Giải bài 47: Nam châm điện - Sách hướng dẫn học Khoa học Tự nhiên 9 tập 2 trang 82. Sách này nằm trong bộ VNEN của chương trình mới. Dưới đây sẽ hướng dẫn trả lời và giải đáp các câu hỏi trong bài học. Cách làm chi tiết, dễ hiểu, Hi vọng các em học sinh nắm tốt kiến thức bài học..
A. Hoạt động khởi động
Nam châm được chế tạp không khó khăn và ít tốn kém nhưng lại có vai trò quan trọng trong đời sống và kĩ thuật. Hãy quan sát cuộn dây dẫn có lõi sắt non bên trong. Đó là nam châm điện.
Hãy mô tả cấu tạo của nam châm điện?
Lõi sắt trong nam châm có tác dụng gì?
Nam châm điện có những ứng dụng gì trong đời sống và trong kĩ thuật ?
Trả lời:
Cấu tạo nam châm điện: gồm một cuộn dây dẫn có lõi sắt non bên trong.
Lõi sắt non (hoặc lõi thép) làm tăng tác dụng từ của ống dây có dòng điện chạy qua.
Ứng dụng:
Thẻ tín dụng, thẻ ghi nợ và máy rút tiền tự động
– Các màn hình ti vi và máy tính
– Động cơ điện và máy phát điện
– Rơ-le
B. Hoạt động hình thành kiến thức
I. Sự nhiễm từ của sắt, thép. Nam châm điện
1. Sự nhiễm từ của sắt, thép
a) Dụng cụ: sgk trang 82
b) Bố trí thí nghiệm: sgk trang 82
c) Từ kết quả thí nghiệm, hãy hoàn thành các nhận xét sau
Khi có lõi sắt non (hoặc lõi thép), góc lệch của kim nam châm (so với phương ban đầu) $...$ hơn khi không có lõi sắt non (hoặc lõi thép) trong lòng ống dây.
Từ tính của ống dây có lõi sắt non (hoặc lõi thép) $...$ hơn từ tính của ống dây không có lõi sắt non (hoặc lõi thép).
Lõi sắt non (hoặc lõi thép) làm $...$ tác dụng $...$ của ống dây có dòng điện chạy qua.
Trả lời:
c) Khi có lõi sắt non (hoặc lõi thép), góc lệch của kim nam châm (so với phương ban đầu) lớn hơn khi không có lõi sắt non (hoặc lõi thép) trong lòng ống dây.
Từ tính của ống dây có lõi sắt non (hoặc lõi thép) mạnh hơn từ tính của ống dây không có lõi sắt non (hoặc lõi thép).
Lõi sắt non (hoặc lõi thép) làm tăng tác dụng từ của ống dây có dòng điện chạy qua.
2. So sánh sự nhiễm từ của sắt và thép
Lõi sắt non và lõi thép đều làm tăng tác dụng từ của ống dây có dòng điện chạy qua. Vậy tính chất từ của lõi sắt non và lõi thép có giống nhau không? Hãy đề xuất phương án thí nghiệm để kiểm tra điều này.
Bố trí và tiến hành thí nghiệm: sgk trang 83
Hoàn thành các nhận xét sau:
- Ống dây có lõi sắt non đang hút đinh sắt, khi ngắt công tắc ta thấy các đinh sắt $...$
- Ống dây có lõi thép đang hút đinh sắt, khi ngắt công tắc ta thấy các đinh sắt $...$
- Khi ngắt điện, lõi thép $...$ từ tính, lõi sắt non $...$ từ tính.
Hãy điền từ vào bảng sau để so sánh sự nhiễm từ của sắt và thép
Giống nhau | Khác nhau |
Sắt, thép khi đặt trong từ trường đều bị $...$ | Sau khi đã bị nhiễm từ, sắt non $...$ được từ tính lâu dài, còn thép thì $...$ từ tính lâu dài |
Trả lời
- Tính chất từ của lõi sắt non và lõi thép không giống nhau.
- Ống dây có lõi sắt non đang hút đinh sắt, khi ngắt công tắc ta thấy các đinh sắt rơi ra khỏi lõi sắt.
- Ống dây có lõi thép đang hút đinh sắt, khi ngắt công tắc ta thấy các đinh sắt vẫn bị lõi thép hút thêm một thời gian.
- Khi ngắt điện, lõi thép giữ được từ tính, lõi sắt non mất hết từ tính.
Giống nhau | Khác nhau |
Sắt, thép khi đặt trong từ trường đều bị nhiễm từ. | Sau khi đã bị nhiễm từ, sắt non không giữ được từ tính lâu dài, còn thép thì vẫn giữ được từ tính lâu dài |
3. Nam châm điện
Quan sát hình ảnh nam châm điện trong sách giáo khoa (hình 43.7)
Hãy chỉ ra các bộ phận khác nhau của nam châm điện?
