Bài tập Khtn 7 Bài 19: Từ trường (20 bài tập)

Lớp 7 · KHTN Bài 19

Từ Trường

Lực từ · Từ phổ · Đường sức từ · Từ trường Trái Đất · La bàn

1
Từ trường là gì?

Nam châm có khả năng tác dụng lực lên các vật liệu có tính chất từ (sắt, thép, cobalt, nickel,...) và lên các nam châm khác. Lực này được gọi là lực từ.

ĐỊNH NGHĨA TỪ TRƯỜNG
Từ trường là vùng không gian bao quanh nam châm, trong đó các vật liệu có tính chất từ chịu tác dụng của lực từ.

Từ trường không chỉ tồn tại xung quanh nam châm, mà còn tồn tại xung quanh dây dẫn mang dòng điện. Điều này được nhà bác học Ơ-xtet (Oersted) chứng minh năm 1820 qua một thí nghiệm nổi tiếng:

PIN + K A B N S N S I
Khi đóng khóa K, dòng điện chạy qua dây AB → kim nam châm bị lệch khỏi hướng Bắc – Nam ban đầu
Kết luận của thí nghiệm Oersted: Khi cho dòng điện chạy qua dây dẫn AB đặt song song với kim nam châm, kim nam châm bị lệch khỏi vị trí ban đầu. Điều đó chứng tỏ xung quanh dây dẫn mang dòng điện có từ trường.

🔍 Cách phát hiện từ trường:

Dùng kim nam châm (còn gọi là nam châm thử). Đưa kim vào vùng không gian cần kiểm tra:

  • Nếu kim nam châm bị lệch khỏi hướng Bắc – Nam ban đầu → có lực từ tác dụng → nơi đó có từ trường.
  • Nếu kim nam châm vẫn nằm theo hướng Bắc – Nam → nơi đó không có từ trường (hoặc có nhưng quá yếu).
💡Tóm tắt: Từ trường tồn tại ở 2 nơi: ① xung quanh nam châm, ② xung quanh dây dẫn mang dòng điện. Phát hiện bằng kim nam châm thử.
2
Từ phổ — hình ảnh trực quan của từ trường

Cách tạo từ phổ:

  • Đặt một tấm nhựa trong, mỏng lên thanh nam châm.
  • Rắc đều một lớp mạt sắt lên tấm nhựa.
  • Gõ nhẹ tấm nhựa → các mạt sắt sẽ tự sắp xếp thành những đường cong nối từ cực này sang cực kia của nam châm.
TỪ PHỔ
Hình ảnh các đường mạt sắt sắp xếp xung quanh nam châm gọi là từ phổ. Từ phổ cho ta hình ảnh trực quan về từ trường.
N S Mạt sắt sắp xếp thành các đường cong xung quanh nam châm
Từ phổ của nam châm thẳng — hình ảnh các đường mạt sắt

Đặc điểm quan sát từ từ phổ:

Mạt sắt DÀY
Gần hai cực → từ trường MẠNH
Mạt sắt THƯA
Xa hai cực → từ trường YẾU
⚠️Lưu ý: Chỉ có thể tạo ra từ phổ bằng mạt sắt (vật liệu từ). Không thể dùng mạt đồng, mạt nhôm vì chúng không có tính chất từ, không bị lực từ tác dụng nên sẽ không sắp xếp thành các đường được.
3
Đường sức từ của nam châm thẳng

Khi dùng bút tô dọc theo các đường mạt sắt trong từ phổ, nối từ cực này sang cực kia của nam châm, ta thu được các đường gọi là đường sức từ.

N S đi ra đi vào Đường sức từ đi ra cực N, đi vào cực S (ở bên ngoài nam châm)
Đường sức từ của nam châm thẳng có chiều xác định

Tính chất của đường sức từ:

🔄
1. Là đường cong khép kín
Đường sức từ là những đường cong, không phải đường thẳng. Chúng nối từ cực này sang cực kia.
🧭
2. Kim nam châm định hướng theo
Kim nam châm đặt trong từ trường sẽ định hướng dọc theo đường sức từ: cực N của kim hướng về cực S của nam châm thẳng, cực S của kim hướng về cực N.
➡️
3. Có chiều xác định
Quy ước: chiều đường sức từ là chiều đi từ cực Nam đến cực Bắc xuyên dọc kim nam châm đặt cân bằng trên đường sức từ đó.
QUY TẮC QUAN TRỌNG NHẤT
Ở bên ngoài thanh nam châm,
đường sức từ có chiều
đi RA từ cực Bắc (N) — đi VÀO cực Nam (S)
📌Mẹo nhớ: Mũi tên đường sức từ "thoát ra" ở cực Bắc (N), "chui vào" ở cực Nam (S). Câu thần chú: "Ra Bắc – Vào Nam" (ngoài nam châm).
4
Đường sức từ của nam châm chữ U

Đối với nam châm hình chữ U, đường sức từ có hai vùng đặc trưng:

N S Trong lòng: thẳng song song Bên ngoài: cong, đi ra N – vào S
Đường sức từ của nam châm hình chữ U
Bên ngoài nam châm
Đường sức từ là những đường cong, đi ra từ cực Bắc (N) và đi vào cực Nam (S) — giống như nam châm thẳng.
Trong lòng nam châm (giữa hai nhánh)
Đường sức từ gần như là những đường thẳng song song với nhau. Đây là vùng có từ trường đều.
Vùng từ trường đều trong lòng nam châm chữ U có ý nghĩa quan trọng: ở đó từ trường có độ mạnh như nhau ở mọi điểm.
5
Từ trường của Trái Đất
TỪ TRƯỜNG TRÁI ĐẤT
Trái Đất hoạt động giống như một nam châm khổng lồ, xung quanh nó tồn tại từ trường.

🔬 Bằng chứng: Khi đặt kim nam châm tự do ở bất kì đâu trên Trái Đất (cách xa các nam châm và vật liệu từ khác), kim luôn chỉ hướng Bắc – Nam. Điều này chỉ có thể giải thích được nếu Trái Đất có từ trường tác dụng lực từ lên kim nam châm.

Bắc địa lí Nam địa lí cực Bắc địa từ cực Nam địa từ Đường sức từ ngoài Trái Đất: từ Nam bán cầu → Bắc bán cầu
Mô phỏng từ trường Trái Đất

Đặc điểm quan trọng:

  • bên ngoài Trái Đất, các đường sức từ trường Trái Đất có chiều đi từ Nam bán cầu đến Bắc bán cầu.
  • Cực Bắc địa từcực Bắc địa lí KHÔNG trùng nhau — chúng lệch nhau một góc.
  • Tương tự, cực Nam địa từcực Nam địa lí cũng không trùng nhau.
Quy ước hiện nay: từ cực ở gần Bắc bán cầu được gọi là cực Bắc địa từ, từ cực ở gần Nam bán cầu được gọi là cực Nam địa từ.
⚠️Sai lầm phổ biến: Nghĩ rằng cực Bắc địa từ trùng với cực Bắc địa lí. Thực tế hai cực này không trùng nhau, chúng lệch nhau một góc.
6
La bàn — dụng cụ xác định hướng địa lí

La bàn là dụng cụ dùng để xác định hướng địa lí. Một la bàn thường gồm 3 bộ phận chính:

1
Kim la bàn
Kim nam châm hình lá dẹt, mỏng, nhẹ, đặt trên trụ xoay. Đầu sơn đỏ chỉ bắc, đầu xanh/trắng chỉ nam.
2
Vỏ la bàn
Bằng nhôm hoặc nhựa, bảo vệ kim nam châm bên trong.
3
Mặt la bàn
Mặt chia độ, có gắn cố định các kí hiệu hướng (N, E, S, W…).
N S E W NE SE SW NW

Bảng quy ước kí hiệu hướng trên la bàn:

Kí hiệuHướng địa lí
NBắc
NEĐông bắc
EĐông
SEĐông nam
SNam
SWTây nam
WTây
NWTây bắc

📋 Cách sử dụng la bàn xác định hướng địa lí (3 bước):

1Đặt la bàn cách xa nam châm và các vật liệu có tính chất từ, để tránh tác động lên kim la bàn.
2Giữ la bàn trong lòng bàn tay hoặc đặt trên mặt bàn sao cho la bàn nằm ngang. Xoay vỏ la bàn sao cho đầu kim màu đỏ (chỉ hướng bắc) trùng khít với vạch ghi chữ N.
3Đọc giá trị góc tạo bởi hướng cần xác định (hướng trước mặt) so với hướng bắc trên mặt chia độ → từ đó xác định hướng cần tìm.
Ví dụ: Nếu đọc được con số $20°$ (lệch về phía đông) → ta xác định được hướng cần xác định lệch so với hướng bắc $20°$ về phía đông bắc.
💡Gợi ý ôn tập: Nắm 2 nơi có từ trường (nam châm + dây dẫn dòng điện) → nhớ từ phổ ≠ đường sức từ → thuộc quy tắc "Ra Bắc – Vào Nam" → nhớ Trái Đất là nam châm khổng lồ, cực địa từ không trùng cực địa lí → thuộc 3 bước dùng la bàn → chuyển sang tab Bài Tập luyện 20 câu!
1
Điểm: 0/20
🌐

Cùng luyện bài Từ trường nào!

20 câu: 15 trắc nghiệm · 3 đúng/sai · 2 tự luận

💡 Gợi ý
Cô Trần Thị Thanh Thảo

Cô Trần Thị Thanh Thảo

(Người kiểm duyệt, ra đề)

Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Khoa Học Tự Nhiên THCS

Trình độ: Cử nhân Sư phạm KHTN, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ Tin học, Ngoại ngữ B1

Kinh nghiệm: 6+ năm kinh nghiệm tại Trường THCS Nguyễn Siêu