Tác dụng từ của dòng điện – Từ trường chi tiết Vật Lý 9

Bài viết này HOCMAI sẽ giới thiệu đến các em học sinh, quý thầy cô và quý phụ huynh tham khảo tài liệu về chuyên đề Tác dụng từ của dòng điện – Từ trường được biên soạn bởi chúng tôi. Mòng rằng bài viết này sẽ giúp các em học tốt hơn môn Vật Lý 9.

 

Bài viết tham khảo thêm:

• Sử dụng an toàn và tiết kiệm điện
• Tổng kết chương I : Điện học
• Nam châm vĩnh cửu

 

I – Lý thuyết Tác dụng từ của dòng điện – Từ trường

1. Lực từ

Dòng điện chạy qua một dây dẫn thẳng hay một dây dẫn có hình dạng bất kì đều gây ra tác dụng lực (được gọi là lực từ) lên kim nam châm đặt gần với nó. Ta nói rằng dòng điện có tác dụng từ.

Khi chưa đóng công tắc, khi chưa có dòng điện chạy qua dây dẫn thì kim nam châm sẽ định hướng Bắc – Nam. Còn khi đóng công tắc cho dòng điện chạy qua dây dẫn thì kim nam châm sẽ lệch khỏi hướng Bắc – Nam.

2. Từ trường

– Không gian xung quanh dòng điện, xung quanh thanh nam châm có khả năng tác dụng lực từ lên kim nam châm đặt ở trong nó. Ta nói rằng trong không gian đó có từ trường.

– Tại mỗi vị trí nhất định ở trong từ trường của dòng điện hoặc thanh nam châm, kim nam châm đều sẽ chỉ một hướng xác định.

– Cách để nhận biết từ trường:

Người ta thường sử dụng kim nam châm (được gọi là nam châm thử) để nhận biết được từ trường. Nơi nào ở trong không gian có lực từ tác dụng lên kim nam châm thì nơi đó sẽ có từ trường.

– Từ trường thường được phát hiện tại các khu vực:

• Khu vực lân cận các đường dây điện cao thế.
• Khu vực các dây tiếp đất của hệ thống thu lôi.
• Khu vực các dây tiếp đất của các thiết bị điện.
• Khu vực xung quanh các thiết bị điện đang hoạt động: đồng hồ điện, màn hình máy vi tính, máy sấy tóc, điện thoại di động,…

Lưu ý:

• Không nên ngủ ở gần các thiết bị điện.
• Giữ khoảng cách đối với tivi vài mét.
• Không ngồi ở gần phía sau màn hình máy vi tính.

3. Liên hệ thực tế

Con người không cảm nhận được từ trường tuy nhiên nhiều loài sinh vật lại có thể nhận biết được từ trường của Trái Đất như rùa biển, chim di trú,… Nhờ có khả năng này, chúng có thể tự định hướng và di chuyển rất xa.

Ví dụ: Khi ta buộc nam châm vào một loài chim di trú nào đó, chúng sẽ bị rối loạn phương hướng và mất đi khả năng định vị đường bay.

 

II – Giải bài tập Tác dụng từ của dòng điện – Từ trường SGK Vật lí 9

Câu C1 | Trang 61 SGK Vật Lý 9 

Đóng công tắc K ở trong thí nghiệm theo hình 22.1 SGK. Hãy quan sát và cho biết có hiện tượng gì sẽ xảy ra với kim nam châm. Lúc đã nằm ở vị trí cân bằng, kim nam châm có còn song song với dây dẫn nữa hay không?

Trả lời:

Khi đóng công tắc K, kim nam châm sẽ bị lệch khỏi ra hướng Nam – Bắc. Lúc đã nằm tại vị trí cân bằng, kim nam châm không còn song song cùng với dây dẫn nữa.

Câu C2 | Trang 61 SGK Vật Lý 9 

Một kim nam châm (được gọi là nam châm thử) được đặt tự do ở trên trục thẳng đứng, đang chỉ về hướng Nam – Bắc. Đưa nó tới vị trí khác nhau xung quanh dây dẫn có dòng điện hoặc xung quanh thanh nam châm. Hiện tượng gì sẽ xảy ra với kim nam châm?

Trả lời:

Ta sẽ thấy kim nam châm bị lệch khỏi hướng Nam – Bắc.

