Sách bài tập KHTN 9 Bài 15 (Kết nối tri thức): Tác dụng của dòng diện xoay chiều

Giải SBT KHTN 9 Bài 15: Tác dụng của dòng diện xoay chiều

Bài 15.1 trang 44 Sách bài tập KHTN 9: Phát biểu nào sau đây là đúng về tác dụng nhiệt của dòng điện xoay chiều?

A. Dòng điện xoay chiều chạy qua vật dẫn làm vật dẫn nóng lên.

B. Dòng điện xoay chiều không chạy qua được điện trở.

C. Dòng điện xoay chiều không có tác dụng nhiệt khi chạy qua động cơ điện.

D. Tác dụng nhiệt của dòng điện xoay chiều làm đèn LED phát sáng.

Lời giải:

Đáp án đúng là: A

Tác dụng nhiệt của dòng điện xoay chiều là: Dòng điện xoay chiều chạy qua vật dẫn làm vật dẫn nóng lên.

Bài 15.2 trang 44 Sách bài tập KHTN 9: Trong các thiết bị điện sau, thiết bị nào hoạt động dựa trên tác dụng nhiệt của dòng điện xoay chiều?

A. Ấm đun nước siêu tốc.

B. Bếp từ.

C. Máy phát điện xoay chiều.

D. Quạt điện.

Lời giải:

Đáp án đúng là: A

Thiết bị hoạt động dựa trên tác dụng nhiệt của dòng điện xoay chiều là: ấm đun nước siêu tốc.

Bài 15.3 trang 44 Sách bài tập KHTN 9: Tác dụng phát sáng của dòng điện xoay chiều được ứng dụng trong các thiết bị điện nào sau đây?

a) Nồi cơm điện.

b) Màn hình máy tính.

c) Đèn học.

d) Bàn là.

e) Máy bơm nước.

Lời giải:

Tác dụng phát sáng của dòng điện xoay chiều được ứng dụng trong các thiết bị:

b) Màn hình máy tính.

c) Đèn học.

Bài 15.4 trang 44 Sách bài tập KHTN 9: Hiện tượng nào dưới đây chứng tỏ dòng điện xoay chiều có tác dụng từ?

A. Dòng điện xoay chiều chạy qua cơ thể người gây co giật.

B. Dòng điện xoay chiều chạy qua bình đun nước siêu tốc.

C. Dòng điện xoay chiều chạy qua bếp hồng ngoại.

D. Dòng điện xoay chiều chạy qua cuộn dây quấn quanh lõi thép.

Lời giải:

Đáp án đúng là: D

Dòng điện xoay chiều có tác dụng từ khi dòng điện xoay chiều chạy qua cuộn dây quấn quanh lõi thép.

Bài 15.5 trang 44 Sách bài tập KHTN 9: Ghép các nội dung ở cột A với cột B cho phù hợp với các tác dụng của dòng điện xoay chiều.

Lời giải:

1 – a; 2 – c; 3 – b; 4 – d; 5 – a; 6 – d; 7 – b.

Bài 15.6 trang 45 Sách bài tập KHTN 9: Tìm từ thích hợp điền vào chỗ trống:

a) Dòng điện xoay chiều chạy qua vật dẫn làm vật dẫn ...(1)..., chứng tỏ dòng điện xoay chiều có tác dụng nhiệt.

b) Dòng điện xoay chiều chạy qua cuộn dây quấn quanh lõi sắt làm cuộn dây hút ...(2)..., chứng tỏ dòng điện xoay chiều có tác dụng ...(3)...

c) Dòng điện xoay chiều chạy qua cơ thể động vật làm cho cơ thể động vật bị co giật, chứng tỏ dòng điện xoay chiều có tác dụng ...(4)...

Lời giải:

a) (1) – nóng lên;

b) (2) – các vật bằng sắt; (3) – từ;

c) (4) – sinh lí.

Bài 15.7 trang 45 Sách bài tập KHTN 9: Để bảo vệ mạch điện, người ta thường sử dụng cầu chì gồm một đoạn dây dẫn bằng chì mắc nối tiếp với mạch điện xoay chiều. Hãy giải thích tại sao thường sử dụng dây dẫn bằng chì để bảo vệ mạch điện.

