Trình bày sự tương tác của các nam châm

TỪ TRƯỜNG

I. Nam châm

- Loại vật liệu có thể hút được sắt vụn gọi là nam châm.

- Trên một nam châm, có những miền hút sắt vụn mạnh nhất, đó là các cực của nam châm. Mỗi nam châm có hai cực: Cực Bắc (kí hiệu là N) và cực Nam (kí hiệu là S).

- Một kim nam châm nhỏ được đặt tự do và có thể quay xung quanh một trục thẳng đứng đi qua trọng tâm của kim nam châm luôn nằm định hướng theo hướng Nam - Bắc.

- Thực nghiệm chứng tỏ rằng, giữa các nam châm có tương tác với nhau thông qua các lực đặt vào các cực: 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.

Trình bày sự tương tác của các nam châm

- Các loại nam châm:

+ Nam châm chữ U

+ Nam châm thẳng

+ Nam châm tròn

+ Nam châm điện

II. Từ tính của dây dẫn có dòng điện

1. Thực nghiệm chứng tỏ rằng, dây dẫn có dòng điện (gọi tắt là dòng điện) cũng có từ tính như nam châm. Cụ thể là:

a) Dòng điện có thể tác dụng lên nam châm;

b) Nam châm có thể tác dụng lực lên dòng điện;

c) Hai dòng điện có thể tương tác với nhau.

2. Kết luận

- Giữa nam châm với nam châm, giữa nam châm với dòng điện, giữa dòng điện với dòng điện có sự tương tác từ.

- Dòng điện và nam châm có từ tính.

III. Từ trường

1. Xung quanh một dòng điện hay một nam châm tồn tại một từ trường. Chính từ trường này đã gây ra lực tác dụng lên một dòng điện khác hay một nam châm khác đặt trong đó.

2. Định nghĩa

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.

3. Hướng của từ trường

- Để phát hiện sự tồn tại của từ trường trong một khoảng không gian nào đó, người ta sử dụng kim nam châm nhỏ, đặt tại những vị trí bất kỳ trong khoảng không gian ấy. Kim nam châm nhỏ, dùng để phát hiện từ trường, gọi là nam châm thử.

- 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 

Để biểu diễn về mặt hình học sự tồn tại của từ trường trong không gian, người ta đưa ra khái niệm đường sức từ.

1. Định nghĩa

- 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.

- Quy ước chiều của đường sức từ tại mỗi điểm là chiều của từ trường tại điểm đó.

- Có thể quan sát hình dạng của những đường sức từ bằng thí nghiệm từ phổ.

2. Các ví dụ về đường sức từ

2.1. Đặc điểm đường sức từ của nam châm thẳng:

- Bên ngoài nam châm, đường sức từ là những đường cong, hình dạng đối xứng qua trục của thanh nam châm, có chiều đi ra từ cực bắc và đi vào cực Nam.

- Càng gần đầu thanh nam châm, đường sức càng mau hơn (từ trường càng mạnh hơn).

2.2. Đặc điểm đường sức từ của nam châm chữ U:

- Bên ngoài nam châm, đường sức từ là những đường cong có hình dạng đối xứng qua trục của thanh nam châm chữ U, có chiều đi ra từ cực Bắc và đi vao cực Nam.

- Càng gần đầu thanh nam châm, đường sức càng mau hơn (từ trường càng mạnh hơn).

- Đường sức từ của từ trường trong khoảng thời gian giữa hai cực của nam châm hình chữ U là những đường thẳng song song cách đều nhau. Từ trường trong khu vực đó là từ trường đều.

2.3. Từ trường của dòng điện thẳng rất dài

a) Các đường sức từ của dòng điện thẳng là những đường tròn nằm trong những mặt phẳng vuông góc với dòng điện và có tâm nằm trên dòng điện.

b) Có chiều được xác định bởi quy tắc nắm tay phải sau đây:

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 các đường sức từ.

2.4. Từ trường của dòng điện tròn

- Các đường sức từ của dòng điện tròn đều có chiều đi vào một mặt và đi ra mặt kia của dòng điện tròn ấy.

+ Đường sức từ ở tâm dòng điện là một đường thẳng vuông góc với mặt dòng điện tròn.

+ Quy ước: 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.

- Các đường sức từ của dòng điện tròn có chiều đi vào mặt Nam và đi ra từ mặt Bắc của dòng điện tròn ấy.

+ Ta có thể dùng quy tắc nắm tay phải để xác định chiều của đường sức từ tại tâm của dòng điện tròn: Khum bàn tay phải sao cho chiều cổ tay đến ngón tay chỉ chiều dòng điện tròn, thì ngón tay cái choãi ra chỉ chiều của đường sức từ đi qua tâm của dòng điện tròn.

+ Người ta có thể dùng quy tắc cái đinh ốc hoặc quy tắc vặn nút chai phải để xác định chiều đường sức từ của từ trường của một số sòng điện dạng đơn giản.

3. 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 yếu thì các đường sức từ thưa.

Sơ đồ tư duy về từ trường

Trình bày sự tương tác của các nam châm

Một vật dụng mà có thể nhiều em đã biết, vật này được chúng ta sử dụng nhiều khi đi biển, vào rừng, sa mạc, hay sử dụng định hướng bay của máy bay, tàu thủy, tàu ngầm, tên lửa, tàu vũ trụ,… đó chính là la bàn. La bàn chính là một trong những ứng dụng của nam châm vĩnh cửu.

