CHƯƠNG IV. TỪ TRƯỜNG
Bài 19. TỪ TRƯỜNG
A. TÓM TẮT LÍ THUYẾT
I. Nam châm
.png)
- Loại quặng sắt có khả năng hút được sắt vụn gọi là nam châm.
- Vật liệu dùng để làm nam châm thường là các chất (hoặc là các hợp chất của chúng): sắt, niken, côban, mangan, gađolinium, disprôsium.
- Trên một nam châm, có những miền hút sắt vụn mạnh nhất: đó là các cực của nam châm. Mỗi nam châm bao giờ cũng có hai loại cực phân biệt được đặt tên là cực Nam và cực Bắc, kí hiệu là S (South) và N (North).
- Hai cực của hai nam châm đặt gần nhau sẽ đẩy nhau khi chúng cùng tên và hút nhau khi chúng khác tên. Lực tương tác đó được gọi là lực từ và các nam châm được gọi là có từ tính.
II. Từ tính của dây dẫn có dòng điện
Giữa hai dây dẫn có dòng điện (gọi tắt là hai dòng điện), giữa hai nam châm, giữa một dòng điện và một nam châm đều có lực tương tác; những lực tương tác ấy gọi là lực từ. Ta cũng nói dòng điện, nam châm... có từ tính.
III. Từ trường
- Xung quanh một dòng điện hay một nam châm tồn tại một từ trường. Chính từ trường này đã gây ra lực từ tác dụng lên một dòng điện khác hay một nam châm khác đặt trong đó.
- Từ trường là một dạng vật chất tồn tại trong không gian mà biểu hiện cụ thể là sự xuất hiện của lực từ tác dụng lên một dòng điện hay một nam châm đặt trong đó.
- Người ta quy ước hướng của từ trường tại một điểm là hướng Nam-Bắc của kim nam châm nhỏ nằm cân bằng tại điểm đó.
IV. Đường sức từ
Đường sức từ là những đường vẽ ở trong không gian có từ trường, sao cho tiếp tuyến tại mỗi điểm có hướng trùng với hướng của từ trường tại điểm đó.
Người ta cũng quy ước chiều của đường sức từ tại một điểm là chiều của từ trường tại điểm đó.
.png)
Có thể quan sát hình dạng của những đường sức từ bằng thí nghiệm từ phổ. Hình ảnh các mạt sắt sắp xếp trong từ trường gọi là từ phổ.
1. Các ví dụ về đường sức từ
Ví dụ 1: Từ trường của dòng điện thẳng rất dài.
a) Là những đường tròn nằm trong những mặt phẳng vuông góc với dòng điện và có tâm nằm trên dòng điện.
.png)
b) Có chiều được xác định bởi quy tắc nắm tay phải sau đây:
.png)
Để bàn tay phải sao cho ngón cái nằm dọc theo dây dẫn và chỉ theo chiều dòng điện, khi đó các ngón kia khum lại cho ta chiều của các đường sức từ.
Ví dụ 2: Từ trường của dòng điện tròn
- Các đường sức từ của dòng điện tròn có chiều đi vào mặt Nam và đi ra mặt Bắc của dòng điện tròn ấy. Mặt Nam của dòng điện tròn là mặt khi nhìn vào ta thấy dòng điện chạy theo chiều kim đồng hồ, còn mặt Bắc thì ngược lại.
.png)
2. Các tính chất của đường sức từ
Các đường sức từ có những tính chất sau:
a) Qua mỗi điểm trong không gian chỉ vẽ được một đường sức từ.
b) Các đường sức từ là những đường cong khép kín hoặc vô hạn ở hai đầu.
c) Chiều của các đường sức từ tuân theo những quy tắc xác định (quy tắc nắm tay phải, quy tắc vào Nam ra Bắc).
d) Người ta quy ước vẽ các đường sức từ sao cho chỗ nào từ trường mạnh thì các đường sức từ mau và chỗ nào từ trường yếu thì các đường sức từ thưa.
