Chuẩn bị

Nam châm điện, cuộn dây dẫn có hai đầu nối với điện kế tạo thành mạch điện kín, nguồn điện, các dây nối, khóa K.

Tiến hành thí nghiệm và thảo luận

- Đặt nam châm điện trong lòng của cuộn dây dẫn kín. Dùng dây nối nam châm điện với nguồn điện qua khóa K.

- Thực hiện thí nghiệm và quan sát kim điện kế theo các trường hợp dưới đây: đóng khóa K, mở khóa K, giữ dòng điện qua nam châm điện ổn định.

Ở sơ đồ mạch điện hình 11.3, nếu dòng điện chạy qua cuộn dây dẫn theo chiều từ A đến B và ngược lại từ B đến A, em hãy cho biết mỗi đèn LED sáng tối như thế nào?

Khi dùng nam châm vĩnh cửu tạo ra dòng điện trong cuộn dây dẫn kín, làm thế nào để nhận biết trong cuộn dây dẫn kín có xuất hiện dòng điện cảm ứng?

Chuẩn bị

Nam châm vĩnh cửu, cuộn dây dẫn có hai đầu dây nối với hai đèn LED khác màu được mắc song song ngược cực (cực dương của đèn này nối với cực âm của đèn kia) để tạo thành mạch điện kín (cuộn dây dẫn kín có hai đèn LED).

Tiến hành thí nghiệm và thảo luận

- Thực hiện thí nghiệm theo các trường hợp dưới đây. Quan sát hai đèn LED ở mỗi trường hợp.

+ Đặt nam châm vĩnh cửu và cuộn dây dẫn kín có hai đèn LED nằm yên ở gần nhau (hình 11.2).

Đèn pin lắc (hình 11.1) không cần dùng pin mà chỉ cần lắc để phát ánh sáng. Đèn có cấu tạo gồm một nam châm hình trụ, có thể trượt qua lại trong lòng cuộn dây dẫn. Cuộn dây dẫn được nối với bộ phận lưu trữ năng lượng để cung cấp dòng điện cho đèn LED.

Đèn pin lắc hoạt động dựa trên nguyên tắc nào?

Người ta mắc hai đèn song song với nhau và mắc vào nguồn điện. Biết đèn 1 có điện trở $3\Omega$ , đèn 2 có điện trở $6\Omega$ .

a. Tính điện trở tương đương của đoạn mạch gồm hai đèn.

b. Nếu nguồn điện cung cấp cho đoạn mạch một hiệu điện thế là 6 V thì cường độ dòng điện trong mạch chính bằng bao nhiêu?

c. Tính năng lượng điện mà đoạn mạch tiêu thụ trong 30 phút.

Mỗi bóng đèn của đèn đội đầu (hình 9.1) có giá trị định mức là 5 V – 3,5 W.

Có hai đoạn dây dẫn có tiết diện và điện trở như nhau, một đoạn dây dẫn đồng, một đoạn dây dẫn nichrome. Đoạn dây dẫn nichrome có chiều dài 30 cm.

a. Tính chiều dài đoạn dây dẫn đồng.

b. Người ta mắc nối tiếp hai dây dẫn này vào một nguồn điện 24 V. Tính công suất điện mà mỗi đoạn dây dẫn tiêu thụ.

Cho một đèn có ghi 5 V – 1,5 W và nguồn điện cung cấp hiệu điện thế không đổi 6 V. Cần mắc nối tiếp bóng đèn với một điện trở R vào hai cực của nguồn điện để đèn sáng bình thường. Tính điện trở của đèn, điện trở R và cường độ dòng điện trong mạch.

Hai điện trở $R_1=10\Omega ,R_2=15\Omega$ mắc nối tiếp với nhau và mắc vào hai cực của nguồn điện. Hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở R₁ là 3 V. Tính hiệu điện thế giữa hai cực nguồn điện.

