Giải Bài 1.10 trang 8 SBT Khoa học tự nhiên 9

Lời giải

Thiết kế phương án thí nghiệm để chứng minh dòng điện cảm ứng phụ thuộc vào số vòng dây của cuộn cảm

Cơ sở: Dòng điện cảm ứng xuất hiện trong cuộn dây dẫn kín khi số đường sức từ xuyên qua tiết diện cuộn dây biến thiên. Với cùng một sự biến thiên từ trường, nếu cuộn dây có càng nhiều vòng thì tác dụng cộng gộp càng lớn, nên ta dự đoán dòng điện cảm ứng mạnh hơn. Muốn kiểm chứng, phải áp dụng nguyên tắc chỉ thay đổi một yếu tố (số vòng dây), giữ nguyên tất cả các yếu tố còn lại.

a) Chuẩn bị dụng cụ:
- Hai cuộn dây dẫn có số vòng khác nhau rõ rệt, ví dụ cuộn A có $N_1$ vòng và cuộn B có $N_2$ vòng với $N_2 > N_1$ (hai cuộn làm cùng loại dây, cùng đường kính lõi để tiết diện xuyên từ như nhau).
- Một thanh nam châm vĩnh cửu.
- Một điện kế (hoặc ampe kế nhạy) để phát hiện và so sánh độ lớn dòng điện cảm ứng.
- Dây nối tạo mạch kín.

b) Tiến hành thí nghiệm:
- Lần 1: Nối cuộn A ($N_1$ vòng) thành mạch kín với điện kế. Đưa thanh nam châm vào trong lòng cuộn dây (rồi rút ra) với một tốc độ nhất định. Quan sát và ghi lại độ lệch lớn nhất của kim điện kế.
- Lần 2: Thay cuộn A bằng cuộn B ($N_2$ vòng), giữ nguyên điện kế và mạch. Dùng chính thanh nam châm đó, đưa vào – rút ra theo cùng một cách và cùng tốc độ như lần 1. Ghi lại độ lệch lớn nhất của kim điện kế.

c) Điều kiện cần tuân thủ (kiểm soát biến): giữ nguyên thanh nam châm (cùng độ mạnh từ trường), cùng tốc độ và cách di chuyển, cùng điện kế — chỉ khác nhau ở số vòng dây của cuộn cảm. Nhờ vậy mọi khác biệt về dòng điện cảm ứng chỉ có thể do số vòng dây gây ra.

d) Dự đoán kết quả và kết luận: ở lần 2 (cuộn nhiều vòng hơn) kim điện kế lệch nhiều hơn so với lần 1, chứng tỏ dòng điện cảm ứng trong cuộn B lớn hơn. Để chắc chắn, có thể lặp lại mỗi lần vài lượt rồi so sánh. Kết quả cho thấy: khi các yếu tố khác không đổi, cuộn dây có số vòng càng lớn thì dòng điện cảm ứng càng mạnh. Vậy dòng điện cảm ứng phụ thuộc vào số vòng dây của cuộn cảm (đpcm).

Đáp số