Hãy cho biết ý nghĩa của các con số ghi trên ống dây?
Làm thế nào để tăng tác dụng từ lên nam châm điện?
Trả lời:
Các bộ phận của nam châm điện là: Ống dây, khuôn nhựa, kẹp giấy, chốt cắm. Bộ phận quan trọng nhất là ống dây.
Ý nghĩa của các con số:
0, 1000, 1500: Số vòng dây của ống dây sẽ sử dụng khi cắm ở giữa 2 chốt tương ứng.
$1A,\; 22\Omega $: Dòng điện định mức của ống dây và điện trở của ống.
Các làm tăng tác dụng từ của ống dây: Cho vào giữa ống dây một lõi sắt non hoặc lõi thép.
II. Ứng dụng của nam châm
1. Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động
a) Cấu tạo
Hãy nhớ lại kiến thức về âm đã học và cho biết nguồn phát ra âm có đặc điểm gì? Loa điện là một nguồn âm. Quan sát hình 47.4 trong sách giáo khoa để nghiên cứu xem loa điện gồm các bộ phận chính nào?
Trả lời câu hỏi:
Khi loa điện hoạt động thì bộ phận nào của loa dao động
Do đâu mà màng loa có thể dao động được?
b) Nguyên tắc hoạt động của loa điện
Sơ đồ và tiến hành thí nghiệm: sgk trang 85.
Hoàn thành các kết luận sau
Khi cường độ dòng điện chạy qua ống dây, ống dây $...$
Khi cường độ dòng điện chạy qua ống dây thay đổi, ống dây $...$ dọc theo khe hở giữa hai cực của nam châm.
Thông tin: sgk trang 85
Câu hỏi: Quá trình biến đổi dao động điện thành âm thanh trong loa điện diễn ra như thế nào?
Trả lời:
a) Nguồn phát ra âm có đặc điểm là khi phát ra âm thì chúng dao động
Loa điện gồm các bộ phận chính: Màng loa, ống dây, lõi sắt, nam châm.
Khi loa điện hoạt động thì màng loa dao động.
Do sự dao động của nam châm điện (ống dây) làm cho màng loa dao động tạo ra âm thanh.
b) Nguyên tắc hoạt động của loa điện
Khi cường độ dòng điện chạy qua ống dây không đổi, ống dây đứng yên.
Khi cường độ dòng điện chạy qua ống dây thay đổi, ống dây dao động dọc theo khe hở giữa hai cực của nam châm.
Quá trình biến đổi dao động điện thành âm thanh trong loa điện diễn ra như sau: Khi cường độ dòng điện thay đổi được truyền từ micro qua bộ phận tăng âm đến ống dây thì ống dây dao động. Vì màng loa được gắn chặt với ống dây nên phát ra âm thanh đúng như âm thanh nó nhận được.
2. Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của rơ-le điện từ
a) Cấu tạo (sgk trang 86)
b) Nguyên tắc hoạt động
Quan sát hình 47.6 trong sách giáo khoa trang 86 để trả lời câu hỏi sau:
Bình thường có dòng điện chạy qua mạch 2 (có bóng đèn) hay không? Vì sao?
Để bóng đèn sáng thì mạch 2 phải như thế nào?
Khi khóa K ngắt, cuộn dây của nam châm điện có hút thanh sắt hay không?
Khi đóng khóa K, có hiện tượng gì xảy ra với thanh sắt? Vì sao?
Tại sao khi đóng công tắc K để dòng điện chạy trong mạch điện 1 thì bóng đèn ở mạch 2 lại sáng?
Hoàn thành kết luận sau:
- Rơ-le điện từ là một thiết bị tự động $...,\; …$ mạch điện, bảo vệ và điều khiển sự làm việc của mạch điện.
- Bộ phận chủ yếu của rơ-le điện từ gồm một $...$ điện và một thanh $...$ non.
- Khi đóng khóa K để có dòng điện chạy trong mạch 1 thì $...$ sẽ hút thanh $...$ và $...$ mạch điện 2.
Trả lời:
b)
Bình thường, không có dòng điện chạy qua mạch điện 2 vì mạch hở.
Để cho bóng đèn sáng thì mạch điện 2 phải kín.
Khi khoá K ngắt, cuộn dây của nam châm điện không hút thanh sắt.
Khi đóng khoá K, cuộn dây trở thành nam châm điện, hút thanh sắt.
Khi đóng công tắc K dòng điện chạy trong mạch điện 1 thì bóng đèn ở mạch 2 sáng vì khi đó mạch kín.
Rơle điện từ là một thiết bị tự động đóng, ngắt mạch điện, bảo vệ và điều khiển sự làm việc của mạch điện.
Bộ phận chủ yếu của rơle điện từ gồm một nam châm điện và một thanh sắt non.
Khi đóng khoá K để có dòng điện chạy trong mạch 1 thì nam châm điện sẽ hút thanh sắt và đóng kín mạch điện 2.
