Sách bài tập Vật lí 12 Bài 14 (Kết nối tri thức): Từ trường

Giải SBT Vật lí 12 Bài 14: Từ trường

Câu 14.1 trang 41 Sách bài tập Vật Lí 12: Tương tác từ không xảy ra trong trường hợp nào dưới đây?

A. Một thanh nam châm và một dòng điện không đổi đặt gần nhau.

B. Hai thanh nam châm đặt gần nhau.

C. Một thanh nam châm và một thanh đồng đặt gần nhau.

D. Một thanh nam châm và một thanh sắt non đặt gần nhau.

Lời giải:

Đáp án đúng là C

Đồng không phải là vật liệu từ, không có từ tính.

Câu 14.2 trang 41 Sách bài tập Vật Lí 12: Xung quanh vật nào sau đây không có từ trường?

A. Dòng điện không đổi.

B. Hạt mang điện chuyển động.

C. Hạt mang điện đứng yên.

D. Nam châm hình chữ U.

Lời giải:

Đáp án đúng là C

Xung quanh hạt mang điện đứng yên không có từ trường, chỉ có điện trường.

Câu 14.3 trang 41 Sách bài tập Vật Lí 12: Đặt một kim nam châm song song với dòng điện. Khi cho dòng điện chạy qua dây dẫn, ta thấy

A. kim nam châm lệch một góc so với phương ban đầu.

B. kim nam châm đứng yên.

C. kim nam châm quay tròn xung quanh trục.

D. kim nam châm quay trái, quay phải liên tục.

Lời giải:

Đáp án đúng là A

Đặt một kim nam châm song song với dòng điện. Khi cho dòng điện chạy qua dây dẫn, ta thấy kim nam châm lệch một góc so với phương ban đầu. Vì xung quanh nam châm và dòng điện có từ trường.

Câu 14.4 trang 41 Sách bài tập Vật Lí 12: Khi nói về tương tác từ, điều nào sau đây đúng?

A. Các cực cùng tên của nam châm thì hút nhau.

B. Hai dòng điện không đổi, đặt song song cùng chiều thì hút nhau.

C. Các cực khác tên của nam châm thì đẩy nhau.

D. Nếu cực bắc của một nam châm hút một thanh sắt thì cực nam của thanh nam châm đẩy thanh sắt.

Lời giải:

Đáp án đúng là B

A, C – sai vì các cực cùng tên đẩy nhau, khác tên hút nhau.

D – sai vì mọi vị trí trên thanh nam châm đều hút thanh sắt.

Câu 14.5 trang 42 Sách bài tập Vật Lí 12: Chỉ ra câu sai.

A. Các đường mạt sắt của từ phổ cho biết dạng của đường sức từ.

B. Các đường sức từ của từ trường đều là những đường thẳng song song, cách đều nhau.

C. Nói chung các đường sức điện thì không kín, còn các đường sức từ là những đường cong kín.

D. Một hạt mang điện chuyển động theo quỹ đạo tròn trong từ trường thì quỹ đạo của nó là một đường sức từ của từ trường.

Lời giải:

Đáp án đúng là D

Câu 14.6 trang 42 Sách bài tập Vật Lí 12: Có hai thanh kim loại bằng sắt, bề ngoài giống nhau. Khi đặt chúng gần nhau thì chúng hút nhau. Kết luận nào sau đây về hai thanh đó là đúng?

A. Đó là hai thanh nam châm.

B. Một thanh là nam châm, thanh còn lại là thanh sắt.

C. Có thể là hai thanh nam châm, cũng có thể là hai thanh sắt.

D. Có thể là hai thanh nam châm, cũng có thể là một thanh nam châm và một thanh sắt.

Lời giải:

Đáp án đúng là D

Câu 14.7 trang 42 Sách bài tập Vật Lí 12: Từ trường của một nam châm thẳng giống

A. một dây dẫn thẳng có dòng điện chạy qua.

B. một ống dây có dòng điện chạy qua.

C. một nam châm hình hình chữ U.

D. một vòng dây tròn có dòng điện chạy qua.

Lời giải:

Đáp án đúng là B

Từ trường của một nam châm thẳng giống một ống dây có dòng điện chạy qua.

