Hướng dẫn giải bài tập Vật lí 7 bài số 22: Tác dụng nhiệt và tác dụng phát sáng của dòng điện.

A. KIẾN THỨC CƠ BẢN CẦN NẮM VỮNG
 
1. Tác dụng nhiệt
 
Dòng điện đi qua mỗi vật dẫn thông thường, đều làm cho vật dẫn nóng lên. Nếu vật dẫn nóng lên tới nhiệt độ cao thì phát sáng.
 
2.  Tác dụng phát sáng
 
Dòng điện có thể làm sáng bóng đèn, bút thử điện và đèn diod phát quang mặc dù các đèn này chứa nóng tới nhiệt độ cao.
 
TRẢ LỜI MỘT SỐ CÂU HỎI CƠ BẢN
 
C1. Hãy kể tên một số dụng cụ, thiết bị thường dùng được đốt nóng khi (Có đèn điện chạy qua).
 
Trả lời:
 
Một số dụng cụ, thiết bị thường dùng được đốt nóng khi có dòng điện chạy qua: bếp điện, bàn là, nồi cơm điện, lò nướng điện, máy sưởi điện...

C2. Hãy lắp đặt mạch điện như sơ đồ hình 22.1 và tìm hiểu các nội dung sau đây:
 


a) Khi đèn sáng, bóng đèn có nóng lên không? Bằng rách nào để xác nhận điều đó?
 
b) Bộ phận nào của đèn bị đốt nóng mạnh và phắt sáng khỉ có dòng điện chạy qua?
 
c) Khi đèn sáng bình thường, bộ phận đó của đèn có nhiệt độ khoảng 2500^o C.
 
Trả lời:
 
a) Khi đèn sáng, bóng đèn nóng lên. Ta có thể kiểm chứng bằng các thả lên bóng đèn đang sáng 1 vài mảnh giấy nhỏ, ta thấy mảnh giấy sẽ bốc cháy.
 
b) Bộ phận dây tóc của đèn bị đốt nống mạnh và phát sáng khi có dòng điện chạy qua?
 
c) Khi đèn sáng bình thường, bộ phận dây tốc của đèn có nhiệt độ khoảng 2500°c.
 
C3. Quan sát thí nghiệm của giáo viên được bố trí như hình 22.2 và hãy cho biết:
 


a) Có hiện tượng gì xảy ra với các mảnh giấy khi giáo viên đóng công tắc?
 
b) Từ quan sát trên, hãy cho biết dòng điện đã gây ra tác dụng gì với sắt AB.
 
Trả lời:
 
a) Khi giáo viên đóng công tắc, các mảnh giấy sẽ bốc cháy.
 
b) Dòng điện đã gây ra tác dung nhiệt với sắt AB
 
C4. Nếu trong mạch điện với dây dẫn bằng đồng có nối xen một đoạn dây chì (gọi là cầu chì) thì trong một số trường hợp do tác dụng nhiệt của dòng điện, dây dẫn có thể nóng lên trên 327°c. Hỏi khi đó có hiện tượng gì xảy ra với đoạn dây chì và với mạch điện?.
 
Trả lời:
 
Nhiệt độ nóng chảy của chì là 327^o c. Vì vậy, dây dẫn nóng lên trên 327^o C thì dây chì sẽ nóng chảy và mạch điện sẽ bị hở, dòng điện bị ngắt.
 
C5. Trong bóng đèn bút thử điện (hình 22.3) có chứa một chất khí (khí nêôn). Hãy quan sát bóng đèn này và nêu nhận xét về hai đầu dây bên trong của nó.
 

Trả lời:
 
Trong bóng đèn bút thử điện hai đầu dây bên trong của nó tách rời nhau.
 
C6. Hãy quan sát bóng đèn bút thử điện khi nó phát sáng và trả lời câu hỏi sau đây: Đèn sáng do hai đầu dây đèn nóng sáng hay do vùng chất khí ở giữa hai đầu dây này phát sáng?.
 
Trả lời:
 
Khi bút thử điện phát sáng, đèn sáng do vùng chất khí ở giữa hai đầu dây này phát sáng.

