Làm sao biết quanh Trái Đất có từ trường

Câu hỏi: Làm thế nào để nhận biết được tại một điểm trong không gian có từ trường?

A Đặt ở điểm đó một sợi dây dẫn, dây bị nóng lên.

B. Đặt ở đó một kim nam châm, kim bị lệch khỏi hướng Bắc Nam.

C. Đặt ở nơi đó các vụn giấy thì chúng bị hút về hai hướng Bắc Nam.

D. Đặt ở đó kim bằng đồng, kim luôn chỉ hướng Bắc Nam.

Trả lời:

Đáp án đúng:B.Đặt ở đó một kim nam châm, kim bị lệch khỏi hướng Bắc Nam

Để nhận biết được tại một điểm trong không gian có từ trường khi ta đặt ở đó một kim nam châm, kim bị lệch khỏi hướng Bắc Nam.

Cùng Top lời giải tìm hiểu về vấn đề này nhé!

1. Từ trường là gì ?

Từ trường là một dạng vật chất tồn tại trong không gian mà biểu hiện cụ thể là sự xuất hiện của lực từ tác dụng lên một dòng điện hay một nam châm đặt trong đó.

Ví dụ:

+ Từ trường của nam châm: hai nam châm hút nhau khi chúng được đặt trong vùng từ trường của nhau.

+ Tương tác từ giữa hai dòng điện song song cùng chiều sẽ hút nhau, còn ngược chiều sẽ đẩy nhau.

+ Từ trường Trái Đất:được tạo ra do tính chất từ của các vật chất trên Trái Đất, tồn tại từ trong lòng Trái Đất đến không gian rộng lớn xung quanh. Từ trường Trái Đất ảnh hưởng đến hàng chục ngàn km trong vũ trụ gọi là từ quyển. Từ quyển cùng với khí quyển có tác dụng ngăn chặn các dòng hạt tích điện, bảo vệ sự sống của con người và sinh vật trên Trái Đất.

2. Tính chất, cách nhận biết và ứng dụng của từ trường

Từ trường có tính chất gì?

Tính chất cơ bản nhất của từ trường là tác dụng lực từ lên dòng điện hoặc nam châm đặt trong nó.

Từ trường không thể nhìn thấy bằng mắt thường, cho nên cách nhận biết từ trường cũng không hề đơn giản. Để kiểm tra từ trường tồn tại xung quanh một vật thì hãy thử đưa vật đó đến gần một vật có tính từ.

Các cách xác định từ trường

Hiện nay, nam châm là công cụ thông dụng nhất để xác định từ trường. Thông thường, kim nam châm sẽ luôn ở trạng thái cân bằng theo hướng N-B. Tuy nhiên, nếu xuất hiện từ trường, kim sẽ bị lệch hướng, giúp người dùng dễ dàng nhận biết.

Hoặc để xác định từ trường tồn tại xung quanh dây dẫn mang dòng điện, chúng ta có 3 cách như sau:

+ Tác dụng lực lên một dòng điện khác đặt cạnh

+ Tác dụng lực lên một hạt mang điện đang chuyển động dọc theo

+ Tác dụng lực lên một kim nam châm đặt cạnh

3. Hướng của từ trường

- Để phát hiện sự tồn tại của từ trường trong một khoảng không gian nào đó, người ta sử dụng kim nam châm nhỏ, đặt tại những vị trí bất kỳ trong khoảng không gian ấy. Kim nam châm nhỏ, dùng để phát hiện từ trường, gọi là nam châm thử.
- Quy ước: Hướng của từ trường tại một điểm là hướng Nam - Bắc của kim nam châm nhỏ nằm cân

bằng tại điểm đó.

4. Các loại từ trường hiện có

Từ trường đều

Từ trường có điểm chung là đặc tính có đường sức từ song song, cùng chiều với nhau và có khoảng cách đều nhau. Do đó, độ lớn của cảm ứng từ trong từ trường đều là bằng nhau ở mọi điểm.

Từ trường xoáy

Hay còn gọi là từ trường biến thiên, từ trường quay, là từ trường do nam châm vĩnh cửu đứng yên sinh ra.

Từ trường xoáy có đường sức từ là những đường cong kín. Từ trường của dòng điện luôn xoáy vì từ trường xung quanh dòng điện thẳng dài luôn là đường cong kín. Nếu điện trường tại một nơi biến thiên theo thời gian thì nơi đó xuất hiện từ trường xoáy.

Điện trường là gì?

Từ trường và điện trường là hai khái niệm luôn song hành cùng nhau. Môi trường xung quanh các điện tích tồn tại một lực tĩnh điện đó chính là điện trường.

