Một nam châm điện mạnh có thể hút được xe tải nặng hàng chục tấn, trong khi đó, chưa có nam châm vĩnh cửu nào có được lực hút mạnh như vậy. Nam châm điện được tạo ra như thế nào, so với nam châm vĩnh cửu có gì lợi hơn

NAM CHÂM ĐIỆN: CẤU TẠO, CÔNG DỤNG, GIÁ, ƯU NHƯỢC ĐIỂM

Để có lời giải đáp cho vấn đề trên, bài viết này chúng ta cùng tìm hiểu về sự nhiễm từ của Sắt, Thép từ đó tìm hiểu Nam châm điện là gì? có cấu tạo và đặc điểm như thế nào?

I. Sự nhiễm từ của Sắt, Thép

- Lõi sắt hoặc lõi 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.

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

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

II. Nam châm điện đặc điểm và cấu tạo

- Người ta ứng dụng đặc tính về sự nhiễm từ của sắt để làm nam châm điện.

• Cấu tạo và đặc điểm của nam châm điện

- Nam châm điện có cấu tạo gồm một ống dây dẫn trong đó có lõi sắt non.

- Có thể làm tăng lực từ 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. Đây chính là đặc điểm rất có lợi khi sử dụng nam châm điện.

III. Bài tập về sự nhiễm từ của sắt, thép, nam châm điện

* Câu C1 trang 68 SGK Vật Lý 9: Nhận xét về tác dụng từ của ống dây có lõi sắt non và ống dây có lõi thép khi ngắt dòng điện qua ống dây.

° Lời giải C1 trang 68 SGK Vật Lý 9:

- Lõi sắt non mất hết từ tính còn lõi thép thì vẫn giữ được từ tính, khi ngắt dòng điện đi qua ống dây

* Câu C2 trang 68 SGK Vật Lý 9: Quan sát và chỉ ra các bộ phận của nam châm điện mô tả trên hình 25.3 SGK. Cho biết ý nghĩa của các con số khác nhau ghi trên ống dây

° Lời giải C2 trang 68 SGK Vật Lý 9:

• Cấu tạo: gồm một ống dây gồm nhiều vòng dây quấn xung quanh một lõi sắt non.

• Ý nghĩa của các con số khác nhau ghi trên ống dây

 - Số 1A – 22 cho biết ống dây được dùng với dòng điện có cường độ 1A và điện trở của ống dây là 22 .

 - Số 0, 1000, 15000 ghi trên ống dây cho biết ống dây có thể sử dụng với những số vòng dây khác nhau, tùy theo cách chọn để nối hai dầu dây với nguồn điện. Số vòng dây càng lớn thì nam châm điện càng mạnh.

* Câu C3 trang 69 SGK Vật Lý 9: So sánh các nam châm điện được mô tả trên hình 25.4 SGK. Trong các nam châm điện a và b; c và d; b, d và e thì nam châm nào mạnh hơn?

° Lời giải C3 trang 69 SGK Vật Lý 9:

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

⇒ Nam châm b mạnh hơn a, d mạnh hơn c, e mạnh hơn b và d.

* Câu C4 trang 69 SGK Vật Lý 9: Khi chạm mũi chiếc kéo vào đầu thanh nam châm thì sau đó mũi kéo hút được các vụn sắt. Giải thích vì sao?

° Lời giải C4 trang 69 SGK Vật Lý 9:

- Vì mũi kéo bị nhiễm từ và trở thành một nam châm. Mặt khác, kéo làm bằng thép nên khi không còn tiếp xúc với nam châm nữa, nó vẫn giữ được từ tính lâu dài.

* Câu C5 trang 69 SGK Vật Lý 9: Muốn nam châm điện mất hết từ tính thì làm thế nào?

° Lời giải C5 trang 69 SGK Vật Lý 9:

- Cần ngắt dòng điện đi qua ống dây của nam châm.

* Câu C6 trang 69 SGK Vật Lý 9: Em hãy trả lời câu hỏi ở phần mở bài.

