Giải bài tập Khoa học tự nhiên 7 Cánh diều Bài 15: Từ trường

Ta đã biết, lực hút của Trái Đất giữ cho mọi vật trên Trái Đất. Lực hút này được thực hiện thông qua trường lực hấp dẫn bao xung quanh Trái Đất. Lực tác dụng của nam châm lên vật có tính chất từ có thông qua một trường lực nào không?

Trong thí nghiệm hình 15.1, khi đưa kim nam châm lại gần thanh nam châm, hướng của kim nam châm có thay đổi so với hướng ban đầu không?

Hình 15.1. Tác dụng của thanh nam châm lên kim nam châm

Chúng ta không nhận biết được trực tiếp từ trường bằng giác quan. Làm thế nào để hình dung ra từ trường?

Dùng các dụng cụ như hình 15.2, thay nam châm thẳng bằng nam châm hình chữ U. Hãy tạo từ phổ của nam châm hình chữ U.

Hình 15.2. Bộ dụng cụ tạo từ phổ

Biết chiều đường sức từ của hai nam châm như hình 15.5. Hãy xác định tên các cực từ của hai nam châm.

Dụng cụ: Công tắc (1), lõi nhựa (2), lõi sắt (3), đế và pin (4), cuộn dây điện (5), viên bi sắt (6) (hình 15.7).

Hình 15.7. Bộ dụng cụ chế tạo nam châm điện

Tiến hành:

- Nối hai đầu cuộn dây với chốt 1 và chốt 4 (hình 15.8). Dùng kim nam châm để kiểm tra từ trường trong không gian xung quanh nam châm điện vừa làm được.

- Đưa viên bi sát lại gần một đầu cuộn dây để nó được hút dính vào đó.

- Để thay đổi từ trường của nam châm điện, giữ nguyên đầu dây chốt 4, ngắt công tắc, chuyển đầu dây ở chốt 1 sang chốt 3, đóng lại công tắc.

- Tiếp tục đưa viên bi lại sát đầu cuộn dây.

- Rút ra nhận xét về khả năng hút viên bi của nam châm điện trước và sau khi thay đổi từ trường của nó.

Ở thí nghiệm trên hình 15.8, em làm thế nào để kiểm tra từ trường của nam châm thay đổi khi giữ nguyên đầu dây ở chốt 1 và chuyển đầu dây nối từ chốt 4 sang chốt 2.

Hình 15.8. Nam châm điện đơn giản

Phát biểu nào sau đây là đúng?

A. Mỗi thanh nam châm thẳng có hai cực.

B. Ở thanh nam châm thẳng, lực từ mạnh nhất ở giữa thanh.

C. Mỗi thanh nam châm chữ U chỉ có một cực.

D. Ở thanh nam châm chữ U, lực từ mạnh nhất ở giữa chữ U (phần cong nhất).

Phát biểu nào sau đây sai?

A. Xung quanh nam châm luôn có từ trường.

B. Xung quanh nam châm luôn có từ trường. Khi có nam châm khác đặt trong từ trường này thì nam châm đó sẽ chịu tác dụng của từ trường.

C. Xung quanh nam châm luôn có từ trường. Khi có vật có tính chất từ đặt trong từ trường này thì sẽ chịu tác dụng của từ trường.

D. Chỉ khi nam châm A (hay vật được làm từ vật liệu từ) đặt gần một nam châm B thì lúc đó xung quanh nam châm B mới xuất hiện một từ trường và từ trường này tác dụng lực từ lên nam châm A (hay tác dụng lực từ lên vật được làm từ vật liệu từ).

Khi dịch chuyển vật được làm từ vật liệu từ ra xa thanh nam châm đến khoảng cách nào đó, ta không còn thấy vật bị lực tác dụng của thanh nam châm nữa, vì ở khoảng cách xa đó, không có từ trường của thanh nam châm nữa. Nhận xét này đúng hay sai? Tại sao?

Các hình nào dưới đây là sai?

Hình 15.1 là hình ảnh từ phổ của hai thanh nam châm có hai cực khác tên đặt cạnh nhau. Hãy vẽ đường sức từ đi qua điểm A và điểm B (Sử dụng quy ước vẽ chiều đường sức giống như đối với thanh nam châm).

Phát biểu nào sau đây là sai?

A. Xung quanh nam châm có từ trường của nam châm đó.

B. Ở hình ảnh từ phổ của nam châm, nơi nào mạt sắt dày thì từ trường mạnh, nơi nào mạt sắt thưa thì từ trường yếu hơn.

C. Trong từ trường của nam châm, nơi nào từ trường mạnh thì lực từ mạnh, nơi nào từ trường yếu hơn thì lực từ yếu hơn.

D. Trong từ trường của nam châm, nơi nào từ trường yếu thì đường sức từ dày, nơi nào từ trường mạnh hơn thì đường sức từ thưa hơn.

Hình 15.2 mô tả cấu tạo một thiết bị tự động ngắt mạch điện khi dòng điện trong mạch tăng quá mức cho phép (được gọi là rơ le dòng). Nam châm điện N ở thiết bị này có chức năng sau: Khi dòng điện qua nam châm điện ở mức cho phép thì thanh sắt S bị lò xo L kéo sang phải làm đóng các tiếp điểm 1, 2.

Hãy giải thích tại sao khi dòng điện chạy trong mạch điện có lắp thiết bị điện M (ví dụ như động cơ điện) tăng quá mức cho phép thì dòng điện bị ngắt, do đó, động cơ được bảo vệ.

Làm việc nhóm tìm hiểu một ứng dụng của nam châm điện trong lĩnh vực công nghiệp qua các phương tiện truyền thông và trình bày trước lớp theo các nội dung sau:

a) Nam châm điện làm nhiệm vụ gì trong thiết bị?

b) Hoạt động của nó như thế nào để thực hiện nhiệm vụ đó?