Lý thuyết Dạng bài tập về từ trường

1. Phương pháp giải

Bài toán 1: Bài tập định tính

Vận dụng kiến thức lý thuyết trọng tâm sau:

- Từ trường là không gian xung quanh nam châm, xung quanh dòng điện. Biểu hiện cụ thể của từ trường là tác dụng lực lên vật liệu từ đặt trong nó.

- Từ phổ là hình ảnh các đường mạt sắt sắp xếp xung quanh nam châm. Từ phổ cho ta một hình ảnh trực quan về từ trường.

- Các đường sức từ cho phép mô tả từ trường. Mỗi đường sức từ có một chiều xác định, ở ngoài nam châm, chúng có chiều đi ra từ cực bắc, đi vào cực nam. Nơi nào từ trường mạnh thì đường sức từ mau, nơi nào từ trường yếu thì đường sức từ thưa.

- Từ trường của Trái Đất:

+ Trái Đất là một nam châm khổng lồ. Ở bên ngoài Trái Đất, đường sức từ trường Trái Đất có chiều đi từ Nam bán cầu đến Bắc bán cầu.

+ Theo qui ước, cực từ bắc của Trái Đất ở gần cực Bắc của Trái Đất. Cực Bắc địa lí và cực Bắc địa từ không trùng nhau. Cực Nam địa lí không trùng cực Nam địa từ.

- La bàn:

+ Có cấu tạo thông thường gồm một vỏ hộp có mặt kính bảo vệ, một kim nam châm có thể quay tự do trên một trục cố định và một mặt số có thể quay độc lập với kim nam châm. Trên mặt la bàn có các vạch chia độ từ 0⁰ đến 360⁰ kèm theo các kí hiệu chỉ hướng.

+ Cách sử dụng la bàn xác định hướng địa lí:

Bước 1: Đặt la bàn cách xa nam châm và các vật liệu có tính chất từ, để tránh tác động của các vật này lên kim la bàn.

Bước 2: Giữ la ban trong lòng bàn tay hoặc đặt trên một mặt bàn sao cho la bàn nằm ngang trước mặt. Sau đó xoay vỏ của la bàn sao cho đầu kim màu đỏ chỉ hướng Bắc trùng khít với vạch chữ N trên la bàn.

Bước 3: Đọc giá trị của góc tạo bởi hướng cần xác định (hướng trước mặt) so với hướng bắc trên mặt chia độ của la bàn để tìm hướng cần xác định.

Bài toán 2: Xác định môi trường có từ trường

Sử dụng kim nam châm thử để phát hiện ở đâu có từ trường và chiều từ trường tại đó. Khi kim nam châm lệch khỏi hướng bắc nam địa lí thì ở đó có từ trường khác từ trường của Trái Đất.

Bài toán 3: Xác định chiều của đường sức từ

Bước 1: Xác định hai cực của nam châm

Bước 2: Chiều đường sức từ xác định theo đặc điểm:

+ Ở ngoài thanh nam châm thẳng hay nam châm chữ U có chiều ra ở cực Bắc, đi vào ở cực Nam của nam châm.

+ Bên trong thanh nam châm thẳng có chiều đường sức từ đi từ cực Nam sang cực Bắc của nam châm.

+ Bên trong nam châm chữ U có chiều đường sức từ đi từ cực Bắc sang cực Nam của nam châm.

2. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Lực từ tác dụng lên kim nam châm đặt tại vị trí nào trên Hình 19.6 là mạnh nhất?

A. Vị trí 1.

B. Vị trí 2.

C. Vị trí 3.

D. Vị trí 4.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Từ trường mạnh nhất của thanh nam châm ở vị trí các đầu cực từ.

Ví dụ 2: Từ trường của Trái Đất mạnh nhất ở những vùng nào?

A. Ở vùng xích đạo.

B. Ở vùng Bắc Cực.

C. Ở vùng Nam Cực.

D. Ở vùng Bắc Cực và Nam Cực.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Từ trường của Trái Đất mạnh nhất ở vùng Bắc Cực và Nam Cực.

Ví dụ 3: Không gian xung quanh nam châm luôn có

A. khả năng tác dụng lực từ lên kim nam châm đặt trong nó.

B. từ trường.

C. khả năng kéo, đẩy các mạt sắt.

D. Cả A và B.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Không gian xung quanh nam châm luôn có

- khả năng tác dụng lực từ lên kim nam châm đặt trong nó.

- từ trường.