Xem toàn bộ tài liệu Lớp 7 – Chân Trời Sáng Tạo: tại đây
Bài 21 KHTN lớp 7: Một số cần cẩu dùng lực từ có thể nhấc được các vật nặng hàng chục tấn bằng sắt, thép lên cao. Có phải chúng hoạt động nhờ nam châm vĩnh cửu không?
Trả lời:
Một số cần cẩu dùng lực từ có thể nhấc được các vật nặng hàng chục tấn bằng sắt, thép lên cao. Chúng hoạt động nhờ nam châm điện.
Câu hỏi thảo luận 1 trang 102 KHTN lớp 7:
Trả lời:
Hiện tượng xảy ra giữa đinh vít và các kẹp giấy trong hai trường hợp:
– 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.
Câu hỏi thảo luận 2 trang 102 KHTN lớp 7:
Trả lời:
Cách xác định:
Dùng một kim nam châm thử đã được xác định các cực. Đưa một cực của kim nam châm lại gần một đầu của chiếc đinh vít, nếu chúng hút nhau thì có thể xác định được cực đó của đinh vít khác cực với kim nam châm. Từ đó xác định được cực còn lại.
Ví dụ: đưa cực bắc (N) của kim nam châm lại gần đầu bên phải của đinh vít, nếu chúng hút nhau thì đầu bên phải của đinh vít là cực nam (S) và đầu còn lại của đinh vít là cực bắc (N). Ngược lại nếu chúng đẩy nhau thì cực của đinh vít là cực bắc (N), cực còn lại là cực nam (S).
Câu hỏi thảo luận 3 trang 103 KHTN lớp 7:
Trả lời:
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.
Câu hỏi thảo luận 4 trang 103 KHTN lớp 7:
Trả lời:
Khi sử dụng hai viên pin thay cho một viên pin, độ lớn dòng điện tăng làm lực từ và từ trường của nam châm điện càng mạnh, chúng sẽ hút được càng nhiều chiếc kẹp giấy.
Luyện tập trang 103 KHTN lớp 7:
Trả lời:
Chiếc cần cẩu sử dụng nam châm điện, có thể tạo ra lực mạnh vì nó được cung cấp một dòng điện lớn làm tăng từ tính của nam châm, đủ để nhấc các vật nặng hàng chục tấn bằng sắt, thép lên cao.
Câu hỏi thảo luận 5 trang 103 KHTN lớp 7:
Trả lời:
Chiều của dòng điện trong Hình 21.3: Khi bật công tắc, trong mạch xuất hiện dòng điện đi từ cực dương của pin, qua cuộn dây và đi vào cực âm của pin theo chiều ngược chiều kim đồng hồ.
Câu hỏi thảo luận 6 trang 103 KHTN lớp 7:
Trả lời:
Giả sử đặt kim nam châm cạnh cực Nam của nam châm điện:
– Trước khi đổi chiều: chiều của kim nam châm là chiều Bắc – Nam.
– Sau khi đổi chiều: chiều của kim nam châm là chiều Nam – Bắc.
Vận dụng trang 104 KHTN lớp 7:
Trả lời:
Ta có thể giải thích như sau:
– Nhấn và giữ công tắc, mạch điện sẽ trở thành mạch điện kín.
– Khi có dòng điện đi qua dây dẫn, chúng sẽ tạo ra một từ trường trong lõi sắt, biến lõi sắt thành một nam châm điện có thể hút các vật bằng sắt, thép xung quanh. Khi đó, nó sẽ hút thanh sắt, kéo cho lá thép đàn hồi dao động.
– Búa gõ chuông nối với lá thép đàn hồi cũng vì thế mà bị hút vào, búa gõ sẽ đập vào chuông và phát ra tiếng kêu.
– Khi thả công tắc ra, mạch điện trở thành mạch điện hở (không còn dòng điện trong mạch) nên lõi sắt sẽ mất từ tính, nhả thanh sắt ra, búa gõ chuông không thể gõ vào chuông được nữa.
Bài 1 trang 104 KHTN lớp 7: Khi chế tạo nam châm điện đơn giản, ta chọn vật liệu nào để làm lõi của nam châm điện?
Trả lời:
Khi chế tạo nam châm điện đơn giản, ta có thể chọn vật liệu bằng sắt, thép,… để làm lõi của nam châm điện.
Tuy nhiên, khi làm lõi của nam châm điện người ta không làm bằng thép mà lại làm bằng sắt non vì dùng lõi thép thì sau khi bị nhiễm từ sẽ biến thành một nam châm vĩnh cửu, tức là vẫn còn từ tính phải mất một khoảng thời gian dài mới hết sau khi ngắt điện, còn dùng lõi sắt non thì sau khi ngắt dòng điện thì nó sẽ mất đi từ tính không trở thành nam châm vĩnh cửu.
Bài 2 trang 104 KHTN lớp 7: Nêu các ứng dụng của nam châm điện.
Trả lời:
Một số ứng dụng của nam châm điện:
– Được ứng dụng trong các thiết bị như chuông cửa, báo động chống trộm,…
Chuông báo động
– Dùng để sản xuất động cơ điện và máy phát điện, cần cẩu sử dụng nam châm điện.
Cần cẩu sử dụng nam châm điện
– Máy MRI (máy chụp cộng hưởng từ) sử dụng từ trường sinh ra từ nam châm điện để phát hiện bệnh, các tế bào ung thư,… trong cơ thể con người.
Máy chụp cộng hưởng từ
Bài 3 trang 104 KHTN lớp 7: Dùng nam châm điện sẽ có những ưu điểm và hạn chế nào so với dùng nam châm vĩnh cửu?
Trả lời:
– Ưu điểm của nam châm điện:
+ Có thể tăng lực từ của nam châm điện bằng cách tăng số vòng dây và tăng cường độ dòng điện đi qua ống dây.
+ Chỉ cần ngắt dòng điện đi qua ống dây, nam châm điện sẽ mất hết từ tính.
+ Có thể thay đổi các cực của nam châm điện bằng cách đổi chiều dòng điện qua ống dây.
– Nhược điểm của nam châm điện:
+ Giá thành sản phẩm tương đối cao.
+ Tiêu tốn điện năng khi sử dụng.
+ Phụ thuộc vào sự ổn định của điện năng: khi dòng điện thiếu ổn định, hoạt động của nam châm điện sẽ chập chờn, kém hiệu quả, ảnh hưởng đến tuổi thọ của sản phẩm.