C7. Đảo ngược hai đầu dây đèn LED, nhận xét xem khi đèn sáng thì dòng điện đi vào bản cực nào của đèn.
 
Trả lời:
 
Khi đèn sáng thì dòng điện đi vào bản cực nhỏ của đèn.
 
C8. Dòng điện không gây ra tác dụng nhiệt trong các dụng cụ nào dưới đây khi chúng hoạt động bình thường?.
 
A. Bóng đèn bút thử điện;
B. Đèn điôt phát quang;
C. Quạt điện;
D. Đồng hồ dùng pin;
E. Không có trường hợp nào.
 
Trả lời:
 
Dòng điện khi đi qua các dụng cụ trên, dụng cụ nào cũng gây ra tác dụng nhiệt.
 
Đáp án: E
 
C9. Cho mạch điện có sơ đồ như hình 22.3, nguồn điện là một chiếc pin với các cực (+) và (-) chưa biết. Hãy nêu cách làm khi sử dụng đèn điôt phát quang để xác định xem A hay B là cực (+) của pin này và chiều dòng điện chạy trong mạch. 
 
Trả lời:
 
Vì đèn LED chỉ cho dòng điện đi theo một chiều từ cực dương (bản lớn) sang cực âm (bản nhỏ). Từ sơ đồ như hình 22.3, mắc đầu A của pin và 0 bản lớn vi đầu B vào bản nhỏ của đèn. Khi đóng khóa K.
 
❖ Nếu đèn điôt phát quang thì A cực (+) và B là cực âm (-) củ a pin này vi chiều dòng điện chạy trong mạch từ A sang B.
 
❖ Nếu đèn điôt không phát quang thì A cực (-) và B là cực âm <+) của pin.
 
GIẢI BÀI TẬP CƠ BẢN
 
22.1. Xét các dụng cụ điện sau:
 
- 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?.
 
Hướng dẫn giải:
 
Tác dụng nhiệt của dòng điện là có ích đối với: nổi cơm điện, ấm điện.

Tác dụng nhiệt của dòng điện là không có ích đối với: quạt điện, tivi, rađiô.
 
22.2. Người ta sử dụng ấm điện để đun nước. Hãy cho biết:
 
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?
 
Hướng dẫn giải:
 
a) Nếu còn nước trong ấm thì nhiệt độ của âm cao nhất là 100°c.
 
b) Nếu nước trong ấm cạn hết thì dòng điện chỉ đi qua dây đốt của ấm điện thời gian đi qua càng lâu sẽ làm dây đốt càng nóng, đến lúc nào đó sẽ làm cháy hỏng dây đốt. Vì dòng điện có tác dụng nhiệt trong trường hợp này.
 
22.3. Dòng điện có tác dụng phát sáng khi chạy qua bộ phận hay dụng cụ điện nào dưới đây khi chúng đang hoạt động bình thường?.
 
A. Ruột ấm điện;
B. Công tắc;
C. Dây dẫn điện của mạch điện trong gia đình;
D. Đèn báo của tivi.
 
Hướng dẫn giải:
 
Dòng điện có tác dụng phát sáng khi chạy qua đèn báo của tivi khi tivi đang hoạt động bình thường.
 
Đáp án: D 
 
22.4. Khoanh tròn chữ Đ cho câu phát biểu đúng, chữ S cho câu sai.
 
a) Có những vật dẫn thông thường mà dòng điện đi qua  Đ   S
chúng hoàn toàn không gây ra tác dụng nhiệt.
 
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) Vonfram được dùng làm dây tóc của bóng đèn vì nó là    Đ   S
kim loại có nhiệt độ nóng chảy cao.
 
e) 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.  Đ     S
 
g) Mọi đèn điện phát sáng đều do dòng điện chạy qua làm chúng nóng tới nhiệt độ cao.  Đ   S
 
h) Cầu chì tự động ngắt mạch nhờ tác dụng nhiệt của dòng điện.  Đ  S
 
Hướng dẫn giải:

a) Có những vật dẫn thông thường mà dòng điện đi qua  Đ   (S)
chúng hoàn toàn không gây ra tác dụng nhiệt.
 
