Nam châm vĩnh cửu là gì vật lý 9 năm 2024
Một kiến thức hoàn toàn mới, liệu có khiến mọi người hoang mang? Điện từ học với những hiện tượng đầy thú vị và gây ảo giác cao, hãy cùng Box Vật Lý định hướng rõ ràng cho các bạn ở chương này nhé Show
I/ Tóm tắt lý thuyết1. Từ tính của nam châm
Bài C1: Nhớ lại kiến thức về từ tính của nam châm ở lớp 5 và lớp 7, hãy đề xuất và thực hiện một thí nghiệm để phát hiện xem một thanh kim loại có phải là nam châm hay không. Lời giải: Đưa thanh kim loại lại gần đống vụn sắt. Nếu thanh kim loại hút vụn sắt thì đó là nam châm. Bài C2: Đặt kim nam châm trên giá thẳng đứng như mô tả trên hình 21.1 (SGK). - Khi đã đứng cân bằng, kim nam châm nằm dọc theo hướng nào? - Xoay cho kim nam châm lệch khỏi hướng vừa xác định, buông tay. Khi đã đứng cân bằng trở lại, kim nam châm còn chỉ hướng như lúc đầu nữa không? Làm lại thí nghiệm hai lần và cho nhận xét. Lời giải: Khi đã đứng cân bằng, kim nam châm nằm dọc theo hướng Nam - Bắc. Xoay cho kim nam châm lệch khỏi hướng vừa xác định, buông tay thì kim nam châm vẫn chỉ hướng như lúc đầu. Kim nam châm luôn chỉ theo một hướng nhất định. *Kết luận: - Nam châm là những vật có tính chất từ (từ tính), chúng có thể hút các vật bằng sắt, thép và làm quay kim nam châm. + Các kim loại bị hút bởi nam châm gọi là các vật liệu từ. Ví dụ: sắt, thép, niken, côban … + Các kim loại không thuộc vật liệu từ thì hầu như không bị nam châm hút. Ví dụ: đồng, nhôm, bạc... - Nam châm vĩnh cửu (thường gọi tắt là nam châm) có từ tính tồn tại trong một thời gian khá dài. - Trong cuộc sống, nam châm vĩnh cửu được sản xuất với nhiều hình dạng khác nhau và bằng vật liệu khác nhau + Về hình dạng: dạng chữ [imath]U[/imath], dạng thanh, dạng trụ, dạng đĩa... + Về vật liệu khác nhau như nam châm đen (nam châm ferrite), nam châm trắng (nam châm đất hiếm), nam châm dẻo (làm từ hợp chất của nhựa hoặc cao su với một loại bột sắt)... - Mỗi nam châm có hai cực từ: Cực Bắc và cực Nam. Kí hiệu các cực của nam châm: + Kí hiệu theo màu sắc: Cực Nam sơn màu đỏ, cực Bắc sơn màu xanh. + Kí hiệu bằng chữ: Cực Nam viết chữ [imath]S[/imath], cực Bắc viết chữ [imath]N[/imath]. 2. Tương tác giữa hai nam châm
Bài C3: Đưa từ cực của hai nam châm lại gần nhau (hình 21.3 SGK). Quan sát hiện tượng, cho nhận xét. Lời giải: Cực Bắc của kim nam châm bị hút về phía cực Nam của thanh nam châm. Bài C4: Đổi đầu của một trong hai nam châm rồi đưa lại gần nhau. Có hiện tượng gì xảy ra với các nam châm? Lời giải: Các cực cùng tên của hai nam châm sẽ đẩy nhau. Khi đưa cực từ của hai nam châm lại gần nhau thì chúng hút nhau nếu các cực khác tên (hình a), đẩy nhau nếu các cực cùng tên (hình b). II/ Vận dụng Bài C5: Theo em, có thể giải thích thế nào hiện tượng hình nhân đặt trên xe của Tổ Xung Chi luôn chỉ hướng nam? Lời giải: Do Tổ Xung Chi đã lắp đặt trên xe một thanh nam châm. Bài C6: Người ta dùng la bàn (hình 21.4 SGK) để xác định hướng Bắc, Nam. Tìm hiểu cấu tạo của la bàn. Hãy cho biết bộ phận nào của la bàn có tác dụng chỉ hướng. Giải thích. Biết rằng mặt số của la bàn có thể quay độc lập với kim nam châm. Lời giải: Kim nam châm của la bàn là bộ phận chỉ hướng. Tại mọi vị trí trên Trái Đất (trừ ở hai cực) kim nam châm luôn chỉ hướng Nam - Bắc. Bài C7: Hãy xác định