Câu hỏi tự luận vật lí 7 kết nối tri thức Bài 19: Từ trường

CHƯƠNG VI: TỪ

BÀI 19 - TỪ TRƯỜNG

I. NHẬN BIẾT (6 câu)

Câu 1: Trình bày khái niệm lực từ.

Trả lời:

Lực tác dụng của nam châm lên các vật có từ tính và các nam châm khác gọi là lực từ.

Câu 2: Nêu khái niệm từ trường.

Trả lời:

Từ trường là môi trường tồn tại xung quanh nam châm và dây dẫn mang dòng điện.

Câu 3: Từ phổ là gì? Từ phổ có vai trò gì? Vùng nào có từ trường mạnh và ngược lại?

Trả lời:

• Hình ảnh các đường mạt sắt xung quanh nam châm tạo ra gọi là từ phổ. Từ phổ cho ta hình ảnh trực quan về từ trường.
• Vùng nào các đường mạt sắt sắp xếp mau thì từ trường ở đó mạnh, vùng nào các đường mạt sắt sắp xếp thưa thì từ trường ở đó yếu.

Câu 4: Em biết gì về từ trường của Trái Đất?

Trả lời:

• 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.
• Cực Bắc địa lí và cực Bắc địa từ không trùng nhau. Cực Nam địa lí không trùng cực Nam địa từ.

Câu 5: La bàn là gì? Nêu cấu tạo của la bàn.

Trả lời:

• La bàn là dụng cụ để xác định hướng địa lí.
• Một la bàn thường có:
• Kim nam châm đặt trên trụ xoay được thiết kế theo hình lá dẹt, mỏng, nhẹ, một đầu được sơn đỏ chỉ hướng Bắc và đầu còn lại được sơn xanh chỉ hướng Nam. Được đặt trong một vỏ kim loại thường bằng nhôm hoặc nhựa có gắn cố định một mặt chia độ.
• Mặt kính của la bàn giúp bảo vệ kim nam châm.

Câu 6: Trình bày các bước sử dụng la bàn xác định hướng địa lí.

Trả lời:

• 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.
• Giữ là 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.
• 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.

II. THÔNG HIỂU (4 câu)

Câu 1: La bàn dùng để làm gì?

Trả lời:

La bàn là dụng cụ dùng để xác định phương hướng trong không gian nhất định. La bàn được ứng dụng nhiều trong các hoạt động đi biển, vào rừng, sa mạc, hướng bay của máy bay, tàu thủy, tàu ngầm, tên lửa, tàu vũ trụ,...

Câu 2: Vì sao kim nam châm luôn chỉ theo hướng Bắc - Nam?

Trả lời:

Do Trái Đất cũng được coi là một nam châm khổng lồ nên khi đặt nam châm tự do, xa nam châm hoặc vật liệu có tính chất từ khác thì kim nam châm vẫn luôn nằm cân bằng theo hướng của Trái Đất (hướng Bắc – Nam).

Câu 3: Lấy ví dụ chứng minh Trái Đất có từ trường.

Trả lời:

Ví dụ: Đặt kim nam châm ở trạng thái tự do, khi đã đứng cân bằng, kim nam châm luôn chỉ theo 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 hướng cố định, đó là hướng Nam – Bắc. Chứng tỏ xung quanh Trái Đất có từ trường.

Câu 4: Từ trường của Trái Đất mạnh nhất ở những vùng nào?

Trả lời:

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

III. VẬN DỤNG (4 câu)

Câu 1: Bên dưới là hình ảnh la bàn tìm hướng. Hãy chú thích các bộ phận của la bàn.

Trả lời:

(1) Kim la bàn.

(2) Mặt la bàn.

(3) Vỏ la bàn.

Câu 2: Nêu cách chế tạo một la bàn đơn giản.

Trả li:

• Dụng cụ: Một nam châm mạnh; hai chiếc kim khâu (hoặc hai đinh ghim) bằng thép; một miếng xốp mỏng; một cốc nhựa hoặc cốc giấy đựng nước.
• Cách làm: Xát nhẹ đầu kim khoảng 30 lần vào một cực của nam châm, sau đó xát nhẹ đầu lỗ kim vào cực kia của nam châm. Kiểm tra bằng cách cho chiếc kim đã được cọ xát hút chiếc kim bằng thép chưa được cọ xát.
• Thả miếng xốp vào cốc nước, sau đó đặt chiếc kim lên mặt xốp, chiếc kim sẽ chỉ hướng Bắc – Nam

Câu 3: Từ trường của Trái Đất mạnh nhất ở những vùng nào và yếu nhất ở vùng nào?

