Giải bài 48: Lực điện từ - Động cơ điện một chiều

  • 1 Đánh giá

Giải bài 48: Lực điện từ - Động cơ điện một chiều - Sách hướng dẫn học Khoa học Tự nhiên 9 tập 2 trang 89. Sách này nằm trong bộ VNEN của chương trình mới. Dưới đây sẽ hướng dẫn trả lời và giải đáp các câu hỏi trong bài học. Cách làm chi tiết, dễ hiểu, Hi vọng các em học sinh nắm tốt kiến thức bài học.

A. Hoạt động khởi động

Hãy trả lời câu hỏi sau: Từ trường tác dụng lực từ lên nam châm đặt trong nó, vậy từ trường có tác dụng lực từ lên dòng điện đặt trong nó không ? Nếu có thì nó có ứng dụng gì trong đời sống và trong kĩ thuật ?

Trả lời:

Từ trường có tác dụng lực từ lên dòng điện đặt trong nó.

Ứng dụng: trong các động cơ điện

B. Hoạt động hình thành kiến thức

I. Lực tác dụng của từ trường lên dây dẫn có dòng điện

1. Lực điện từ

Thiết kế và bố trí thí nghiệm: sgk trang 90

Từ các quan sát thu được, hoàn thành các nhận xét sau:

Khi đóng công tắc, ta thấy đoạn dây dẫn AB . Điều đó chứng tỏ từ trường đã lên đoạn dây dẫn AB.

Từ trường lên dòng điện đặt trong nó. Lực đó gọi là lực điện từ.

Trả lời:

Khi đóng công tắc, ta thấy đoạn dây dẫn AB chuyển động. Điều đó chứng tỏ từ trường đã tác dụng lực lên đoạn dây dẫn AB.

Từ trường tác dụng lên dòng điện đặt trong nó. Lực đó gọi là lực điện từ.

2. Chiều của lực từ

Dự đoán xem chiều của lực từ có thể phụ thuộc vào các yếu tố nào? Làm thế nào để khảo sát sự phụ thuộc của lực điện từ vào mỗi yếu tố đã dự đoán?

Bố trí và tiến hành thí nghiệm: sgk trang 90

Từ các quan sát thu được, hoàn thành các nhận xét sau:

Khi đổi chiều dòng điện qua dây dẫn AB thì .

Khi đổi chiều đường sức từ thì .

Chiều của lực điện từ tác dụng lên dây dẫn AB phụ thuộc vào chiều và chiều . Nếu đồng thời đổi cả chiều dòng điện và chiều của đường sức từ thì chiều của lực điện từ .

Trả lời:

Dự đoán: Chiều của lực điện từ có thể phụ thuộc vào chiều dòng điện trong dây dẫn, chiều của từ trường. Muốn khảo sát sự phụ thuộc đó thì ta thay đổi lần lượt các yếu tố đó giữ nguyên các yếu tố còn lại trong một thí nghiệm.

Khi đổi chiều dòng điện qua dây dẫn AB thì lực điện từ đổi chiều.

Khi đổi chiều đường sức từ thì lực điện từ đổi chiều.

Chiều của lực điện từ tác dụng lên dây dẫn AB phụ thuộc vào chiều của dòng điện và chiều của đường sức từ. Nếu đồng thời đổi cả chiều dòng điện và chiều của đường sức từ thì chiều của lực điện từ không thay đổi

II. Quy tắc bàn tay trái

Thông tin: sgk trang 91

Câu hỏi:
Làm thế nào để xác định được chiều của lực điện từ khi biết chiều của dòng điện chạy qua dây dẫn và chiều của đường sức từ?

Hãy tiến hành thí nghiệm và áp dụng quy tắc bàn tay trái để tìm chiều của lực điện từ tác dụng lên đoạn dây dẫn AB trong thí nghiệm hình 48.4 (sách giáo khoa trang 91) để xem lí thuyết có phù hợp với kết quả thí nghiệm không?

