Giới thiệu bài học
Bài giảng Các tác dụng của dòng điện sẽ giúp các em nắm được những kiến thức quan trọng nhất:
- Tác dụng nhiệt và tác dụng phát sáng của dòng điện
- Tác dụng từ, tác dụng hóa học và tác dụng sinh lí của dòng điện
Nội dung bài học
I. Tóm tắt lý thuyết trong bài giảng
1. Tác dụng nhiệt
Khi có dòng điện chạy qua, các vật dẫn bị nóng lên
VD. máy sấy, bàn là quần áo, nồi cơm điện,...
Dòng điện chạy qua máy sưởi hoạt động làm ấm căng phòng của mình.
2. Tác dụng phát sáng
a. Đèn sợi đốt
+ Quan sát TN
Khi đóng khóa K thấy bóng đèn phát sáng
Dòng điện chạy qua bóng đèn làm dây tóc nóng lên đạt nhiệt độ cao→ làm bóng đèn phát sáng
b. Đèn LED [đèn điôt phát quang]
Bóng đèn LED chỉ cho dòng điện đi qua theo 1 chiều nhất định và khi đó đèn sáng.
3. Tác dụng từ
- TN nam châm điện
Tác dụng từ của nam châm điện có khả năng làm quay kim nam châm và hút các vật bằng sắt, thép.
4. Tác dụng hóa học
- TN dung dịch muối đồng sunphat
Hiện tượng đồng tách khỏi dung dịch muối đồng khi có dòng điện chạy qua chứng tỏ dòng điện có tác dụng hóa học.
II. Ví dụ trong bài giảng
VD. Các thiết bị điện sau đây hoạt động, tác dụng nhiệt của dòng điện là không có ích đối với thiết bị nào?
A. Nồi cơm điện
B. Bàn ủi
C. Máy bơm nước
D. Máy sấy tóc
Đáp án C
VD. Phương pháp mạ điện dựa trên tác dụng nào của dòng điện?
Lời giải
Một số đồ vật như dây đồng hồ, đồ trang sức, huy chương, tàu,...thường được phủ lên bề mặt một lớp kim loại mỏng. Lớp kim loại có thể là vàng, bạc, nhôm,.. để làm đẹp hoặc làm tăng độ bền của vật dụng.
Phương pháp là sử dụng vật cần mạ được nối với cực âm của một nguồn điện và nhúng trong một dung dịch dẫn điện phù hợp. Khi có dòng điện đi qua, lớp kim loại cần mạ sẽ bám lên vật được mạ→ phương pháp này dựa vào tác dụng hóa học của dòng điện.
Xem thêm các sách tham khảo liên quan:
Giải Sách Bài Tập Vật Lí 7 – Bài 22: Tác dụng nhiệt và tác dụng phát sáng của dòng điện giúp HS giải bài tập, nâng cao khả năng tư duy trừu tượng, khái quát, cũng như định lượng trong việc hình thành các khái niệm và định luật vật lí:
– Quạt điện;
– Nồi cơm điện;
– Máy thu hình [tivi];
– Máy thu thanh [rađiô];
– Ấm điện.
Hỏi khi các dụng cụ này hoạt động thì tác dụng nhiệt của dòng điện là có ích đối với dụng cụ nào? Không có ích đối với dụng cụ nào?
Lời giải:
– Tác dụng nhiệt của dòng điện là có ích trong hoạt động của nồi cơm điện, ấm điện.
– Tác dụng nhiệt của dòng điện không có ích trong hoạt động của quạt điện, máy thu hình [tivi], máy thu thanh [radio].
a. Nếu còn nước trong ấm thì nhiệt độ của ấm cao nhất là bao nhiêu?
b. Nếu vô ý để quên, nước trong ấm cạn hết thì có sự cố gì xảy ra? Vì sao?
Lời giải:
a. Khi còn nước trong ấm thì nhiệt độ cao nhất của ấm là 100oC [nhiệt độ của nước đang sôi].
b. Khi cạn hết nước, do tác dụng của dòng điện, nhiệt độ của ấm tăng lên rất cao. Dây nung nóng [ ruột ấm] sẽ nóng chảy, không dùng được nữa. Do vậy ấm điện bị cháy, hỏng. Một số vật để gần ấm có thể bắt cháy, gây hoả hoạn.