B. MỘT SỐ VẤN ĐỀ CẦN LƯU Ý
1. Hiểu và trình bày được các tương tác giữa nam châm với nam châm, giữa nam châm với dòng điện, giữa dòng điện với dòng điện. Từ đây hiểu thế nào là lực từ, từ tính.
2. Nêu được định nghĩa của từ trường, biết quy ước để xác định hướng của từ trường.
3. Định nghĩa được thế nào là đường sức từ. Nêu được các tính chất của đường sức. Biết được sự tương ứng của đường sức từ với từ phổ.
4. Trình bày được dạng đường sức của dòng điện thẳng rất dài, của dòng điện tròn.
5. Hiểu và trình bày được một số vấn đề liên quan đến từ trường của Trái Đất.
C. ĐỀ BÀI TẬP
Bài 1
Các tương tác sau đây, tương tác nào không phải là tương tác từ
A. Tương tác giữa 2 nam châm.
B. Tương tác giữa hai quả cầu mang điện trái dấu.
C. Tương tác giữa hai dòng điện.
D. Tương tác giữa nam châm và dây dẫn mang dòng điện.
Bài 2
Chọn câu sai trong các câu sau:
A. Từ trường là dạng vật chất tồn tại xung quanh hạt mang điện chuyển động.
B. Hướng của từ trường tại một điểm là hướng Nam - Bắc của kim nam châm nhỏ nằm cân bằng tại điểm đó.
C. Các đường sức từ của dòng điện tròn có chiều đi vào mặt Nam và đi ra mặt Bắc của dòng điện tròn đó.
D. Đường sức của từ trường là những đường cong không kín.
Bài 3
Những điều nào sau đây là không đúng khi nói về nam châm?
A. Mỗi nam châm luôn luôn có 2 cực: cực Nam và cực Bắc.
B. Miền hút sắt mạnh nhất của nam châm là các cực của nam châm.
C. Hai cực của nam châm đẩy nhau khi chúng cùng tên.
D. Hai cực của nam châm hút nhau khi chúng cùng tên.
Bài 4
Trong các hình vẽ đường cảm ứng từ của thanh nam châm thẳng, hình nào đúng?
.png)
A. (1) và (2) đúng
B. (1) và (3) đúng
C. (1) và (4) đúng
D. (2) và (3) đúng
Bài 5
Các hình nào sau đây biểu diễn đúng chiều của đường sức từ của dòng điện tròn?
.png)
A. (1) và (2) đúng
B. (1) và (3) đúng
C. (2) và (3) đúng
D. (2) và (4) đúng
Bài 6
Khi đặt la bàn tại vị trí bất kì nào đó trên mặt đất, kim la bàn định hướng như thế nào? Chọn câu trả lời đúng trong các câu sau:
A. Cực Bắc chỉ hướng Bắc, cực Nam chỉ hướng Nam.
B. Cực Bắc chỉ hướng Nam, cực Nam chỉ hướng Bắc.
C. Kim nam châm có thể chỉ những hướng bất kì.
D. Cả 3 câu trên đều sai.
Bài 7
Chọn câu sai.
A. Đường sức từ là những đường được vẽ sao cho tiếp tuyến tại mỗi điểm có hướng trùng với hướng của từ trường tại điểm đó.
B. Các đường sức của từ trường và điện trường là những đường cong kín.
C. Qua mỗi điểm trong không gian chỉ vẽ được một đường sức từ.
D. Các đường sức từ không bao giờ cắt nhau.
Bài 8
Từ trường của Trái Đất có nguồn gốc từ
A. Mặt Trăng
B. Mặt Trời
C. Chuyển động của Trái Đất
D. Cấu trúc trong lòng Trái Đất
D. HƯỚNG DẪN GIẢI
Bài 1. B
Bài 2. D
Bài 3. D
Bài 4. C
Bài 5. C
Bài 6. A
Bài 7. B
Bài 8. D