8. Cấu trúc luận văn
2.4.3. Sưu tầm biên soạn các bài tập vấn đề dùng cho dạy học chương
Bài tập 1: Để kiểm tra định luật ôm cho 1 đoạn mạch 1 học sinh đã mắc sơ đồ như hình vẽ:
Kết quả cho thấy khi giảm điện trở của biến trở BC thì số chỉ Ampe kế tăng (tức I tăng) còn số chỉ vôn kế giảm (tức U giảm). Theo định luật ôm dòng điện phải tỉ lệ thuận với hiệu điện thế chứ không phải tỉ lệ nghịch như trên. Trong trường hợp này định luật Ôm có nghiệm đúng không ?
Hướng dẫn giải: Theo định luật ôm đối với đoạn mạch chỉ chứa điện trở R thì dòng điện tỉ lệ thuận với hiệu điện thế. Nhưng qua đề bài thấy trái với định luật ôm, phải chăng định luật phát biểu sai. Thật vậy, dòng điện chỉ tỉ lệ thuận với hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở nếu giá trị của điện trở không đổi. Trong trường hợp này, điện trở thay đổi nên định luật Ôm không nghiệm đúng.
Bài tập 2: (Bài toán hộp đen). Một Acquy bị mất kí hiệu các cực dương và cực âm, chỉ bằng hai dây dẫn và một cốc nước (nước uống thông thường), làm cách nào để có thể xác định lại các cực của Acquy ?
Hướng dẫn giải: Nối các dây dẫn vào hai cực của Acquy, rồi nhúng hai dây dẫn tự do còn lại vào cốc nước. Ở phía đầu dây nào có nhiều bọt khí hơn là cực âm, cực còn lại là cực dương.
Ta biết một phân tử nước tạo bởi hai nguyên tử hiđrô và một nguyên tử ôxi trong thể tích như nhau, áp suất như nhau sẽ chứa cùng một lượng phân tử
A
V B C
U
khí, nhưng trong quá trình điện phân, số nguyên tử hiđrô được giải phóng nhiều hơn gấp đôi so với ôxi, do đó điện cực có nhiều bọt khí là điện cực mà tại đó hiđrô được giải phóng, nhưng vì các iôn hiđrô tích điện dương, nên khí này phải được giải phóng ở cực âm.
Bài tập 3: Tự làm lấy 1 pin bằng cách dùng thanh sắt, mảnh tôn, thanh đồng cắm vào 1 quả chanh. Nhận xét về hoạt động của pin đó ?
Bài tập 4: Cùng một dòng điện chạy qua dây dẫn và dây tóc bóng đèn. Tại sao dây tóc thì nóng đến sáng trắng mà dây dẫn lại hầu như không nóng lên ?
Hướng dẫn giải: Với những điện trở như nhau năng lượng bức xạ ở dây dẫn lớn hơn ở dây tóc bóng đèn, do đó dây dẫn nguội đi nhiều hơn
Bài tập 5: Trong một tháng, vào giờ giải lao, các lớp học ở trường ta không tắt điện thì lãng phí bao nhiêu tiền điện ?
Bài tập 6: Để trang trí cây thông nô en cần dùng bao nhỉêu bóng đèn loại 5V - 9W (mắc nối tiếp) để chúng sáng bình thường ?
Hướng dẫn giải:
d
U U n=
Bài tập 7: Tại sao chậu nước nếu dùng đinh bằng đồng để ghép chậu thì chậu rất chóng hỏng ?
Hướng dẫn giải: Nước sử dụng không phải là nước tinh khiết mà là dung dịch, nhôm và đồng như là cực dương và cực âm. Quá trình ăn mòn nhôm ở đây xảy ra tương tự như pin Vônta, nghĩa là cực âm của pin (nhôm)
tan dần trong quá trình pin phóng điện (khi chậu đựng nước) vì vậy chậu chóng hỏng.
Bài tập 8: Trong tường một toà nhà có đặt ngầm một cáp điện, trong đó có ba dây dẫn giống nhau và chỉ lộ đầu dây ở các vị trí xa nhau (hình vẽ). Làm thế nào để với ít thao tác nhất, ta xác định được điểm đầu và điểm cuối của mỗi dây khi chỉ có các dụng cụ sau:
- Một pin 1,5 V.
- Một đoạn dây dẫn ngắn khoảng 20 cm. - Một bóng đèn nhỏ 3,5 V-1,5 W.
Hướng dẫn giải: Đánh dấu ba điểm đầu dây là 1,2,3 và ba điểm cuối dây là a,b,c.
Nối 1-2, mắc pin nối tiếp đèn rồi chạm vào hai điểm cuối bất kỳ (ví dụ b,c) nếu đèn sáng thì đầu a chính là điểm cuối của dây 3.
Tách 1-2, nối 1-3 rồi làm tương tự ta sẽ phát hiện điểm cuối của dây 2 và suy ra điểm cuối của dây 1.
Bài tập 9: Cho các dụng cụ sau: - Một đèn 220V-15W.
- Một đèn 220V-100W.
- Một khoá K (đóng ngắt điện đơn). - Dây nối.
Hãy mắc một mạch điện sao cho: Khi K đóng thì đèn này sáng, đèn kia tối và khi K ngắt thì hai đèn tối sáng ngược lại ? Giải thích hiện tượng này ? Hướng dẫn giải: Mắc mạch điện như hình vẽ
- Khi K đóng thì đèn 15W sẽ tắt và đèn 100W sáng bình thường.
- Khi K mở thì đèn 15W sẽ sáng, còn đèn 100W sẽ gần như không sáng vì: P U R 2 = suy ra: R1 ≈3200Ω;R2 ≈484Ω 2 1 2 1 R R U
U = suy ra hiệu điện thế thực
V
U1 ≈190 . Hiệu điện thế này nhỏ hơn định mức một chút nên đèn 15W sáng yếu hơn bình thường. Còn hiệu điện thế thực U2 ≈220−190=30V rất nhỏ
K
hơn định mức, nên đền 100W hầu như không sáng. Ngoài ra còn có nguyên nhân điện trở tăng theo nhiệt độ làm cho hiện tượng càng rõ rệt hơn.
Bài tập 10: Một bạn học sinh dùng dây mayso để đun nước. Với một lượng nước xác định, cần phải mất thời gian t1 để cho nước sôi. Để tiết kiệm thời gian bạn đó đã cắt bớt dây mayso. Điều đó có chính xác không ?
Hướng dẫn giải: Khi cắt dây mayso điện trở dây giảm, dòng điện tăng lên. Điện trở giảm bao nhiêu lần thì dòng điện tăng bấy nhiêu lần.
Khi chưa cắt, nhiệt lượng: Q = RI2t. Khi đã cắt dây: R' =Rn và I’ = nI Nhiệt lượng: Q’ = I’2R’t = n.Q
Như vậy sau khi đã cắt dây, trong cùng một khoảng thời gian bằng nhau nhiệt lượng toả ra tăng n lần so với khi chưa cắt. Vậy bằng việc cắt dây có thể rút ngắn được thời gian đun nước.