Lời giải:

Thường sử dụng dây dẫn bằng chì để bảo vệ mạch điện vì:

- Chì là một kim loại có khả năng dẫn điện tốt, cho phép dòng điện đi qua mạch một cách dễ dàng.

- Chì có tính linh hoạt cao, có thể uốn cong hoặc biến dạng mà không bị gãy.

- Chì có nhiệt độ nóng chảy thấp, điều này làm cho dây chì dễ nóng chảy khi dòng điện trong mạch vượt quá mức an toàn. Quá trình này giúp ngắt mạch điện, bảo vệ các thiết bị và người dùng khỏi nguy cơ gây cháy, nổ.

- Chì là một nguyên liệu phổ biến và có giá thành thấp, việc sử dụng dây chì trong cầu chỉ sẽ giúp tiết kiệm chi phí.

Bài 15.8 trang 45 Sách bài tập KHTN 9: Rơle là thiết bị bảo vệ mạch điện khi đột ngột có cường độ dòng điện lớn chạy qua. Khi có cường độ dòng điện lớn chạy qua mạch điện xoay chiều thì nam châm điện sẽ hút làm quay bản ngắt mạch điện để ngắt mạch điện (Hình 15.1). Giải thích tại sao không sử dụng kim loại đồng, nhôm hay nam châm làm bản ngắt mạch điện mà phải làm bằng sắt.

Lời giải:

Không sử dụng kim loại đồng, nhôm hay nam châm làm bản ngắt mạch điện mà phải làm bằng sắt vì:

- Sắt là một kim loại dẫn điện tốt, giúp dòng điện dễ dàng chạy qua rơle hoạt động.

- Sắt có khả năng tương tác tốt với nam châm điện, tạo ra lực hút đủ mạnh để kéo bản ngắt mạch điện quay khi cường độ dòng điện lớn chạy qua.

- Sắt là một vật liệu phổ biến và có giá thành thấp, việc sử dụng sắt làm bản ngắt mạch điện trong rơle giúp tiết kiệm chi phí.

Bài 15.9 trang 46 Sách bài tập KHTN 9: Quạt điện hoạt động được là nhờ có dòng điện xoay chiều chạy qua cuộn dây dẫn bên trong động cơ điện (Hình 15.2). Phát biểu nào sau đây là đúng về tác dụng của dòng điện xoay chiểu khi quạt điện hoạt động?

A. Chỉ có tác dụng nhiệt.

B. Chỉ có tác dụng từ.

C. Có cả tác dụng từ và tác dụng nhiệt.

D. Có tác dụng phát sáng.

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

Có cả tác dụng từ và tác dụng nhiệt của dòng điện xoay chiểu khi quạt điện hoạt động

Bài 15.10 trang 46 Sách bài tập KHTN 9: Nếu cơ thể chúng ta không được cách điện tốt với mặt đất hoặc cách điện với các vật xung quanh thì với dòng điện có cường độ trên 10 mA sẽ gây nguy hiểm như co giật, hoảng sợ, lo lắng và có thể gây đau đớn. Biết cơ thể người là vật dẫn điện, có điện trở thay đổi từ khoảng 500 $\Omega$ đến khoảng 50 000 $\Omega$. Hãy tìm hiểu và cho biết hiệu điện thế đặt vào cơ thể tối thiểu bằng bao nhiêu sẽ gây nguy hiểm cho con người.

Lời giải:

- Trường hợp 1: Điện trở cơ thể nhỏ nhất (500Ω):

U = I.R = 10mA . 500Ω = 0,01A . 500Ω = 5V

- Trường hợp 2: Điện trở cơ thể lớn nhất (50000Ω):

U = I.R = 10mA . 50000Ω = 0,01A . 50000Ω = 500V

Vậy hiệu điện thế tối thiểu gây nguy hiểm cho cơ thể người là 5V.

Lưu ý:

- 5V chỉ là giá trị tối thiểu trong điều kiện điện trở cơ thể nhỏ nhất. Trong thực tế, điện trở cơ thể có thể thay đổi tùy thuộc vào nhiều yếu tố như độ ẩm da, tình trạng sức khỏe, ... nên hiệu điện thế gây nguy hiểm có thể cao hơn.