A. Ruột ấm điện.
B. Công tắc.
C. Dây dẫn điện của mạch điện trong gia đình .
D. Đèn báo tivi.
Lời giải:
Đáp án: D
Vì khi có dòng điện chạy qua làm cho: ruột ấm điện nóng lên, công tắc nóng lên và dây dẫn điện của mạch điện trong gia đình cũng nóng lên. Vì vậy dòng điện có tác dụng nhiệt. Chỉ với đèn báo tivi thì dòng điện mới có tác dụng phát sáng.
| a. Có những vật dẫn thông thường mà dòng điện đi qua chúng hoàn toàn không gây ra tác dụng nhiệt. | Đ | S |
| b. Đèn dây tóc nóng sáng chứng tỏ tác dụng phát sáng của dòng điện. | Đ | S |
| c. Đèn điôt phát quang [đèn LED] chỉ cho dòng điện đi qua theo một chiều nhất định. | Đ | S |
| d. Vonfam được dùng làm dây tóc của bóng đèn vì nó là kim loại có nhiệt độ nóng chảy cao. | Đ | S |
| e. Bóng đèn của bút thử điện phát sáng khi có dòng điện chạy qua chất khí ở khoảng giữa hai đầu dây bên trong đèn. | Đ | S |
| g. Mọi đèn điện phát sáng đều do dòng điện chạy qua làm chúng nóng chảy tới nhiệt độ cao. | Đ | S |
| h. Cầu chì tự động ngắt mạch nhờ tác dụng nhiệt của dòng điện. | Đ | S |
Lời giải:
– Câu đúng là: c, d, e, h.
– Câu sai là: a, b, g.
A. Điện thoại di động.
B. Rađiô [máy thu thanh].
C. Tivi [ máy thu hình] .
D. Nồi cơm điện.
Lời giải:
Đáp án: D
Vì nồi cơm điện dùng để nấu cơm, hoạt động của nó dựa trên tác dụng nhiệt của dòng điện, dòng điện đi qua nồi cơm làm cho vật nóng lên rồi chín cơm.
A. Bàn là điện
B. Máy sấy tóc
C. Đèn LED
D. Ấm điện đang đun nước
Lời giải:
Đáp án: C
Vì khi có dòng điện chạy qua đèn LED, nhờ cơ chế đặc biệt, chất bột phủ bên trong đèn phát sáng. Vì vậy đèn LED hoạt động dựa trên tác dụng phát sáng của dòng điện chứ không phải tác dụng nhiệt.
A. Bóng đèn của bút thử điện.
B. Bóng đèn dây tóc.
C. Đèn LED.
D. Ấm điện đang đun nước.
Lời giải:
Đáp án: B
Bóng đèn đây tóc là dụng cụ chứng tỏ dòng điện chạy qua nó có thể làm vật dẫn nóng lên tới nhiệt độ cao và phát sáng.
A. Nồi cơm điện, quạt điện, radio, tivi.
B. Máy bơm nước, bàn là, bút thử điện, đồng hồ điện.
C. Ấm điện, máy tính bỏ túi, máy chụp ảnh tự động, chuông điện.
D. Bếp điện, bóng đèn dây tóc, nồi cơm điện, bàn là, lò sưởi điện.
Lời giải:
Đáp án: D
Đáp án A sai vì: động cơ điện trong quạt điện hoạt động nhờ vào tác dụng từ của dòng điện chứ không phải tác dụng nhiệt.
Đáp án B sai vì bút thử điện hoạt động dựa trên tác dụng phát sáng của dòng điện chứ không phải tác dụng nhiệt.
Đáp án C sai vì chuông điện hoạt động dựa trên tác dụng từ của dòng điện chứ không phải tác dụng nhiệt.
Vậy đáp án D là đáp án đúng, tất cả các dụng cụ đều hoạt động dựa trên tác dụng nhiệt của dòng điện.
