Bài 21. Nam châm vĩnh cửu

Năm 1820 nhà bác học ơ-xtét người Đan Mạch phát kiến về sự liên hệ giữa điện và từ, (mà hàng nghìn năm về trước con người vẫn coi là hai hiện tượng tách biệt, không liên hệ gì với nhau).
Sự liên hệ giữa điện và từ, là cơ sở cho sự ra đời của động cơ điện. Giải phóng sức lao động cho con người. Với những ý nghĩa quan trọng đó thầy trò chúng ta sẽ nghiên cứu điện và từ qua chương II. Điện từ học
Tổ Xung Chi là nhà phát minh của Trung Quốc thế kỉ V. Ông đã chế ra xe chỉ nam. Đặc điểm của xe này là dù xe có chuyển động theo hướng nào thì hình nhân đặt trên xe cũng chỉ tay về hướng Nam. Bí quyết nào đã làm cho hình nhân trên xe của Tổ Xung Chi luôn luôn chỉ hướng Nam ?
Nam châm vĩnh cửu
I. Từ tính của nam châm
1. Thí nghiệm
C1
Hãy đề xuất và thực hiện một thí nghiệm để phát hiện xem một thanh kim loại có phải là nam châm hay không?
I. Từ tính của nam châm
1. Thí nghiệm
C2
Đặt kim nam châm trên giá thẳng đứng như mô tả trên hình 21.1
a/ Khi đã đứng cân bằng, kim nam châm nằm dọc theo hướng nào?
Làm thí nghiệm theo nhóm, thảo luận trả lời C2.




* Yêu cầu:
- Trật tự, không làm rung động mạnh.
C2a: Khi kim đã đứng cân bằng thì làm dấu vị trí hướng chỉ của kim.
C2b: Giữ vị trí đặt kim nam châm, Xoay kim và quan sát vị trí khi kim cân bằng.
*Qua thí nghiệm Em có nhận xét gì về hướng chỉ của kim?
b/ 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 .
I. Từ tính của nam châm
1. Thí nghiệm
Làm thí nghiệm theo nhóm, thảo luận trả lời C2.

* Yêu cầu:
- Trật tự, không làm rung động mạnh.
C2a: Khi kim đã đứng cân bằng thì làm dấu vị trí hướng chỉ của kim.
C2b: Giữ vị trí đặt kim nam châm, Xoay kim và quan sát vị trí khi kim cân bằng.
*Qua thí nghiệm Em có nhận xét gì về hướng chỉ của kim?
Đặt kim nam châm trên giá thẳng đứng như mô tả trên hình 21.1
a/ Khi đã đứng cân bằng, kim nam châm nằm dọc theo hướng nào?
b/ 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 .
C2
I. Từ tính của nam châm
1. Thí nghiệm
Làm thí nghiệm theo nhóm, thảo luận trả lời C2.




* Yêu cầu:
- Trật tự, không làm rung động mạnh.
C2a: Khi kim đã đứng cân bằng thì làm dấu vị trí hướng chỉ của kim.
C2b: Giữ vị trí đặt kim nam châm, Xoay kim và quan sát vị trí khi kim cân bằng.
*Qua thí nghiệm Em có nhận xét gì về hướng chỉ của kim?
Đặt kim nam châm trên giá thẳng đứng như mô tả trên hình 21.1
a/ Khi đã đứng cân bằng, kim nam châm nằm dọc theo hướng nào?
b/ 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 .
C2
I. Từ tính của nam châm
1. Thí nghiệm
2. Kết luận:
*Bình thường, kim (hoặc thanh) nam châm tự do khi đã đứng cân bằng luôn chỉ hướng Nam - Bắc. Một cực của nam châm (còn gọi là từ cực) luôn chỉ hướng Bắc (được gọi là cực Bắc), còn cực kia luôn chỉ hướng Nam (được gọi là cực Nam)
S
N
S
Cực từ Nam(S)
Cực từ Bắc(N)
S
N
N
* Kí hiệu các từ cực của nam châm
Màu đậm là cực Bắc (N)
Màu nhạt là cực Nam (S)
I. Từ tính của nam châm
1. Thí nghiệm
2. Kết luận:
* Bình thường, kim (hoặc thanh) nam châm tự do khi đã đứng cân bằng luôn chỉ hướng Nam - Bắc. Một cực của nam châm (còn gọi là từ cực) luôn chỉ hướng Bắc (được gọi là cực Bắc), còn cực kia luôn chỉ hướng Nam (được gọi là cực Nam)
* Nam châm hút được các kim loại như sắt, thép, niken, côban....(v?t li?u t?). Hầu như không hút các kim loại như nhôm, đồng và các kim loại không thuộc vật liệu từ
đồng
sắt
* Kí hiệu các từ cực của nam châm
I. Từ tính của nam châm
1. Thí nghiệm
2. Kết luận:
* Bình thường, kim (hoặc thanh) nam châm tự do khi đã đứng cân bằng luôn chỉ hướng Nam - Bắc . Một cực của nam châm (còn gọi là từ cực) luôn chỉ hướng Bắc (được gọi là cực Bắc), còn cực kia luôn chỉ hướng Nam (được gọi là cực Nam)
* Nam châm hút được các kim loại như sắt, thép, niken, côban.... (v?t li?u t?). Hầu như không hút các kim loại như nhôm, đồng và các kim loại không thuộc vật liệu từ.