tên từ cực của các nam châm thường dùng trong phòng thí nghiệm (nam châm thẳng, nam châm chữ [imath]U[/imath], kim nam châm). Lời giải: Đầu của thanh nam châm có ghi chữ [imath]N[/imath] là cực Bắc, đầu có ghi chữ [imath]S[/imath] là cực Nam. Bài C8: Xác định tên các từ cực của thanh nam châm trên hình 21.5 SGK. Lời giải: Cực có ghi chữ [imath]N[/imath] là cực Bắc của thanh nam châm, sát với cực Bắc là cực Nam. Hẹn gặp các em ở phần bài tập sẽ có nhanh thôi nà Nam châm vĩnh cửu không chỉ được sử dụng nhiều trong dạy học, thí nghiệm, nghiên cứu mà còn được ứng dụng rộng rãi trong đời sống hằng ngày. Bài viết sau đây ngoài cung cấp các kiến thức về lý thuyết, cấu tạo cơ bản của nam châm vĩnh cửu, còn liệt kê các ứng dụng của nam châm vĩnh cửu, giúp các em hiểu rõ và chi tiết hơn về loại vật liệu phổ biến này. Tìm hiểu về nam châm vĩnh cửuTìm hiểu khái niệm, lịch sử ra đời, cấu tạo và những tính chất của nam châm Nam châm vĩnh cửu là gì?Nam châm vĩnh cửu được định nghĩa là các vật có cấu tạo từ các loại vật liệu từ cứng. Đặc điểm của vật liệu cấu thành nên nam châm vĩnh cửu là sở hữu khả năng giữ từ tính không bị mất từ trường, được sử dụng như các nguồn tạo từ trường. Hiện nay, nam châm vĩnh cửu có rất nhiều ứng dụng giúp ích cho quá trình nghiên cứu và đời sống của con người. Ai đã phát hiện ra nam châmNam châm được cho là bắt nguồn vào thời điểm những năm 600 trước công nguyên, vào thời Hy Lạp cổ đại. Người ta đã phát hiện một loại đá kỳ lạ, màu sắc đen óng. Người Hy Lạp cổ đại nhận thấy rằng loại đá này có khả năng hút được các vật bằng kim loại một cách đáng kể. Tuy nhiên họ không tìm ra được khả năng quay về hướng Bắc của loại đá này cho đến khoảng 300 năm sau. Đặc điểm quay về hướng Bắc đã được người Trung Hoa đã phát hiện. Magnesi là vùng đất đầu tiên mà người ta tìm ra nam châm, cũng vì vậy mà họ chọn Magnetite là tên dùng để đặt cho nam châm. Cấu tạo của nam châm vĩnh cửuNguyên liệu để chế tạo nam châm vĩnh cửu Về cấu tạo, nam châm vĩnh cửu được chế tạo từ magnetite và tinh thể khoáng sắt ferit. Từ tính của nó luôn tồn tại trong mọi môi trường, mọi lúc, mọi nơi và luôn tác động lên các loại kim loại khác. Bên cạnh đó, các hợp kim thép cũng có thể được từ hóa. Nam châm vĩnh cửu luôn sở hữu từ tính mạnh mẽ và rất khó khiến chúng mất đi từ tính. Tuy nhiên, nam châm vĩnh cửu cần có dòng điện chạy qua để có thể tạo ra được từ trường. Hình dạng phổ biến của nam châm Nam châm vĩnh cửu thường được thiết kế dưới dạng hình chữ U nhằm mục đích kết nối hai cực từ lại gần nhau để tạo ra một từ trường mãnh liệt có thể nâng, hút, tác dụng từ tính lên một miếng sắt nặng. Ngoài ra, nam châm vĩnh cửu có khả năng lưu giữ từ trường khá lớn. Đây cũng là nguyên nhân giúp cho nam châm hạn chế xảy ra tình trạng khử từ. Do đó, việc các nam châm vĩnh cửu trên thị trường hiện nay được chế tạo với độ kháng từ dao động trong khoảng vài nghìn đến vài chục nghìn Oe là một điều dễ hiểu. Những nam châm có nguồn gốc từ những biểu tượng nguyên tố hóa học như nickel, nhôm, cobalt, được dùng để chế tạo ra các hợp kim khác nhau. Nam châm Alnico sau khi bị nhiễm từ sẽ có từ tính lớn gấp 5 đến 17 lần so với Magnetit. Như đã đề cập, nam châm vĩnh cửu là những loại vật liệu được từ hóa và có tính chất tạo