A. Thanh nung của nồi cơm điện
B. Radio [máy thu thanh]
C. Điôt phát quang [đèn LED]
D. Ruột ấm điện
Lời giải:
Đáp án: A
Vì dòng điện chạy qua radio chỉ có tác dụng nhiệt không có tác dụng phát sáng, dòng điện chạy qua điôt phát quang chỉ có tác dụng phát sáng còn dòng điện chạy qua ruột ấm thì chỉ có tác dụng nhiệt không có tác dụng phát sáng. Vì vậy đáp án A là đáp án đúng.
A. Bóng đèn dây tóc
B. Bàn là
C. Cầu chì
D. Bóng đèn của bút thử điện
Lời giải:
Đáp án: D
Vì bóng đèn của bút thử điện phát sáng khi có dòng điện chạy qua chất khí ở trong khoảng giữa hai đầu dây bên trong đèn.
A. Đèn LED [điôt phát quang]
B. Đèn dây tóc đui cài
C. Đèn dây tóc đui xoáy
D. Đèn của bút thử điện
Lời giải:
Đáp án: D
Dòng điện chạy qua đèn của bút thử điện làm phát sáng chất khí
| Tác dụng của dòng điện | Dụng cụ điện |
|
1. Làm vật dẫn nóng lên đến nhiệt độ cao và phát sáng. 2. Làm nóng chảy đoạn dây dẫn và ngắt mạch điện phát sáng. 3. Khi đi qua theo một chiều nhất định thì đèn phát sáng. 4. Làm nóng dây dẫn để tạo thành các nguồn toả nhiệt. |
a. Ấm điện, nồi cơm điện, bàn là b. Bóng đèn dây tóc c. LED d. Bóng đèn bút thử điện e. Cầu chì |
Lời giải:
1 – b 2 – e 3 – c 4 – a
Câu hỏi: Nêu các tác dụng của dòng điện và từng biểu hiện của các tác dụng này. Nêu ví dụ về mỗi loại tác dụng của dòng điện
Trả lời:
1. Tác dụng nhiệt
Rất dễ thấy, tác dụng nhiệt của dòng điện biểu hiện khi cho dòng điện chạy qua một vật dẫn điện thì vật đó sẽ bị nóng lên. Nguyên nhân có tác dụng nhiệt là do các vật dẫn có điện trở, trở kháng cản trở dòng điện nên sinh ra nhiệt.
Ứng dụng của tác dụng nhiệt được biểu hiện qua sự vận hành của bàn là. Khi cắm điện, dòng điện chạy qua làm bàn là nóng lên cho khả năng là phẳng quần áo. Ngoài ra tác dụng này còn được biểu hiện qua đèn dây tóc, bếp điện, nồi cơm điện, cầu chì,…
2. Tác dụng quang
Dòng điện đi qua các thiết bị như bóng đèn biến điện năng thành quang năng khiến bóng đèn phát sáng. Đó là một trong những tác dụng rất quan trọng của dòng điện.Dòng điện cho khả năng làm sáng bóng đèn của bút thử điện và đèn điot phát quang mặc dù chưa tới nhiệt độ cao. Tác dụng quang được ứng dụng để chế tạo các loại đèn.Ngày nay, các nhà khoa học đang không ngừng nghiên cứu ra nhiều loại bóng đèn giúp tiết kiệm điện năng như đèn huỳnh quang, compact, đèn led,…
3. Dòng điện có tác dụng từ
Mọi điện tích dịch chuyển luôn sinh ra từ trường. Khi dòng điện chạy qua một cuộn dây quấn quanh lõi sắt sẽ làm cho kim nam châm bị lệch ra khỏi vị trí cân bằng cũng như cho khả năng hút kim loại.Ứng dụng thực tiễn từ tác dụng từ của dòng điện chính là để chế tạo chuông điện, động cơ điện, nam châm điện,…
4. Tác dụng hóa học
Để có thể làm rõ được tác dụng này chúng ta cần tiến hành làm thí nghiệm. Cho dòng điện đi qua dung dịch muối đồng. Sau một thời gian, thỏi than trong dung dịch muối đồng nối với cực âm của nguồn sẽ được phủ một lớp đồng. Hiện tượng này chứng tỏ dòng điện có tác dụng hóa học.
Ứng dụng trong công nghiệp đúc điện, mạ điện [mạ vàng, mạ bạc, mạ đồng...], tinh luyện kim loại và nạp điện cho acquy...