S
N
* Một số nam châm vĩnh cửu
* Kí hiệu các từ cực của nam châm
I. Từ tính của nam châm
1. Thí nghiệm
2. Kết luận: ( SGK - Tr 58)
II. Tương tác giữa hai nam châm
1. Thí nghiệm
C3
Đưa từ cực của hai nam châm lại gần nhau. Quan sát hiện tượng, cho nhận xét?
* Nam châm nào cũng có hai từ cực. Khi để tự do, cực luôn chỉ hướng Bắc gọi là cực Bắc(N), còn cực luôn chỉ hướng Nam gọi là cực Nam(S).
Làm thí nghiệm theo nhóm, thảo luận trả lời C3,C4.
Yêu cầu:
- Trật tự, không làm rung động mạnh
Chú ý về từ cực của hai nam châm trong mỗi trường hợp
Qua thí nghiệm Em có nhận xét gì về tương tác của hai nam châm?
C4
Đổi đầu của một trong hai nam châm rồi đưa lại gần nhau. Có hiện tượng gì xảy ra với các nam châm ?
I. Từ tính của nam châm
1. Thí nghiệm
2. Kết luận: ( SGK - Tr 58)
II. Tương tác giữa hai nam châm
1. Thí nghiệm
* Nam châm nào cũng có hai từ cực. Khi để tự do, cực luôn chỉ hướng Bắc gọi là cực Bắc (N), còn cực luôn chỉ hướng Nam gọi là cực Nam (S).
C3
Đổi đầu của một trong hai nam châm rồi đưa lại gần nhau. Có hiện tượng gì xảy ra với các nam châm ?
C4
2. Kết luận: Khi đưa từ cực của hai nam châm lại gần nhau thì :
+ Chúng hút nhau nếu các cực khác tên
+ Chúng đẩy nhau nếu các cực cùng tên
I. Từ tính của nam châm
1. Thí nghiệm
2. Kết luận: ( SGK - Tr 58)
II. Tương tác giữa hai nam châm
1. Thí nghiệm
* Nam châm nào cũng có hai từ cực. Khi để tự do, cực luôn chỉ hướng Bắc gọi là cực Bắc(N), còn cực luôn chỉ hướng Nam gọi là cực Nam(S).
C3
Đổi đầu của một trong hai nam châm rồi đưa lại gần nhau. Có hiện tượng gì xảy ra với các nam châm ?
C4
* Nam châm nào cũng có hai từ cực. Khi để tự do, cực luôn chỉ hướng Bắc gọi là cực Bắc(N), còn cực luôn chỉ hướng Nam gọi là cực Nam(S)
* Khi đặt hai nam châm gần nhau, các từ cực cùng tên đẩy nhau, các từ cực khác tên hút nhau.
Ghi nhớ
2. Kết luận: ( SGK - Tr 59 )
III. Vận dụng
C5
Theo em có thể giải thích thế nào hiện tượng hình nhân đặt trên xe của Tổ Xung Chi luôn luôn chỉ hướng Nam ?
Có thể cánh tay của hình nhân đặt trên xe là một nam châm vĩnh cửu mà phần ngón tay là cực từ nam của nam châm và hình nhân này được đặt trên một trục và quay độc lập so với xe.
* Khi đặt hai nam châm gần nhau, các từ cực cùng tên đẩy nhau, các từ cực khác tên hút nhau.
I. Từ tính của nam châm
1. Thí nghiệm
2. Kết luận: ( SGK - Tr 58)
II. Tương tác giữa hai nam châm
1. Thí nghiệm
* Nam châm nào cũng có hai từ cực. Khi để tự do, cực luôn chỉ hướng Bắc gọi là cực Bắc(N), còn cực luôn chỉ hướng Nam gọi là cực Nam(S).
