Giải SGK Vật lí 12 CTST Bài 9. Khái niệm từ trường có đáp án

Từ trường là môi trường không gian xung quanh nam châm (mà Trái Đất của chúng ta là một nam châm khổng lồ), xung quanh dòng điện.

Để mô tả từ trường người ta sử dụng các đường sức từ.

Để nhận biết từ trường ta có nhiều cách:

- Dùng kim nam châm đưa lại khu vực bạn cho là có từ trường, nếu kim nam châm lệch so với phương ban đầu thì ở đó có từ trường.

- Dùng la bàn đưa vào khu vực bạn cho là có từ trường, nếu kim nam châm lệch so với phương ban đầu thì ở đó có từ trường.

…

Chuẩn bị:

- Hộp nhựa có một mặt trong suốt, bên trong chứa dầu và mạt sắt mịn.

- Nam châm thẳng.

- Nam châm hình chữ U.

Tiến hành:

- Lắc nhẹ hộp nhựa sao cho các mạt sắt phân bố đều. Đặt hộp nhựa trên mặt phẳng nằm ngang, mặt trong suốt hướng lên trên.

- Đặt nhẹ nhàng thanh nam châm thẳng lên trên mặt trong suốt của hộp nhựa rồi gõ nhẹ. Quan sát hình ảnh mạt sắt vừa được tạo thành trong hộp nhựa (Hình a).

- Nhấc thanh nam châm thẳng lên khỏi mặt hộp nhựa. Lắc nhẹ hộp nhựa cho các mạt sắt phân bố đều trở lại. Tiếp tục đặt nhẹ nhàng hai thanh nam châm thẳng lên trên mặt trong suốt của hộp nhựa (sao cho hai cực trái dấu của hai thanh nam châm thẳng gần nhau) rồi gõ nhẹ. Quan sát hình ảnh mạt sắt vừa được tạo thành trong hộp nhựa (Hình b).

- Thực hiện tương tự như trên nhưng cho hai cực cùng tên của hai thanh nam châm gần nhau. Quan sát hình ảnh mạt sắt vừa được tạo thành trong hộp nhựa (Hình c).

- Tiến hành thí nghiệm tương tự đối với nam châm hình chữ U.

Hình a: hướng đường sức từ bên ngoài thanh nam châm có chiều từ bắc về nam, tạo thành các đường cong kín, càng gần 2 cực từ số đường sức càng mau, càng xa 2 cực từ thì số đường sức càng thưa.

Hình b: hướng đường sức từ bên ngoài thanh nam châm có chiều từ bắc về nam, tạo thành các đường cong kín, trong lòng nam châm chữ U có các đường sức từ song song, cách đều nhau, càng gần 2 cực từ số đường sức càng mau, càng xa 2 cực từ thì số đường sức càng thưa.

Hình c: hướng đường sức từ bên ngoài ống dây xuất phát từ bên phải, đi vào bên trái ống dây, tạo thành các đường cong kín, càng gần đầu ống dây số đường sức càng mau, càng xa hai đầu ống dây thì số đường sức càng thưa.

Dùng kim nam châm xác định chiều của đường sức từ.

Sử dụng các kim nam châm thử, đặt vào gần vào dòng điện thẳng, xác định được chiều của đường sức từ.

Học sinh dựa vào quy tắc nắm tay phải để vẽ.

Hình dạng đường sức của dòng điện tròn.

Hình dạng đường sức của ống dây khi có dòng điện chạy qua.

Dựa vào hướng của nam châm thử và vận dụng quy tắc nắm bàn tay: Cực bắc của kim nam châm bị cực nam của nam châm điện hút, cực nam của kim nam châm bị cực bắc của nam châm điện hút nên:

Chiều dòng điện xuất phát từ B đi qua các vòng dây và trở về A.

Đáp án đúng là B

Đường sức từ được tạo bởi nam châm thẳng có đặc điểm là đường khép kín, đi ra từ cực Bắc và đi vào cực Nam của nam châm.

Bộ phận chính của la bàn là một kim nam châm có thể quay tự do xung quanh một trục cố định đi qua trọng tâm của nó. Đặt la bàn tại một vị trí xác định, xa các nam châm khác và các dòng điện, kim nam châm của la bàn luôn luôn nằm theo một hướng xác định không đổi, gần trùng với hướng Nam - Bắc. Xê dịch la bàn sang những vị trí khác (không quá xa vị trí cũ), ta thấy hướng của kim nam châm vẫn không đổi. Đó là do kim nam châm luôn luôn chịu tác dụng của từ trường Trái Đất (địa từ trường).

Dựa vào chiều đường sức từ, xác định được cực bên phải là cực bắc (N), cực bên trái là cực nam (S).