5. Tác dụng sinh lí
Nếu dòng điện đi qua cơ thể người hay động vật có thể gây ra những cơn co giật, tim ngừng đập, ngạt thở, thần kinh bị tê liệt và có thể chết. Ta nói dòng điện có tác dụng sinh lí.
Lưu ý:
- Dòng điện có thể gây nguy hiểm tới tính mạng con người. Cho nên phải hết sức thận trọng khi dùng điện, nhất là với mạng điện gia đình.
- Trong y học, người ta vẫn có thể dùng dòng điện để chữa một số bệnh.
Ví dụ:
+ Máy kích tim: Khi tim đã ngừng đập, người ta có thể dùng liệu pháp sốc điện để cố gắng kích thích tim đập lại với hy vọng duy trì sự sống.
+ Máy châm cứu: Chữa các bệnh tai biến, đau đầu, đau lưng, méo mồm miệng, đầy bụng, thoái hóa khớp, giảm thị lực...
⇒ Ngoài các tác dụng trên ta có thể nói dòng điện có tác dụng cơ học. Vì khi dòng điện chạy qua động cơ thì làm quay động cơ. Tác dụng cơ học có ứng dụng là chế tạo động cơ điện dùng trong đời sống hàng ngày như: quạt điện, máy bơm nước, máy xay...
Cùng Top lời giải đi tìm hiểu chi tiết về dòng điện nhé.
1. Dòng điện là gì
Dòng điện là gì? Dòng điện được định nghĩa như thế này: Dòng điện là dòng các hạt [electron] chạy qua dây dẫn và các thành phần. Nó là tốc độ của dòng điện tích.
Nếu dòng điện chạy qua vật dẫn, ta nói rằng có dòng điện trong vật dẫn. Trong các mạch sử dụng dây kim loại, các electron tạo thành dòng điện tích.
Điện có 3 loại chính đó là:
– Tĩnh điện: là hiện tượng mất cân bằng điện tích trên bề mặt của một vật nào đó. Điện tích sẽ được lưu giữ cho đến khi nó có thể truyền đi nơi khác thông qua một dòng điện hoặc sự phóng điện. Từ “tĩnh” trong tĩnh điện ý nói đến sự tương phản với dòng điện, hình thức mà điện được truyền qua vật dẫn và mang theo năng lượng.
– Dạng điện thứ hai là dạng dòng chảy hoặc chuyển động của các electron tự do thông qua một vật liệu dẫn điện, ví dụ như dây kim loại, hướng tới khu vực có điện tích dương. Dòng điện tử này có thể theo một chiều gọi là dòng điện một chiều [DC] hoặc nó cũng có thể luân phiên qua lại như dòng điện xoay chiều [AC].
– Dạng thứ ba là dạng chuyển động của các hạt tích điện qua chân không hoặc gần chân không.
2. Công thức và đơn vị dòng điện
Hướng thông thường của dòng điện được coi là ngược với hướng của dòng electron. Nếu một điện tích Q chạy qua tiết diện của một dây dẫn trong thời gian t, cường độ dòng điện I thì I = Q / t. Đơn vị điện tích theo S.I làcoulombvà phép đo dòng điện xảy ra bằng đơn vị coulomb trên giây là “ampe”. Dòng điện chạy từ cực âm đến cực dương của pin.
Đây là một mạch điện đơn giản. Nó có một đèn, một công tắc và một pin.
Trong đèn pin, pin cung cấp dòng điện có nghĩa là bóng đèn trong đèn pin phát sáng do dòng điện. Công tắc làm gì? Công tắc tạo ra một liên kết dẫn điện giữa pin và bóng đèn. Nếu đứt mạch thì dòng điện ngừng chạy ngay và bóng đèn không phát sáng.
Điện tích là gì?
Khi một lượng nhỏ điện tích đặt trong điện trường do một điện tích khác tác dụng thì nó tác dụng một lực. Vì vậy, công việc phải được thực hiện trên điện tích dương. Trong chất điện phân và chất khí bị ion hóa, cả ion tích điện dương và ion mang điện tích âm đều chuyển động và điều này tạo thành dòng điện. Nếu n electron đi qua tiết diện của một dây dẫn trong thời gian t thì tổng điện tích chuyển qua dây dẫn khi đó làQ = n × e.