Câu C3 | Trang 61 SGK Vật Lý 9 

Một kim nam châm (được gọi là nam châm thử) được đặt tự do ở trên trục thẳng đứng, đang chỉ về hướng Nam – Bắc. Đưa nó đến vị trí khác nhau xung quanh dây dẫn có dòng điện hoặc xung quanh thanh nam châm. Ở tại mỗi vị trí, sau khi nam châm đã đứng yên thì xoay cho nó lệch khỏi hướng vừa được xác định rồi buông tay. Nhận xét về hướng của kim nam châm sau khi nó đã trở lại vị trí cân bằng?

Trả lời:

Khi xoay cho nó lệch khỏi hướng vừa xác định được rồi buông tay thì kim nam châm vẫn sẽ luôn chỉ theo một hướng xác định.

Câu C4 | Trang 61 SGK Vật Lý 9 

Nếu em có một kim nam châm thì phải làm thế nào để phát hiện ra ở trong dây dẫn AB có dòng điện hay là không?

Trả lời:

Đặt kim nam châm lại gần với dây dẫn AB. Nếu kim nam châm bị lệch khỏi hướng Nam – Bắc thì có nghĩa là dây dẫn AB có dòng điện chạy qua.

Câu C5 | Trang 61 SGK Vật Lý 9 

Thí nghiệm nào đã thực hiện với nam châm chứng tỏ rằng xung quanh của Trái Đất có từ trường?

Trả lời:

Thí nghiệm: Đặt kim nam châm ở trạng thái tự do, khi nó đã đứng yên, kim nam châm sẽ luôn chỉ theo hướng Nam – Bắc. Khi xoay kim nam châm theo một góc xoay nào đó thì nam châm vẫn trở về lại theo hướng Bắc Nam địa lí khi cân bằng. Điều này chứng tỏ rằng ở xung quanh Trái Đất có từ trường.

Câu C6 | Trang 61 SGK Vật Lý 9 

Tại một điểm ở trên bàn làm việc, người ta đã thử đi thử lại vẫn nhận thấy kim nam châm nằm dọc theo một hướng được xác định, không trùng theo hướng Nam – Bắc. Từ đó ta có thể rút ra kết luận gì về không gian xung ở quanh kim nam châm?

Trả lời:

Xung quanh của kim nam châm có từ trường khác với từ trường trái đất.

 

III. Bài tập Trắc nghiệm Tác dụng từ của dòng điện – Từ trường

Câu 1: Từ trường không tồn tại ở:

A) Xung quanh nam châm.

B) Xung quanh dòng điện.

C) Xung quanh điện tích đứng yên.

D) Xung quanh Trái Đất.

Đáp án:

Từ trường không tồn tại ở xung quanh điện tích đứng yên

→ Lựa chọn đáp án C

Câu 2: Trong thí nghiệm Ơ – xtét, khi ta đặt dây dẫn song song với kim nam châm và cho dòng điện chạy qua dây dẫn thì:

A) Kim nam châm không thay đổi (đứng yên).

B) Có lực tác dụng lên kim nam châm.

C) Lực tác dụng lên kim nam châm gọi là lực từ.

D) Kim nam châm bị lệch so với vị trí ban đầu.

Đáp án:

Khi ta đặt dây dẫn song song với kim nam châm và cho dòng điện chạy qua dây dẫn thì kim nam châm sẽ bị lệch khỏi vị trí ban đầu ⇒ Có lực tác dụng lên kim nam châm (gọi là lực từ)

→ Lựa chọn đáp án A

Câu 3: Dòng điện chạy qua một dây dẫn thẳng hay một dây dẫn có hình dạng bất kì đều sẽ gây ra tác dụng lực lên kim nam châm đặt ở gần nó. Lực này là:

A) lực điện

B) lực hấp dẫn

C) lực từ

D) lực đàn hồi

Đáp án:

→ Lựa chọn đáp án C

Câu 4: Từ trường là:

A) không gian ở xung quanh dòng điện, xung quanh điện tích đứng yên có khả năng tác dụng điện lên kim nam châm đặt ở trong nó.

B) không gian ở xung quanh thanh nam châm, xung quanh dòng điện có khả năng tác dụng lực từ lên kim nam châm đặt ở trong nó.

C) không gian ở xung quanh điện tích có khả năng tác dụng lực điện lên kim nam châm đặt ở trong nó.

D) không gian ở xung quanh dòng điện có khả năng tác dụng lực từ lên điện tích đặt ở trong nó.