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) Vonfram được dùng làm dây tóc của bóng đèn vì nó là    (Đ)   S
kim loại có nhiệt độ nóng chảy cao.
 
e) 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.  (Đ)     S
 
g) Mọi đèn điện phát sáng đều do dòng điện chạy qua làm chúng nóng tới nhiệt độ cao.  Đ   (S)
 
h) Cầu chì tự động ngắt mạch nhờ tác dụng nhiệt của dòng điện.  (Đ)  S
 
22.5. Hoạt động của dụng cụ nào dưới đây dựa trên tác dụng nhiệt của dòng điện?
 
A. Điện thoại di động.
B. Rađiô (máy thu thanh).
C. Tivi (máy thu hình).
D. Nồi cơm điện.
 
Hướng dẫn giải:
 
Hoạt động của nồi cơm điện dựa trên tác dụng nhiệt của dòng điện.
 
Đáp án: D
 
22.6. Hoạt động của dụng cụ nào dưới đây không dựa trên tác dụng nhiệt của dòng điện?.
 
A. Bàn là điện.
B. Máy sấy tóc.
C. Đèn LED.
D. Ấm điện đang đun nước.
 
Hướng dẫn giải:
 
Hoạt động của đèn LED không dựa trên tác dụng nhiệt của dòng điện.
 
Đáp án: D 
 
22.7. Dụng cụ nào dưới đây chứng tỏ dòng điện chạy qua nó có thể làm vật dẫn nóng lên tới nhiệt độ cao và phát sáng?.
 
A. Bóng đèn của bút thử điện.
B. Bóng đèn dây tóc.
C. Đèn LED.
D. Ấm điện đang đun nước.
 
Hướng dẫn giải:

Bóng đèn dây tóc chứng tỏ dòng điện chạy qua nó có thể làm vật dẫn nóng lên tới nhiệt độ cao và phát sáng.
 
Đáp án: B
 
22.8. Trong các cụm vật dụng liệt kê dưới đây, cụm nào hoạt động dựa trên tác dụng nhiệt của dòng điện?.
 
A. Nồi cơm điện, quạt điện, rađiô, tivi.
 
B. Máy bơm nước, bàn là, bứt 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
 
Hướng dẫn giải:
 
Cụm dụng cụ hoạt động dựa trên tác dụng nhiệt của dòng điện là: Bếp điện bóng đèn dây tóc, nồi cơm điện, bàn là, lò sưởi điện.
 
Đáp án: D
 
22.9. Dòng điện chạy qua dụng cụ nào dưới đây khi hoạt động bình thường vừa có tác dụng nhiệt, vừa có tác dụng phát sáng?.
 
A. Thanh nung của nồi cơm điện.
B. Rađiô (máy thu thanh)
C. Điôt phát quang (đèn LED).
D. Ruột ấm điện.
 
Hướng dẫn giải:
 
Dòng điện chạy qua điôt phát quang (đèn LED) khi hoạt động bình thường vừa có tác dụng nhiệt, vừa có tác dụng phát sáng.
 
Đáp án: C
 
22.10. Hoạt động của dụng cụ nào dưới đây chứng tỏ dòng điện đi qua được chất khí?.
 
A. Bóng đèn dây tóc.
B. Bàn là.
C. Cầu chì.
D. Bóng đèn của bút thử tiện.
 
Hướng dẫn giải:
 
Hoạt động của bóng đèn của bút thử điện chứng tỏ dòng điện đi qua được chất khí.
 
Đáp án: D
 
22.11. Dòng điện chạy qua đèn nào dưới đây làm phát sáng chất khí?.

A. Đèn LED (điôt phát quang).
B. Đèn dây tóc đui cài.
C. Đèn dây tóc đui xoáy.
D. Đèn của bút thử điện.
 
Hướng dẫn giải:
 
Dòng điện chạy qua đèn của bút thử điện làm phát sáng chất khí.
 
