Xem thêm các sách tham khảo liên quan:
Giải Sách Bài Tập Vật Lí 9 – Bài 24: Từ trường của ống dây có dòng điện chạy qua 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:
a] Đầu B của thanh nam châm là cực Bắc hay cực Nam?
b] Sau đó có hiện tượng gì xảy ra với thanh nam châm?
c] Nếu ngắt công tắc K, thanh nam châm sẽ ra sao? Giải thích?
Lời giải:
a] Đầu B của thanh nam châm là cực Nam.
Theo hình vẽ thì chiều dòng điện đi từ cực dương sang cực âm tức là đi từ P sang Q, theo quy tắc nắm tay phải thì ta xác định được đầu Q của thanh nam châm là cực Bắc [N], nên ban đầu khi đóng khóa K thì thanh nam châm bị đẩy chứng tỏ đầu A của thanh nam châm là cực Bắc [N] còn đầu B của thanh nam châm là cực nam [S].
b] Thanh nam châm xoay đi và đầu B [cực Nam] của nó bị hút về phía đầu Q [cực Bắc] của cuộn dây.
c] Ngắt công tắc K: Ống dây không có dòng điện đi qua, khi đó ống dây không còn là một nam châm nữa. Thanh nam châm sẽ xoay trở lại, nằm dọc theo hướng Nam – Bắc như khi chưa có dòng điện. Bởi vì bình thường, thanh nam châm tự do khi đã đứng cân bằng luôn chỉ hướng Nam – Bắc
a] Nếu dòng điện chạy trong cuộn dây có chiều như trên hình vẽ thì hai cuộn dây hút nhau hay đẩy nhau?
b] Nếu đổi chiều dòng điện của một trong hai cuộn thì tác dụng của chúng có gì thay đổi?
Lời giải:
a] Nếu dòng điện chạy trong cuộn dây có chiều như trên hình vẽ, tức là hai dòng điện cùng chiều nhau. Theo quy tắc nắm bàn tay phải thì hai mặt đối diện của chúng là hai từ cực khác tên nhau nên hai cuộn dây hút nhau.
b] Nếu đổi chiều dòng điện của một trong hai cuộn dây thì hai dòng điện sẽ ngược chiều nhau. Theo quy tắc nắm bàn tay phải thì hai mặt đối diện của chúng là hai từ cực cùng tên nhau nên hai cuộn dây đẩy nhau.
a] Nếu dòng điện chạy qua cuộn dây B có chiều được đánh dấu như hình vẽ thì kim chỉ thị quay sang bên phải hay bên trái?
b] Hai chốt của điện kế này có cần đánh dấu dương, âm hay không?
Lời giải:
a] Dòng điện qua ống dây B có chiều như hình vẽ thì áp dụng quy tắc nắm bàn tay phải ta được đường sức từ trong ống dây hướng thẳng đứng lên trên. Cức Bắc của nam châm luôn quay theo chiều đường sức của từ trường ngoài nên bị đẩy lên → Kim chỉ thị quay sang bên phải.
b] Hai chốt của diện kế này không cần đánh dấu âm, dương
b] Xác định chiều của dòng điện chạy trong cuộn dây ở hình 24.4 SBT.
Lời giải:
a] Cực Bắc của kim nam châm.
Vì trong trường hợp a thì theo quy tắc nắm tay phải ta xác định được đầu B của nam châm điện là cực Nam [S] nên kim nam châm có đầu hướng vào nam châm điện là cực Bắc [N]. [hình 24.4a’]
b] Dòng điện có chiều đi vào ở đầu dây C.
Vì trong trường hợp b thì qua hình vẽ ta xác định được đầu D của nam châm điện là cực Bắc [N] còn đầu C của nam châm điện là cực Nam [S]. Theo quy tắc nắm tay phải thì ta xác định được chiều dòng điện đi từ C đến D. [hình 24.4b’]
Lời giải:
Đầu A của nguồn điện là cực dương.
Ta biết được tên các từ cực nên xác định được chiều của đường sức từ và vận dụng quy tắc nắm tay phải là biết ngay chiều của dòng điện từ đó xác định được đầu A là cực dương của nguồn điện.
A. Là những đường thẳng song song, cách đều nhau và vuông góc với trục ống dây
B. Là những đường tròn cách đều nhau và có tâm nằm trên trục ống dây
C. Là những đường thẳng song song, cách đều nhau và hướng từ cực Bắc đến cực Nam của ống dây
D. Là những đường thẳng song song, cách đều nhau và hướng từ cực Nam đến cực Bắc của ống dây
Lời giải:
Chọn D. Là những đường thẳng song song, cách đều nhau và hướng từ cực Nam đến cực Bắc của ống dây.
