Giáo án điện tử KHTN 7 chân trời – Phần vật lí bài 21: Nam châm điện (1 tiết)

c

BÀI 21: NAM CHÂM ĐIỆN (1 TIẾT)

1. KHỞI ĐỘNG

Em hãy quan sát video về cần cẩu điện

(link: https://www.youtube.com/watch?v=rP2C6M7tDhM)

Làm thế nào mà cần cẩu có thể nhấc các vật nặng bằng sắt thép lên cao?

HÌNH ẢNH

1. NỘI DUNG BÀI HỌC
2. Nam châm điện
3. Ảnh hưởng của dòng điện đến từ trường của nam châm điện

III. PHẦN TRIỂN KHAI KIẾN THỨC

1. Nam châm điện

Thảo luận nhóm: Tiến hành “Thí nghiệm về nam châm điện”

Chuẩn bị: Dây dẫn điện (đường kính khoảng 0,5 mm) có vỏ cách điện, một đinh vít đường kính khoảng 0,3 – 0,6 cm, hộp đựng hai viên pin 1,5 V, công tắc và các kẹp giấy bằng sắt.

Tiến hành thí nghiệm:

Bước 1: Quấn dây dẫn điện xung quanh đinh vít, khoảng 40 – 60 vòng.

Bước 2: Nối hai đầu dây dẫn với hai cực của pin. Bật công tắc và đưa đinh vít đến gần kẹp giấy

                                                      HÌNH 21.1

Bước 3: Ngắt công tắc

Video thí nghiệm: https://www.youtube.com/watch?v=82ltSJU0JpA (0.00 – 1.20s)

Lưu ý:

- Chỉ làm thí nghiệm với nguồn điện là pin (từ 1,5V đến 6V), không làm với các nguồn điện có hiệu điện thế lớn hơn.

- Chỉ nối dây với nguồn điện khi trong ống dây có lõi đinh vít.

Em hãy trả lời Câu hỏi 1 – 3 SGK trang 102 – 103

1. Mô tả hiện tượng xảy ra giữa đinh vít và các kẹp giấy trong hai trường hợp có dòng điện và không có dòng điện đi qua cuộn dây.
2. Nếu xem đinh vít trở thành nam châm khi có dòng điện đi qua cuộn dây, làm thế nào để xác định các cực của nam châm này?
3. Vì sao khi ngắt dòng điện, đinh vít không còn hút kẹp giấy nữa?

Đáp án

1. Hiện tượng:

• Khi có dòng điện: đinh vít hút các kẹp giấy.
• Khi không có dòng điện: giữa đinh vít và kẹp giấy không xảy ra hiện tượng gì.

2. Có thể sử dụng la bàn (hoặc kim nam châm) để xác định các cực của đinh vít, từ đó có thể xem định vít trở thành một nam châm thẳng.
3. Khi ngắt dòng điện, đinh vít không còn hút các kẹp giấy vì nó đã mất đi từ tính, không có khả năng hút được các vật làm từ sắt, thép,... nữa

Luyện tập

Phân tử H – F hình thành được liên kết hydrogen với các phân tử nước, nên tan tốt trong nước.

Kết luận

- Nam châm điện gồm một ống dây dẫn có dòng điện chạy qua và bên trong ống dây có lõi sắt.

- Khi có dòng điện đi qua ống dây, lõi sắt không trở thành nam châm và không có khả năng hút các vật bằng sắt, thép,...

2. Ảnh hưởng của dòng điện đến từ trường của nam châm điện
3. a) Khảo sát ảnh hưởng của độ lớn dòng điện đến từ trường của nam châm điện

Hoạt động nhóm: Tiến hành thí nghiệm Hình 21.2

HÌNH 21.2

Các bước tương tự thí nghiệm Hình 21.1, tăng độ lớn của dòng điện bằng cách ghép hai viên pin nối tiếp nhau như Hình 21.2

Thảo luận nhóm: Trả lời Câu hỏi 4 và Luyện tập SGK trang 103

4. Quan sát Hình 21.2, ta có thể kết luận gì về lực từ và từ trường của nam châm điện khi sử dụng hai viên pin thay vì một viên pin?
5. Giải thích vì sao chiếc cần cẩu đã nêu ở đầu bài học có thể tạo ra lực từ mạnh.

Đáp án

4. Khi sử dụng hai viên pin, từ trường của nam châm điện mạnh hơn
5. Sở dĩ cần cầu có thể hút các vật nặng bằng sắt vì có dòng điện rất lớn đi qua nam châm điện

Kết luận

Khi tăng (giảm) độ lớn dòng điện, thì độ lớn lực từ của nam châm điện cũng tăng (giảm)

1. Khảo sát ảnh hưởng của chiều dòng điện đến từ trường của nam châm điện

Hoạt động nhóm: Tiến hành thí nghiệm Hình 21.3

HÌNH 21.3

+ Hoán đổi các cực của pin, dùng kim nam châm để xác nhận chiều dòng điện đã thay đổi.

+ Đếm số kẹp giấy bị hút, so sánh với thí nghiệm đầu.

Em hãy trả lời Câu hỏi 5, 6 SGK trang 103

5. Hãy mô tả chiều của dòng điện trong Hình 21.3.
6. Đặt một kim nam châm bên cạnh đầu đinh vít. Quan sát và nhận xét chiều của kim nam châm trước và sau khi đổi chiều dòng điện.

Đáp án

5. Dòng điện sẽ đi từ cực dương của nguồn điện qua nam châm điện rồi đến cực âm của nguồn. Do ta đã đổi ngược pin nên chiều dòng điện đi qua ống dây ngược với chiều dòng điện ở thí nghiệm đầu.
6. Khi đặt kim nam châm lại gần nam châm điện, cực của kim nam châm bị hút ngược với cực ở thí nghiệm đầu.

Kết luận

Khi đổi chiều dòng điện thì từ trường của nam châm điện cũng đổi chiều và độ lớn lực từ không đổi.

Em hãy trả lời câu hỏi Vận dụng SGK trang 104:

1. Quan sát sơ đồ cấu tạo của một chuông điện đơn giản. Hãy giải thích vì sao khi nhấn và giữ công tắc thì nghe tiếng chuông reo liên tục cho đến khi thả ra (loại công tắc trong hình chỉ đóng mạch điện khi nhấn và giữ nút).

Sơ đồ cấu tạo của chuông điện

1. LUYỆN TẬP

Hoạt động nhóm: Hoàn thành Bài 1 – 3 SGK trang 109

1. Khi chế tạo nam châm điện đơn giản, ta chọn vật liệu nào để làm lõi của nam châm điện?
2. Nêu các ứng dụng của nam châm điện
3. Dùng nam châm điện sẽ có những ưu điểm và hạn chế nào so với dùng nam châm vĩnh cửu?

Đáp án

Ta chọn các vật liệu từ sao cho khi có dòng điện đi qua, lõi trở thành nam châm; khi ngắt dòng điện, lõi mất từ tính. Ví dụ như sắt non.

Nam châm điện dùng trong các thiết bị sau: cần cẩu, chuông điện, rơ le điện,…

3. Ưu điểm: Tạo ra lực từ rất lớn, có thể hút hoặc nhả các vật bằng cách ngắt dòng điện mạch.

Hạn chế: Cần có dòng điện duy trì một cách liên tục. Giả sử cần cẩu điện đang vận hành mà bị mất điện sẽ rất nguy hiểm.

1. VẬN DỤNG.

Em hãy chọn đáp án đúng

Câu 1: Nam châm điện có cấu tạo gồm

1. 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