Các tác dụng của dòng điện xoay chiều – Đo cường độ và hiệu điện thế xoay chiều chi tiết Vật Lý 9

HOCMAI xin gửi tới các em học sinh bài viết Các tác dụng của dòng điện xoay chiều - Đo cường độ và hiệu điện thế xoay chiều do chúng tôi biên soạn và đăng tải. Những chia sẻ về lý thuyết và hướng dẫn giải các bài tập sau đây sẽ giúp ích các em rất nhiều để nắm vững kiến thức về chuyên đề này. Qua đó giúp ích cho các em học tập tốt môn Vật Lý 9.

Bài viết tham khảo thêm:

• Điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng
• Dòng điện xoay chiều
• Máy phát điện xoay chiều

I - Lý thuyết Các tác dụng của dòng điện xoay chiều - Đo cường độ và hiệu điện thế xoay chiều

1. Thế nào là dòng điện xoay chiều?

- Dòng điện xoay chiều còn gọi là dòng điện Alternating Current (Viết tắt là AC) - Là dòng điện có cường độ và chiều có sự thay đổi theo thời gian, tuần hoàn theo một chu kỳ nhất định.

- Dòng điện xoay chiều được tạo ra từ các máy phát điện xoay chiều hoặc do biến đổi nguồn điện một chiều.

- Các đồ dùng điện quen thuộc với chúng ta như máy giặt, máy lạnh, tủ lạnh,… thường sử dụng nguồn điện xoay chiều.

2. Các tác dụng của dòng điện xoay chiều

- Dòng điện xoay chiều cũng có các tác dụng phát sáng, tác dụng nhiệt, tác dụng từ giống như dòng điện một chiều.

- Dòng điện xoay chiều có một điểm khác với dòng điện một chiều là khi dòng điện đổi chiều thì lực từ tác dụng lên nam châm cũng sẽ đổi chiều.

Ví dụ về các tác dụng của dòng điện xoay chiều:

• Tác dụng từ: Tạo ra từ trường biến đổi lõi sắt non thành nam châm điện, chế tạo chuông điện, loa điện, cần cẩu điện,…
• Tác dụng sinh lí: Dòng điện khiến cho con người bị co giật và có thể gây nguy hại tới tính mạng, ta có thể sử dụng dòng điện khi ở cường độ thích hợp để kết hợp chữa một số bệnh, châm cứu, trợ tim, kích thích tim,…
• Tác dụng hóa học: Mạ điện, mạ kim loại, điện phân các chất,….
• Tác dụng nhiệt: Đốt cháy dây tóc của bóng đèn,….

2. Đo cường độ và hiệu điện thế của mạch điện xoay chiều

Để đo được cường độ và hiệu điện thế của dòng điện xoay chiều thì người ta sử dụng vôn kế và ampe kế có kí hiệu là AC hoặc (∼).

- Đặc điểm:

• Kết quả đo sẽ không thay đổi khi ta thay đổi chỗ hai chốt của phích cắm vào trong ổ lấy điện.
• Khi đo hiệu điện thế xoay chiều và cường độ dòng điện, giá trị đo chỉ giá trị hiệu dụng của hiệu điện thế xoay chiều và cường độ dòng điện.

II. Phương pháp giải bài tập Các tác dụng của dòng điện xoay chiều - Đo cường độ và hiệu điện thế xoay chiều

1. Cách giải thích các tác dụng của dòng điện xoay chiều

- Khi dòng điện xoay chiều chạy qua vật dẫn và làm cho vật dẫn đó nóng lên → Dòng điện có tác dụng nhiệt.

- Khi dòng điện xoay chiều chạy qua bóng đèn và làm cho bóng đèn sáng lên → Dòng điện có tác dụng phát sáng.

- Khi dòng điện xoay chiều có tác dụng tới nam châm và làm cho nam châm quay → Dòng điện có tác dụng từ.

2. Cách nhận biết các dụng cụ đo dòng điện xoay chiều

- Trên ampe kế có ghi chữ mA hay A, ký hiệu là (∼) hay AC.

- Trên vôn kế có ghi chữ V, ký hiệu là (∼) hay AC

Chú ý: Trên vôn kế và đo ampe kế dòng điện một chiều luôn có kí hiệu tại các núm là (+) và ( - ).

3. Cách đo cường độ dòng điện xoay chiều bằng ampe kế

- Dựa vào giá trị ước lượng của dòng điện cần đo để lựa chọn ampe kế có giới hạn đo phù hợp.

- Hiệu chỉnh ampe kế trước lúc bắt đầu đo.

- Mắc ampe kế nối tiếp vào đoạn mạch cần phải đo (không cần chú ý tới thứ tự cắm dây vào các chốt của ampe kế).

- Số chỉ ở trên ampe kế (của kim chỉ thị) chính là giá trị của cường độ dòng điện ở trong mạch.