A. Chiều của dòng điện trong ống dây
B. Chiều của đường sức từ tác dụng lên nam châm thử
C. Chiều của lực từ tác dụng lên cực Bắc của nam châm thử đặt ở ngoài ống dây
D. Chiều của lực từ tác dụng lên cực Bắc của nam châm thử đặt trong lòng ống dây
Lời giải:
Chọn D. Chiều của lực từ tác dụng lên cực Bắc của nam châm thử đặt trong lòng ống dây
A. Vì ống dây cũng tác dụng lực từ lên kim nam châm.
B. Vì ống dây cũng tác dụng lực từ lên kim sắt
C. Vì ống dây cũng có hai cực từ như thanh nam châm
D. Vì một kim nam châm đặt trong lòng ống dây cũng chịu tác dụng của một lực từ giống như khi đặt trong lòng nam châm
Lời giải:
Chọn C. Vì ống dây cũng có hai cực từ như thanh nam châm
A. Quy tắc bàn tay phải
B. Quy tắc bàn tay trái
C. Quy tắc nắm tay phải
D. Quy tắc ngón tay phải
Lời giải:
Chọn C. Quy tắc nắm tay phải
Học phần lý 9 luôn làm cho các em thấy hoang mang bởi độ phủ rộng của nhiều kiến thức. Làm thế nào để có thể nắm rõ hết thông tin và khái niệm liên quan luôn là điều các em quan tâm. Bởi thế, chúng tôi muốn mang đến một bài viết chia sẻ bổ ích về đường sức từ. Đây là gì? Tính chất của đường sức từ là gì bạn có biết? Nếu muốn tìm hiểu, cùng đọc ngay bài viết dưới đây của chúng tôi nhé. Chắc chắn những thông tin liên quan mà chúng tôi mang đến sẽ làm cho các bạn thấy hài lòng. Cùng bắt đầu tìm hiểu ngay thôi!
Đường sức qua nam châm chữ U
Định nghĩa về đường sức từ
Định nghĩa về đường sức từ được giải thích không có gì quá khó hiểu. Đây là những đường được vẽ ở trong không gian có từ trường. Chúng đáp ứng điều kiện tiếp tuyến tại mỗi điểm sẽ có hướng trùng với hướng của từ trường nằm tại điểm đó.
Quy tắc nắm tay xác định chiều của đường sức từ như thế nào?
Một trong những quy tắc để xác định đường sức từ chính là quy tắc nắm bàn tay phải. Thực hiện thao tác này không có gì quá khó khăn. Khi thực hiện, các em hãy để bàn tay phải sao cho ngón tay cái nằm dọc theo dây dẫn, chỉ vào chiều của dòng điện. Lúc này, các ngón tay khum lại chính là chiều đường sức từ.
Từ phổ là gì?
Bên cạnh đường sức từ thì từ phổ cũng là một khái niệm được nhiều người quan tâm. Từ phổ chính là một hình ảnh trực quan mô tả từ trường. Ta có thể thu được từ phổ bằng nhiều cách khác nhau. Ví dụ, rắc mạt sắt lên tấm bìa được đặt trong từ trường rồi gõ nhẹ. Lúc này, các mạt sắt sẽ tự sắp xếp ở bên trên của tấm bìa.
Ngoài ra, bên trong từ trường của các thanh nam châm, các mạt sắt sẽ tự xếp thành những đường cong. Chúng nối từ cực này sang đến cực kia của nam châm. Khi đi càng xa nam châm, những đường sức này sẽ càng thưa dần.
Từ đó rút ra được kết luận: Nơi nào có mạt sắt dày thì sẽ thấy có từ trường mạnh. Còn nơi nào có mạt sắt thưa thì sẽ thấy có từ trường yếu.
Một số ví dụ về đường sức từ
Nếu đi qua nam châm hình chữ U
Bên ngoài của nam châm, những đường sức từ sẽ là những đường cong. Chúng có hình dạng đối xứng đi qua trục của thanh nam châm chữ U. Ngoài ra, chiều cả chúng sẽ là đi vào cực Nam và đi ra từ cực Bắc.
Khi đến càng gần đầu của thanh nam châm, đường sức sẽ càng mau hơn. Điều này đồng nghĩa với việc từ trường sẽ càng mạnh hơn.
Ngoài ra, đường sức của từ trường ở trong khoảng không gian giữa hai cực nam châm sẽ là những đường thẳng. Chúng song song và cách đều nhau. Người ta gọi từ trường trong khu vực đó là từ trường đều.
Nếu đi qua nam châm thẳng
Đối với trường hợp đường sức từ đi qua nam châm thẳng. Ở bên ngoài nam châm, chúng sẽ có hình dạng những đường cong. Đây là hình dạng đối xứng qua các trục của thanh nam châm. Ngoài ra, chúng có chiều đi từ cực Bắc và đi vào từ cực Nam.
Các đường sức sẽ càng mau hơn nếu càng gần đến với những thanh nam châm. Điều này có nghĩa là từ trường sẽ càng mạnh hơn.
Tính chất của đường sức từ là gì?