B. Bài tập và hướng dẫn giải
C. Hoạt động luyện tập
Câu 1: Trang 86 khoa học tự nhiên VNEN 9 tập 2
Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về sự nhiễm từ của sắt?
A. Sắt đặt trong lòng ống dây có dòng điện chạy qua, nó sẽ bị nhiễm từ.
B. Khi lõi sắt trong ống dây đang bị nhiễm từ, nếu cắt dòng điện thì lõi sắt sẽ mất từ tính.
C. Sự nhiễm từ của sắt được ứng dụng trong việc chế tạo nam châm điện.
D. Sắt đặt trong lòng ống đây, dù không có dòng điện chạy qua, nó vẫn bị nhiễm
Câu 2: Trang 87 khoa học tự nhiên VNEN 9 tập 2
Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về sự nhiễm từ của thép?
A. Khi đặt một lõi thép trong từ trường, lõi thép bị nhiễm từ.
B. Trong cùng một điều kiện như nhau, lõi thép bị nhiễm từ mạnh hơn sắt.
C. Khi đã nhiễm từ, thép duy trì từ tính kém hơn sắt.
D. Khi thép đã bị nhiễm từ, từ tính của nó sẽ không hề bị mất đi.
Câu 3: Trang 87 khoa học tự nhiên VNEN 9 tập 2
Hãy điền cụm từ thích hợp vào chỗ trống để được câu đúng ý nghĩa vật lí.
a) Sắt, thép, niken, côban và các vật liệu từ khác, đặt trong từ trường đều bị $...$.
b) Sau khi đã bị nhiễm từ, $...$ không giữ được từ tính lâu dài.
c) Có thể làm tăng $...$ 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.
Câu 4: Trang 87 khoa học tự nhiên VNEN 9 tập 2
Khi chạm mũi kéo vào đầu thanh nam châm thì sau đó mũi kéo hút được các vụn sắt. Giải thích vì sao?
Câu 5: Trang 87 khoa học tự nhiên VNEN 9 tập 2
Làm thế nào để chế tạo một nam châm điện cực mạnh?
Câu 6: Trang 87 khoa học tự nhiên VNEN 9 tập 2
Trong nam châm điện a và b; c và d; b, d và e ở hình 47.7 thì nam châm nào mạnh hơn? Giải thích?
Câu 7: Trang 87 khoa học tự nhiên VNEN 9 tập 2
Điền từ thích hợp cho sẵn vào ô trống trong các câu a, b, c
a) Nguyên tắc hoạt động của loa điện : Loa điện hoạt động dựa trên $...$ của nam châm điện lên $...$ có dòng điện chạy qua.
b) Rơle điện từ là thiết bị $...$ đóng, ngắt mạch điện, bảo vệ và điều mạch điện
c) Nam châm điện được $...$ rộng rãi trong thực tế, như được dùng để $...$ loa điện, rơle điện từ, chuông báo động và nhiều thiết bị tự động khác.
Các từ cho sẵn: tác dụng từ, điều khiển, tự động, chế tạo, ống dây, ứng dụng.
D. Hoạt động vận dụng
Câu 1: Trang 88 khoa học tự nhiên VNEN 9 tập 2
Muốn nam châm điện mất hết từ tính thì ta phải làm thế nào? Vì sao?
Câu 2: Trang 88 khoa học tự nhiên VNEN 9 tập 2
Hãy nêu lợi thế của nam châm điện so với nam châm vĩnh cửu.
Câu 3: Trang 88 khoa học tự nhiên VNEN 9 tập 2
Hình 47.8 là sơ đồ mạch điện có lắp một rơ-le điện từ. Đó là loại rơ-le mắc nối tiếp với thiết bị cần bảo vệ. Hãy giải thích vì sao khi dòng điện qua động cơ tăng quá mức cho phép thì mạch điện tự động ngắt và động cơ ngừng làm việc?
E. Hoạt động tìm tòi, mở rộng
Câu 1: Trang 88 khoa học tự nhiên VNEN 9 tập 2
Em hãy tìm hiểu ứng dụng của nam châm trong đời sống và kĩ thuật.
Câu 2: Trang 88 khoa học tự nhiên 9 tập 2
Một trong các ứng dụng của nam châm là chế tạo các đệm từ. Hãy tìm hiểu nguyên tắc hoạt động của đệm từ.
Câu 3: Trang 89 khoa học tự nhiên VNEN 9 tập 2
Hiện nay, những ngành nghề liên quan đến việc sửa chữa buộc người công nhân phải thường xuyên mang gang tay. Điều này khiến cho họ gặp phải khó khăn là không thể cầm nắm mọi vật một cách dễ dàng. Tuy nhiên, sự ra đời của gang tay nam châm đã giải quyết triệt để vấn đề này. Em hãy tìm hiểu một số thông tin về găng tay nam châm ra đời trong những năm gần đây.