Bài 33. DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

A. KIẾN THỨC TRỌNG TÂM

1. Dòng điện cảm ứng trong cuộn dây dẫn kín đổi chiều khi số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây đang tăng mà chuyển sang giảm hoặc ngược lại đang giảm mà chuyển sang tăng.

2. Khi cho cuộn dây dẫn kín quay trong từ trường của nam châm hay cho nam châm quay trước cuộn dây dẫn kín thì trong cuộn dây có thể xuất hiện dòng điện cảm ứng xoay chiều.

B. HƯỚNG DẪN TRẢ LỜI CÂU HỎI TRONG SGK VÀ GIẢI BÀI TẬP TRONG SBT

C1. - Đưa nam châm từ ngoài vào trong cuộn dây thì một đèn (gọi là đèn thứ nhất) sáng.

- Đưa nam châm từ trong ra ngoài cuộn dây thì đèn thứ hai sáng, đèn thứ nhất không sáng.

Ta biết rằng đèn LED chỉ cho dòng điện đi qua theo một chiều nhất định nên thí nghiệm trên chứng tỏ chiều dòng điện cảm ứng trong hai trường hợp trên là ngược nhau.

C2. Khi quay cực Bắc của nam châm lại gần cuộn dây thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây tăng, khi quay cực Bắc của nam châm ra xa cuộn dây thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây giảm. Kết quả cũng tương tự khi quay cực Nam lại gần và ra xa cuộn dây. Khi nam châm quay liên tục thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây luân phiên tăng, giảm. Từ đó suy ra dòng điện cảm ứng xuất hiện trong cuộn dây luân phiên đổi chiều.

C3. Giả sử vị trí ban đầu của cuộn dây là vị trí 1 (mặt phẳng của khung vuông góc với các đường sức từ) thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây bằng không. Khi cuộn dây quay sang vị trí 2 thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây tăng. Khi cuộn dây quay tiếp $\large \frac{1}{4}$ vòng nữa thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây giảm. Nửa vòng quay còn lại, số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây tăng đến cực đại rồi lại giảm đến không. Như vậy khi cuộn dây quay liên tục trong từ trường của nam châm thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây luân phiên tăng, giảm. Từ đó suy ra dòng điện cảm ứng xuất hiện trong cuộn dây luân phiên đổi chiều.

C4. Chỉ yêu cầu học sinh giải thích đơn giản. Khi cuộn dây quay nửa vòng trong từ trường, đèn thứ nhất sáng ; Khi cuộn dây quay nửa vòng tiếp theo, dòng điện trong cuộn dây đổi chiều, đèn thứ hai sáng. Vì vậy khi cuộn dây quay thì mỗi bóng đèn chỉ sáng trên nửa vòng tròn.

33.1. C;

33.2. D.

33.3. Vì số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của khung dây không biến đổi, trong khung dây không có dòng điện cảm ứng.

33.4. Khi thanh nam châm thực hiện được một dao động thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây luân phiên tăng, giảm. Từ đó suy ra dòng điện cảm ứng xuất hiện trong cuộn dây luân phiên đổi chiều nên dòng điện đó là dòng điện xoay chiều.

33.5. B;

33.6. D;

33.7. C.

C. BÀI TẬP BỔ SUNG

33a. Ở hình 33.1, dòng điện xoay chiều không xuất hiện trong khung dây dẫn kín khi

A. quay khung dây quanh trục AB.

B. quay khung dây quanh trục CD.

C. quay khung dây quanh trục EF.

D. quay khung dây quanh trục GH.

33b. Trên hình 33.2 vẽ một nam châm chữ U có thể quay quanh trục xx' và một cuộn dây dẫn kín có thể quay quanh trục OO' trùng với trục quay của nam châm. Hãy giải thích tại sao khi cuộn dây đứng yên, nam châm quay (hoặc ngược lại) thì trong cuộn dây không xuất hiện dòng điện xoay chiều?

HƯỚNG DẪN GIẢI

33a. B.

33b. Khi cuộn dây đứng yên, nam châm quay (hoặc ngược lại) thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây không biến đổi nên trong cuộn dây không xuất hiện dòng điện xoay chiều.