Đáp án:

→ Lựa chọn đáp án B

Câu 5: Ta có thể nhận biết từ trường bằng:

A) Điện tích thử

B) Nam châm thử

C) Dòng điện thử

D) Bút thử điện

Đáp án:

→ Lựa chọn đáp án B

Câu 6: Có một số pin đã để lâu ngày và một đoạn dây dẫn. Nếu không có sẵn bóng đèn để thử mà chỉ có một kim nam châm. Cách nào dưới đây có thể kiểm tra được pin có còn điện hay là không?

A) Đưa kim nam châm lại gần với cực dương của pin, nếu kim nam châm bị lệch khỏi phương Bắc – Nam ban đầu → Cục pin đó còn điện, nếu không → Cục pin hết điện.

B) Đưa kim nam châm lại gần với cực âm của pin, nếu kim nam châm bị lệch khỏi phương Bắc – Nam ban đầu → Cục pin đó còn điện, nếu không → Cục pin hết điện.

C) Mắc dây dẫn vào hai cực của cục pin, rồi đưa kim nam châm lại gần với dây dẫn, nếu kim nam châm bị lệch khỏi phương Bắc – Nam ban đầu → Cục pin đó còn điện, nếu không → Cục pin hết điện.

D) Mắc dây dẫn vào hai cực của cục pin, rồi đưa kim nam châm lại gần với dây dẫn, nếu kim nam châm không bị lệch khỏi phương Bắc – Nam ban đầu → Cục pin đó còn điện, nếu bị lệch khỏi vị trí ban đầu → Cục pin hết điện.

Đáp án:

Để xác định pin có còn điện hay đã hết chỉ với các dụng cụ dây dẫn và kim nam châm thì ta sẽ làm như sau: Mắc dây dẫn vào hai cực của cục pin, sau đó đưa kim nam châm lại gần với dây dẫn, nếu kim nam châm bị lệch khỏi phương Bắc – Nam ban đầu vậy thì cục pin đó còn điện, nếu không thì cục pin đó đã hết điện

→ Lựa chọn đáp án C

Câu 7: Để kiểm tra xem thử một dây dẫn chạy qua nhà có dòng điện hay là không mà không cần dùng dụng cụ đo điện, ta có thể sử dụng dụng cụ nào dưới đây?

A) Một cục nam châm vĩnh cửu.

B) Điện tích thử.

C) Kim nam châm.

D) Điện tích đứng yên.

Đáp án:

Để kiểm tra xem thử một dây dẫn chạy qua nhà có dòng điện hay là không mà không cần dùng dụng cụ đo điện, ta có thể sử dụng kim nam châm.

→ Lựa chọn đáp án C

Câu 8: Dựa vào hiện tượng nào ở dưới đây để có thể kết luận rằng: Dòng điện chạy qua dây dẫn thẳng có từ trường?

A) Dây dẫn hút được các vụn sắt ở gần nó.

B) Dây dẫn hút thanh nam châm ở gần nó.

C) Dòng điện khiến cho kim nam châm luôn cùng với hướng với dây dẫn.

D) Dòng điện khiến cho kim nam châm để ở gần và song song với nó bị chệch khỏi hướng Bắc – Nam ban đầu.

Đáp án:

Dòng điện làm cho kim nam châm để ở gần và song song với nó bị chệch khỏi hướng Bắc – Nam ban đầu → Dòng điện chạy qua dây dẫn thẳng có từ trường.

→ Lựa chọn đáp án D

Câu 9: Người ta sử dụng dụng cụ nào sau đây để có thể nhận biết được từ trường?

A) Ampe kế

B) Vôn kế

C) Áp kế

D) Kim nam châm có trục quay

Đáp án:

Người ta sử dụng kim nam châm có trục quay để nhận biết được từ trường.

→ Lựa chọn đáp án D

Câu 10: Trong thí nghiệm phát hiện tác ra dụng từ của dòng điện, dây dẫn AB sẽ được bố trí như thế nào?

A) Tạo một góc bất kì với kim nam châm 

B) Song song cùng với kim nam châm.

C) Vuông góc cùng với kim nam châm.

D) Tạo một góc nhọn với kim nam châm.

Đáp án:

Trong thí nghiệm phát hiện ra tác dụng từ của dòng điện, dây dẫn AB sẽ được bố trí song song với kim nam châm

→ Lựa chọn đáp án B

 

Trên đây là nội dung chi tiết bài viết về chuyên đề Tác dụng từ của dòng điện – Từ trường HOCMAI biên soạn giới thiệu tới các em học sinh. Hãy tham khảo bài viết thật kĩ để nắm vững chuyên đề và ứng dụng vào thực tế hay giải các bài tập về chuyên đề này các em nhé!