° Lời giải C6 trang 69 SGK Vật Lý 9:

• Cấu tạo của nam châm điện: Gồm một ống dây dẫn gồm nhiều vòng dây quấn xung quanh một lõi sắt non.

• Nam châm điện có lợi thế (đặc điểm của nam châm điện):

- Có thế chế tạo 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 làm nam châm mất hết từ tính

- Có thể thay đổi tên từ cực của nam châm điện bằng cách đổi chiều dòng điện qua ống dây.

Lý thuyết

I. Sắt và thép về sự nhiễm từ

- Đặt các vật liệu từ hoặc sắt, thép, niken, côban trong từ trường đều bị nhiễm từ.

- Với những điều kiện như nhau thì sắt non nhiễm từ mạnh hơn thép. Tuy nhiên sau khi đã nhiễm từ thì sắt non không còn giữ được từ tính lâu dài, còn thép thì vẫn giữ được từ tính lâu dài.

- Một nam châm mới sẽ được hình thành khi trong ống dây đặt lõi sắt hoặc lõi thép được đặt từ trường bởi lõi sắt và lõi thép có tác dụng từ tốt.

II. Nam châm điện

1. Các khái niệm

- Nam châm là gì? Một loại vật chất có tính chất đặc biệt, nó có thể hút được kim loại sắt, hoặc hút, đẩy một nam châm khác đặt gần nó trong phạm vi nhất định.

- Nam châm điện là gì? Loại nam châm có tính chất khác với nam châm vĩnh cửu (hay còn gọi là nam châm tự nhiên) bởi loại nam châm này được nuôi bằng điện và khi không có dòng điện chạy qua nó sẽ bị mất ngay tính từ.

2. Cấu tạo nam châm điện

Bao gồm:

- Sợi dây điện dài được làm bằng đồng quấn xung quanh lõi sắt => dòng điện chạy qua sẽ làm cho cuộn dây bị nhiễm từ ở phía bên trong.

- Có lõi sắt tích tụ sự từ hóa sẽ làm cho mạnh hơn => sẽ mất tính từ khi ngắt dòng điện.

3. Làm thế nào để tăng lực từ của nam châm điện tác dụng lên một vật?

- Qua ống dây tăng cường độ dòng điện hoặc số vòng vòng của ống dây.

- Cần sử dụng lõi sắt với hình dạng thích hợp với từng ống dây riêng.

- Về nam châm, cần tăng thêm khối lượng.

4. Chức năng của nam châm điện

- Trong ngành công nghiệp:

• Chế biến sắt, thép
• Sử dụng tái chế sắt
• Các cảng biển hay cảng biển lớn cũng thường sử dụng nam châm điện.

- Với những loại nam châm điện nhỏ xíu:

• Được sử dụng trong những chiếc máy đo (phòng thí nghiệm)
• Sử dụng trong các thiết bị ghi âm, loa và chuông báo ở cửa.

- Với những loại nam châm cỡ lớn thì được dùng để nâng các các vật trong kim loại có trọng tải lớn.

B. Bài tập 

Câu 1: Đâu là phát biểu đúng khi nó về sự nhiễm từ của sắt?

A. Chế tạo nam châm điện là một trong những ứng dụng sự nhiễm từ của sắt.

B. Khi đặt sắt trong ống dây có dòng điện chạy qua thì nó sẽ bị nhiễm từ.

C. Khi đặt sắt trong ống dây đang bị nhiễm từ sẵn, cắt dòng điện đó đi thì tính từ ở lõi sắt sẽ mất đi.

D. A, B và C đều đúng

=> Đáp án đúng: D

Câu 2: Trong các phát biểu dưới đây, hãy cho biết phát biểu đúng nhất khi nói về sự nhiễm từ của thép?

