Bài 47: Nam châm điện
Bài 47: Nam châm điện
Bài 47 trong sách Hướng dẫn học Khoa học Tự nhiên 9 tập 2 trang 82 đề cập đến việc giải thích về nam châm điện. Nam châm điện đóng vai trò quan trọng trong đời sống và kỹ thuật mặc dù chúng được chế tạo một cách đơn giản và ít tốn kém. Nam châm điện gồm một cuộn dây dẫn với lõi sắt non bên trong.
Lõi sắt non trong nam châm điện có tác dụng tăng cường từ của ống dây khi có dòng điện chạy qua. Nam châm điện được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau trong đời sống và kỹ thuật, như thẻ tín dụng, máy rút tiền tự động, màn hình ti vi và máy tính, động cơ điện và máy phát điện, rơ-le, v.v.
Hoạt động khởi động
A. Cấu tạo của nam châm điện
Nam châm điện bao gồm một cuộn dây dẫn với lõi sắt non bên trong, lõi này có vai trò quan trọng trong việc tăng tác dụng từ của ống dây khi có dòng điện chạy qua.
B. Sự nhiễm từ của sắt và thép
- Khi có lõi sắt non hoặc lõi thép trong nam châm điện, góc lệch của kim nam châm lớn hơn và từ tính của ống dây mạnh hơn so với khi không có lõi sắt non hoặc lõi thép.
- Lõi sắt non và lõi thép đều làm tăng tác dụng từ của ống dây có dòng điện chạy qua. Tuy nhiên, tính chất từ của lõi sắt non và lõi thép khác nhau, với lõi thép giữ được từ tính lâu dài hơn so với lõi sắt non.
C. Ứng dụng của nam châm điện
- Nam châm điện được sử dụng trong nhiều thiết bị và công cụ, và các bộ phận của nam châm điện như ống dây, khuôn nhựa, kẹp giấy, chốt cắm đều đóng vai trò quan trọng.
- Để tăng tác dụng từ lên nam châm điện, có thể sử dụng lõi sắt non hoặc lõi thép trong ống dây.
Hoạt động hình thành kiến thức
I. Sự nhiễm từ của sắt và thép
- Kết quả thí nghiệm cho thấy tác động của lõi sắt non và lõi thép trong nam châm điện đối với góc lệch của kim nam châm và từ tính của ống dây khi có dòng điện chạy qua.
II. Ứng dụng của nam châm
- Loa điện sử dụng nguyên tắc của nam châm điện để tạo ra âm thanh thông qua việc biến đổi dao động điện thành âm thanh. Rơ-le điện từ cũng sử dụng nam châm điện để điều khiển mạch điện.
- Rơ-le điện từ là một thiết bị tự động mở, đóng mạch điện, bảo vệ và điều khiển sự làm việc của mạch điện.
- Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của rơ-le điện từ được mô tả chi tiết thông qua các thí nghiệm và hình ảnh trong sách giáo khoa.
Bài tập và hướng dẫn giải
C. Hoạt động luyện tập
Câu 1: Trang 86 khoa học tự nhiên VNEN 9 tập 2
Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về sự nhiễm từ của sắt?
A. Sắt đặt trong lòng ống dây có dòng điện chạy qua, nó sẽ bị nhiễm từ.
B. Khi lõi sắt trong ống dây đang bị nhiễm từ, nếu cắt dòng điện thì lõi sắt sẽ mất từ tính.
C. Sự nhiễm từ của sắt được ứng dụng trong việc chế tạo nam châm điện.
D. Sắt đặt trong lòng ống đây, dù không có dòng điện chạy qua, nó vẫn bị nhiễm
Câu 2: Trang 87 khoa học tự nhiên VNEN 9 tập 2
Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về sự nhiễm từ của thép?
