1. NAM CHÂM ĐIỆN

Câu hỏi 1. Mô tả hiện tượng xảy ra giữa đinh vít và các kẹp giấy trong hai trường hợp có dòng điện và không có dòng điện đi qua cuộn dây.

Lời giải tham khảo:

Khi có dòng điện đi qua cuộn dây: có hiện tượng đinh vít hút các kẹp giấy.

Khi không có dòng điện đi qua cuộn dây: giữa đinh vít và kẹp giấy không xảy ra hiện tượng gì.

Câu hỏi 2. Nêu xem đinh vít trở thành nam châm khi có dòng điện đi qua cuộn dây, làm thế nào để xác định các cực của nam châm này?

Lời giải tham khảo: 

Cách xác định các cực của nam châm là: áp dụng quy tắc Bàn tay phải: nắm tay phải sao cho bốn ngón tay hướng theo chiều dòng điện chạy qua các vòng dây thì ngón tay cái choãi ra chỉ chiều của đường sức từ trong lòng cuộn dây, sau đó tiếp tục áp dụng quy ước về hướng của đường sức từ: vào ở cực Nam và ra ở cực Bắc để xác định các cực của nam châm.

Câu hỏi 3. Vì sao khi ngắt dòng điện, đinh vít không còn hút kẹp giấy nữa?

Lời giải tham khảo: 

Khi ngắt dòng điện, đinh vít không còn hút các kẹp giấy vì khi đó đinh vít đã mất đi từ tính, không có khả năng hút được các vật làm từ sắt, thép,... nữa.

2. ẢNH HƯỞNG CỦA DÒNG ĐIỆN ĐẾN TỪ TRƯỜNG CỦA NAM CHÂM ĐIỆN

Câu hỏi 4. Quan sát Hình 21.2, ta có thể kết luận gì về lực từ và từ trường của nam châm điện khi sử dụng hai viên pin thay vì một viên pin?

Lời giải tham khảo: 

Từ hình 21.2 ta rút ra kết luận: Khi sử dụng hai viên pin thay cho một viên pin, độ lớn dòng điện tăng làm lực từ và từ trường của nam châm điện càng mạnh.

Luyện tập: Giải thích vì sao chiếc cần cẩu đã nêu ở đầu bài học có thể tạo ra lực từ mạnh.

Lời giải tham khảo:
Chiếc cần cẩu có thể tạo ra lực mạnh vì chiếc cần cẩu đã được cung cấp một dòng điện rất lớn, đủ để nhấc các vật nặng hàng chục tấn bằng sắt, thép lên cao.

Câu hỏi 5. Hãy mô tả chiều của dòng điện trong Hình 21.3.

Lời giải tham khảo:
Chiều của dòng điện trong Hình 21.3 là: Khi bật công tác, trong mạch xuất hiện dòng điện đi từ cực dương của pin, qua cuộn dây và đi vào cực âm của pin đúng theo chiều kim đồng hồ.

Câu hỏi 6. Đặt một kim nam châm bên cạnh đầu đinh vít. Quan sát và nhận xét chiều của kim nam châm trước và sau khi đổi chiều dòng điện.

Lời giải tham khảo:
Giả sử đặt kim nam châm cạnh cực Nam của nam châm điện, thì

• Trước khi đổi chiều: chiều của kim nam châm sẽ là chiều Bắc - Nam.
• Sau khi đổi chiều: chiều của kim nam châm sẽ là chiều Nam - Bắc.

Quan sát sơ đồ cấu tạo của một chuông điện đơn giản. Hãy giải thích vì sao khi nhấn và giữ công tắc thì nghe tiếng chuông reo liên tục cho đến khi thả ra (loại công tắc trong hình chỉ đóng mạch điện khi nhấn và giữ nút).

Lời giải tham khảo:
Khi nhấn và giữ công tắc, mạch điện sẽ trở thành mạch điện kín, khi có dòng điện đi qua dây dẫn, chúng sẽ tạo ra một từ trường bên trong lõi sắt. Cuộn dây sẽ khuếch đại từ trường này, biến lõi sắt thành nam châm điện có khả năng hút các vật bằng sắt, thép xung quanh nó giống một nam châm vĩnh cửu. Búa gõ chuông được nối với thanh sắt và lõi thép đàn hồi cũng vì thế mà hút vào, nhả ra theo sự biến thiên của nguồn điện xoay chiều và gõ liên tục làm cho chuông phát ra tiếng kêu. Khi thả công tắc ra, mạch điện trở về thành mạch điện hở nên không tồn tại từ trường khiến búa gõ chuông không bị tác động nữa.

BÀI TẬP

Câu hỏi 1. Khi chế tạo nam châm điện đơn giản, ta chọn vật liệu nào để làm lõi của nam châm điện?

Lời giải tham khảo:
Khi chế tạo nam châm điện đơn giản, ta nên chọn những vật liệu làm bằng sắt, thép,... để làm lõi của nam châm điện.

Câu hỏi 2. Nêu các ứng dụng của nam châm điện.

Lời giải tham khảo:
Một số ứng dụng của nam châm điện là:

• Ứng dụng trong các loại thiết bị điện như chuông cửa, báo động chống trộm,...
• Sử dụng để sản xuất động cơ điện và máy phát điện.
• Máy MRI (máy chụp cộng hưởng từ) sử dụng từ trường sinh ra từ trường trong nam châm điện để phát hiện bệnh, các tế bào ung thư,... trong cơ thể con người.

Câu hỏi 3. Dùng nam châm điện sẽ có những ưu điểm và hạn chế nào so với dùng nam châm vĩnh cửu?

Lời giải tham khảo:
Ưu điểm của nam châm điện so với dùng nam châm vĩnh cửu là:

• Có thể tăng lực từ của nam châm điện bằng cách tăng số lượng vòng dây và tăng cường độ dòng điện đi qua ống dây.
• Có thể tùy mục đích sử dụng, ngắt dòng điện đi qua ống dây là nam châm điện sẽ mất hết từ tính.
• Có thể thay đổi các cực của nam châm điện chỉ cần đổi chiều dòng điện qua ống dây.

Nhược điểm của nam châm điện so với dùng nam châm vĩnh cửu là:

• Giá thành sản phẩm có nam châm điện tương đối cao.
• Sử dụng nam châm điện tiêu tốn điện năng khi sử dụng.
• Phải phụ thuộc vào sự ổn định của điện năng: nếu dòng điện thiếu ổn định, hoạt động của nam châm điện sẽ xảy ra hiện tượng chập chờn, kém hiệu quả, ảnh hưởng đến tuổi thọ của sản phẩm.