4. Bài 21. Nam châm điện

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 kỳ 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.

Lời giải chi tiết:

Chọn B.

Nếu ta thay nam châm thẳng bằng nam châm hình chữ U có lõi sắt cùng kim 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 đi vì phải chia làm hai.

Lời giải chi tiết:

Chọn B.

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.

Lời giải chi tiết:

Chọn B. (Vì: Chỉ cần ngắt dòng điện đi qua ống dây là nam châm mất hết từ tính).

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

Lời giải chi tiết:

Chọn D. (Vì: Có thể tăng lực từ của nam châm điện cực mạnh bằng cách tăng số vòng dây quấn quanh lõi sắt và tăng cường độ dòng điện đi qua ống 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?

Lời giải chi tiết:

Khi ta đặt thanh thép vào trong lòng một ống dây có dòng điện chạy qua thì thanh thép trở thành một nam châm điện.

Một cần cẩu 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 cẩu điện này?

Lời giải chi tiết:

Để tăng độ mạnh của lực hút, người ta tăng độ mạnh (cường độ) của dòng điện.

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.

Lời giải chi tiết:

Kết luận này không đúng vì nam châm hút miếng thép đỡ quả cân chứ không phải hút quả cân bằng đồng thau.

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

Lời giải chi tiết:

Một số thiết bị có ứng dụng nam châm điện: động cơ điện, xe bán tải điện, micro, bộ cảm biến, loa phóng thanh, ống sóng đi du lịch, đồ trang sức,… Nam châm điện còn được sử dụng rộng rãi trong các dụng cụ đồng hồ, cảm biến, thiết bị lò vi sóng, thiết bị điều khiển tự động, hàng không, vũ trụ, công nghệ quân sự, vv,…

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

Vật liệu: Một đinh sắt dài 10 cm, dây điện nhỏ dài 2 m (có vỏ bọc), 3 viên pin, công tắc điện, một số ghim giấy bằng sắt.

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

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

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

Từ thí nghiệm, học sinh này rút ra kết luận: Lực từ của nam châm 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?

Lời giải chi tiết:

Em đồng ý với kết luận đó.

(Vì: Để tăng độ mạnh của lực hút, người ta tăng độ mạnh (cường độ) của dòng điện.)

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.

Lời giải chi tiết:

Đường sức từ ở cuộn dây có lõi sắt sít nhau và dày hơn nên có từ trường mạnh hơn từ trường của cuộn dây không có lõi sắt. Do đó lực từ ở cuộn dây có lõi sắt cũng mạnh hơn. Vì vậy, nam châm điện cần phải có lõi sắt để tăng tác dụng từ.