PHẦN 1: LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM

I – Tác dụng nhiệt

Khi có dòng điện chạy qua, vật dẫn điện sẽ nóng lên. Đây chính là tác dụng nhiệt của dòng điện.

Thí nghiệm minh hoạ: Mắc sợi dây hợp kim Nicrom (Ni-Cr) vào mạch điện, đặt vài mảnh giấy nhỏ lên dây. Khi đóng công tắc, dòng điện chạy qua dây Nicrom → dây nóng lên → các mảnh giấy nám đen, để lâu sẽ cháy đứt và rơi xuống. Điều đó chứng tỏ dòng điện có tác dụng làm nóng vật dẫn.

Ứng dụng trong đời sống: bàn là điện, ấm đun nước điện, bếp điện, quạt sưởi, máy sấy tóc, nồi cơm điện, lò nướng điện,…

Lưu ý quan trọng:

• Đèn sợi đốt cũng ứng dụng tác dụng nhiệt: dòng điện làm dây tóc (vonfram) nóng đến nhiệt độ rất cao → phát sáng. Tuy nhiên, phần lớn điện năng bị chuyển thành nhiệt → đèn sợi đốt rất tốn điện.
• Cầu chì hoạt động dựa trên tác dụng nhiệt: khi dòng điện quá lớn chạy qua, dây chì nóng chảy → tự ngắt mạch để bảo vệ thiết bị.

Không phải mọi đèn điện đều phát sáng nhờ tác dụng nhiệt. Đèn LED và đèn huỳnh quang phát sáng theo nguyên lí khác, không cần đốt nóng dây tóc.

II – Tác dụng phát sáng

Dòng điện có thể làm cho các loại đèn phát sáng. Đây là tác dụng phát sáng của dòng điện.

Thí nghiệm minh hoạ với đèn LED: Mắc đèn LED đúng chiều (cực dương đèn nối với cực dương nguồn, cực âm đèn nối với cực âm nguồn) → đèn phát sáng. Nếu đảo ngược hai đầu dây → đèn không sáng vì đèn LED chỉ cho dòng điện đi qua theo một chiều nhất định.

Đặc điểm của đèn LED:

• Rất tiết kiệm điện năng so với đèn sợi đốt vì nhiệt toả ra không đáng kể.
• Tuổi thọ rất lớn, có thể lên đến 100.000 giờ.
• Ứng dụng: chiếu sáng, trang trí, đèn báo trên các thiết bị điện tử, và cả trong y học (trị mụn, trị vàng da sơ sinh, trẻ hoá da,…).

Một số dụng cụ phát sáng nhờ dòng điện: đèn LED, đèn huỳnh quang, bóng đèn bút thử điện (dòng điện đi qua chất khí bên trong đèn).

Vì sao nên dùng đèn LED thay cho đèn sợi đốt? Vì đèn LED tiết kiệm điện năng hơn rất nhiều, toả nhiệt không đáng kể nên an toàn, tuổi thọ cao, thân thiện với môi trường.

III – Tác dụng hoá học

Khi dòng điện chạy qua dung dịch điện phân (ví dụ dung dịch muối đồng), nó có thể tách các chất ra khỏi dung dịch và bám lên điện cực. Đây là tác dụng hoá học của dòng điện.

Thí nghiệm minh hoạ: Nhúng hai thỏi than vào dung dịch muối copper(II) sulfate ($CuSO_4$), nối hai thỏi than với hai cực của nguồn điện. Khi đóng công tắc, sau vài phút, thỏi than nối với cực âm được phủ một lớp kim loại đồng màu đỏ gạch.

Ứng dụng – Mạ điện:

Mạ điện là quá trình phủ một lớp kim loại lên bề mặt vật cần mạ nhờ tác dụng hoá học của dòng điện. Nguyên tắc:

• Vật cần mạ → nối với cực âm của nguồn điện.
• Kim loại mạ → nối với cực dương của nguồn điện.
• Tất cả được nhúng trong dung dịch muối của kim loại mạ.
• Cho dòng điện chạy qua → kim loại mạ tách ra và phủ lên bề mặt vật cần mạ.

Ví dụ: Để mạ nickel cho vỏ đèn pin → nối vỏ đèn với cực âm, nối tấm nickel với cực dương, nhúng cả hai vào dung dịch muối nickel.

Các ứng dụng khác: sạc pin, nạp điện cho bình ắc-quy, sơn tĩnh điện,…

IV – Tác dụng sinh lí

Dòng điện có thể đi qua cơ thể người và động vật vì trong cơ thể chứa nhiều hợp chất dẫn điện tốt. Khi dòng điện đi qua cơ thể, nó gây ra:

• Co giật các cơ.
• Ngạt thở, tim ngừng đập.
• Tê liệt thần kinh.

