Giáo án và PPT KHTN 7 kết nối Bài 20: Chế tạo nam châm điện đơn giản

BÀI 20: CHẾ TẠO NAM CHÂM ĐIỆN ĐƠN GIẢN

HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG

GV cho HS quan sát hình ảnh chiếc cần cẩu dọn rác kim loại và thảo luận nhóm trả lời câu hỏi: 

+ Nam châm ở cần cẩu dọn rác là nam châm gì?

+ Nam châm có tính chất gì?

+ Nam châm điện có gì khác với nam châm vĩnh cửu?

HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

I. NAM CHÂM ĐIỆN

Hoạt động 1: Tìm hiểu về nam châm điện

GV yêu cầu HS quan sát Hình 20.1 - Cấu tạo của nam châm điện, đọc thông tin mục I SGK tr.96 và trả lời câu hỏi:

+ Nam châm điện là gì?

+ Mô tả cấu tạo của nam châm điện.

+ Làm cách nào để biết ống dây đã trở thành nam châm điện.

Sản phẩm dự kiến:

- Dòng điện chạy trong đây dẫn thẳng hay trong cuộn dây đều sinh ra từ trường, người ta sử dụng tính chất này để chế tạo ra nam châm, gọi là nam châm điện.

- Cấu tạo của nam châm điện bao gồm: 

+ Ống dây dẫn

+ Một thỏi sắt non lồng trong lòng ống dây. Lõi sắt non trong ống dây có tác dụng làm tăng từ trường của nam châm điện.

+ Hai đầu ống dây nối với 2 cực nguồn điện. 

- Từ trường của nam châm điện chỉ tồn tại trong thời gian dòng điện chạy trong ống dây; dòng điện thay đổi thì từ trường của nam châm điện thay đổi.

II. CHẾ TẠO NAM CHÂM ĐIỆN

Hoạt động 2: Tìm hiểu về chế tạo nam châm điện đơn giản

GV chia HS thành các nhóm, yêu cầu HS quan sát Hình 20.2 - Sơ đồ cấu tạo nam châm điện đơn giản SGK tr.97, hướng dẫn và cùng HS tiến hành thí nghiệm chế tạo nam châm điện đơn giản và trả lời câu hỏi: Từ kết quả thí nghiệm, em rút ra kết luận gì về từ trường của nam châm điện?

Sản phẩm dự kiến:

 - Dùng một đoạn dây đồng quấn xung quanh một ống nhựa, luồn vào trong ống một chiếc đinh sắt dài, nối hai đầu dây với nguồn điện (pin) qua một công tắc điện.

- Lần lượt thực hiện các động tác:

          + Đóng công tắc điện điện; kiểm tra xem xung quanh nam châm điện có từ trường không.

          + Ngắt công tắc điện; kiểm tra xem xung quanh nam châm còn từ trường không.

          + Thay đổi nguồn điện (bằng cách tăng số pin), đóng công tắc điện; dùng các ghim giấy bằng sắt để kiểm tra xem lực từ của nam châm thay đổi như thế nào (nếu nam châm hút được nhiều ghim giấy bằng sắt hơn thì lực từ mạnh hơn).

          + Thay đổi cực của nguồn điện; dùng kim nam châm thử để kiểm tra xem chiều từ trường có thay đổi không. 

Kết luận:

- Từ trường  chỉ  xuất hiện khi có dòng điện chạy trong ống dây.

- Khi tăng số pin lên thì lực từ của nam châm điện mạnh hơn 

- Khi đổi cực của nguồn điện thì chiều của từ trường cũng thay đổi theo. 

Một số ứng dụng của nam châm điện:

+ Cần cẩu dọn rác:làm bằng nam châm điện vì từ trường của nam châm điện mạnh hơn nam châm vĩnh cửu ( nhờ các cách thay đổi từ trường) mới dễ dàng dịch chuyển các khối sắt rất nặng, khổng lồ.