Điện từ trường là gì?

Hay còn gọi là từ trường của dòng điện, là một trường thống nhất, bao gồm 2 phần biến thiên theo thời gian và liên quan mật thiết với nhau, là điện trường biến thiên và từ trường biến thiên.

Điện từ trường liên quan đến thuyết điện từ Maxwell. Trong đó, từ trường biến đổi theo thời gian sẽ sinh ra điện trường xoáy. Còn điện trường biến đổi theo thời gian sẽ sinh ra từ trường.

5. Công thức tính từ trường

Lực từ sẽ tác dụng lên dây dẫn mang dòng điện với công thức là:

với :

F: lực từ tác dụng lên dây dẫn (N)

B: cảm ứng từ (T)

I: cường độ dòng điện (A)

l : chiều dài dây dẫn(m)

Từ trường của dòng điện trong các mạch mà chúng có dạng khác nhau:

Từ trường của dòng điện sẽ mang trong dây dẫn thẳng dài:

với:

I: cường độ dòng điện (A)

r: khoảng cách từ M đến dây dẫn(m)

Từ trường của dòng điện trong khung dây tròn:

với:

I: cường độ dòng điện qua mỗi vòng dây (A)

R: bán kính khung dây (m)

N: số vòng dây

Từ trường của dòng điện trong lòng ống dây dài: là từ trường đều

với:

B : cảm ứng từ tại một điểm trong lòng ống dây

I: cường độ dòng điện qua mỗi vòng dây(A)

l : chiều dài ống dây (m)

n: số vòng dây trên 1 mét chiều dài ống dây(vòng/m)

N: số vòng dây trên ống dây(vòng)

Nguyên lí chồng chất từ trường:

6. Ứng dụng từ trường

Một số vật dụng quan trọng hoạt động được nhờ tính chất của từ trường gồm có:

+ Máy điện quay: máy phát điện, động cơ điện và một số loại máy móc tương tự

+ Máy điện tĩnh: máy biến áp (biến thế) các loại, tụ điện,…

Các dụng cụ ứng dụng lực hút sắt của từ trường: nam châm điện trong các cần cẩu sắt thép, các cuộn dây rơ le, cuộn dây đóng mở các van điện từ… và một số dụng cụ tương tự

Các dụng cụ đo đạc và thăm dò tín hiệu và phát tín hiệu dùng từ trường: Phải kể đến như micrô, loa: dò và phát âm thanh, các bộ cảm biến đo độ rung, độ chấn động, còi điện, chuông báo nước,…

Các ứng dụng sử dụng lực đẩy và lực cản của từ trường với các vật chuyển động: đệm từ trường trong xe lửa cao tốc, bộ cản dịu trong các đồng hồ đo đạc…

Khi tần số của cảm ứng từ tăng lên đến mức nào đó, nó sẽ có thể phát ra ăng ten thành các sóng điện từ. Từ các sóng điện từ này, chúng ta có Radio, TV, điện thoại di động…

Ngoài ra từ trường còn được ứng dụng trong rất nhiều thiết bị Y Tế có ý nghĩa lớn.

Tác dụng từ của dòng điện – Từ trường – C5 trang 62 sgk Vật lí lớp 9. Thí nghiệm nào đã làm với nam châm chứng tỏ rằng xung quanh Trái Đất có từ trường?

Thí nghiệm nào đã làm với nam châm chứng tỏ rằng xung quanh Trái Đất có từ trường?

Hướng dẫn giải:

Đó là thí nghiệm đặt kim nam châm ở trạng thái tự do, khi đã đứng yên, kim nam châm luôn chỉ hướng Nam – Bắc.

Đề bài

Thí nghiệm nào đã làm với nam châm chứng tỏ rằng xung quanh Trái Đất có từ trường?

Video hướng dẫn giải

Phương pháp giải - Xem chi tiết

Thí nghiệm hình 21.1 trang 58 bài 21 - Nam châm vĩnh cửu - SGK Vật Lí 9 

Lời giải chi tiết

Đó là thí nghiệm đặt kim nam châm ở trạng thái tự do, khi đã đứng cân bằng, kim nam châm luôn chỉ hướng Nam - Bắc.

(Dù ta có quay kim nam châm như thế nào đi chăng nữa, đặt kim nam châm ở đâu đi chăng nữa thì kim nam châm vẫn chỉ theo một hướng cố định, đó là hướng Nam - Bắc. Chứng tỏ xung quanh Trái Đất có từ trường).

Loigiaihay.com