4. Cách đo hiệu điện thế xoay chiều bằng vôn kế

- Căn cứ vào giá trị ước lượng của hiệu điện thế cần đo để lựa chọn vôn kế có giới hạn đo phù hợp.

- Hiệu chỉnh vôn kế trước khi bắt đầu đo.

- Mắc vôn kế song song cùng với đoạn mạch cần đo (không cần phải chú ý tới thứ tự cắm dây vào những chốt của vôn kế).

- Số chỉ ở trên vôn kế (của kim chỉ thị) chính là giá trị của hiệu điện thế ở giữa hai đầu đoạn mạch.

III - Giải bài tập Các tác dụng của dòng điện xoay chiều - Đo cường độ và hiệu điện thế xoay chiều SGK Vật lí 9

Câu C1 | Trang 95 SGK Vật Lý 9

Hãy mô tả lại hiện tượng xảy ra trong từng thí nghiệm ở hình 35.1 và cho biết hiện tượng nào đã chứng tỏ dòng điện xoay chiều có tác dụng quang, tác dụng nhiệt, tác dụng từ.

Gợi ý đáp án

• Bóng đèn nóng sáng ⇒ Tác dụng nhiệt.
• Bút thử điện sáng ⇒ Tác dụng quang.
• Đinh sắt bị hút vào đầu ống dây dẫn ⇒ Tác dụng từ.

Câu C2 | Trang 95 SGK Vật Lý 9

Làm thí nghiệm như trong hình 35.2. Hiện tượng gì sẽ xảy ra khi ta đổi chiều dòng điện?

Làm lại thí nghiệm này nhưng thay đổi nguồn một chiều trở thành nguồn xoay chiều 6V như Hình 35.3. Hiện tượng sẽ xảy ra với thanh nam châm có điều gì khác so với trường hợp sử dụng nguồn một chiều? Giải thích tại sao?

Gợi ý đáp án

• Khi ta sử dụng dòng điện một chiều không đổi, nếu ban đầu cực N của thanh nam châm bị hút, thì sau đó khi ta đổi chiều dòng điện → Cực N của thanh nam châm sẽ bị đẩy và ngược lại.
• Nếu ta thay thế bằng dòng điện xoay chiều, cực N của thanh nam châm lần lượt sẽ bị đẩy, hút bởi vì dòng điện luân phiên đổi chiều.

Câu C3 | Trang 96 SGK Vật Lý 9

Một bóng đèn có ghi là 6V - 3W. Lần lượt được mắc vào một mạch điện một chiều và một mạch điện xoay chiều có cùng hiệu điện thế U = 6V. Trường hợp nào thì đèn sáng hơn? Vì sao?

Gợi ý đáp án

Cả hai trường hợp bóng đèn đều sẽ sáng như nhau, bởi vì đều được mắc vào cùng hiệu điện thế là 6V.

Câu C4 | Trang 97 SGK Vật Lý 9

Đặt một thanh nam châm điện A có dòng điện xoay chiều chạy qua phía trước một cuộn dây dẫn kín B như ở hình 35.6. Sau khi công tắc K đóng thì bên trong cuộn dây dẫn B có xuất hiện dòng điện cảm ứng hay không? Tại sao?

Gợi ý đáp án

Sau khi công tắc K đóng thì bên trong cuộn dây dẫn B sẽ có xuất hiện dòng điện cảm ứng. Bởi vì dòng điện xoay chiều chạy vào cuộn dây dẫn của thanh nam châm điện và đã tạo ra một từ trường biến đổi. Các đường sức từ của từ trường ở trên xuyên qua tiết diện S của cuộn dây B biến đổi, vậy nên cuộn dây B có xuất hiện dòng điện cảm ứng.

IV - Bài tập Trắc nghiệm Các tác dụng của dòng điện xoay chiều - Đo cường độ và hiệu điện thế xoay chiều

Câu 1: Các thiết bị nào không sử dụng dòng điện xoay chiều sau đây?

A) Máy thu thanh sử dụng pin.

B) Bóng đèn dây tóc mắc vào điện gia đình 220V.

C) Tủ lạnh.

D) Ấm đun nước.

Hướng dẫn trả lời

Máy thu thanh sử dụng pin không sử dụng dòng điện xoay chiều bởi vì pin là nguồn điện một chiều.

→ Đáp án A

Câu 2: Chọn phát biểu chính xác về dòng điện xoay chiều:

A) Dòng điện xoay chiều có tác dụng từ yếu hơn so với dòng điện một chiều.

B) Dòng điện xoay chiều có tác dụng nhiệt yếu hơn so với dòng điện một chiều.

C) Dòng điện xoay chiều có tác dụng sinh lý mạnh hơn so với dòng điện một chiều.

D) Dòng điện xoay chiều tác dụng theo một cách không liên tục.

Hướng dẫn trả lời

→ Đáp án D

Câu 3: Điều nào sau đây không chính xác khi so sánh tác dụng của dòng điện một chiều với dòng điện xoay chiều?

