từ của nam châm.

1. Đường sức từ có phương vuông góc với mặt phẳng hình vẽ, có chiều hướng ra phía sau mặt phẳng hình vẽ được mô tả như ở hình H18.2c. Hãy xác định chiều của dòng điện trong đoạn dây dẫn.

ĐÁP ÁN

Phương chiều của các đại lượng còn thiếu mô tả ở hình sau:

Bài 4: Đặt một kim nam châm trên giá đỡ ở phía trước đầu A của một ống dây dẫn như hình H18.6. Ban đầu khóa K mở. Đóng khóa K để ống dây dẫn trở thành một nam châm. Dùng quy tắc nắm tay phải hoặc một quy tắc khác, hãy xác định đầu A của ống dây là cực từ gì. Từ đó cho biết các cực từ N và S của kim nam châm, cực nào quay về phía đầu A, cực nào quay ra xa đầu A của ống dây.

Áp dụng quy tắc nắm tay phải ta thấy đầu A là cực từ Bắc còn đầu B là cực từ Nam. Từ đó cực từ S của kim nam châm sẽ quay về phía đấu A và cực N sẽ quay ra xa đầu A.

Bài 5: Hai ống dây dẫn có dòng điện chạy qua đặt gần nhau như mô tả ở hình H18.7 và hai đầu A, C của hai ống dây hút nhau. Hãy cho biết dòng điện I2 chạy trong ống dây II có chiều từ M đến N hay từ N đến M.

Áp dụng quy tắc nắm tay phải ta thấy đầu A là cực Nam của ống dây I, mà hai ống dây hút nhau suy ra đầu C của ống dây II là cực từ Bắc.

Áp dụng quy tắc nắm bàn tay phải cho ống dây II ta suy ra chiều dòng điện I2 từ N đến M.

Bài 6:

Đặt vào hai đầu cuộn dây cuộn dây sơ cấp của máy biến thế một hiệu điện thế xoay chiều 110V, số vòng dây của cuộn sơ cấp là 500 vòng, cuộn thứ cấp 1000 vòng.

1. Tìm hiệu điện thế của cuộn dây thứ cấp.Cho biết máy này tăng thế hay hạ thế.

1. Dùng máy biến thế này có biến đổi hiệu điện thế ắcquy từ 9V lên 12V được không? Vì sao?

ĐÁP ÁN

1. Máy biến thế là máy tăng thế vì n1 < n2

Hiệu điện thế hai dầu cuộn thứ cấp

1. Không thể biến đổi được vì:

- Máy biến thế chỉ biến đổi hiệu điện thế dòng điện xoay chiều, Ăc quy là dòng điện một chiều.

- Từ trường không biến đổi xuyên qua tiết diện S của cuộn dây do đó ở cuộn dây thứ cấp không xuất hiện hiệu điện thế 12V.