  • Trình bày sự tương tác của các nam châm

  • Trình bày sự tương tác của các nam châm

  • Trình bày sự tương tác của các nam châm

  • Trình bày sự tương tác của các nam châm

Vậy nam châm vĩnh cửu là gì? như thế nào gọi là nam châm vĩnh cửu? từ chính của nam châm và sự tương tác của hai nam châm như thế nào? chúng ta sẽ tìm hiểu qua nội dung bài viết dưới đây.

I. Từ tính của nam châm

Bạn đang xem: Nam châm vĩnh cửu là gì? Từ tính của nam châm và sự tương tác giữa hai nam châm – Vật lý 9 bài 21

1. Thí nghiệm về từ tính của nam châm

– Để phát hiện xem một thanh kim loại có phải là nam châm hay không? Ta đưa thanh kim loại lại gần đống vụn sắt. Nếu thanh kim loại hút vụn sắt thì đó là nam châm.

– Đặt kim nam châm trên giá thẳng đứng. Khi đã đứng cân bằng, kim nam châm nằm dọc theo hướng Nam – Bắc.

– Xoay cho kim nam châm lệch khỏi hướng vừa xác định, buông tay thì kim nam châm vẫn chỉ hướng như lúc đầu. Kim nam châm luôn chỉ theo một hướng nhất định.

Trình bày sự tương tác của các nam châm

2. Kết luận

– Bình thường, kim (hoặc thanh) nam châm tự do, khi đã đứng cân bằng luôn chỉ hướng Nam – Bắc.

– Một cực của nam châm (còn gọi là từ cực) luôn chỉ hướng Bắc (được gọi là cực Bắc), còn cực kia luôn chỉ hướng Nam (được gọi là cực Nam).

– Nam châm được sơn màu khác nhau (nhiều khi ghi chữ N và S viết tắt của North và South) để phân biệt các từ cực của nam châm.

– Nam châm hút được sắt, thép, niken, coban,…

⇒ Nam châm vĩnh cửu là nguồn tạo ra từ trường. Nó là vật liệu cứng luôn mang từ tính, từ tính của nó luôn tồn tại trong hầu hết mọi điều kiện và luôn tác động lên các kim loại khác. Vì tính bền vĩnh của từ tính nên nó được gọi là nam châm vĩnh cửu.

II. Tương tác giữa hai nam châm

1. Thí nghiệm về sự tương tác giữa hai nam châm

– Khi đưa từ cực của hai nam châm lại gần nhau ta thấy cực Bắc của kim nam châm bị hút về phía cực Nam của thanh nam châm.

Trình bày sự tương tác của các nam châm
– Đổi đầu của một trong hai nam châm rồi đưa lại gần nhau ta thấy Các cực cùng tên của hai nam châm sẽ đẩy nhau.

2. Kết luận

– Khi đặt hai nam châm gần nhau, các từ cực cùng tên đẩy nhau, các từ cực khác tên hút nhau.

III. Câu hỏi vận dụng

* Câu C5 trang 59 SGK Vật Lý 9: Theo em, có thể giải thích thế nào hiện tượng hình nhân đặt trên xe của Tổ Xung Chi luôn chỉ hướng nam?

* Lời giải:

– Do Tổ Xung Chi đã lắp đặt trên xe một thanh nam châm.

(Tổ Xung Chi là nhà phát minh của Trung Quốc thế kỉ V. Ông đã chế ra xe chỉ nam. Đặc điểm của xe này là dù xe có chuyển động theo hướng nào thì hình nhân đặt trên xe cũng chỉ tay về hướng Nam)

* Câu C6 trang 59 SGK Vật Lý 9: Người ta dùng la bàn (hình 21.4 SGK) để xác định hướng Bắc, Nam. Tìm hiểu cấu tạo của la bàn. Hãy cho biết bộ phận nào của la bàn có tác dụng chỉ hướng. Giải thích. Biết rằng mặt số của la bàn có thể quay độc lập với kim nam châm.

Trình bày sự tương tác của các nam châm
* Lời giải:

Kim nam châm của la bàn là bộ phận chỉ hướng. Tại mọi vị trí trên Trái Đất (trừ ở hai cực) kim nam châm luôn chỉ hướng Nam – Bắc.

* Câu C7 trang 60 SGK Vật Lý 9: Hãy xác định tên từ cực của các nam châm thường dùng trong phòng thí nghiệm (nam châm thẳng, nam châm chữ U, kim nam châm).

* Lời giải:

– Đầu của thanh nam châm có ghi chữ N là cực Bắc, đầu có ghi chữ S là cực Nam.

* Câu C8 trang 60 SGK Vật Lý 9: Xác định tên các từ cực của thanh nam châm trên hình 21.5 SGK.

Trình bày sự tương tác của các nam châm
* Lời giải:

– Cực có ghi chữ N là cực Bắc của thanh nam châm, sát với cực Bắc là cực Nam.

Như vậy qua nội dung này các em biết nam châm vĩnh cửu là gì? sự tương tác giữa hai nam châm xảy ra như thế nào?. Mọi góp ý và thắc mắc các em hãy để lại ý kiến dưới bài viết để Hayhochoi ghi nhận và hỗ trợ, chúc các em học tốt.

¤ Xem thêm các bài viết khác tại:

Đăng bởi: THPT Sóc Trăng

Chuyên mục: Giáo Dục