+ Chuông điện: Khi có dòng điện (bấm chuông), cuộn dây dẫn trở thành nam châm điện và hút được cần gõ chuông, đầu gõ chuông C đập vào quả chuông D làm chuông kêu. Ngay lập tức, mạch điện bị ngắt (hở ở vị trí tiếp xúc của cần gõ chuông C và công tắc B), cuộn dây dẫn không còn là nam châm và nhả cần gõ chuông C ra, lúc này công tắc B lại tiếp xúc cần gõ chuông C và mạch điện lại đóng và cuộn dây dẫn lại hút cần gỗ chuông C. … Qúa trình lặp đi lặp lại nên chuông kêu liên tục.

+ Ứng dụng trong ngành y học: dùng từ trường và sóng ra-đi-o nhằm giải quyết tại chỗ các vấn đề trong bộ phận cơ thể của bệnh nhân mà không cần phẫu thuật xâm lấn vẫn có thể chuẩn đoán được tình trạng của bệnh nhân.

+ Ứng dụng trong công nghiệp: động cơ điện, xe bán tải điện, micro, bộ cảm biến, loa phóng thanh, ống sóng đi du lịch, đồ trang sức, các dụng cụ như đồng hồ, cảm biến, thiết bị lò vi sóng, thiết bị điều khiển tự động, ...

+ Ứng dụng trong ngành giao thông vận tải: giúp cho vận tốc của tàu nhanh hơn, đạt tốc độ cao hơn.

HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP

Từ nội dung bài học, GV yêu cầu HS hoàn thành các bài tập trắc nghiệm sau:

Câu 1: Vì sao lõi của nam châm điện không làm bằng thép mà lại làm bằng sắt non?

A. Vì lõi thép nhiễm từ yếu hơn lõi sắt non.

B. Vì dùng lõi thép thì sau khi nhiễm từ sẽ biến thành một nam châm vĩnh cửu.

C. Vì dùng lõi thép thì không thể làm thay đổi cường độ lực từ của nam châm điện.

D. Vì dùng lõi thép thì lực từ bị giảm đi so với khi chưa có lõi.

Câu 2: Đối với nam châm điện, khi thay đổi cực của nguồn điện, dùng kim nam châm để kiểm tra chiều của từ trường thì thấy

A. chiều của từ trường không đổi.

B. chiều của từ trường thay đổi một góc 90⁰.

C. chiều của từ trường thay đổi một góc 180⁰.

D. chiều của từ trường thay đổi một góc bất kì.

Câu 3: Lõi sắt non trong ống dây có tác dụng gì?

A. Làm tăng từ trường của nam châm điện.

B. Làm tăng thời gian tồn tại từ trường của nam châm điện.

C. Làm giảm thời gian tồn tại từ trường của nam châm điện.

D. Làm giảm từ tính của ống dây.

Câu 4: Khi thực hiện thí nghiệm chế tạo nam châm điện, nếu ta giữ nguyên số vòng dây quấn và thay đổi số nguồn điện (tăng số pin) thì lực từ của nam châm điện thay đổi như thế nào?

A. Tăng lên.

B. Giảm đi.

C. Lúc tăng, lúc giảm.

D. Không đổi.

Câu 5: Làm thế nào để biết ống dây đã trở thành nam châm điện?

A. Đặt gần nam châm điện một miếng đồng.

B. Đặt gần nam châm điện một miếng nhôm.

C. Đặt gần nam châm điện một miếng gỗ.

D. Đặt gần nam châm điện một miếng sắt.

Sản phẩm dự kiến:

HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG

Vận dụng kiến thức, GV yêu cầu HS trả lời câu hỏi:

Câu 1: Một kim nam châm đặt trước đầu ống dây của nam châm điện

Đổi chiều dòng điện chạy trong ống dây có hiện tượng gì xảy ra? Giải thích.

Câu 2: Ba nam châm điện A, B, C. Mỗi nam châm đều có cùng một dòng điện chạy vào ống dây.

a. Giải thích vì sao từ trường của nam châm điện B mạnh hơn từ trường của nam châm điện A.

b. Giải thích vì sao từ trường của namchâm điện 

c. mạnh hơn từ trường của nam châm điện B.

d. Bằng cách nào có thể xác định các vị trí bên ngoài nam châm điện C cũng có từ trường?