Giới thiệu bài học
Bài giảng Nam châm vĩnh cửu. Từ trường - Từ phổ - Đường sức từsẽ giúp các em nắm được nội dung kiến thức:
- Xác định các cực của nam châm
- Sự tương tác giữa các cực từ của hai nam châm
- Nhận xét và vẽ được đường sức từ của nam châm
Nội dung bài học
I. Tóm tắt lý thuyết trong bài giảng
1.Từ tính và tương tác của nam châm vĩnh cửu
a.Từ tính của nam châm
- Nam châm là gì? Là những vật có khả năng hút vật kim loại bằng sắt, niken, coban và hợp kim của chúng
- Nhận biết nam châm? Đưa vật đó lại gần đinh sắt, nếu nó hút đinh sắt thì nó là nam châm, còn không hút thì không phải nam châm
* Xét kim nam châm tự do
+ Bình thường khi cân bằng luôn chỉ hướng Bắc - Nam
+ 1 cực luôn chỉ hướng Bắc gọi là cực Bắc [N]
+ 1 cực luôn chỉ hướng Nam gọi là cực Nam [S]
* Nhận biết cực của nam châm
Với 1 nam châm thì người ta thường ghi cực bằng chữ: Cực Bắc ghi N - Cực Nam ghi S
hoặc ký hiệu bằng màu sơn: Cực Bắc - sơn màu đậm ; Cực Nam - sơn màu nhạt
b.Tương tác giữa hai nam châm
Đưa hai nam châm lại gần nhau thì sẽ xuất hiện tương tác lực hút hoặc lực đẩy.
+ Hai cực cùng tên thì đẩy nhau
+ Hai cực khác tên thì hút nhau
Do vậy có thể vận dụng để xác định cực của nam châm mất [không có] kí hiệu cực bằng cách sử dụng 1 nam châm thử có kí hiệu cực đưa lại gần. Căn cứ theo lực hút hoặc đẩy sẽ kết luận được tên cực của nam châm
2.Từ phổ
Xung quanh nam châm có từ trường, tuy nhiên mắt thường không nhìn thấy được từ trường. Do vậy đặt ra việc bố trí thí nghiệm để xác định hình ảnh của từ trường
* Thí nghiệm
- Dụng cụ: Nam châm, tấm nhựa trong phẳng, mạt sắt
- Tiến hành rải đều mạt sắt lên tấm nhựa và đặt tấm nhựa lên trên nam châm và gõ nhẹ
- Quan sát thí nghiệm: các mạt sắt bị nam châm hút sẽ sắp xếp lại thành những đường cong nối từ cực này sang cực kia.
+ Nơi mạt sắt dày thì từ trường mạnh
+ Nơi mạt sắt thưa thì từ trường yếu.
\[ \to \] Hình ảnh các đường mạt sắt xung quanh nam châm được gọi là từ phổ. Từ phổ cho ta hình ảnh trực quan về Từ trường
3. Đường sức từ
* Dùng bút tô dọc theo các đường mạt sắt từ cực nọ sang cực kia của nam châm ta được đường liền nét biểu diễn đường sức của từ trường và được gọi là Đường sức từ
* Đặt các kim nam châm dọc theo Đường sức từ thì nhận thấy các kim nam châm sắp xếp theo cùng 1 hướng: Cực Bắc của kim này nối với cực Nam của kim kia
Quy ước
- Chiều của đường sức từ là chiều đi từ cực Nam sang cực Bắc xuyên dọc kim nam châm được đặt cân bằng trên đường sức đó
- Ở bên ngoài thanh nam châm: Đường sức từ đi ra từ cực Bắc và đi vào cực Nam của nam châm
II.Ví dụ trong bài giảng
Câu 1: Vẽ đường sức từ của nam châm chữ U
Lời giải:
- Đường sức từ có hướng ra từ cực Bắc và đi vào cực Nam
- Bên trong nam châm chữ U: các đường sức từ gần như song song có hướng từ Cực Bắc sang cực Nam
- Phía bên trên nam châm chữ U: các đường sức từ là đường cong có hướng từ cực Bắc sang cực Nam
- Phía nhánh cực Bắc: đường sức từ có hướng đi ra
- Phía nhánh cực Nam: đường sức từ có hướng đi vào
Câu 2: Biết chiều của đường sức từ xác định tên cực của nam châm
Lời giải:
Vì ở bên ngoài thanh nam châm đường sức từ có hướng đi ra từ cực Bắc và đi nào cực Nam. Nên dựa vào chiều của đường sức từ xác định được cực Nam - Bắc của thanh nam châm