Trả lời:

• Từ trường của Trái Đất mạnh nhất ở vùng Bắc Cực và Nam Cực.
• Từ trường trái đất yếu nhất được ghi nhận ở khu vực Đại Tây Dương, đặc biệt tại vùng nhật nguyệt (South Atlantic Anomaly) kế đông Nam Brazil và đông Nam Nam Phi. Trong khu vực này, lực từ trường của Trái Đất mạnh khoảng 30% so với các vùng khác trên trái đất.

Câu 4: Hiện tượng cực quang là gì?

Trả lời:

• Mặt Trời luôn phóng vào vũ trụ một khối lượng khổng lồ các hạt mang năng lượng, kể cả hướng Trái Đất. Nhưng Trái Đất được từ trường bảo vệ, ngoại trừ ở cực Bắc và cực Nam. Nơi đó thì tấm chắn bảo vệ có thể bị xuyên qua được. Ở đây các hạt năng lượng cao của gió Mặt Trời có thể xâm nhập vào vùng khí quyển trên cùng và làm nó phát sáng. Những dải, vòng cung hoặc băng ánh sáng xuất hiện trên trời, đó là cực quang.
• Thỉnh thoảng cực quang có thể được nhìn thấy ở miền Bắc nước Đức. Thông thường hơn người ta có thể quan sát cực quang ở vùng cao phía Bắc như Alaska, Canada hay Bắc Scandinavia.

IV. VẬN DỤNG CAO (2 câu)

Câu 1: Theo các nhà khoa học định kỳ cứ khoảng 1 triệu năm thì cực từ của trái đất thay đổi. Các nhà vật lý địa cầu đã tính toán rằng chậm nhất là 1.000 năm nữa thì điều đó sẽ xảy ra, điều đó sẽ gây ảnh hưởng như thế nào tới Trái Đất?

Trả lời:

• Theo phỏng đoán thì khi thay đổi cực, từ trường của trái đất không ổn định và phân ra làm nhiều từ trường nhỏ, bao bọc lấy trái đất khắp mọi hướng. Sau đó thì từ trường sẽ ổn định trở lại nhưng theo hướng ngược lại. Điều đó có nghĩa là đường đi của từ trường sẽ không phải là từ Nam đến Bắc mà từ Bắc đến Nam.
• Suy giảm từ trường sẽ làm cho ngày càng có nhiều tia cực tím đến bề mặt Trái Đất, kéo theo sự thay đổi thời tiết và khí hậu. Những cơn giông tố có lẽ sẽ xảy ra thường xuyên hơn và mạnh hơn. Lốc xoáy, lũ lụt cùng các kỳ hạn hán sẽ trở thành thông lệ.
• Đối với một số loài động vật thì từ trường rất quan trọng vì chúng sử dụng từ trường để định hướng. Kiến, chim di cư, rùa và cá mập có lẽ sẽ lạc hướng nếu không có từ trường. Vì thế, nếu cực từ tiếp tục dịch chuyển với tốc độ nhanh, thì điều này sẽ là một vấn đề nghiêm trọng đối với các loài chim di cư trong tương lai.

Câu 2: Từ trường Trái Đất có từ đâu?

Trả lời:

Từ trường xuất hiện trong lòng Trái Đất . Nơi đó có nhân Trái Đất được cấu tạo chủ yếu là sắt. Nhân rắn bên trong được bao bọc bởi cái vỏ bằng sắt dạng lỏng. Do sức nóng từ trong nhân, kim loại sẽ chảy tràn lên bề mặt nhân, nguội đi và lại chìm xuống phía dưới. Đồng thời nó chảy theo đường xoắn ốc do Trái Đất quay. Sự chuyển động của sắt có khả năng dẫn điện sẽ làm xuất hiện một nguồn điện, tương tự như một máy phát điện khổng lồ. Và khi có dòng điện chảy thì sẽ xuất hiện từ trường.