Một hãng xe điện thử nghiệm hai loại xe đạp điện có công suất định mức khác nhau. Họ cho hai xe chạy trên cùng một quãng đường với công suất định mức. Nêu những dụng cụ em cần dùng và cách làm để biết xe nào tiêu thụ năng lượng điện nhiều hơn khi đi hết quãng đường thử nghiệm.

a. Hãy trả lời câu hỏi ở phần mở đầu.

b. Nếu chiếc quạt ở hình 10.1 được cấp nguồn điện 5 V thì trong 30 phút, chiếc quạt đó sẽ tiêu thụ năng lượng điện bao nhiêu jun?

Trên một bóng đèn có ghi 12 V – 3 W. Để bóng đèn sáng bình thường thì cần đặt vào hai đầu bóng đèn một hiệu điện thế bằng bao nhiêu? Khi đó, trong một giây, bóng đèn tiêu thụ một năng lượng điện là bao nhiêu?

Xét trường hợp đoạn mạch có điện trở R, hãy chứng tỏ rằng công suất điện của đoạn mạch đó có thể được tính theo công thức: $\text{P}=I^2.R=\frac{U^2}{R}$ .

Một học sinh mắc dây điện trở của nhiệt lượng kế với hai cực của nguồn điện như hình 10.5. Biết rằng, các giá trị hiển thị trên màn hình của nguồn điện là cường độ dòng điện chạy trong mạch và hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn.

Tính năng lượng của dòng điện trong 10 phút làm thí nghiệm.

Từ định luật Joule Lenz và định luật Ohm, hãy chứng minh rằng năng lượng của dòng điện trong một đoạn mạch được tính bằng công thức W = UIt.

Để đo năng lượng điện tiêu thụ của gia đình, ta dùng đồng hồ đo năng lượng điện hay còn gọi là công tơ điện. Hãy ước tính năng lượng điện tiêu thụ của gia đình em trong một ngày. Làm thế nào để kiểm tra kết quả ước tính đó có phù hợp với thực tế hay không?

Để tìm hiểu mối liên hệ giữa năng lượng của dòng điện với cường độ dòng điện, điện trở và thời gian, Joule thực hiện hai thí nghiệm được mô tả dưới đây.

Thí nghiệm khảo sát sự phụ thuộc của năng lượng điện vào điện trở được mô tả ở sơ đồ hình 10.3. Dụng cụ thí nghiệm gồm: hai nhiệt lượng kế đựng hai lượng nước giống nhau, hai dây điện trở khác nhau nhúng trong nước được mắc nối tiếp với nguồn điện. Khi cho dòng điện chạy qua, hai điện trở sẽ nóng lên và toả nhiệt. Kết quả đo trong cùng khoảng thời gian cho thấy năng lượng nhiệt đo được tỉ lệ với điện trở. Từ đó, ông rút ra kết luận: Năng lượng điện tỉ lệ thuận với điện trở của vật dẫn điện.

Cho mạch điện gồm một điện trở R mắc với hai đầu nguồn điện có hiệu điện thế không đổi U. Tính năng lượng điện điện trở tiêu thụ trong thời gian t.

Nêu thêm một số ví dụ chứng tỏ dòng điện có năng lượng. Với mỗi ví dụ, cho biết năng lượng của dòng điện đã biến đổi thành dạng năng lượng nào.

Trên các thiết bị điện thường ghi các thông số kĩ thuật. Ví dụ, quạt điện có các thông số như hình 10.1. Khi các thiết bị điện hoạt động, năng lượng của dòng điện chuyển hoá thành các dạng năng lượng nào và sự chuyển hoá đó có liên quan như thế nào với số oát của các thiết bị điện?

Sử dụng định luật Ohm và đặc điểm của cường độ dòng điện trong mạch điện song song, tìm mối liên hệ giữa hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch nhánh và hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch chính trong mạch điện hình 9.4.

Có 3 đèn, 1 pin, cần mắc các đèn như thế nào để nếu một đèn bị hỏng thì các đèn còn lại vẫn có thể sáng bình thường.

Biết rằng đèn đội đầu ở hình 9.1 dùng một pin gồm hai đèn mắc song song, hãy trả lời câu hỏi ở hoạt động mở đầu và vẽ sơ đồ mạch điện của đèn này.