I. Từ tính của nam châm
1. Thí nghiệm
2. Kết luận: ( SGK - Tr 58)
II. Tương tác giữa hai nam châm
1. Thí nghiệm
2. Kết luận: ( SGK - Tr 59 )
III. Vận dụng
C6
Người ta dùng la bàn 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 nam châm.
La bàn gồm hai bộ phận chính là kim nam châm và mặt số.
Bộ phận có tác dụng chỉ hướng là kim nam châm.
Giải thích
00
Giải thích
I. Từ tính của nam châm
1. Thí nghiệm
2. Kết luận: ( SGK - Tr 58)
II. Tương tác giữa hai nam châm
1. Thí nghiệm
2. Kết luận: ( SGK - Tr 59 )
III. Vận dụng
C7
Xác định tên từ cực của các nam châm thường dùng trong phòng thí nghiệm
Nam
Nam
Nam
Bắc
Bắc
Bắc
* Nam châm nào cũng có hai từ cực. Khi để tự do, cực luôn chỉ hướng Bắc gọi là cực Bắc(S), còn cực luôn chỉ hướng Nam gọi là cực Nam(N).
* Khi đặt hai nam châm gần nhau, các từ cực cùng tên đẩy nhau, các từ cực khác tên hút nhau.
I. Từ tính của nam châm
1. Thí nghiệm
2. Kết luận: ( SGK - Tr 58)
II. Tương tác giữa hai nam châm
1. Thí nghiệm
2. Kết luận: ( SGK - Tr 59 )
III. Vận dụng
C8
Xác định tên từ cực của thanh nam châm trên hình 21.5
S
N
* Nam châm nào cũng có hai từ cực. Khi để tự do, cực luôn chỉ hướng Bắc gọi là cực Bắc(N), còn cực luôn chỉ hướng Nam gọi là cực Nam(N)
* Khi đặt hai nam châm gần nhau, các từ cực cùng tên đẩy nhau, các từ cực khác tên hút nhau.
Bài tập 2. Quan sát hai thanh nam châm trên hình vẽ. Giải thích tại sao thanh nam châm 2 lại lơ lửng trên thanh nam châm 1?
I. Từ tính của nam châm
1. Thí nghiệm
2. Kết luận: ( SGK - Tr 58)
II. Tương tác giữa hai nam châm
1. Thí nghiệm
2. Kết luận: ( SGK - Tr 59 )
III. Vận dụng
* Nam châm nào cũng có hai từ cực. Khi để tự do, cực luôn chỉ hướng Bắc gọi là cực Bắc(N), còn cực luôn chỉ hướng Nam gọi là cực Nam(N)
* Khi đặt hai nam châm gần nhau, các từ cực cùng tên đẩy nhau, các từ cực khác tên hút nhau.
Bài tập 1.
Có một thanh nam châm thẳng bị gãy tại chính giữa của thanh, hỏi lúc này một nửa của thanh nam châm sẽ như thế nào?
Chỉ còn từ cực Bắc
Chỉ còn từ cực Nam
Còn một trong hai từ cực
Vẫn có hai từ cực, từ cực Nam và từ cực Bắc
I. Từ tính của nam châm
1. Thí nghiệm
2. Kết luận: ( SGK - Tr 58)
II. Tương tác giữa hai nam châm
1. Thí nghiệm
2. Kết luận: ( SGK - Tr 59 )
III. Vận dụng
* Nam châm nào cũng có hai từ cực. Khi để tự do, cực luôn chỉ hướng Bắc gọi là cực Bắc(N), còn cực luôn chỉ hướng Nam gọi là cực Nam(N)
* Khi đặt hai nam châm gần nhau, các từ cực cùng tên đẩy nhau, các từ cực khác tên hút nhau.
*Có thể em chưa biết
Vào năm 1600, nhà vật lí người Anh W. Ghin-bớt, đã đưa ra giả thuyết trái đất là một nam châm khổng lồ. Để kiểm tra giả thuyết của mình, W. Ghin-bớt đã làm một quả cầu lớn bằng sắt nhiễm từ, gọi là Trái Đất tí hon và đặt các cực từ của nó ở các địa cực. Đưa la bàn lại gần trái đất tí hon ông thấy trừ hai từ cực, còn ở mọi điểm trên quả cầu, kim la bàn đều chỉ hướng Nam - Bắc. Hiện nay vẫn chưa có sự giải thích chi tiết và thoả đáng về nguồn gốc từ tính của trái đất.
Làm các bài tập:
21.5, 21.8, 21.9, 21.11 - SBT tr 49
Về nhà:
Đọc trước bài :
Tác dụng từ của dòng điện - Từ trường