Đáp án: D
 
22.12. Hãy ghép các dụng cụ cho ở cột bên phải phù hợp với mỗi tác dụng của điện được nêu ở cột bên trái.
 
Tác dụng của dòng điện                                                          Dụng cụ điện
 
1. Làm vật dẫn nóng lên đến nhiệt độ                             a) Ấm điện, nồi cơm điện, bàn là
cao và phát sáng                                                          b) Bóng đèn dây tóc
2. Làm nóng chảy đoạn dây dẫn và                                c) LED
ngắt mạch điện kịp thời.                                                d) Bóng đèn hút thử điện
3. Khi đi qua theo một chiều nhất định                             e) Cầu chì
thì đèn phát sáng.
4. Làm nóng dây dẫn để tạo thành các nguồn tỏa nhiệt.
 
Hướng dẫn giải:
 
1. – b; 2. -  e; 3. – c ;  4. - a.
 
MỘT SỐ BÀI TẬP VẬN DỤNG
 
Bài 22.1: Tại sao cùng một thời gian thắp sáng như nhau mà bóng đèn tròn mau nóng hơn bóng đèn dài (neon)?.
 
Bài 22.2: Tại sao sợi dây tóc trong bóng đèn tròn thường được làm từ vônfram.
 
Bài 223: cầu chì hoạt động dựa trên tác dụng nào của dòng điện?
 
A. Tác dụng nhiệt.
B. Tác dụng phát sáng.
C. Tác dụng nhiệt và phát sáng.
D. Một tác dụng khác.
 
Bài 22.4: Có ba bóng đèn y hệt nhau ở trong cùng một phòng và ba công tắc của chúng nằm ở ngoài phòng. Đố em làm cách nào để có thể biết được công tắc nào là của đèn nào mà chỉ bằng một lần đi từ chỗ gắn công tắc đến nơi có bóng đèn?.
 
Bài 22.5. Tại sao trong văn phòng làm việc nếu càng nhiều các thiết bị điện hoạt động cùng lúc thì căn phòng sẽ nóng lên rất nhiều?.
 
GIẢI VÀ ĐÁP SỐ BÀI TẬP VẬN DỤNG
 
Bài 22.1: Bóng đèn tròn hoạt động trên nguyên tắc dòng diện chạy qua sợi dây tóc bóng đèn làm cho sợi dây tóc bị nóng lên. Và khi sợi dây tóc nóng lên đến nhiệt độ cao nó sẽ phát sáng. Còn bóng đèn dài hoạt động dựa trên nguyên tắc phóng điện trong chất khí. Khi có dòng điện xuất hiện giữa hai cực của bóng đèn lập tức có sự phóng điện làm cho các chất khí phát sáng, do đó mà bóng đèn dài lâu bị nóng hơn .
 
Bài 22.2: Trong bóng đèn tròn khi phát sáng thì dây tóc nhiệt độ khoảng 2500°c. Vì vậy, để dây tóc không đứt, người ta thường dùng loại dây vônfram. Vật liệu này có nhiệt độ nóng chảy rất cao (khoảng 3740°C). Ngoài ra thì sợi vônfram cũng phát sáng rất tốt.
 
Bài 22.3: cầu chì hoạt động dựa trên tác dụng nhiệt của dòng điện .
 
Đáp án: A
 
Bài 22.4: Bật công tắc thứ nhất thì bóng đèn thứ nhất sẽ sáng và nóng lên. Đợi trong khoảng 5 phút rồi tắt công tắc đó và bật tiếp công tắc thứ 2 sau đó đi qua phòng bên. Bóng đèn còn sáng là bóng đèn thứ 2. Trong 2 bóng đã tắt có một bóng nóng hơn chính là bóng đèn của công tắc thứ nhất. Và bóng còn lại 1 bóng của công tắc thứ 3 .
 
Bài 22.5: Hầu như thiết bị điện nào cũng có điện trở, vì vậy khi có dòng điện chạy qua chúng thường tỏa ra năng lượng hao phí dưới dạng nhiệt năng. Càng nhiều thiết bị điện khi hoạt động cùng một lúc thì lượng nhiệt toả ra cũng nhiều hơn sẽ làm phòng nóng lên nhiều hơn.