Ví dụ:
Tìm điện lượng chạy qua dây tóc bóng đèn có cường độ 0,75 A trong thời gian 10 phút.
Đề bài cho biết: I = 0,75 A, t = 10 phút = 600 s
Từ công thức: Q = I × t= 0,75 × 600 = 450
Do đó, Q = 450C
Điều gì tạo nên dòng điện trong dây kim loại?
Các electron. Dòng điện là dòng điện tích. Điện tích chủ yếu tạo nên các electron.
Cường độ dòng điện là gì?
Cường độ dòng điện là điện tích đi qua một tiết diện của vật dẫn trong một giây. Nó biểu diễn sự chuyển động của điện tích.
Dòng điện trong dây dẫn, trong đó hạt mang điện là các electron mang điện tích âm, là đại lượng điện tích đi qua một điểm bất kỳ của dây trong một đơn vị thời gian.
Một dòng điện tích dương [chẳng hạn như proton hoặc ion dương] có cùng hiệu ứng trong một mạch, như một dòng chuyển động bằng nhau của các electron theo hướng ngược lại.
Công thức sau cho cường độ dòng điện:
I = Q / t
Trong đó:
“I” đại diện cho cường độ dòng điện được biểu thị bằng Ampe [A].
“Q” đại diện cho điện tích được biểu thị bằng Coulombs [C].
“T” đại diện cho thời gian
Với định nghĩa này, chúng ta có thể nói rằng một dòng điện có cường độ 1 amp khi tải 1 colomb đi qua một tiết diện của dây dẫn trong 1 giây.
Có thể hiểu đơn giản hơn, cường độ dòng điện biểu thị cho độ mạnh hay yếu của dòng điện.
3. Các loại dòng điện trong thực tế
Dựa trên dòng điện tích, dòng điện được phân thành hai loại, tức là dòng điện xoay chiều [AC] và dòng điện một chiều [DC].
3.1.Dòng điện xoay chiều
Dòng điện tích theo chiều ngược lại tuần hoàn được gọi là dòng điện xoay chiều [AC]. Hay còn được gọi ngắn gọn là “Dòng điện AC”. Và dòng điện xoay chiều có các đặc điểm như:
- Dòng điện xoay chiều đổi chiều theo chu kỳ.
-Dòng điện xoay chiều bắt đầu từ không, tăng đến cực đại, giảm đến không, sau đó đổi chiều và đạt cực đại theo chiều ngược lại, sau đó lại trở về giá trị ban đầu và lặp lại chu kỳ này vô hạn.
-Dạng sóng của dòng điện xoay chiều có thể là hình sin, hình tam giác, hình vuông hoặc hình răng cưa,…
-Đặc biệt của dạng sóng không quan trọng - miễn là nó là một dạng sóng lặp lại.
-Điều đó nói lên rằng trong hầu hết các mạch điện, dạng sóng điển hình của dòng điện xoay chiều là sóng hình sin. Dạng sóng hình sin điển hình mà bạn có thể thấy dưới dạng dòng điện xoay chiều được hiển thị trong hình dưới đây.
-Máy phát điện xoay chiều có thể tạo ra dòng điện xoay chiều. Máy phát điện xoay chiều là một loại máy phát điện đặc biệt được thiết kế để tạo ra dòng điện xoay chiều.
-Nguồn điện xoay chiều được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng công nghiệp và dân dụng.
3.2.Dòng điện một chiều
-Dòng điện tích chỉ theo một hướng được gọi là dòng điện một chiều [DC]. Hay còn được gọi là “Dòng điện DC”. Dạng sóng của dòng điện một chiều được thể hiện trong hình dưới đây.
-DC có thể được tạo ra bởi pin, pin mặt trời, pin nhiên liệu, cặp nhiệt điện, máy phát điện kiểu cổ góp,… Dòng điện xoay chiều có thể được chuyển đổi thành dòng điện một chiều bằng cách sử dụng bộ chỉnh lưu.
-Nguồn điện một chiều thường được sử dụng trong các ứng dụng điện áp thấp. Hầu hết các mạch điện tử cần nguồn điện một chiều.