Sự nhiễm từ của sắt, thép

SỰ NHIỆM ĐIỆN CỦA SẮT, THÉP – NAM CHÂM ĐIỆN

A)Tóm tắt lý thuyết:

1,Sự nhiễm từ của sắt, thép:

-Lõi sắt hoặc lói thép làm tăng tác dụng từ của ống dây có dòng điện.

-Khi ngắt điện, lõi sắt non mất hết từ tính còn lõi thép thì vẫn giữ được từ tính.

-Ngắt công tắc, ống dây có lõi sắt non không hút các kẹp giấy còn ống dây có lõi thép thì hút các vụn giấy.

Sở dĩ sắt hoặc lõi thép làm tăng tác dụng từ của ống dây vì khi đặt trong từ trường thì lõi sắt, thép bị nhiễm và trở thành một nam châm.

-Khi đóng công tắc ống dây có lõi sắt và thép hút các kẹp giấy.

Không những sắt, thép mà các vật liệu từ như niken, coban,… đặt trong từ trường đều bị nhiễm từ.

2,Nam châm điện:

-Cấu tạo: Cuộn dây dẫn, lõi sắt non.

-Các cách làm tăng lực từ của nam châm điện:

+Tăng cường độ dòng điện chạy qua các vòng dây.

+Tăng số vòng dây của cuộn dây.

-Ưu điểm so với nam châm vĩnh sửu:

+Có thể thay đổi được độ mạnh, yếu của nam châm bằng cách tăng – giảm số vòng dây của nam châm hay cường độ dòng điện chạy qua vòng dây.

+Có thể tạo ra từ trường mạnh hơn nam châm vĩnh cửu.

+Có thể làm mất hoàn toàn từ tính của nam châm điện bằng cách ngắt dòng điện qua các vòng dây.

-So sánh sự nhiễm điện từ của sắt và thép, của nam châm điện và nam châm vĩnh cửu:

+Sắt nhiễm từ mạnh hơn thép, nhưng thép duy trì từ tính lâu hơn sắt.

+Muốn chế tạo nam châm vĩnh cửu ta dùng thép và muốn chế tạo nam châm điện ta lại dùng sắt.

+Nam châm vĩnh cửu duy trì được từ tính lâu dài, không phụ thuộc vào việc có hay không có dòng điện.

+Nam châm chỉ hoạt động khi có dòng điện chạy qua cuộn dây trong có lõi sắt. Khi ngắt dòng điện thì nam châm điện cũng mất hết từ tính.

B)Bài tập minh họa:

Câu 1: Khi đặt sắt, thép, niken, coban hay các vật liệu từ khác đặt trong từ trường thì:

A.Bị nhiễm điện.

B.Bị nhiệm từ.

C.Mất hết từ tính.

D.Giữ được từ tính lâu dài.

Hướng dẫn

Sắt, thép, niken, coban và các vật liệu từ khác đặt trong từ trường đều bị nhiễm từ.

Chọn đáp án B.

Câu 2: Có hiện tượng gì xảy ra với một thanh thép khi đặt nó vào trong lòng một ống dây có dòng điện một chiều chạy qua?

A.Thanh thép bị nóng lên.

B.Thanh thép bị phát sáng.

C.Thanh thép bị đẩy ra khỏi ống dây.

D.Thanh thép trở thành một nam châm.

Hướng dẫn

Khi đặt trong từ trường thì lõi sắt, thép bị nhiễm từ và trở thành một nam châm nữa.

Chọn đáp án D.

Câu 3: Trong các trường hợp sau, trường hợp nào vật có khả năng nhiễm từ và trở thành nam châm vĩnh cửu?

A.Một vòng dây dẫn bằng thép được đưa lại gần một cực của nam châm điện mạnh trong thời gian ngắn, rồi đưa ra xa.

B.Một vòng dây dẫn bằng sắt non được đưa lại gần một cực của nam châm điện mạnh trong thời gian ngắn, rồi đưa ra xa.

C.Một vòng dây dẫn bằng sắt non được đưa lại gần một đầu của nam châm điện mạnh trong thời gian dài, rồi đưa ra xa.

D.Một lõi sắt non được đặt trong lòng một cuộn dây có dòng điện với cường độ lớn trong một thời gian dài, rồi đưa ra xa.

