Đáp án Vật lí 9 cánh diều Bài 12: tác dụng của dòng điện xoay chiều

BÀI 12: TÁC DỤNG CỦA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

Mở đầu: Hầu hết các thiết bị điện trong cuộc sống hằng ngày đều sử dụng dòng điện xoay chiều, ví dụ như máy sưởi, quạt điện, nồi cơm điện.... Các thiết bị này hoạt động dựa trên những tác dụng nào của dòng điện xoay chiều?

Hướng dẫn chi tiết:

Dòng điện xoay chiều chạy qua máy sưởi, quạt điện, nồi cơm điện... sẽ làm chúng nóng lên, chứng tỏ dòng điện xoay chiều có tác dụng nhiệt. Năng lượng điện của dòng điện xoay chiều đã chuyển hoá thành năng lượng nhiệt.

I. TÁC DỤNG NHIỆT

Câu 1: Nêu một số ví dụ về thiết bị sử dụng dòng điện xoay chiều có tác dụng nhiệt, có tác dụng nhiệt gây hao phí năng lượng?

Hướng dẫn chi tiết:

• Ví dụ về thiết bị sử dụng dòng điện xoay chiều có tác dụng nhiệt: Bàn ủi, lò sưởi điện, máy sấy tóc, ấm điện, …
• Ví dụ về thiết bị sử dụng dòng điện xoay chiều có tác dụng nhiệt gây hao phí năng lượng: nhiệt trên đường dây tải điện, mất mát năng lượng trong các thiết bị điện tử do tỏa nhiệt, hao phí năng lượng trong máy biến áp,…

II. TÁC DỤNG PHÁT SÁNG

Câu 1: Nêu một số ví dụ về tác dụng phát sáng của dòng điện xoay chiều

Hướng dẫn chi tiết:

Bóng đèn sợi đốt, đèn LED, màn hình tv, đèn huỳnh quang,…

III. TÁC DỤNG TỪ

Câu 1: Nêu một số ví dụ về tác dụng từ của dòng điện xoay chiều. Ở mỗi ví dụ đó, dòng điện xoay chiều còn có tác dụng nào khác?

Hướng dẫn chi tiết:

• Dòng điện xoay chiều chạy qua cuộn dây dẫn kín thì cuộn dây dẫn kín hút được các vật bằng sắt, thép,... chứng tỏ dòng điện xoay chiều có tác dụng từ.
• Tác dụng từ của dòng điện xoay chiều được ứng dụng trong các thiết bị điện như chuông điện (có thêm tác dụng nhiệt), rơ-le điện (có thêm tác dụng nhiệt), bếp từ (có thêm tác dụng nhiệt),...

Câu 2: Với chuông điện ở hình 12.3, nếu dòng điện xoay chiều được thay bằng dòng điện 1 chiều thì chuông có hoạt động không? Vì sao?

Hướng dẫn chi tiết:

Không, nếu dòng điện xoay chiều được thay bằng dòng điện một chiều, chuông không hoạt động được. Chuông cần dòng điện xoay chiều để tạo tác dụng từ, và dòng điện một chiều không tạo ra từ hiệu quả trong chuông.

III. TÁC DỤNG SINH LÍ

Câu 1: Dòng điện xoay chiều có tác dụng gì khi chạy qua mỗi thiết bị dưới đây:

1. a) Đèn sợi đốt
2. b) Bếp hồng ngoại
3. c) Đèn sưởi
4. d) Đèn LED
5. e) Bút thử điện

Nêu các tác dụng gây hao phí năng lượng ở mỗi thiết bị đó

Hướng dẫn chi tiết:

1. a) Đèn sợi đốt: tác dụng nhiệt (tác dụng hao phí: phát sáng)
2. b) Bếp hồng ngoại: tác dụng nhiệt (tác dụng hao phí: phát sáng)
3. c) Đèn sưởi: tác dụng nhiệt (tác dụng hao phí: phát sáng)
4. d) Đèn LED: tác dụng phát sáng (tác dụng hao phí: nhiệt)
5. e) Bút thử điện: tác dụng từ (tác dụng hao phí: nhiệt)

Câu 2: Nêu ví dụ về tác dụng sinh lí của dòng điện xoay chiều với cơ thể người hay sinh vật

Hướng dẫn chi tiết:

• Ví dụ, dòng điện xoay chiều chạy qua tim, có thể gây ra chấn động tim, ảnh hưởng tới khả năng bơm máu của tim hoặc dẫn đến ngưng tim.
• Ví dụ: dòng điện xoay chiều có tần số trong khoảng 40 Hz - 80 Hz được sử dụng để kích thích và chống teo cơ, dòng điện xoay chiều có tần số lớn hơn 20 kHz được sử dụng trong phục hồi chức năng,...

Vận dụng: Như ta đã biết, tác dụng hóa học của dòng điện một chiều được ứng dụng trong mạ kim loại. Trong ứng dụng này, có thể dùng dòng điện xoay chiều để thay thể dòng điện một chiều không? Vì sao?

Nêu một số biện pháp để đảm bảo an toàn khi sử dụng dòng điện xoay chiều

Hướng dẫn chi tiết:

Không, trong ứng dụng mạ kim loại, không thể thay thế dòng điện một chiều bằng dòng điện xoay chiều. Tác dụng hoá học cần dòng điện một chiều để tạo ra quá trình oxi-hoá khử liên tục, và dòng điện xoay chiều không tạo ra quá trình này một cách hiệu quả. Mạ kim loại thường yêu cầu dòng điện một chiều để đảm bảo quá trình điều chế kim loại diễn ra một cách hiệu quả và đồng đều.