A. Khi đặt một lõi thép trong từ trường, lõi thép bị nhiễm từ.
B. Trong cùng một điều kiện như nhau, lõi thép bị nhiễm từ mạnh hơn sắt.
C. Khi đã nhiễm từ, thép duy trì từ tính kém hơn sắt.
D. Khi thép đã bị nhiễm từ, từ tính của nó sẽ không hề bị mất đi.
Câu 3: Trang 87 khoa học tự nhiên VNEN 9 tập 2
Hãy điền cụm từ thích hợp vào chỗ trống để được câu đúng ý nghĩa vật lí.
a) Sắt, thép, niken, côban và các vật liệu từ khác, đặt trong từ trường đều bị $...$.
b) Sau khi đã bị nhiễm từ, $...$ không giữ được từ tính lâu dài.
c) Có thể làm tăng $...$ của nam châm điện tác dụng lên một vật bằng cách tăng cường độ dòng điện chạy qua các vòng dây hoặc tăng số vòng của ống dây.
Câu 4: Trang 87 khoa học tự nhiên VNEN 9 tập 2
Khi chạm mũi kéo vào đầu thanh nam châm thì sau đó mũi kéo hút được các vụn sắt. Giải thích vì sao?
Câu 5: Trang 87 khoa học tự nhiên VNEN 9 tập 2
Làm thế nào để chế tạo một nam châm điện cực mạnh?
Câu 6: Trang 87 khoa học tự nhiên VNEN 9 tập 2
Trong nam châm điện a và b; c và d; b, d và e ở hình 47.7 thì nam châm nào mạnh hơn? Giải thích?
Câu 7: Trang 87 khoa học tự nhiên VNEN 9 tập 2
Điền từ thích hợp cho sẵn vào ô trống trong các câu a, b, c
a) Nguyên tắc hoạt động của loa điện : Loa điện hoạt động dựa trên $...$ của nam châm điện lên $...$ có dòng điện chạy qua.
b) Rơle điện từ là thiết bị $...$ đóng, ngắt mạch điện, bảo vệ và điều mạch điện
c) Nam châm điện được $...$ rộng rãi trong thực tế, như được dùng để $...$ loa điện, rơle điện từ, chuông báo động và nhiều thiết bị tự động khác.
Các từ cho sẵn: tác dụng từ, điều khiển, tự động, chế tạo, ống dây, ứng dụng.
D. Hoạt động vận dụng
Câu 1: Trang 88 khoa học tự nhiên VNEN 9 tập 2
Muốn nam châm điện mất hết từ tính thì ta phải làm thế nào? Vì sao?
Câu 2: Trang 88 khoa học tự nhiên VNEN 9 tập 2
Hãy nêu lợi thế của nam châm điện so với nam châm vĩnh cửu.
Câu 3: Trang 88 khoa học tự nhiên VNEN 9 tập 2
Hình 47.8 là sơ đồ mạch điện có lắp một rơ-le điện từ. Đó là loại rơ-le mắc nối tiếp với thiết bị cần bảo vệ. Hãy giải thích vì sao khi dòng điện qua động cơ tăng quá mức cho phép thì mạch điện tự động ngắt và động cơ ngừng làm việc?
E. Hoạt động tìm tòi, mở rộng
Câu 1: Trang 88 khoa học tự nhiên VNEN 9 tập 2
Em hãy tìm hiểu ứng dụng của nam châm trong đời sống và kĩ thuật.
Câu 2: Trang 88 khoa học tự nhiên 9 tập 2
Một trong các ứng dụng của nam châm là chế tạo các đệm từ. Hãy tìm hiểu nguyên tắc hoạt động của đệm từ.
Câu 3: Trang 89 khoa học tự nhiên VNEN 9 tập 2
Hiện nay, những ngành nghề liên quan đến việc sửa chữa buộc người công nhân phải thường xuyên mang gang tay. Điều này khiến cho họ gặp phải khó khăn là không thể cầm nắm mọi vật một cách dễ dàng. Tuy nhiên, sự ra đời của gang tay nam châm đã giải quyết triệt để vấn đề này. Em hãy tìm hiểu một số thông tin về găng tay nam châm ra đời trong những năm gần đây.