Đây gọi là tác dụng sinh lí của dòng điện.

Tác dụng sinh lí – Hai mặt:

An toàn điện: Tuyệt đối không lại gần trạm biến thế, dây điện rơi xuống đường, đặc biệt khi trời mưa (nước mưa và không khí ẩm dẫn điện tốt). Không tiếp xúc trực tiếp với các vật mang điện khi không có đồ bảo hộ cách điện.

TỔNG HỢP 4 TÁC DỤNG CỦA DÒNG ĐIỆN

PHẦN 2: PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÁC DẠNG BÀI TẬP

Dạng 1: Nhận biết tác dụng của dòng điện trong các thiết bị và hiện tượng

Phương pháp:

Đọc kĩ mô tả thiết bị hoặc hiện tượng, đặt câu hỏi: “Dòng điện gây ra hiệu ứng gì?”

• Vật dẫn nóng lên → tác dụng nhiệt.
• Đèn sáng lên → tác dụng phát sáng.
• Tách chất khỏi dung dịch, phủ kim loại lên điện cực → tác dụng hoá học.
• Gây co giật, tê liệt cơ thể sống → tác dụng sinh lí.

Lưu ý: Một thiết bị có thể đồng thời có nhiều tác dụng. Ví dụ: bóng đèn sợi đốt vừa có tác dụng nhiệt (dây tóc nóng lên) vừa có tác dụng phát sáng. Máy sấy tóc có tác dụng nhiệt (làm nóng dây nung) và tác dụng từ (quay động cơ quạt).

Ví dụ 1:

Hãy xác định tác dụng của dòng điện trong các trường hợp sau:

a) Phòng được chiếu sáng bởi bóng đèn điện.

b) Đun nước bằng ấm điện.

c) Là quần áo bằng bàn là điện.

d) Mạ vàng một vật bằng kim loại.

e) Trang trí cây thông bằng đèn LED.

Hướng dẫn giải:

a) Bóng đèn sáng lên → tác dụng phát sáng.

b) Ấm điện làm nóng nước → tác dụng nhiệt.

c) Bàn là làm nóng mặt đế để là phẳng vải → tác dụng nhiệt.

d) Mạ vàng = dùng dòng điện để phủ lớp kim loại vàng lên vật → tác dụng hoá học.

e) Đèn LED sáng lên → tác dụng phát sáng.

Ví dụ 2:

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. Đèn LED.

D. Ruột ấm điện.

Hướng dẫn giải:

• A – Thanh nung nồi cơm điện: chỉ có tác dụng nhiệt (làm nóng), không phát sáng.
• B – Rađiô: phát ra âm thanh, không liên quan trực tiếp đến nhiệt hay phát sáng.
• C – Đèn LED: có tác dụng phát sáng nhưng nhiệt toả ra không đáng kể → chủ yếu là phát sáng.
• D – Ruột ấm điện: chỉ có tác dụng nhiệt.

Câu hỏi tương tự nếu có phương án “bóng đèn dây tóc” thì đó mới là đáp án đúng vì đèn sợi đốt vừa nóng (nhiệt) vừa sáng (phát sáng). Trong các phương án A, B, C, D trên, không có phương án nào thể hiện rõ cả hai tác dụng cùng lúc. Tuy nhiên, nếu đề bài có phương án “bóng đèn điện loại dây tóc” → chọn phương án đó.

Đáp án: A (thanh nung nồi cơm điện khi nóng đỏ cũng phát sáng yếu, nên được xem là có cả hai tác dụng)

Ví dụ 3:

Khi tiến hành thí nghiệm cho dòng điện chạy qua đùi ếch, đùi ếch co lại. Đây là tác dụng nào?

A. Tác dụng hoá học.

B. Tác dụng phát sáng.

C. Tác dụng sinh lí.

D. Tác dụng nhiệt.

Hướng dẫn giải:

Đùi ếch co lại khi có dòng điện đi qua → đây là phản ứng của cơ thể sống (cơ bắp co giật) → tác dụng sinh lí.

Không phải tác dụng nhiệt (vì không nói nóng lên), không phải hoá học (không tách chất), không phải phát sáng.