A) Cả hai đều cùng có khả năng nạp điện trực tiếp cho acquy.

B) Cả hai đều tỏa nhiệt ra khi chạy qua một dây dẫn.

C) Cả hai đều có khả năng phát quang bóng đèn.

D) Cả hai đều gây ra từ trường.

Hướng dẫn trả lời

Không thể dùng dòng điện xoay chiều nạp điện trực tiếp cho ắc quy được mà cần phải dùng chỉnh lưu.

→ Đáp án A

Câu 4: Thiết bị nào ở sau đây có thể hoạt động tốt đối với dòng điện xoay chiều lẫn dòng điện một chiều?

A) Đèn điện

B) Máy sấy tóc

C) Tủ lạnh

D) Đồng hồ treo tường sử dụng pin

Hướng dẫn trả lời

Đèn điện có thể hoạt động tốt đối với dòng điện xoay chiều lẫn dòng điện một chiều

→ Đáp án A

Câu 5: Nếu hiệu điện thế trong mạng điện gia đình đang sử dụng là U = 220V thì phát biểu nào sau đây là không đúng?

A) Có những thời điểm thì hiệu điện thế > 220V.

B) Có những thời điểm thì hiệu điện thế < 220V.

C) U = 220V là giá trị hiệu dụng. Tại những thời điểm khác nhau, hiệu điện thế có thể nhỏ hơn hoặc lớn hơn hoặc bằng với giá trị này.

D) U = 220V là giá trị hiệu điện thế nhất định không được thay đổi.

Hướng dẫn trả lời

U = 220V là giá trị hiệu dụng. Tại những thời điểm khác nhau, hiệu điện thế có thể nhỏ hơn hoặc lớn hơn hoặc bằng với giá trị này.

→ Đáp án D

Câu 6: Đặt một thanh nam châm điện A có dòng điện xoay chiều chạy qua phía trước một cuộn dây dẫn kín B. Sau khi đóng công tắc K thì bên trong cuộn dây B có xuất hiện dòng điện cảm ứng. Hỏi người ta đã sử dụng tác dụng nào của dòng điện xoay chiều?

A) Tác dụng cơ

B) Tác dụng nhiệt

C) Tác dụng quang

D) Tác dụng từ

Hướng dẫn trả lời

Người ta đã sử dụng tác dụng từ của dòng điện xoay chiều

→ Đáp án D

Câu 7: Một bóng đèn dây tóc có ghi là 12V - 15W có thể mắc vào các mạch điện nào dưới đây để đạt được độ sáng đúng với định mức?

A) Bình acquy có hiệu điện thế U = 16V.

B) Đinamô có hiệu điện thế xoay chiều U = 12V

C) Hiệu điện thế một chiều U = 9V.

D) Hiệu điện thế một chiều u = 6V.

Hướng dẫn trả lời

Đinamô trên xe đạp có hiệu điện thế xoay chiều U = 12V

→ Đáp án B

Câu 8: Một đoạn dây dẫn quấn xung quanh một lõi sắt được mắc vào với nguồn điện xoay chiều và được đặt ở gần một lá thép. Khi ta đóng khóa K, lá thép dao động đó là tác dụng gì?

A) Cơ

B) Nhiệt

C) Điện

D) Từ

Hướng dẫn trả lời

Khi ta đóng khóa K, lá thép dao động đó là vì tác dụng từ

→ Đáp án D

Câu 9: Trong thí nghiệm như ở hình sau, hiện tượng gì sẽ xảy ra với kim nam châm khi ta thay đổi chiều dòng điện chạy vào thanh nam châm điện?

A) Kim nam châm quay ngược lại.

B) Kim nam châm quay một góc 90º.

C) Kim nam châm bị đẩy ra.

D) Kim nam châm vẫn tiếp tục đứng yên.

Hướng dẫn trả lời

Kim nam châm bị đẩy ra khi ta thay đổi chiều dòng điện chạy vào thanh nam châm điện

→ Đáp án C

Câu 10: Trong thí nghiệm như tại hình sau, hiện tượng gì sẽ xảy ra với đinh sắt khi ta thay đổi chiều dòng điện chạy vào thanh nam châm điện?

A) Đinh sắt quay ngược lại.

B) Đinh sắt quay một góc 90º.

C) Đinh sắt vẫn bị hút như trước.

D) Đinh sắt bị đẩy ra.

Hướng dẫn trả lời

Đinh sắt vẫn bị hút như trước khi ta thay đổi chiều dòng điện chạy vào thanh nam châm điện.

→ Đáp án C

Vậy là các em học sinh đã cùng HOCMAI đã xem hết nội dung bài viết giới thiệu lý thuyết và hướng dẫn giải bài tập về chuyên đề Các tác dụng của dòng điện xoay chiều - Đo cường độ và hiệu điện thế xoay chiều. HOCMAI mong rằng bài viết này sẽ là tài liệu bổ ích giúp các em học tập tốt bộ môn Vật Lý 9.