ra từ trường liên tục, mạnh mẽ. Mặc dù từ trường của nam châm vô hình, nhưng chúng có một khả năng đặc biệt như sau: Tạo ra một lực hút đáng kể với các loại vật liệu từ khác như niken, sắt, coban, một số khoáng chất tự nhiên như đá nam châm hoặc một số hợp kim của đất hiếm,…đẩy hoặc hút các nam châm khác. Cực của nam châm Toàn bộ các nam châm đều có hai cực, một cực gọi là cực nam và cực còn lại là cực bắc. Cực bắc và nam luôn tồn tại song song trong cùng một cặp (không có đơn cực từ trong tự nhiên). Do đó, nếu chúng ta tiến hành chia một nam châm vĩnh cửu thành một nửa, hai nam châm nhỏ hơn sẽ được tạo thành nhưng vẫn sẽ có một cực bắc và một cực nam. Tương tác giữa hai nam châmKhi tiến hành đưa hai nam châm gần lại nhau sẽ xảy ra một số trường hợp về sự tương tác giữa chúng như sau:
Lưu ý: Người ta quy ước Trái Đất là một nam châm khổng lồ. Phân loại nam châmNam châm vĩnh cửu được phân loại dựa trên trên 2 đặc điểm về phương pháp chế tạo và chất liệu: Phân loại dựa trên phương pháp chế tạo:
Phân loại dựa trên chất liệu cấu tạo:
Ứng dụng của nam châm trong đời sốngNam châm được sử dụng rất phổ biến trong đời sống hằng ngày. Các em có thể bắt gặp các ứng dụng của nam châm trong một số lĩnh vực như điện tử, thời trang, thiết bị âm thanh, nhà bếp,...
Xem thêm: Định luật jun len xơ cho biết điều gì? Hệ thức jun len xơ & bài tập vận dụng (vật lý 9) Thực hành: Trả lời câu hỏi liên quan đến nam châm vĩnh cửuDưới đây là một số câu hỏi liên quan đến bài học nam châm vĩnh cửu, giúp các em củng cố kiến thức và hiểu một cách chi tiết hơn về lý thuyết đã được đề cập bên trên. Câu 1 (Trang 48 SBT Vật Lí 9): Có một số quả đấm cửa làm bằng đồng và một số quả làm bằng sắt mạ đồng. Hãy tìm cách phân loại chúng. Hướng dẫn giải: Đưa các quả đấm cửa lại gần thanh nam châm. Nếu quả đấm nào bị thanh nam châm hút thì nó được làm bằng sắt mạ đồng còn quả đấm cửa nào không bị thanh nam châm hút thì đó là quả đấm làm bằng đồng. (Áp dụng lý thuyết về sự tương tác của 2 nam châm). Câu 2 (Trang 48 SBT Vật Lí 9): Có hai thanh thép luôn hút nhau bất kể đưa các đầu nào của chúng lại gần nhau. Có thể kết luận được rằng một trong hai thanh này không phải là nam châm không? Hướng dẫn giải: Có thể kết luận một trong hai thanh này không phải là nam châm. Bởi vì nếu cả hai đều là nam châm thì khi đổi đầu, chúng sẽ đẩy nhau. Câu 3 (Trang 48 SBT Vật Lí 9): Nêu các cách khác nhau để xác định tên cực của một thanh nam châm khi màu sơn đánh đấu cực đã bị tróc hết Hướng dẫn giải: Dựa vào sự định hướng của thanh nam châm trong từ trường của Trái Đất: khi đặt kim nam châm thăng bằng trên giá thẳng đứng, kim nam châm sẽ chỉ hướng Bắc, Nam theo từ trường của Trái Đất. Cũng có thể dùng một thanh nam châm khác đã biết tên cực để xác định tên các cực của thanh nam châm ban đầu. Câu 4 (Trang 48 SBT Vật Lí 9): Quan sát hai thanh nam chậm trong hình 21.1 Giải thích tại sao thanh nam châm 2 lại lơ lửng trên thanh nam châm 1. Hướng dẫn giải: Thanh nam châm 2 không rơi, vì hai cực để gần nhau của hai nam châm đó cùng tên. Trong trường hợp này, lực đẩy của nam châm cân bằng với trọng lượng của nam châm 2. Nếu đổi đầu một trong hai nam châm thì không còn hiện tượng đó nữa. Câu 5: Trên thanh nam châm, chỗ nào hút sắt mạnh nhất?
