Giải bài tập Khoa học tự nhiên 7 Chân trời sáng tạo Bài 21: Nam châm điện

Một số cần cẩu dùng lực từ có thể nhấc được các vật nặng hàng chục tấn bằng sắt, thép lên cao. Có phải chúng hoạt động nhờ nam châm vĩnh cửu không?

Mô tả hiện tượng xảy ra giữa đinh vít và các kẹp giấy trong hai trường hợp có dòng điện và không có dòng điện đi qua cuộn dây.

Hình 21.1. Thí nghiệm tạo nam châm điện với pin 1,5 V

Nếu xem đinh vít trở thành nam châm khi có dòng điện đi qua cuộn dây, làm thế nào để xác định các cực của nam châm này (Hình 21.1)?

Vì sao khi ngắt dòng điện, đinh vít không còn hút các kẹp giấy?

Hình 21.1. Thí nghiệm tạo nam châm điện với pin 1,5 V

Quan sát Hình 21.2, ta có thể kết luận gì về lực từ và từ trường của nam châm điện khi sử dụng hai viên pin thay vì một viên pin?

Hãy mô tả chiều của dòng điện trong Hình 21.3.

Hình 21.3. Thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của chiều dòng điệnđến từ trường

của nam châm điện

Đặt một kim nam châm bên cạnh đầu đinh vít. Quan sát và nhận xét chiều của kim nam châm trước và sau khi đổi chiều dòng điện.

Hình 21.3. Thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của chiều dòng điện đến từ trường

của nam châm điện

Giải thích vì sao chiếc cần cẩu đã nêu ở đầu bài học có thể tạo ra lực từ mạnh.

Quan sát sơ đồ cấu tạo của một chuông điện đơn giản. Hãy giải thích vì sao khi nhấn và giữ công tắc thì nghe tiếng chuông reo liên tục cho đến khi thả ra (loại công tắc trong hình chỉ đóng mạch điện khi nhấn và giữ nút)

Khi chế tạo nam châm điện đơn giản, ta chọn vật liệu nào để làm lõi của nam châm điện?

Nêu các ứng dụng của nam châm điện.

Dùng nam châm điện sẽ có những ưu điểm và hạn chế nào so với dùng nam châm vĩnh cửu?

Nam châm điện có cấu tạo gồm

A. một lõi kim loại bên trong một ống dây dẫn có dòng điện chạy qua, các dây dẫn có lớp vỏ cách điện.

B. một lõi sắt bên trong một ống dây dẫn có dòng điện chạy qua, các dây dẫn có lớp vỏ cách điện.

C. một lõi vật liệu bất kì bên trong một ống dây dẫn có dòng điện chạy qua, các dây dẫn có lớp vỏ cách điện.

D. một lõi sắt bên trong một ống dây dẫn có dòng điện chạy qua, các dây dẫn không có lớp vỏ cách điện.

Nếu ta thay nam châm thẳng bằng nam châm hình chữ U có lõi sắt cùng loại và giữ nguyên dòng điện thì

A. lực hút sẽ yếu đi.

B. lực hút sẽ mạnh lên.

C. lực hút không thay đổi vì dòng điện không thay đổi.

D. từ trường trong lõi sắt sẽ yếu đổi vì phải chia làm hai.

Nam châm điện có lợi thế hơn so với nam châm vĩnh cửu do nam châm điện

A. không phân chia cực Bắc và cực Nam.

B. mất từ tính khi không còn dòng điện chạy qua.

C. nóng lên khi có dòng điện chạy qua.

D. có kích cỡ nhỏ hơn nam châm vĩnh cửu.

Nam châm điện nào dưới đây có lực từ mạnh nhất? (với ampe (A) là đơn vị đo cường độ dòng điện và n là số vòng dây)

Hiện tượng gì xảy ra với một thanh thép khi ta đặt nó vào trong lòng một ống dây có dòng điện chạy qua?

Một cần cầu điện có thể tạo lực từ lớn và nâng được các container nặng đến hàng chục tấn. Theo em, làm thế nào để tăng lực từ của cần cấu điện này?

Một học sinh thực hiện thí nghiệm được mô tả như hình dưới đây. Học sinh này kết luận nam châm điện có thể hút được quả cân bằng đồng thau. Theo em, kết luận đó có đúng không? Giải thích vì sao.

Hãy kể tên một số thiết bị có ứng dụng nam châm điện.

Một học sinh làm một nam châm điện đơn giản như sau:

Vật liệu: Một định sắt dài 10 cm, dây điện nhỏ dài 2 m (có vỏ bọc), ba viên pin, công tắc điện, một số ghim giấy bằng sắt.

- Dùng dây điện quấn xung quanh đïnh sắt khoảng 30 vòng.

- Dùng nguồn điện gồm 1 viên pin mắc vào hai đầu dây dẫn, quan sát số ghim giấy mà đỉnh sắt hút được.

- Thay bằng nguồn điện gồm 2 viên pin, so sánh số ghim giấy mà đỉnh sắt hút được so với trường hợp dùng 1 viên pin.

- Thay bằng nguồn điện gồm 3 viên pin, so sánh số ghim giấy mà đỉnh sắt hút được so với hai trường hợp trên.

Từ thí nghiệm, học sinh này rút ra kết luận: Lực từ của nam chậm điện càng mạnh khi dòng điện qua ống dây dẫn quấn quanh đinh sắt càng lớn.

Em có đồng ý với kết luận trên hay không?

Cho hai ống dây như nhau, một ống có lõi sắt và một ống không có lõi sắt. Cho dòng điện có cùng cường độ đi qua hai ống dây. Dựa vào đường sức từ trường mô tả ở hình dưới đây, em hãy giải thích vì sao nam châm điện cần có lõi sắt.