Một đoạn mạch gồm hai điện trở $R_1=20\Omega$ và $R_2=30\Omega$ mắc song song vào nguồn điện. Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch là 12 V.

a. Tính điện trở tương đương của đoạn mạch.

b. Tính cường độ dòng điện trong mạch chính.

Chứng tỏ điện trở tương đương R của đoạn mạch gồm hai điện trở mắc song song luôn nhỏ hơn mỗi điện trở thành phần R₁ và R₂.

Mạch điện gồm một nguồn điện, một công tắc, hai điện trở giống nhau mắc song song. Một ampe kế được mắc nối tiếp với một điện trở vào một mạch nhánh. Em hãy vẽ sơ đồ của mạch điện này. Nếu số chỉ của ampe kế là 0,2 A thì cường độ dòng điện trong mạch chính là bao nhiêu?

Chuẩn bị

Nguồn điện 1 pin, nguồn điện 2 pin, hai điện trở R₁ và R₂, ba ampe kế, các dây nối, công tắc, bảng lắp mạch điện.

Tiến hành thí nghiệm và thảo luận

- Mắc mạch điện theo sơ đồ mạch điện hình 9.4.

a. Vẽ vào vở sơ đồ hình 9.3 khi đóng công tắc và biểu diễn chiều dòng điện trong mạch.

Chiếc đèn đội đầu ở hình 9.1 có thể điều chỉnh để sáng đồng thời cả hai đèn hoặc chỉ sáng một đèn. Trong trường hợp này, hai đèn được mắc như thế nào để có thể điều chỉnh được như vậy?

Xây dựng công thức xác định điện trở tương đương của đoạn mạch gồm n điện trở có giá trị R giống nhau mắc nối tiếp.

Sử dụng định luật Ohm và đặc điểm của cường độ dòng điện trong đoạn mạch nối tiếp, hãy chứng minh mối liên hệ giữa hiệu điện thế giữa các điểm MP, PN và MN trong mạch điện ở hình 8.4 là U_MN = U_MP + U_PN.

Nêu tác dụng của cầu chì và từ đó cho biết cầu chì được mắc như thế nào với các thiết bị điện cần được bảo vệ.

Biết rằng dây đèn trang trí trong hình 8.1 là một mạch điện gồm các đèn mắc nối tiếp. Hãy trả lời câu hỏi được đặt ra ở hoạt động mở đầu.

Một mạch điện gồm 2 điện trở $R_1=30\Omega$ và $R_2=60\Omega$ được mắc nối tiếp vào nguồn điện. Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch là 12 V.

a. Tính cường độ dòng điện chạy qua mỗi điện trở.

b. Tính hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở.

Cho ba biến trở$R_1=3\Omega$ ,$R_2=4\Omega$ và $R_3=6\Omega$ . Tính điện trở tương đương của đoạn mạch gồm ba điện trở này mắc nối tiếp.

Cho mạch điện gồm hai điện trở R₁ và R₂ mắc nối tiếp. Biết R₁ = 3 Ω, R₂ = 6 Ω, hiệu điện thế giữa hai đầu R₁ là U_­1 = 3 V. Xác định cường độ dòng điện chạy qua R₂.

Chuẩn bị

Nguồn điện 1 pin, nguồn điện 2 pin, hai điện trở R₁ và R₂ khác nhau, ba ampe kế, các dây nối, công tắc và bảng lắp mạch điện.

Tiến hành thí nghiệm và thảo luận

- Mắc mạch điện theo sơ đồ mạch điện ở hình 8.4 (dùng nguồn điện 1 pin).

Chuẩn bị

Nguồn điện 1 pin, nguồn điện 2 pin, hai điện trở R₁ và R₂ khác nhau, ba ampe kế, các dây nối, công tắc và bảng lắp mạch điện.

Tiến hành thí nghiệm và thảo luận

- Mắc mạch điện theo sơ đồ mạch điện ở hình 8.4 (dùng nguồn điện 1 pin).