Soạn kết nối tri thức SBT khoa học tự nhiên bài 21: Nam châm điện

Bài 21.1: Nam châm điện có cấu tạo gồm

A. một lõi kim loại bên trong một ống dây dẫn có dòng điện chạy qua, các dây dẫn có lớp vỏ cách điện.

B. một lõi sắt bên trong một ống dây dẫn có dòng điện chạy qua, các dây dẫn có lớp vỏ cách điện.

C. một lõi vật liệu bất kì bên trong một ống dây dẫn có dòng điện chạy qua, các dây dẫn có lớp vỏ cách điện.

D. một lõi sắt bên trong một ống dây dẫn có dòng điện chạy qua, các dây dẫn không có lớp vỏ cách điện.

Trả lời:

• B. một lõi sắt bên trong một ống dây dẫn có dòng điện chạy qua, các dây dẫn có lớp vỏ cách điện.

=> Nam châm điện gồm hai phần là cuộn dây tạo từ trường và lõi dẫn (khuếch đại) từ. Cảm ứng từ của nam châm điện được dẫn và tạo thành lớn nhờ việc sử dụng một lõi dẫn từ làm bằng vật liệu từ mềm có độ từ thẩm lớn và cảm ứng từ bão hòa cao.

Bài 21.2: Nếu ta thay nam châm thẳng bằng nam châm hình chữ U có lõi sắt cùng loại và giữ nguyên dòng điện thì

A. lực hút sẽ yếu đi.

B.. lực hút sẽ mạnh lên.

C. lực hút không thay đổi vì dòng điện không thay đổi.

D. từ trường trong lõi sắt sẽ yếu đổi vì phải chia làm hai.

Trả lời: 

• B.. lực hút sẽ mạnh lên.

Bài 21.3: Nam châm điện có lợi thế hơn so với nam châm vĩnh cửu do nam châm điện

A. không phân chia cực Bắc và cực Nam.

B. mất từ tính khi không còn dòng điện chạy qua.

C. nóng lên khi có dòng điện chạy qua.

D. có kích cỡ nhỏ hơn nam châm vĩnh cửu.

Trả lời: 

• B. mất từ tính khi không còn dòng điện chạy qua.

Cấu tạo của nam châm điện có lợi thế hơn nam châm vĩnh cửu ở chỗ:

• Có thể tăng lực từ của nam châm điện cực mạnh bằng cách tăng số vòng dây và tăng cường độ dòng điện đi qua ống dây.
• Chỉ cần ngắt dòng điện đi qua ống dây là nam châm mất hết từ tính.
• Có thể thay đổi tên các từ cực của nam châm điện bằng cách đổi chiều dòng điện qua ống dây.

 Bài 21.4: Nam châm điện nào dưới đây có lực từ mạnh nhất? (với ampe (A) là đơn vị đo cường độ dòng điện và n là số vòng dây)

Trả lời: 

• D

=> Khi tăng (giảm) độ lớn dòng điện, thì độ lớn lực từ của nam châm điện cũng tăng (giảm).

Bài 21.5: Hiện tượng gì xảy ra với một thanh thép khi ta đặt nó vào trong lòng một ống dầy có dòng điện chạy qua?

Trả lời: 

•  Thanh thép sẽ trở thành một nam châm.

Bài 21.6:  Một cần cầu điện có thể tạo lực từ lớn và nâng được các container nặng đến hàng chục tấn. Theo em, làm thế nào để tăng lực từ của cần cấu điện này?

Trả lời: 

•  Để tăng độ mạnh của lực hút, người ta tăng độ mạnh (cường độ) của dòng điện.

Bài 21.7: Một học sinh thực hiện thí nghiệm được mô tả như hình dưới đây. Học sinh này kết luận nam châm điện có thể hút được quả cân bằng đồng thau. Theo em, kết luận đó có đúng không? Giải thích vì sao.

Trả lời: 

• Kết luận này không đúng vì nam châm hút miếng thép đỡ quả cân chứ không phải hút quả cân bằng đồng thau.

Bài 21.8: Hãy kể tên một số thiết bị có ứng dụng nam châm điện.

Trả lời: 

• Một số thiết bị có sử dụng nam châm điện là rơle, chuông điện, ...

Bài 21.9: Một học sinh làm một nam châm điện đơn giản như sau:

Vật liệu: Một định sắt dài 10 cm, dây điện nhỏ dài 2 m (có vỏ bọc), ba viên pin, công tắc điện, một số ghim giấy bằng sắt.

- Dùng dây điện quấn xung quanh đïnh sắt khoảng 30 vòng.

- Dùng nguồn điện gồm 1 viên pin mắc vào hai đầu dây dẫn, quan sát số ghim giấy mà đỉnh sắt hút được.

- Thay bằng nguồn điện gồm 2 viên pin, so sánh số ghim giấy mà đỉnh sắt hút được so với trường hợp dùng 1 viên pin.

- Thay bằng nguồn điện gồm 3 viên pin, so sánh số ghim giấy mà đỉnh sắt hút được so với hai trường hợp trên.

Từ thí nghiệm, học sinh này rút ra kết luận: Lực từ của nam chậm điện càng mạnh khi dòng điện qua ống dây dẫn quấn quanh đinh sắt càng lớn.

Em có đồng ý với kết luận trên hay không?

Trả lời: 

• Kết luận học sinh là đúng

=> Nam châm điện là một dụng cụ tạo từ trường hay một nguồn sản sinh từ trường hoạt động nhờ từ trường sinh ra bởi cuộn dây có dòng điện lớn chạy qua. Nam châm điện gồm hai phần là cuộn dây tạo từ trường và lõi dẫn (khuếch đại) từ.

Bài 21.10: Cho hai ống dây như nhau, một ống có lõi sắt và một ống không có lõi sắt. Cho dòng điện có cùng cường độ ởi qua hai ống dây. Dựa vào đường sức từ trường mô tả ở hình dưới đây, em hãy giải thích vì sao nam châm điện cần có lõi sắt.

Trả lời:

• Đường sức từ ở cuộn dây có lõi sắt sít nhau hơn nên có từ trường mạnh hơn từ trường của cuộn dây không có lõi sắt. Do đó lực từ ở cuộn dây có lõi sắt cũng mạnh hơn. Vì vậy, nam châm điện cần phải có lõi sắt để tăng tác dụng từ.