- Ngay cả hiệu điện thế nhỏ hơn 5V cũng có thể gây nguy hiểm nếu thời gian tiếp xúc đủ lâu hoặc qua các bộ phận cơ thể nhạy cảm như tim.

- Để đảm bảo an toàn, cần tránh tiếp xúc trực tiếp với các nguồn điện và tuân thủ các quy định về an toàn điện.

Bài 15.11 trang 46 Sách bài tập KHTN 9: Dòng điện xoay chiều được ứng dụng rộng rãi trong đời sống để chạy các động cơ điện. Động cơ điện hoạt động được nhờ tác dụng nào của dòng điện xoay chiều?

A. Tác dụng từ.

B. Tác dụng sinh lí.

C. Tác dụng nhiệt.

D. Tác dụng phát sáng.

Lời giải:

Đáp án đúng là: A

Dòng điện xoay chiều được ứng dụng rộng rãi trong đời sống để chạy các động cơ điện. Động cơ điện hoạt động được nhờ tác dụng từ của dòng điện xoay chiều.

Bài 15.12 trang 47 Sách bài tập KHTN 9: Thực hiện chế tạo mô hình động cơ điện theo gợi ý sau:

Dụng cụ: Pin 1,5 V; viên nam châm tròn; dây đồng; hai chiếc kim băng; dây chun.

Tiến hành:

Bước 1: Cuộn dây đổng thành vòng dây có kích thước tương ứng với viên nam châm.

Bước 2: Nối cuộn dây với kim băng và với pin thành mạch kín.

Bước 3: Đặt viên nam châm ở dưới cách cuộn dây đoạn 1,5 cm (Hình 15.3).

Bước 4: Dùng tay quay nhẹ cuộn dây quanh trục quay cho đến khi khung dây tự quay.

Lưu ý: Chỗ dây dẫn tiếp xúc giữa cuộn dây và kim băng cần vuốt nhẹ để bỏ lớp cách điện của dây dẫn.

Lời giải:

Học sinh tự thực hiện chế tạo mô hình động cơ điện theo gợi ý.

Lý thuyết KHTN 9 Bài 15: Tác dụng của dòng diện xoay chiều

I. Tác dụng nhiệt

Dòng điện xoay chiều chạy qua vật dẫn làm nó nóng lên, chứng tỏ dòng điện xoay chiều có tác dụng nhiệt.

II. Tác dụng phát sáng

Dòng điện xoay chiều chạy qua đèn sợi đốt làm đèn phát sáng chứng tỏ dòng điện xoay chiều có tác dụng phát sáng.

III. Tác dụng từ

Dòng điện xoay chiều chạy trong dây dẫn thẳng hay trong cuộn dây dẫn sinh ra từ trường chứng tỏ dòng điện xoay chiều có tác dụng từ. Có thể kiểm chứng tác dụng từ của dòng điện xoay chiều bằng thí nghiệm mô tả ở Hình 15.4.

- Trong công nghiệp, người ta có thể sử dụng nam châm điện xoay chiều có từ trường mạnh để di chuyển bột sắt. Tác dụng từ của dòng điện xoay chiều được ứng dụng trong thực tế để tạo nam châm điện, rơ le điện từ, động cơ điện, máy chụp cộng hưởng từ trong y học, tàu đệm từ, ….

IV. Tác dụng sinh lí

Nếu sơ ý để cho dòng điện xoay chiều đi qua cơ thể thì dòng điện sẽ làm các cơ co giật, tim ngừng đập, ngạt thở, thần kinh bị tê liệt, chứng tỏ dòng điện xoay chiều có tác dụng sinh lí.

- Trong y học, người ta có thể ứng dụng tác dụng sinh lí của dòng điện xoay chiều thích hợp để điều trị một số bệnh.

Ví dụ: Máy khử rung tim là một trong số các thiết bị ứng dụng tác dụng sinh lí của dòng điện xoay chiều.

Lưu ý: Dòng điện xoay chiều có thể gây nguy hiểm tới tính mạng của con người. Cần thận trọng khi sử dụng dòng điện xoay chiều ở gia đình và không được lại gần các trạm biến thế điện.