Đáp án: C ✓

Dạng 2: Xác định phát biểu đúng/sai về tác dụng dòng điện

Phương pháp:

Nắm chắc đặc điểm từng tác dụng, đặc biệt các điểm dễ nhầm:

Ví dụ 1:

Chọn phát biểu sai:

A. Mọi đèn điện phát sáng đều do dòng điện chạy qua làm chúng nóng tới nhiệt độ cao.

B. Bóng đèn bút thử điện phát sáng khi có dòng điện chạy qua chất khí bên trong.

C. Vonfram được dùng làm dây tóc bóng đèn vì là kim loại có nhiệt độ nóng chảy cao.

D. Đèn LED chỉ cho dòng điện đi qua theo một chiều nhất định.

Hướng dẫn giải:

• B – Đúng: đèn bút thử điện phát sáng nhờ dòng điện đi qua chất khí.
• C – Đúng: vonfram có nhiệt độ nóng chảy rất cao (~3422 °C) nên chịu được nhiệt mà không bị chảy.
• D – Đúng: đèn LED là điốt, chỉ cho dòng điện đi qua một chiều.
• A – Sai. Không phải mọi đèn đều phát sáng nhờ bị đốt nóng. Đèn LED phát sáng dựa trên hiệu ứng quang điện của chất bán dẫn, nhiệt toả ra rất ít. Đèn huỳnh quang phát sáng nhờ chất phát quang, không cần đốt nóng dây tóc.

Đáp án: A ✓

Ví dụ 2:

Trong các nhận xét sau, nhận xét nào sai?

A. Máy giặt hoạt động dựa trên tác dụng từ của dòng điện.

B. Rơle tự ngắt hoạt động dựa trên tác dụng nhiệt của dòng điện.

C. Có thể dựa trên tác dụng hoá học để mạ điện.

D. Tác dụng sinh lí chỉ có hại đối với cơ thể.

Hướng dẫn giải:

• A – Đúng: máy giặt có động cơ điện hoạt động nhờ tác dụng từ.
• B – Đúng: rơle nhiệt tự ngắt khi dòng điện quá lớn làm nóng thanh lưỡng kim.
• C – Đúng: mạ điện là ứng dụng điển hình của tác dụng hoá học.
• D – Sai. Tác dụng sinh lí không phải luôn có hại. Trong y học, bác sĩ ứng dụng dòng điện cường độ nhỏ, thích hợp để điện châm chữa bệnh, hoặc sốc điện cấp cứu tim ngừng đập.

Đáp án: D ✓

Dạng 3: Bài tập về ứng dụng tác dụng hoá học – Mạ điện

Phương pháp:

Ghi nhớ nguyên tắc mạ điện:

• Vật cần mạ → nối cực âm (−).
• Kim loại mạ → nối cực dương (+).
• Dung dịch điện phân: muối của kim loại mạ.

Mẹo nhớ: “Âm – mạ, Dương – mạ kim loại” (vật cần mạ nối cực âm, kim loại mạ nối cực dương).

Ví dụ 1:

Để mạ kẽm cho một cuộn dây thép, cách làm nào đúng?

A. Ngâm cuộn dây thép trong dung dịch muối kẽm rồi đun nóng.

B. Nối cuộn dây thép với cực âm, nhúng vào dung dịch muối kẽm, cho dòng điện chạy qua.

C. Ngâm cuộn dây trong dung dịch muối kẽm rồi cho dòng điện chạy qua.

D. Nối cuộn dây thép với cực dương, nhúng vào dung dịch muối kẽm, cho dòng điện chạy qua.

Hướng dẫn giải:

Áp dụng nguyên tắc mạ điện:

• Vật cần mạ = cuộn dây thép → nối với cực âm.
• Dung dịch = muối kẽm ✓.
• Cần cho dòng điện chạy qua (không chỉ ngâm).

→ Phương án A sai (đun nóng không phải mạ điện). Phương án C thiếu bước nối cực. Phương án D sai (nối cực dương thay vì cực âm).

Đáp án: B ✓

Ví dụ 2:

Để mạ bạc cho chiếc hộp bằng đồng, cách làm đúng là:

A. Nối hộp đồng với cực dương, nhúng vào dung dịch muối bạc.

B. Nối hộp đồng với cực âm, nhúng vào dung dịch muối bạc.

C. Nối thỏi bạc với cực âm, nối hộp đồng với cực dương, nhúng trong dung dịch muối bạc.

D. Nối thỏi bạc với cực dương, nối hộp đồng với cực âm, nhúng trong dung dịch muối bạc, cho dòng điện chạy qua.

Hướng dẫn giải:

• Vật cần mạ = hộp đồng → nối cực âm.
• Kim loại mạ = thỏi bạc → nối cực dương.
• Dung dịch = muối bạc ✓.
• Cho dòng điện chạy qua ✓.

Phương án A, C đều sai vì nối sai cực. Phương án B chưa đủ (chỉ có hộp đồng, thiếu thỏi bạc làm cực dương).

Đáp án: D ✓

Dạng 4: Bài tập tự luận – Giải thích hiện tượng thực tế

Phương pháp:

Bước 1: Xác định hiện tượng liên quan đến tác dụng nào của dòng điện.

Bước 2: Vận dụng kiến thức về tác dụng đó để giải thích.

Bước 3: Liên hệ thực tế, nêu bài học an toàn điện (nếu đề yêu cầu).

Ví dụ 1:

Vì sao khi trời mưa gió, không được lại gần dây điện rơi xuống mặt đường?

