Trong đời sống hàng ngày, chúng ta có thể tiếp xúc với từ trường ở mọi nơi (ví dụ Trái Đất cũng có từ trường và được xem như một nam châm khổng lồ, với cực Bắc - Nam địa lí lần lượt là cực Nam - Bắc của nam châm). Đại lượng đặc trưng cho độ mạnh yếu của từ trường là vectơ cảm ứng từ. Vậy làm thế nào để xác định được độ lớn của cảm ứng từ?
Bài 11. Thực hành đo độ lớn cảm ứng từ
Mở đầu (SGK Chân trời sáng tạo - Trang 72)
Thảo luận (1)
Câu hỏi 1 (SGK Chân trời sáng tạo - Trang 72)
Dựa vào bộ dụng cụ thí nghiệm đã liệt kê trong Bài 10, hãy thiết kế và thực hiện phương án để đo cảm ứng từ của từ trường đều giữa hai cực của nam châm điện hình chữ U.
Thảo luận (1)Hướng dẫn giải
* Tiến hành thí nghiệm:
Bước 1: Bố trí thí nghiệm như Hình 11.2.
Bước 2: Điều chỉnh để cho đòn cân nằm ngang. Đọc số chỉ F1 của lực kế và ghi kết quả như gợi ý ở Bảng 11.1.
Bước 3:
+ Bật công tắc để dòng điện chạy qua khung dây dẫn và nam châm điện. Chọn chiều của dòng điện sao cho lực từ tác dụng lên cạnh của khung dây có hướng thẳng đứng từ trên xuống.
+ Đọc số chỉ của ampe kế (12) và ghi kết quả như gợi ý ở Bảng 11.1.
+ Điều chỉnh để đòn cân trở lại trạng thái cân bằng nằm ngang.
+ Đọc số chỉ F2 của lực kế và ghi kết quả như gợi ý ở Bảng 11.1.
+ Xác định độ lớn lực từ tác dụng lên cạnh của khung dây đặt trong từ trường theo công thức F = F2 – F1. Ghi kết quả như gợi ý ở Bảng 11.1.
Bước 4: Thực hiện lại bước 3 với ít nhất hai giá trị I khác nhau. Ghi kết quả như gợi ý ở Bảng 11.1.
(Trả lời bởi datcoder)
Câu hỏi 2 (SGK Chân trời sáng tạo - Trang 73)
Giải thích tại sao độ lớn lực từ F tác dụng lên cạnh của khung dây đặt trong từ trường bằng F2 - F1.
Thảo luận (1)Hướng dẫn giảiSố chỉ F1 là trọng lượng của khung dây
Số chỉ F2 là tổng hợp lực của trọng lực và lực từ tác dụng lên khung dây
Do đó độ lớn lực từ F = F2 – F1.
(Trả lời bởi datcoder)
Câu hỏi 3 (SGK Chân trời sáng tạo - Trang 74)
Nêu những lưu ý khi làm thí nghiệm để thu được kết quả chính xác.
Thảo luận (1)Hướng dẫn giảiLưu ý khi làm thí nghiệm:
- Các thao tác thực hiện thí nghiệm chính xác
- Đọc và ghi số liệu chính xác
(Trả lời bởi datcoder)
Câu hỏi 4 (SGK Chân trời sáng tạo - Trang 74)
Từ số liệu thu được ở Bảng 11.1 ứng với một giá trị cường độ dòng điện xác định, hãy xử lí số liệu để tính toán cảm ứng từ B và sai số của phép đo.
Thảo luận (1)Hướng dẫn giải
Luyện tập (SGK Chân trời sáng tạo - Trang 74)
Thay đổi độ lớn từ trường bằng cách điều chỉnh cường độ dòng điện chạy vào nam châm điện. Thực hiện lại thí nghiệm trên để đo cảm ứng từ B. Nhận xét về mối liên hệ giữa cảm ứng từ B và cường độ dòng điện qua nam châm điện.
Thảo luận (1)Hướng dẫn giảiCường độ dòng điện qua nam châm điện tăng lên thì cảm ứng từ B do nó sinh ra cũng tăng lên và ngược lại.
(Trả lời bởi datcoder)
Vận dụng (SGK Chân trời sáng tạo - Trang 74)
Cho các dụng cụ: khung dây chữ nhật, dây treo, các nam châm chữ U, thước đo góc, thước thẳng, nguồn điện, ampe kế, lực kế. Hãy thiết kế phương án đo độ lớn cảm ứng từ của vùng từ trường giữa hai cực của nam châm chữ U.
Thảo luận (1)Hướng dẫn giảiDụng cụ
- Khung dây dẫn (1).
- Nam châm (2)
- Lò xo (3).
- Giá treo (4).
- Dây dẫn được nối đến nguồn điện (5).
Tiến hành
- Lắp đặt các dụng cụ như hình vẽ.
- Treo khung dây để mặt phẳng khung dây vuông góc với đường sức từ của nam châm; cạnh AB của khung nằm ngang trong vùng từ trường đều ở khoảng không gian giữa hai cực của nam châm.
- Cho dòng điện có cường độ I chạy qua khung dây với chiều từ A đến B và quan sát hiện tượng xảy ra với khung dây.
- Đổi chiều cường độ dòng điện I chạy qua khung dây và quan sát hiện tượng xảy ra với khung dây.
Kết quả
- Khi có dòng điện chạy qua khung dây theo chiều từ A đến B, khung dây bị kéo thẳng đứng xuống dưới. Điều này cho thấy, lực từ tác dụng lên AB có phương thẳng đứng, vuông góc với cả đoạn dòng điện AB và đường sức từ.
(Trả lời bởi datcoder)
