BÀI TẬP LIÊN QUAN TỚI NAM CHÂM VÀ TỪ TRƯỜNG A LÍ THUYẾT 1 Nam châm Nam châm là các vật có đặc tính hút sắt, thép, niken, coban Các loại nam châm Nam châm vĩnh cửu và nam châm điện + Nam châm vĩnh cửu[.]
BÀI TẬP LIÊN QUAN TỚI NAM CHÂM VÀ TỪ TRƯỜNG A LÍ THUYẾT Nam châm - Nam châm vật có đặc tính hút sắt, thép, niken, coban… - Các loại nam châm: Nam châm vĩnh cửu nam châm điện + Nam châm vĩnh cửu: vật cấu tạo từ vật liệu từ cứng có khả giữ từ tính khơng bị từ trường, sử dụng nguồn tạo từ trường Hình dạng nam châm thường thấy nam châm thẳng nam châm hình chữ U Mỗi nam châm có hai từ cực: Cực Bắc (N) sơn màu đỏ cực Nam (S) sơn màu xanh màu trắng Khi đặt hai nam châm lại gần chúng hút cực khác tên (hình a), đẩy cực tên (hình b) - Nam châm điện + Nam châm điện có cấu tạo gồm ống dây dẫn có lõi sắt non + Có thể làm tăng lực từ nam châm điện tác dụng lên vật cách tăng cường độ dòng điện qua ống dây tăng số vòng ống dây cho lõi sắt hình dạng thích hợp, tăng khối lượng nam châm Từ trường - Khơng gian xung quanh nam châm, xung quanh dịng điện, có khả tác dụng lực từ lên kim nam châm đặt Ta nói khơng gian có từ trường - Cách nhận biết từ trường: Dùng kim nam châm (gọi nam châm thử) Nơi khơng gian có lực từ tác dụng lên kim nam châm làm kim nam châm lệch khỏi hướng Bắc – Nam nơi có từ trường Đường sức từ - Đường sức từ cho phép ta biểu diễn từ trường - Đặc điểm đường sức từ nam châm thẳng: Người ta quy ước chiều đường sức từ chiều từ cực Nam đến cực Bắc xuyên dọc kim nam châm đặt cân đường sức + Mỗi đường sức từ có chiều xác định Bên nam châm, đường sức từ đường cong, hình dạng đối xứng qua trục nam châm, có chiều từ cực Bắc (N), vào cực Nam (S) nam châm + Càng gần cực (hai đầu) nam châm từ trường mạnh hơn, đường sức từ dày (mau) Càng xa cực (hai đầu) nam châm từ trường yếu, đường sức từ thưa - Đặc điểm đường sức từ nam châm hình chữ U + Mỗi đường sức từ có chiều xác định Bên ngồi nam châm, đường sức từ đường cong, hình dạng đối xứng qua trục nam châm chữ U, có chiều từ cực Bắc (N), vào cực Nam (S) nam châm + Càng gần cực (hai đầu) nam châm từ trường mạnh hơn, đường sức từ dày (mau) Càng xa cực (hai đầu) nam châm từ trường yếu, đường sức từ thưa + Đường sức từ từ trường khoảng không gian hai cực nam châm hình chữ U đường thẳng song song cách Từ trường khu vực từ trường B CÁC DẠNG BÀI TẬP Dạng 1: Xác định từ cực nam châm Phương pháp giải - Cách 1: Căn vào kí hiệu nam châm (chữ ghi nam châm màu sắc) - Cách 2: Nếu nam châm bị kí hiệu, dùng nam châm cịn kí hiệu từ cực để xác định Cho từ cực hai nam châm tương tác với nhau, từ cực tên đẩy nhau, từ cực khác tên hút - Cách 3: Dựa vào chiều đường sức từ định hướng nam châm treo từ trường Trái Đất theo hướng N – B Ví dụ minh họa Ví dụ 1: Chiều đường