A. Khi thép bị nhiễm từ thì sự duy trì từ tính sẽ yếu hơn sắt.

B. Dù trong một điều kiện như nhau nhưng thép nhiễm từ mạnh hơn sắt.

C. Nếu đặt lõi thép trong từ trường thì lõi thép bị nhiễm từ.

D. A, B và C đều đúng

=> Đáp án đúng: C

Câu 3: Đâu là giải thích hợp lí nhất khi lí giải vì sao một vật bị nhiễm từ dưới đây?

A. Vật bị nhiễm từ là do chúng tự nóng lên.

B. Vật bị nhiễm từ là do chúng được đặt trong dòng điện chạy qua nó.

C. Do xung quanh Trái Đất luôn có từ trường nên vật bị nhiễm.

D. A, B và C đều đúng

=> Đáp án đúng: D

Câu 4: Thành phần lõi cấu tạo nam châm điện thường được làm bằng gì?

A. Cao su qua quá trình điều chế tổng hợp.

B. Sắt non

C. Đồng

D. Thép

=> Đáp án đúng: B

Câu 5: Điểm lợi thế hơn của nam châm điện so với nam châm vĩnh cửu là gì?

A. Chỉ cần ngắt điện khi qua ống dây là nam châm điện sẽ mất hết từ tính.

B. Tên cực từ của nam châm điện luôn được cố định dù có thay đổi dòng điện chạy qua ống dây dẫn.

C. Có thể tạo nam châm điện yếu bằng cách tăng số vòng dây và tăng cường độ dòng điện chạy qua ống dây đó.

D. A, B và C đều đúng

=> Đáp án đúng: A

Câu 6: Hãy giải thích tại sao sau khi đưa mũi dao thép vào đầu của một nam châm một thời gian thì mũi dao đó sau khi bỏ ra có thể hút được các vụn sắt?

A. Do mũi dao được ma sát mạnh với nam châm.

B. Do mũi dao đã bị nhiễm từ.

C. Do mũi dao đã được làm nóng lên.

D. Do mũi dao bị mất từ tính sau khi chạm vào nam châm.

=> Đáp án đúng: B

Câu 7: Đặt trong từ trường các vật bằng sắt, thép, niken, coban hoặc các vật liệu từ khác thì hiện tượng gì sẽ xảy ra?

A. Giữ được tính từ lâu dài.

B. Bị nhiễm điện

C. Mất hết từ tính vốn có

D. Bị nhiễm từ.

=> Đáp án đúng: D

Câu 8: Để tăng lực từ của nam châm điện tác dụng lên một vật phẳng bằng thép thì ta có thể dùng bằng cách nào sau đấy?

A. Tăng đồng thời cường độ dòng điện và số vòng của ống dây.

B. Chỉ tăng số vòng của ống dây.

C. Chỉ tăng cường độ dòng điện qua ống dây.

D. B và C đúng

=> Đáp án đúng: A

Câu 9: Điều nào sau đây sai khi nói về nam châm điện?

A. Nam châm điện gồm ống dây dẫn quấn quanh một lõi kim loại bất kì có dòng điện chạy qua.

B. Nam châm điện gồm ống dây dẫn quấn quanh một lõi sắt non có dòng điện chạy qua.

C. Nam châm điện gồm ống dây dẫn quấn quanh một lõi sắt non có thể dòng điện chạy qua theo chiều nào cũng được.

D. Nam châm điện gồm ống dây dẫn quấn quanh một lõi thép non và không có dòng điện chạy qua.

=> Đáp án đúng: A và D là hai đáp án sai.

Câu 10: Thanh thép xảy ra hiện tượng gì khi được đặt vào trong lòng một ống dây có dòng điện chạy qua?

A. Thanh thép đó sẽ nóng dần lên.

B. Thanh thép đó khi đặt trong ống dây sẽ bị đẩy ra.

C. Thanh thép đó sẽ phát sáng.

D. Thanh thép đó sẽ trở thành một nam châm điện

=> Đáp án đúng: D

Câu 11: Cấu tạo chuẩn của một nam châm điện sẽ gồm?