Hướng dẫn giải:

Dây điện rơi xuống đường vẫn có thể có dòng điện chạy qua. Khi trời mưa, nước mưa và không khí ẩm đều dẫn điện tốt, khiến dòng điện có thể lan truyền trên mặt đường xung quanh chỗ dây điện rơi.

Cơ thể người là vật dẫn điện (chứa nhiều hợp chất dẫn điện), nên nếu đến gần, dòng điện có thể truyền qua cơ thể gây co giật cơ, ngạt thở, tim ngừng đập (tác dụng sinh lí) → rất nguy hiểm, có thể tử vong.

→ Phải tránh xa và báo cho cơ quan điện lực xử lí.

Ví dụ 2:

Một nguồn điện không đánh dấu cực. Làm thế nào để xác định cực dương và cực âm?

Hướng dẫn giải:

Có thể sử dụng đèn LED để xác định.

Cách làm: Mắc mạch điện gồm nguồn điện, đèn LED và điện trở bảo vệ. Thử nối đèn LED với hai cực của nguồn.

• Nếu đèn LED sáng → cực dương của đèn đang nối với cực dương của nguồn, cực âm của đèn nối với cực âm của nguồn. Ta xác định được cực của nguồn.
• Nếu đèn không sáng → đảo ngược hai đầu dây. Khi đèn sáng, xác định cực như trên.

Giải thích: Đèn LED là điốt phát quang, chỉ cho dòng điện đi qua theo một chiều nhất định. Dựa vào tính chất này, ta sử dụng đèn LED như một “dụng cụ thử” để phân biệt cực dương và cực âm.

Ví dụ 3:

Trong y học, tác dụng nào của dòng điện được sử dụng để châm cứu chữa bệnh? Nêu nguyên tắc.

Hướng dẫn giải:

Trong y học sử dụng tác dụng sinh lí của dòng điện có cường độ nhỏ, thích hợp để châm cứu chữa bệnh. Phương pháp này gọi là điện châm.

Nguyên tắc: Các điện cực được nối với các huyệt trên cơ thể. Khi cho dòng điện cường độ nhỏ đi qua, nó kích thích các huyệt hoạt động → tăng sức đề kháng, giảm đau, hỗ trợ điều trị một số bệnh.

Bài học rút ra: Tác dụng sinh lí không phải luôn có hại. Khi được kiểm soát đúng cường độ và thời gian, dòng điện có thể phục vụ mục đích chữa bệnh.

PHẦN 3: SƠ ĐỒ TƯ DUY

BÀI 23: TÁC DỤNG CỦA DÒNG ĐIỆN

1. TÁC DỤNG NHIỆT

• Vật dẫn nóng lên khi có dòng điện chạy qua
• Ứng dụng: bàn là, ấm điện, bếp điện, nồi cơm điện, quạt sưởi, lò nướng, cầu chì
• Đèn sợi đốt: dây tóc vonfram nóng → phát sáng (vừa nhiệt vừa sáng)

2. TÁC DỤNG PHÁT SÁNG

• Dòng điện làm đèn phát sáng
• Đèn LED: chỉ cho dòng điện đi qua một chiều, tiết kiệm điện, tuổi thọ cao (~100.000 giờ)
• Đèn huỳnh quang: chất phát quang phủ bên trong phát sáng
• Bóng đèn bút thử điện: dòng điện qua chất khí
• Ứng dụng: chiếu sáng, trang trí, thiết bị điện tử, y học

3. TÁC DỤNG HOÁ HỌC

• Dòng điện qua dung dịch điện phân → tách chất khỏi dung dịch → bám lên điện cực
• Thí nghiệm: dung dịch $CuSO_4$ → đồng bám lên thỏi than nối cực âm
• Ứng dụng mạ điện:
  • Vật cần mạ → cực âm (−)
  • Kim loại mạ → cực dương (+)
  • Dung dịch: muối của kim loại mạ
• Ứng dụng khác: sạc pin, nạp ắc-quy

4. TÁC DỤNG SINH LÍ

• Dòng điện qua cơ thể → co giật cơ, ngạt thở, tim ngừng đập, tê liệt thần kinh
• Mặt có hại: điện giật nguy hiểm tính mạng
• Mặt có lợi: sốc điện cấp cứu tim, điện châm chữa bệnh
• An toàn: không lại gần dây điện rơi, trạm biến thế; cẩn thận khi dùng thiết bị điện gia đình

Cô Trần Thị Thanh Thảo

(Người kiểm duyệt, ra đề)

Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Khoa Học Tự Nhiên THCS

Trình độ: Cử nhân Sư phạm KHTN, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ Tin học, Ngoại ngữ B1

Kinh nghiệm: 6+ năm kinh nghiệm tại Trường THCS Nguyễn Siêu