Bài 18: Nam châm

Mở đầu: Em đã bao giờ nhìn thấy hay có một vật gọi là “nam châm” chưa? Bằng cách nào có thể xác định được vật đó là nam châm?

Lời giải tham khảo:

Nam châm rất phổ biến trong đời sống và có nhiều hình dạng khác nhau, nếu muốn xác định vật đó có phải là nam châm hay không ta có thể đưa lại gần vật bằng sắt, nếu hút vật bằng sắt thì đó là nam châm.

II. Tính chất từ của nam châm

Hoạt động: Hãy thực hiện các thí nghiệm dưới đây để tìm hiểu các tính chất của nam châm.

Dụng cụ: một nam châm thẳng, một nam châm chữ U, một kim nam châm có thể quay quanh một trục, một số vật nhỏ làm bằng sắt, thép, đồng, nhôm, gỗ (Hình 18.1)

Thí nghiệm 1: Đưa thanh nam châm thẳng và nam châm hình chữ U lại gần các vật sắt, thép, đồng, nhôm, gỗ (Hình 18.2).

a) Hai đầu nam châm hút vật liệu nào và không hút vật liệu nào?

b) Các vật liệu đặt ở đầu hay ở giữa của nam châm thì bị hút mạnh nhất?

Lời giải tham khảo:

a) Qua hình 18.2 ta thấy hai đầu nam châm hút vật liệu: sắt, thép, đồng, nhôm còn không hút vật liệu gỗ.

b) Các vật liệu khi đặt ở hai đầu của nam châm thì sẽ bị hút mạnh nhất.

Thí nghiệm 2:

- Đặt một kim nam châm cân bằng trên một mũi nhọn (kim nam châm tự do) (Hình 18.3), quan sát hướng chỉ của hai đầu kim khi kim đã nằm cân bằng.

- Đẩy nhẹ cho kim quay một góc nhỏ rồi buông tay, quan sát hướng chỉ của kim nam châm khi đã nằm cân bằng.

Lời giải tham khảo:

Khi kim đã nằm cân bằng: kim nam châm chỉ hướng Bắc – Nam.

Đẩy nhẹ cho kim quay một góc nhỏ rồi buông tay khi kim cân bằng kim nam châm vẫn chỉ hướng Bắc – Nam.

Câu 1: Một đầu kim luôn chỉ hướng nào và đầu kia của kim luôn chỉ hướng nào (hướng Bắc hay hướng Nam)?

Lời giải tham khảo:

Khi kim nam châm đã nằm cân bằng, đầu sơn màu đỏ sẽ luôn chỉ theo hướng Bắc còn đầu sơn màu xanh luôn chỉ theo hướng Nam.

Câu 2: Từ các thí nghiệm trên có thể rút ra những tính chất gì của nam châm?

Lời giải tham khảo:

Từ các thí nghiệm trên có thể rút ra những tính chất của nam châm là:

• Nam châm là vật có từ tính: có thể hút được các vật bằng sắt và một số hợp kim của sắt.
• Kim nam châm khi đặt cân bằng trên mũi nhọn sẽ luôn chỉ hướng Bắc – Nam.

Câu 3: Dùng kim nam châm xác định các hướng Nam, Bắc, Đông, Tây ở trong phòng học.

Lời giải tham khảo:

Học sinh tự tiến hành thực hành dùng kim nam châm xác định hướng phòng học

Câu hỏi: Làm thế nào để xác định được cực Bắc và cực Nam của một nam châm khi trên nam châm không đánh dấu cực?

Lời giải tham khảo:

Xác định cực của nam châm của một nam châm khi trên nam châm không đánh dấu cực ta có thể treo thanh nam châm bằng sợi chỉ tơ, khi thanh nam châm nằm yên, đầu nào chỉ về phía Bắc là cực Bắc, đầu kia là cực Nam.

III. Tương tác giữa hai nam châm

Hoạt động: 

Thí nghiệm: Treo thanh nam châm thẳng bằng hai sợi chỉ lên thanh ngang của giá đỡ, để cho thanh nam châm nằm cân bằng. Đưa một cực của thanh nam châm khác lại gần một đầu thanh nam châm được treo (Hình 18.4). Sau đó đưa cực kia của nam châm lại gần thanh nam châm được treo. Mô tả hiện tượng xảy ra.

Lời giải tham khảo:

Khi đưa đầu thanh nam châm kí hiệu cực N lại gần đầu thanh nam châm ký hiệu đầu N được treo bằng sợi dây: xảy ra hiện tượng 2 thanh nam châm đẩy nhau.

Khi đưa đầu thanh nam châm kí hiệu cực S lại gần đầu thanh nam châm ký hiệu đầu N được treo bằng sợi dây: xảy ra hiện tượng 2 thanh nam châm hút nhau.

⇒ Kết luận: các cực cùng tên của hai nam châm sẽ đẩy nhau còn các cực khác tên của nam châm sẽ hút nhau.

Câu hỏi: Qua thí nghiệm có thể rút ra kết luận gì về tương tác giữa hai nam châm?

Lời giải tham khảo:

Kết luận:

Khi đưa hai thanh nam châm lại gần nhau thì hai cực cùng tên đẩy nhau còn hai cực khác tên hút nhau.

IV. Định hướng của một kim nam châm tự do

Hoạt động: 

Thí nghiệm:

- Đặt một kim nam châm tự do tại vị trí gần một nam châm thẳng (Hình 18.5). Xác định hướng của kim nam châm

- Đẩy kim nam châm lệch khỏi hướng vừa xác định rồi buông tay. Khi kim đã đứng yên, kim còn lại chỉ hướng lúc đầu nữa không? Làm lại thí nghiệm 2 lần và nhận xét.

- Làm lại thí nghiệm trên ở vị trí khác của kim nam

Lời giải tham khảo:

Khi đặt một kim nam châm tự do tại vị trí gần một nam châm thẳng (Hình 18.5): kim nam châm chỉ hướng Nam – Bắc.

Khi đẩy kim nam châm lệch khỏi hướng vừa xác định rồi buông tay, khi kim đã đứng yên, kim vẫn chỉ hướng như lúc đầu.

Câu hỏi: Từ thí nghiệm trên rút ra nhận xét gì về tác dụng của một nam châm lên một kim nam châm?

Lời giải tham khảo:

Nhận xét rút ra từ thí nghiệm: Kim nam châm đặt gần nam châm sẽ chịu tác dụng của nam châm khiến cho kim nam châm nằm theo một hướng xác định.