Khoa học tự nhiên lớp 7 · KNTT · Chương 7
Lý thuyết KHTN 7 Bài 20: Chế tạo nam châm điện đơn giản
Tóm tắt lý thuyết Khoa học tự nhiên 7 Bài 20: Chế tạo nam châm điện đơn giản theo chương trình SGK Kết nối tri thức với cuộc sống. Hệ thống hoá kiến thức trọng tâm, sơ đồ minh hoạ, bảng so sánh và câu hỏi ôn tập có lời giải chi tiết.
1. Nam châm điện
- Cấu tạo của nam châm điện gồm: ống dây dẫn, lõi sắt non lồng trong ống dây, hai đầu ống dây nối với 2 cực của nguồn điện. Lõi sắt non có tác dụng làm tăng từ trường của nam châm điện.
- Hoạt động: Khi cho dòng điện chạy vào ống dây bằng cách đóng khóa K, lúc này trong ống dây sinh ra từ trường. Khi đó ống dây trở thành một nam châm điện.
- Từ trường của nam châm điện chỉ tồn tại trong thời gian dòng điện chạy qua ống dây; dòng điện thay đổi thì từ trường của nam châm điện thay đổi.
2. Chế tạo nam châm điện đơn giản
a. Dụng cụ
- Đoạn dây đồng (được sơn cách điện bên ngoài) đường kính 0,2 mm.
- 01 đinh sắt.
- Dây dẫn.
- Nguồn điện (5 – 6 quả pin).
- 01 công tắc.
b. Tiến hành thí nghiệm
- Bước 1. Dùng đoạn dây đồng quấn xung quanh đinh sắt, nối hai đầu dây với nguồn điện qua một công tắc như hình vẽ.
Sơ đồ cấu tạo của nam châm điện đơn giản
- Bước 2. Lần lượt thực hiện các động tác:
+ Đóng/ngắt công tắc điện, kiểm tra xung quanh nam châm điện có từ trường không? Bằng cách để các vật có từ tính gần nam châm điện, nếu nam châm điện hút được các vật có từ tính, tức là có từ trường và ngược lại.
+ Thay đổi nguồn điện (bằng cách tăng số pin), đóng công tắt điện để kiểm tra độ lớn của lực từ của nam châm điện có thay đổi không?
+ Thay đổi cực của nguồn điện; dùng kim nam châm thử để kiểm tra xem chiều của từ trường có thay đổi không?
3. Ứng dụng của nam châm điện
Nhờ ưu điểm có thể thay đổi từ trường một cách nhanh chóng mà nam châm điện được ứng dụng rộng rãi trong đời sống, sản xuất cũng như các lĩnh vực nghiên cứu.
Ví dụ:
+ Xe cẩu hút vật liệu từ tính.
+ Chuông điện.
+ Máy phát điện.
Bảng tổng hợp & so sánh kiến thức trọng tâm
| Tiêu chí so sánh | Nam châm vĩnh cửu | Nam châm điện |
|---|---|---|
| Cấu tạo | Vật liệu từ tính cứng (thép, hợp kim ferit) đã nhiễm từ | Ống dây dẫn điện quấn quanh lõi sắt non |
| Từ tính khi ngắt dòng điện | Từ tính duy trì lâu dài, không phụ thuộc nguồn điện | Từ tính mất đi ngay lập tức khi ngắt dòng điện |
| Khả năng điều chỉnh lực từ | Cố định, không thể tăng giảm linh hoạt | Dễ dàng tăng bằng cách tăng cường độ dòng điện hoặc số vòng dây |
| Khả năng đổi cực từ | Cố định tại hai đầu của thanh nam châm | Dễ dàng đổi cực bằng cách đảo chiều dòng điện qua cuộn dây |
| Ứng dụng tiêu biểu | La bàn, loa mini, cánh cửa tủ lạnh, bảng từ | Cần cẩu bốc dỡ phế liệu sắt, chuông điện, tàu đệm từ, rơ-le |
Ghi nhớ trọng tâm "Em đã học"
📌 Các điểm then chốt cần ghi nhớ:
- Kiến thức then chốt 1: Nam châm điện gồm một ống dây dẫn điện cuốn quanh một lõi sắt non; khi có dòng điện chạy qua ống dây, lõi sắt non bị nhiễm từ và trở thành nam châm.
- Kiến thức then chốt 2: Cấu tạo cơ bản của nam châm điện: Lõi sắt non, cuộn dây đồng có bọc lớp cách điện và nguồn điện (pin hoặc ắc quy).
- Kiến thức then chốt 3: Từ trường của nam châm điện chỉ tồn tại khi có dòng điện chạy qua cuộn dây; khi ngắt dòng điện thì từ tính của lõi sắt non biến mất ngay lập tức.
- Kiến thức then chốt 4: Lực từ của nam châm điện có thể tăng lên bằng cách tăng cường độ dòng điện chạy qua ống dây hoặc tăng số vòng dây của cuộn dây.
- Kiến thức then chốt 5: Ứng dụng phong phú của nam châm điện trong thực tiễn: Cần cẩu điện bốc dỡ phế liệu kim loại, chuông điện thoại, rơ-le điện từ, máy chụp cộng hưởng từ MRI và tàu đệm từ cao tốc.
🌟 Em đã học (Ghi nhớ kiến thức trọng tâm)
- Nam châm điện gồm một ống dây dẫn điện cuốn quanh một lõi sắt non; khi có dòng điện chạy qua ống dây, lõi sắt non bị nhiễm từ và trở thành nam châm.
- Cấu tạo cơ bản của nam châm điện: Lõi sắt non, cuộn dây đồng có bọc lớp cách điện và nguồn điện (pin hoặc ắc quy).
- Từ trường của nam châm điện chỉ tồn tại khi có dòng điện chạy qua cuộn dây; khi ngắt dòng điện thì từ tính của lõi sắt non biến mất ngay lập tức.
- Lực từ của nam châm điện có thể tăng lên bằng cách tăng cường độ dòng điện chạy qua ống dây hoặc tăng số vòng dây của cuộn dây.
- Ứng dụng phong phú của nam châm điện trong thực tiễn: Cần cẩu điện bốc dỡ phế liệu kim loại, chuông điện thoại, rơ-le điện từ, máy chụp cộng hưởng từ MRI và tàu đệm từ cao tốc.