BÀI 14. TỪ TRƯỜNG

PHẦN I. HỆ THỐNG CÂU HỎI, BÀI TẬP TRONG SGK

KHỞI ĐỘNG

Ta đã biết nam châm và dòng điện đều tác dụng lực lên kim nam châm. Vậy xung quanh dòng điện có tồn tại từ trường không? Tính chất cơ bản của từ trường là gì? Từ trường được biểu diễn như thế nào?

I. TƯƠNG TÁC TỪ

Hoạt động 1: Khi đưa hai cực cùng tên hay khác tên của một nam châm thẳng và kim nam châm lại gần nhau (Hình 14.1) thì chúng đẩy nhau hay hút nhau?

Hoạt động 2: Khi cho dòng điện chạy qua dây dẫn ta thấy kim nam châm lệch một góc so với phương ban đầu (Hình14.2). Dự đoán điều gì xảy ra nếu ta đổi chiều dòng điện qua dây dẫn. Trong thí nghiệm này, kim nam châm có tác dụng lực lên dòng điện không?

Hoạt động 3: Khi cho dòng điện chạy qua hai tấm kim loại mỏng, nhẹ như ở Hình 14.3, ta thấy hai tâm kim loại đẩy nhau. Hãy dự đoán hiện tượng xảy ra nếu dòng điện qua hai tấm kim loại cùng chiều.

II. TỪ TRƯỜNG

Hoạt động: Hãy mô tả một thí nghiệm khảo sát lực từ do nam châm tác dụng lên dòng điện.

III. ĐƯỜNG SỨC TỪ 

Hoạt động 1: Thí nghiệm 1

Thực hiện các yêu cầu sau:

1. Nhận xét hình ảnh sự phân bố mạt sắt ở khoảng giữa của hai nam châm thẳng Hình 14.4b và ở khoảng giữa của hai nam châm thẳng Hình 14.4c.

2. Nhận xét về hình ảnh sự phân bố mạt sắt ở giữa hai cực của nam châm hình chữ U. Từ đó có thể rút ra kết luận gì về từ trường trong khoảng giữa hai cực của nam châm hình chữ U.

Hoạt động 2: Thí nghiệm 2

Thực hiện các yêu cầu sau:

1. Mô tả hình ảnh sự phân bố mạt sắt phân bố xung quanh dòng điện thẳng.

2. Nhận xét về hình ảnh sự phân bố mạt sắt bên trong ống dây và bên ngoài ống dây.

3. So sánh hình ảnh và sự phân bố mạt sắt ở bên ngoài ống dây với hình ảnh đường sức từ của nam châm thẳng.

Câu hỏi: Đặt một kim nam châm nhỏ trên mặt phẳng vuông góc với dòng điện thẳng. Khi cân bằng, kim nam châm nằm ở vị trí như Hình 14.11. Hãy xác định chiều của dòng điện chạy qua dây dẫn.

Em có thể: Giải thích được nguyên tắc hoạt động của la bàn. Nêu được ứng dụng của nam châm trong cuộc sống như tàu đệm từ, nam châm điện.

PHẦN 2. 5 PHÚT TRẢ LỜI CÂU HỎI, BÀI TẬP TRONG SGK

KHỞI ĐỘNG

Đáp án: - Xung quanh dòng điện có tồn tại từ trường.

- Tính chất: gây ra lực từ tác dụng lên một nam châm hay một dòng điện đặt trong nó.

- Biểu diễn: đường sức từ và mật độ đường sức từ.

I. TƯƠNG TÁC TỪ

Đáp án HĐ1: Hình 14.1 b: đẩy nhau; Hình 14.1 c: hút nhau

Đáp án HĐ2: Đổi chiều dòng điện, kim nam châm sẽ lệch về phía ngược lại. Trong thí nghiệm này, kim nam châm không tác dụng lực lên dòng điện.

Đáp án HĐ3: Hai tấm kim loại sẽ hút nhau

II. TỪ TRƯỜNG

Đáp án HĐ:

Chuẩn bị: 1 nguồn điện, 1 ampe kế, dây dẫn điện, giá đỡ, thước kẻ, 1 nam châm, 1 khoá K. 

Tiến hành:

- Lắp ráp mạch điện theo sơ đồ như sau:

- Đóng khoá K.

- Đưa nam châm lại gần dây dẫn. Quan sát và ghi lại.

- Thay đổi chiều của dòng điện. Quan sát và ghi lại.

- Thay đổi vị trí của nam châm so với dây dẫn. Quan sát và ghi lại.

- Xử lí số liệu và vẽ đồ thị, tính toán kết quả

III. ĐƯỜNG SỨC TỪ 

Đáp án HĐ1: 

1. - Hình 14.4b: tập trung hai đầu cực và khoảng giữa thưa dần. 

- Hình 14.4c: tập trung ở phần tiếp xúc giữa hai nam châm và thưa dần ra xa

2. - Tập trung hai đầu cực, và phân bố thưa dần khi đi từ hai đầu cực ra xa.

Kết luận về từ trường:

- Mạnh nhất ở hai đầu cực của nam châm.

- Yếu dần, thưa dần khi đi từ hai đầu cực ra xa.

- Gần như không có ở khu vực giữa hai đầu cực.

Đáp án HĐ2:

1. - Tập trung thành các vòng tròn đồng tâm xung quanh dây dẫn.

- Nhiều và dày khi gần dây dẫn và thưa hơn khi xa dây dẫn.

2. - Bên trong: tập trung thành các đường thẳng song song với nhau, đi từ đầu bên này sang đầu bên kia.

- Bên ngoài: tập trung thành các đường cong, bao quanh ống dây, và tập trung nhiều ở hai đầu ống.

3. Giống với hình ảnh đường sức từ của nam châm thẳng. 

Đáp án CH:Chiều của dòng điện đi từ trên xuống dưới.

Đáp án: Nguyên tắc: hoạt động dựa trên tính chất từ của Trái Đất. 

Khi đặt la bàn trên mặt phẳng nằm ngang thì kim nam châm sẽ tự định hướng theo hướng Bắc – Nam của Trái Đất. Cực Bắc của kim nam châm luôn hướng về cực Bắc của Trái Đất.

Ứng dụng: loa điện, micro,…