A. Lõi sắt non và một thanh nam châm vĩnh cửu.

B. Chỉ một thanh nam châm.

C. Cuộn dây dẫn và lõi sắt non.

D. Cuộn dây dẫn và hai thanh nam châm vĩnh cửu.

=> Đáp án đúng: C

Câu 12: Cho các nam châm dưới đây, hãy chỉ ra nam châm nào mạnh nhất?

A. Nam châm a

B. Nam châm a và c bằng nhau

C. Nam châm d

D. Nam châm e

=> Đáp án đúng: D

Câu 13: Đâu là phát biểu đúng nhất?

A. Lõi sắt non và thép sau khi bị nhiễm từ thì đều không giữa được tính từ lâu dài.

B. Khi tăng số vòng dây của cuộn dây thì lực từ của nam châm điện sẽ giảm.

C. Tác dụng từ của ống dây tăng do có lõi sắt hoặc lõi thép.

D. Khi tăng cường độ dòng điện chạy qua các vòng dây thì lực từ của nam châm điện sẽ giảm.

=> Đáp án đúng: C

Câu 14: Trong các cách dưới đây, đâu là cách phù hợp nhất để làm tăng lực từ của nam châm điện?

A. Dùng dây dẫn nhỏ cuốn nhiều vòng.

B. Giảm hiệu điện thế và tăng số vòng dây dẫn đặt vào hai đầu ống dây.

C. Đồng thời tăng đường kính và chiều dài của ống dây.

D. A, B và C đều đúng

=> Đáp án đúng: A

Câu 15: Trong một ống dây có dòng điện một chiều chạy qua, nếu ta đặt một thanh sắt non vào đó thì sẽ trở thành một nam châm. Vậy hướng Bắc Nam của nam châm mới được tạo thành so với hướng Bắc Nam của ống dây thì sẽ như thế nào?

A. Ngược hướng.

B. Vuông một góc 90 độ.

C. Tạo với nhau một góc bằng 45 độ.

D. Cùng hướng với nhau.

=> Đáp án đúng: D

Câu 16: Cho bốn trường hợp dưới đây, hỏi rằng trường hợp nào có thể có khả năng nhiễm từ trở thành nam châm vĩnh cửu?

A. Một vòng dây dẫn có lõi làm bằng sắt non được đưa lại gần một cực của nam châm điện mạnh trong một khoảng thời gian dài rồi được đưa ra xa.

B. Một ống dây có một lõi làm từ sắt non trong dòng diện có cường độ trong một thời gian dài rồi được đưa ra xa.

C. 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.

D. Một vòng dây dẫn có lõi làm bằng sắt non được đưa lại gần một cực của nam châm điện mạnh trong một khoảng thời gian ngắn rồi được đưa ra xa.

=> Đáp án đúng: C

Câu 17: Làm thế nào để tăng lực từ của nam châm điện tác dụng lên một vật?

A. Qua ống dây tăng cường độ dòng điện hoặc số vòng vòng của ống dây.

B. Sử dụng lõi sắt có hình dạng thích hợp.

C. Tăng thêm khối lượng của nam châm.

D. A, B và C đều đúng

=> Đáp án đúng: D

Câu 18: Cho các chức năng dưới đây, hỏi có bao nhiêu chức năng của nam châm điện?

(1) Chế biến sắt, thép

(2) Sử dụng tái chế sắt

(3) Sử dụng tại các cảng biển, cảng vận tải lớn.

(4) Với những loại nam châm cỡ nhỏ thì được dùng để điều hòa, ổn định dòng điện trong dây dẫn.

(5) Với những loại nam châm cỡ lớn thì được dùng để nâng các các vật trong kim loại có trọng tải lớn.

A. 5

B. 4

C. 3

D. 2

=> Đáp án đúng: B (1 - 2 - 3 - 5)

Trên đây là một số kiến thức về Nam châm điện, cảm ơn các bạn đã dành thời gian tham khảo.