Nhắc đến tính chất của đường sức từ, chúng có 3 tính chất như sau. Đầu tiên, qua mỗi điểm ở trong không gian chỉ có thể vẽ được một đường sức. Thứ hai, các đường sức là những đường cong. Chúng khép kín hoặc là vô hạn ở cả hai đầu. Ngoài ra, chiều của các đường sức từ sẽ tuân theo quy tắc xác định như trên.
Trái đất là một nam châm cực lớn
Liên hệ với thực tế
Trái đất được coi là một nam châm khổng lồ, chúng có từ trường rất mạnh. Lý do là bởi sự chuyển động mạnh của các chất dẫn điện lỏng nằm ở bên trong lòng đất.
Nhờ có lớp từ trường này, trái đất tạo nên một lớp rào chắn. Đây là thứ có tác dụng bảo vệ và chống lại được bão từ Mặt trời.
Lớp từ trường này rất có ích đối với trái đất. Chúng giúp trái đất không phải hứng chịu các hạt mang điện có hại từ mặt trời. Điều này giúp bảo vệ sự sống của trái đất bởi nếu bị nhiễm các hạt này, sự sống không thể tồn tại được nữa.
Bài tập và lời giải thông tin liên quan
Dưới đây là một số bài tập và lời giải có liên quan đến đường sức từ. Bạn hãy tham khảo để biết được cách làm nhanh nhất nhé.
Bài tập
Bài 2 trang 124 sách giáo khoa Vật lý 11
Phát biểu lại định nghĩa của đường sức từ?
Bài 3 trang 124 sách giáo khoa Vật lý 11
So sánh những tính chất của đường sức điện và đường sức từ
Bài 8 trang 124 sách giáo khoa Vật lý 11
Có hai kim nam châm nhỏ được đặt ở xa dòng điện và các nam châm khác. Các đường nối giữa hai trọng tâm của chúng thường nằm theo hướng Nam Bắc. Khi chúng cân bằng, hướng của hai kim nam châm này sẽ như thế nào?
Chiều đường sức như thế nào?
Đáp án
Bài 2 trang 124 sách giáo khoa Vật lý 11
Có thể thấy, đường sức từ là những đường cong được vẽ bên trong không gian có từ trường. Chúng có tiếp tuyến tại mỗi điểm có hướng trùng với hướng của từ trường ở tại điểm đó.
Bài 3 trang 124 sách giáo khoa Vật lý 11
So sánh cần phải chỉ ra được điểm giống nhau và điểm khác nhau.
Điểm giống nhau:
- Qua mỗi điểm ở bên trong không gian nơi mà có điện trường, ta chỉ có thể vẽ được một đường sức điện. Ngoài ra, cũng qua mỗi điểm ở trong không gian có từ trường, ta vẽ được một đường sức từ.
- Quy ước của hai đường sức đều giống nhau. Nơi nào có từ trường mạnh hoặc điện trường mạnh thì đường sức sẽ dày hơn. Còn nơi nào có từ trường yếu hoặc điện trường yếu thì đường sức sẽ thưa hơn.
Điểm khác nhau:
- Đường sức điện thông thường không khép kín. Chúng bắt đầu xuất phát từ điện tích dương và sẽ kết thúc ở điện tích âm. Ngoài ra, trường hợp chỉ có điện tích dương hoặc điện tích âm, chúng sẽ bắt đầu hoặc kết thúc ở vô cực. Chiều của đường sức điện sẽ hướng vào vật nhiễm điện âm. Chúng hướng ra từ vật nhiễm điện dương.
- Đường sức từ thông thường là những đường cong khép kín hoặc chúng vô hạn ở hai đầu. Ngoài ra, chiều của đường sức này tuân theo quy tắc nắm bàn tay phải hoặc còn gọi là quy tắc ra Bắc vào Nam.
Bài 8 trang 124 sách giáo khoa Vật lý 11
Nếu như từ trường của trái đất mạnh hơn từ trường của kim nam châm, ta thấy kim nam châm sẽ chịu tác dụng của từ trường trái đất. Do đó, các kim nam châm sẽ được sắp xếp lần lượt theo hướng từ Nam đến Bắc.
Ngoài ra, nếu như từ trường của trái đất yếu hơn từ trường của kim nam châm thì hai kim nam châm sẽ xếp chồng lên nhau. Khi đó, cực bắc của nam châm này sẽ hút cực nam của nam châm kia.
Thông tin đường sức từ qua nam châm
Trên đây là những thông tin mà chúng tôi mang đến cho bạn đọc về đường sức từ. Đây đều là những thông tin cần thiết và phù hợp với những kỳ thi có môn Vật Lý. Do đó dù bạn học theo chương trình cơ bản hay chương trình nâng cao, bạn cũng nên biết những kiến thức này nhé. Đừng quên giúp chúng tôi chia sẻ bài viết tới những người xung quanh để thêm nhiều người biết những thông tin này nhé. Ngoài ra, chúng tôi khuyến khích bạn đọc thêm bài viết về ứng dụng của nam châm. Rất nhiều người đã tìm hiểu và cảm thấy cực thích thú với chia sẻ này.