sức từ nam châm biểu diễn hình vẽ Hãy xác định từ cực nam châm hai đầu Hướng dẫn giải - Dựa theo chiều mũi tên từ hình vẽ ta thấy đường sức từ từ đầu vào đầu nam châm - Đường sức từ có chiều từ cực Bắc (N), vào cực Nam (S) Vậy đầu nam châm cực Nam (S), đầu nam châm cực Bắc (N) Ví dụ 2: Hãy vẽ kim nam châm nằm cân vị trí A, B, C từ trường nam châm thẳng hình vẽ Hướng dẫn giải - Kí hiệu vẽ kim nam châm: Đầu tô màu trắng cực Nam, đầu tô đậm cực Bắc - Khi để kim nam châm nam châm lại gần cực tên đẩy nhau, cực khác tên hút Vì cực Nam (màu trắng) kim nam châm hướng phía cực Bắc nam châm, cực Bắc (màu đen) kim nam châm hướng cực Nam nam châm hình vẽ sau: Dạng 2: Xác định chiều đường sức từ Phương pháp giải - Bước 1: Xác định cực Bắc cực Nam nam châm (dựa theo kí hiệu chữ màu sắc) - Bước 2: Căn vào quy ước chiều đường sức từ từ cực Bắc vào cực Nam nam châm Lưu ý: Chiều đường sức từ hai nam châm cực khác cực để gần biểu diễn hình vẽ sau: Ví dụ minh họa Ví dụ 1: Trên hình có vẽ hai từ cực A, B hai nam châm thẳng đường sức từ chúng A cực Bắc nam châm bên trái Hãy cho biết B cực nam châm bên phải? Hãy vẽ mũi tên chiều đường sức từ Hướng dẫn giải - Các đường sức từ tách rời không nối liền từ cực với từ cực Điều chứng tỏ chúng đường sức từ hai từ cực tên - Đầu A nam châm cực Bắc, đầu B nam châm cực Bắc - Các đường sức từ từ cực Bắc, vào cực Nam nam châm Chiều đường sức từ biểu diễn mũi tên sau: Ví dụ 2: Hình H15.8 mơ tả hình ảnh đường sức từ nam châm chữ U chưa thể chiều đường sức từ Em vẽ thêm mũi tên để biểu diễn chiều đường sức từ Hướng dẫn giải - Dựa theo kí hiệu nam châm: Đầu màu đỏ nam châm cực Bắc (N), đầu màu xanh nam châm cực Nam (S) - Đường sức từ có chiều từ cực Bắc (N), vào cực Nam (S) mơ tả hình vẽ: C BÀI TẬP TỰ LUYỆN C BÀI TẬP TỰ LUYỆN Bài 1: Có hai hịn bi trơng hồn tồn giống hệt Một bi làm đồng bi làm sắt mạ đồng Làm để phân biệt đâu bi đồng đâu bi sắt mạ đồng? Đáp án: Đưa nam châm lại gần hai bi, bi bị nam châm hút hịn bi làm sắt mạ đồng, hịn bi khơng bị nam châm hút hịn bi làm đồng Bài 2: Đường sức từ nam châm thẳng có chiều hình vẽ Hãy cho biết tên từ cực Đáp án: Đầu A nam châm cực Bắc (N), đầu B nam châm cực Nam (S) Bài 3: Hai kim (1) (2) bị hút hai đầu nam châm hình 6.1 Đưa hai đầu cịn lại kim (1) kim (2) lại gần chúng hút hay đẩy nhau? Đáp án: Đưa hai đầu lại kim (1) kim (2) lại gần chúng hút Đầu cịn lại kim (1) cực Bắc, đầu lại kim (2) cực Nam Bài 4: Hình vẽ sau dạng đường sức từ nam châm Hãy vẽ thêm chiều đường sức từ Nếu đặt kim nam châm (có thể quay tự do) vào điểm A, B, C chúng định hướng nào? Minh họa hình vẽ Đáp án: Bài 5: Trên hình có vẽ hai từ cực C, D hai nam châm thẳng đường sức từ chúng C cực Nam nam châm bên trái Hãy cho biết D từ cực nam châm bên phải? Hãy vẽ mũi tên chiều đường sức Đáp án: D cực Bắc Bài 6: Một nam châm A thép B giống hệt hình dạng kích thước Trong cách đặt đây, cách đặt giúp phân biệt nam châm thép? Đáp án: Cách đặt d giúp phân biệt nam châm thép Bài 7: Có số pin để lâu ngày đoạn dây dẫn Nếu khơng có bóng đèn pin để thử, nêu phương án đơn giản dùng kim nam châm để kiểm tra pin sử dụng hay không? Đáp án: Nối dây dẫn với hai cực pin, sau đưa kim nam châm đặt tự trục nhọn lại gần dây dẫn, chờ cho kim nam châm cân bằng, kim nam châm bị lệch khỏi hướng Bắc – Nam ban đầu dây dẫn có dịng điện hay pin cịn sử dụng Bài 8: Có hai nam châm đặt ống thủy tinh hình vẽ Tại nam châm phía lại lơ lửng nam châm phía dưới? Đáp án: Khi hai cực tên hai nam châm gần hai nam châm đẩy nhau, lực đẩy cân với trọng lực làm nam châm lơ lửng Bài 9: Hai thép có hình dạng hồn tồn giống Nếu đưa đầu lại gần đầu mà chúng hút không đẩy nhau, ta kết luận có nam châm, nam châm Có cách để tìm nam châm mà không cần dùng đến vật thứ ba không? Đáp án: Trong nam châm hai từ cực có từ tính mạnh Các phần khác có từ tính yếu phần nam châm có từ tính yếu, coi khơng có từ tính Căn vào tính chất có cách làm sau để tìm khơng có từ tính: Đặt đầu (2) chạm vào phần (1) hình vẽ Nếu (1) bị hút mạnh khơng có từ tính (1) khơng bị hút, (2) khơng có từ tính Bài 10: Trên Trái Đất có nơi mà từ theo phương theo phương Nam? Đáp án: Cực Bắc Trái Đất Bài 11: Một học sinh dùng nam châm xốp mỏng để xác định phương hướng Học sinh làm dựa nguyên tắc nào? Đáp án: - Nguyên tắc: Xung quanh Trái Đất có từ trường, từ trường Trái Đất làm cho kim nam châm định hướng Bắc – Nam - Cách làm: Đặt nam châm lên xốp thả nhẹ để chúng mặt nước (dùng nước chậu để mặt nước yên tĩnh) Sau thời gian ngắn nam châm định hướng Bắc – Nam (tương tự la bàn) Bài 12: Hình vẽ cho biết số đường sức từ nam châm thẳng Hãy dùng mũi tên chiều đường sức từ điểm C, D, E ghi tên cực từ nam châm Đáp án: - Dựa vào kí hiệu vẽ kim nam châm, ta xác định đầu tô màu trắng kim nam châm cực Nam, đầu tô màu đen kim nam châm cực Bắc - Đường sức từ có chiều từ cực Bắc (N), vào cực Nam (S) nam châm Vì chiều đường sức từ điểm C, D, E xác định hình vẽ sau: ... cực (hai đầu) nam châm từ trường mạnh hơn, đường sức từ dày (mau) Càng xa cực (hai đầu) nam châm từ trường yếu, đường sức từ thưa + Đường sức từ từ trường khoảng không gian hai cực nam châm hình... có chiều từ cực Bắc (N), vào cực Nam (S) nam châm + Càng gần cực (hai đầu) nam châm từ trường mạnh hơn, đường sức từ dày (mau) Càng xa cực (hai đầu) nam châm từ trường yếu, đường sức từ thưa -... từ tác dụng lên kim nam châm làm kim nam châm lệch khỏi hướng Bắc – Nam nơi có từ trường Đường sức từ - Đường sức từ cho phép ta biểu diễn từ trường - Đặc điểm đường sức từ nam châm thẳng: Người