Hoàn thành các kết luận sau:

Biết chiều dòng điện và chiều đường sức từ ta tìm được chiều

Biết chiều dòng điện và chiều của lực điện từ ta tìm được chiều

Biết chiều của lực điện từ và chiều đường sức từ ta tìm được chiều

Trả lời:

Để xác định chiều của lực điện từ, ta dùng quy tắc bàn tay trái.

Sau khi tiến hành thí nghiệm, ta thấy, lí thuyết hoàn toàn phù hợp với thí nghiệm.

Biết chiều dòng điện và chiều đường sức từ ta tìm được chiều của lực điện từ.

Biết chiều dòng điện và chiều của lực điện từ ta tìm được chiều của đường sức từ.

Biết chiều của lực điện từ và chiều đường sức từ ta tìm được chiều dòng điện.

III. Động cơ điện một chiều

1. Cấu tạo

Thiết bị hoạt động dựa trên tác dụng làm quay của lực điện từ gọi là động cơ điện một chiều. Hãy quan sát mô hình động cơ điện một chiều ở hình 48.5 (sgk trang 92) để chỉ ra:

Các bộ phận chính của động cơ điện một chiều.

Bộ phận nào đứng yên (gọi là stato)? Bộ phận nào quay (gọi là roto)?

Bộ phận nào giúp cho dây điện không bị xoắn khi khung dây quay liên tục?

Trả lời:

Các bộ phận chính của động cơ điện một chiều: Nam châm và khung dây.

Bộ phận đứng yên là: Nam châm (stato); bộ phận chuyển động là: Khung dây (roto).

Bộ phận giúp cho dây điện không bị xoắn khi khung dây quay liên tục là: Bán khuyên.

2. Nguyên tắc hoạt động

Hãy biểu diễn lực điện từ tác dụng lên cạnh AB và CD của khung dây dẫn có dòng điện chạy qua đặt trong từ trường như hình 48.6 trong ba trường hợp. Các lực này có tác dụng gì đối với khung dây?

Giải bài 48: Lực điện từ - Động cơ điện một chiều

Giả sử khung quay liên tục thì điều gì sẽ xảy ra đối với các dây dẫn nối khung dây với nguồn điện một chiều bên ngoài? Và người ta có thể khắc phục điều này như thế nào để thiết bị hoạt động được dễ dàng?

Quan sát mô hình động cơ điện một chiều (Hình 48.7 sgk trang 92)

Hãy dự đoán chiều của động cơ

Cho mô hình động cơ điện một chiều hoạt động để kiểm tra dự đoán.

Khi hoạt động, động cơ điện chuyển hóa năng lượng từ dạng nào sang dạng nào?

Hoàn thành kết luận sau:

Động cơ điện một chiều có hai bộ phận chính là nam châm tạo ra từ trường (bộ phận ) và khung dây dẫn cho dòng điện chạy qua (bộ phận ). Bộ phận đứng yên gọi là , bộ phận quay gọi là . Khi đặt khung dây dẫn có dòng điện chạy qua đặt trong thì dưới tác dụng của lực điện từ, khung dây sẽ . Khi hoạt động, động cơ điện chuyển hoá năng lượng từ sang .

Trả lời:

Hình 48.6:

+ Hình thứ nhất: AB: Lực hướng lên trên; CD: Lực hướng xuống dưới.

Hình thứ hai: AB: Lực hướng lên trên; CD: Lực hướng xuống dưới.

Hình thứ ba: AB: Lực hướng lên trên; CD: Lực hướng xuống dưới.

Chiều quay của động cơ: từ ngoài trang giấy vào trong trang giấy.

Năng lượng được chuyển hóa từ dạng điện năng thành cơ năng.

Kết luận:

Động cơ điện một chiều có hai bộ phận chính là nam châm tạo ra từ trường (bộ phận đứng yên) và khung dây dẫn cho dòng điện chạy qua (bộ phận quay). Bộ phận đứng yên gọi là stato, bộ phận quay gọi là rôto. Khi đặt khung dây dẫn có dòng điện chạy qua đặt trong từ trường thì dưới tác dụng của lực điện từ, khung dây sẽ quay. Khi hoạt động, động cơ điện chuyển hoá năng lượng từ điện năng sang cơ năng.

B. BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI

C. Hoạt động luyện tập

Câu 1: Trang 93 khoa học tự nhiên VNEN 9 tập 2

Áp dụng quy tắc bàn tay trái, xác định chiều dòng điện chạy qua dây dẫn AB như hình 48.8.

Giải câu 1 trang 93 khoa học tự nhiên VNEN 9 tập 2

=> Xem hướng dẫn giải

Câu 2: Trang 93 khoa học tự nhiên VNEN 9 tập 2

Xác định chiều của đường sức từ của nam châm trong hình 48.9

Giải câu 2 trang 93 khoa học tự nhiên VNEN 9 tập 2

=> Xem hướng dẫn giải

Câu 3: Trang 93 khoa học tự nhiên VNEN 9 tập 2

Hãy phát biểu quy tắc nắm tay phải và quy tắc bàn tay trái.

=> Xem hướng dẫn giải

Câu 4: Trang 93 khoa học tự nhiên VNEN 9 tập 2

Hãy xác định chiều của lực điện từ, chiều của dòng điện, chiều của đường sức từ và tên từ cực trong các trường hợp sau (hình 48.10).

 Giải câu 4 trang 93 khoa học tự nhiên VNEN 9 tập 2 Bài chính *

=> Xem hướng dẫn giải

D. Hoạt động vận dụng

Câu 1: Trang 94 khoa học tự nhiên VNEN 9 tập 2

Tại sao khi chế tạo động cơ điện có công suất lớn, người ta không dùng nam châm vĩnh cửu để tạo ra từ trường?

=> Xem hướng dẫn giải

Câu 2: Trang 94 khoa học tự nhiên VNEN 9 tập 2

Hãy kể tên một số ứng dụng của động cơ điện mà em biết.

=> Xem hướng dẫn giải

Câu 3: Trang 94 khoa học tự nhiên VNEN 9 tập 2

Khung dây dẫn ABCD (có thể quay quanh trục OO’) có dòng điện chạy qua đặt trong từ trường, chiều của dòng điện và tên các từ cực của nam châm như hình 48.11 (sgk).

a) Hãy vẽ lực tác dụng lên đoạn dây dẫn AB và lực $\vec{F_2}$ tác dụng lên đoạn dây dẫn CD.

b) Cặp lực , $\vec{F_2}$ làm cho khung dây quay theo chiều nào?

c) Để khung dây ABCD quay theo chiều ngược lại thì phản làm như thế nào?

=> Xem hướng dẫn giải

Câu 4: Trang 94 khoa học tự nhiên VNEN 9 tập 2

Vận dụng quy tắc nắm tay phải, hãy xác định tên các cực của nam châm điện (hình 48.12). Sau đó vận dụng quy tắc bàn tay trái để xác định chiều của lực điện từ tác dụng lên dây dẫn có dòng điện. Biết dòng điện vuông góc với mặt phẳng tờ giấy và có chiều đi từ trong ra ngoài.

Giải câu 4 trang 94 khoa học tự nhiên VNEN 9 tập 2

=> Xem hướng dẫn giải

E. Hoạt động tìm tòi mở rộng

Động cơ điện một chiều trong kĩ thuật

Quan sát hình 48.13 để chỉ ra các bộ phận chính của động cơ điện một chiều trong kĩ thuật .

So sánh sự khác nhau của hai bộ phận chính của động cơ điện một chiều trong kĩ thuật với môi hình động cơ điện (hình 48.14 sgk) vừa tìm hiểu điền vào bảng sau.

Động cơ điện một chiều trong kĩ thuật

Mô hình động cơ điện một chiều

Bộ phân đứng yên

Bộ phận chuyển động

=> Xem hướng dẫn giải


  • 42 lượt xem
Cập nhật: 07/09/2021

Xem thêm bài viết khác

Xem thêm Khoa học tự nhiên 9