Hướng dẫn

Ta có, sau khi bị nhiễm từ thì sắt non không giữ được từ tính lâu dài còn thép thì giữ được từ tính lâu dài.

Trường hợp vật có khả năng nhiễm từ và trở thành nam châm vĩnh cửu: Một vòng dây dẫn bằng thép được đưa lại gần một cực của nam châm điện mạnh trong thời gian ngắn, rồi đưa ra xa.

Chọn đáp án A.

Câu 4: Các nam châm điện được mô tả như hình sau:

Hãy cho biết nam châm nào mạnh hơn?

A.Nam châm a.

B.Nam châm c.

C.Nam châm b.

D.Nam châm e.

Hướng dẫn

Nam châm nào có dòng điện càng lớn và số vòng dây càng nhiều thì nam châm đó càng mạnh.

Từ hình ta thấy, nam châm e mạnh nhất.

Chọn đáp án D.

Câu 5: Nam châm điện có cấu tạo gồm:

A.Nam châm vĩnh cửu và lõi sắt non.

B.Cuộn dây dẫn và lõi sắt non.

C.Cuộn dây dẫn và nam châm vĩnh cửu.

D.Nam châm.

Hướng dẫn

Cấu tạo của nam châm điện gồm: Cuộn dây dẫn, lõi sắt non.

Chọn đáp án B.

Câu 6: Chọn phương án đúng?

A.Tăng cường độ dòng điện chạy qua các vòng dây thì lực từ của nam châm điện giảm

B.Tăng số vòng dây của cuộn dây thì lực từ của nam châm điện giảm.

C.Lõi sắt hoặc lõi thép làm tăng tác dụng từ của ống dây.

D.Sau khi bị nhiễm từ thì cả sắt non và thép đều không giữ được từ tính lâu dài.

Hướng dẫn

A – sai vì: Tăng cường độ dòng điện chạy qua các vòng dây thì lực của nam châm điện tăng.

B – sai vì: Tăng số vòng dây của cuộn dây thì lực từ của nam châm điện tăng.

C – đúng.

D – sai vì: Sau khi đã bị nhiễm từ, sắt non không giữ được từ tính lâu dài, còn thép thì giữ được từ tính lâu dài.

Chọn đáp án C.

Câu 7: Vì sao lõi của nam châm điện không làm bằng thép mà lại làm bằng sắt non?

A.Vì lõi thép nhiễm từ yếu hơn lõi sắt non.

B.Vì dùng lõi thép thì sau khi nhiễm từ sẽ biến thành một nam châm vĩnh cửu.

C.Vì dùng lõi thép thì không thể làm thay đổi cường độ lực từ của nam châm điện.

D.Vì dùng lõi thép thì lực từ bị giảm đi so với khi chưa có lõi.

Hướng dẫn

Lõi của nam châm điện không làm bằng thép mà làm bằng sắt non vì:

Khi ngắt điện qua ống dây, lõi thép vẫn có từ tính, vẫn hút được sắt thép.

Khi đó nam châm trở thanh nam châm vĩnh cửu và không đáp ứng được yêu cầu của nam châm điện.

Chọn đáp án B.

Câu 8: Cách nào để tăng lực từ của nam châm điện?

A.Dùng dây dẫn to cuốn ít vòng.

B.Dùng dây dẫn nhỏ cuốn nhiều vòng.

C.Tăng số vòng dây dẫn và giảm hiệu điện thế đặt vào hai đầu ống dây.

D.Tăng đường kính và chiều dài của ống dây.

Hướng dẫn

Để làm tăng lực từ của nam châm điện, dùng dây dẫn nhỏ cuốn nhiều vòng.

Chọn đáp án B.

Câu 9: khi đặt một thanh sắt non vào trong một ống dây có dòng điện một chiều chạy qua thì thanh sắt trở thành một nam châm. Hướng Bắc Nam của nam châm mới được tạo thành so với hướng Bắc Nam của ống dây thì:

A.Ngược hướng.

B.Vuông góc.

C.Cùng hướng.

D.Tạo thành một góc 45 độ.

Hướng dẫn

Hướng Bắc Nam của nam châm mới được tạo thành so với hướng Bắc Nam của ống dây thì cùng hướng.

Chọn đáp án C.

Câu 10: Nam châm điện gồm một cuộn dây dẫn quấn xung quanh lõi sắt non có dòng điện chạy qua.