Đáp án: Chọn C. Vì cả hai từ cực là chỗ hút sắt mạnh nhất. Câu 6: Khi nào hai thanh nam châm hút nhau ?
Đáp án: Chọn C. Vì khi để hai cực khác tên gần nhau thì hai thanh nam châm hút nhau. Câu 7: Vì sao có thể nói rằng Trái Đất giống như một thanh nam châm khổng lồ?
Đáp án: Chọn D. Vì mỗi cực của một thanh nam châm để tự do luôn hướng về một cực của Trái Đất. Câu 8: Khi một thanh nam châm thẳng bị gãy làm hai nửa, nhận định nào dưới đây là đúng?
Đáp án: Chọn D. Vì mỗi nửa thành một thanh nam châm mới có hai cực từ khác tên ở hai đầu. Câu 9: Có hai thanh kim loại A và B bề ngoài giống hệt nhau, trong đó một thanh là nam châm. Làm thế nào để xác định được thanh nào là nam châm?
Đáp án: Chọn C. Dùng một sợi chỉ mềm buộc vào giữa thanh kim loại rồi treo lên, nếu khi cân bằng thanh đó luôn theo hướng Bắc Nam thì là nam châm. Câu 10: Một nam châm vĩnh cửu có đặc tính nào dưới đây?
Đáp án: Chọn C. Vì một nam châm vĩnh cửu có đặc tính có thể hút các vật bằng sắt. Lời kết Nam châm vĩnh cửu được ứng dụng rất nhiều trong sản xuất và đời sống. Do đó, việc tìm hiểu và học hỏi các kiến thức về nam châm vĩnh cửu là cực kỳ cần thiết. Hy vọng với bài viết trên, các em đã tích lũy cho mình những kiến thức bổ ích nhất không chỉ giúp các em mở mang hiểu biết, mà còn giúp ích cho quá trình nghiên cứu và học tập về sau. Nam châm vĩnh cửu là nam châm có đặc điểm gì?Nam châm vĩnh cửu được định nghĩa là các vật có cấu tạo từ các loại vật liệu từ cứng. Đặc điểm của vật liệu cấu thành nên nam châm vĩnh cửu là sở hữu khả năng giữ từ tính không bị mất từ trường, được sử dụng như các nguồn tạo từ trường. Nam châm vĩnh cửu và nam châm điện có gì khác nhau?Khác với nam châm vĩnh cửu có cảm ứng từ cố định, nam châm điện có cảm ứng từ có thể thay đổi nhờ vào việc điều khiển dòng điện chạy qua cuộn dây. Sơ đồ nguyên lý của nam châm điện đầu tiên. Dòng điện cung cấp bởi nguồn pin tạo ra từ trường trong cuộn dây và được khuếch đại bởi lõi dẫn từ làm bằng sắt non. Khái niệm nam châm là gì?Nam châm là vật liệu hoặc vật thể tạo ra từ trường. Từ trường này là vô hình nhưng chịu trách nhiệm cho tính chất đáng chú ý nhất của nam châm: tạo ra một lực kéo các vật liệu từ khác (như sắt), và hút (hoặc đẩy) các nam châm khác. Đâu là tính chất của một nam châm vĩnh cửu?Nam châm vĩnh cửu được cấu thành từ những vật liệu cứng cáp, có khả năng giữ được từ tính cao và không mất từ trường. Chính vì vậy nam châm vĩnh cửu được con người sử dụng để làm nguồn phát ra từ trường. Nam châm vĩnh cửu đều có thể hút các loại kim loại, trừ một số loại như đồn, bạch, vàng, nhôm, bạch kim… |