Câu 14.8 trang 42 Sách bài tập Vật Lí 12: Các đường sức từ xung quanh dây dẫn thẳng có dòng điện không đổi chạy qua có dạng là

A. những đường thẳng song song với dòng điện.

B. những đường thẳng vuông góc với dòng điện.

C. những vòng tròn đồng tâm với tâm nằm tại vị trí nơi dòng điện chạy qua.

D. những đường xoắn ốc đồng trục với trục là dòng điện.

Lời giải:

Đáp án đúng là C

Các đường sức từ xung quanh dây dẫn thẳng có dòng điện không đổi chạy qua có dạng là những vòng tròn đồng tâm với tâm nằm tại vị trí nơi dòng điện chạy qua.

Câu 14.9 trang 42 Sách bài tập Vật Lí 12: Từ phổ là

A. hình ảnh của các đường mạt sắt cho ta hình ảnh của các đường sức từ của từ trường.

B. hình ảnh tương tác của hai nam châm với nhau.

C. hình ảnh tương tác giữa dòng điện và nam châm.

D. hình ảnh tương tác của hai dòng điện chạy trong hai dây dẫn thẳng song song.

Lời giải:

Đáp án đúng là A

Từ phổ là hình ảnh của các đường mạt sắt cho ta hình ảnh của các đường sức từ của từ trường.

Câu 14.10 trang 43 Sách bài tập Vật Lí 12: Phát biểu nào sau đây không đúng?

A. Qua bất kì điểm nào trong từ trường, ta cũng có thể vẽ được một đường sức từ.

B. Đường sức từ do nam châm thẳng tạo ra xung quanh nó là những đường thẳng.

C. Đường sức từ mau hơn ở nơi có từ trường lớn, đường sức thưa hơn ở nơi có từ trường nhỏ hơn.

D. Các đường sức từ là những đường cong kín.

Lời giải:

Đáp án đúng là B

B – sai vì đường sức từ do nam châm thẳng tạo ra là những đường cong.

Câu 14.11 trang 43 Sách bài tập Vật Lí 12: Chỉ ra câu đúng, sai trong các câu sau

Lời giải:

Giải thích:

- Các đường sức từ là những đường cong khép kín, các đường sức điện là những đường cong không kín, xuất phát từ điện tích dương, đi vào điện tích âm.

- Qua mỗi điểm chỉ vẽ được duy nhất một đường sức từ.

Câu 14.12 trang 43 Sách bài tập Vật Lí 12: Các tương tác sau đây, tương tác nào là tương tác từ?

Lời giải:

Câu 14.13 trang 43 Sách bài tập Vật Lí 12: Chỉ ra câu đúng, sai trong các câu sau.

Các đường sức từ là các đường cong vẽ trong không gian có từ trường sao cho

Lời giải:

Câu 14.14 trang 44 Sách bài tập Vật Lí 12: Nhận xét nào sau đây là không đúng khi nói về tương tác từ giữa các vật?

Lời giải:

Câu 14.15 trang 44 Sách bài tập Vật Lí 12: Lựa chọn từ hoặc cụm từ cho trong ngoặc (dòng điện; nam châm; lực từ; dòng điện) để điền vào chỗ trống.

Từ trường là trường lực gây ra bởi ...(1)... hoặc ...(2)..., là một dạng của vật chất tồn tại xung quanh dòng điện hoặc nam châm mà biểu hiện cụ thể là sự xuất hiện của ...(3)... tác dụng lên một ...(4)... hay một nam châm khác đặt trong nó.

Lời giải:

(1) – nam châm; (2) – dòng điện; (3) – lực từ; (4) – dòng điện.

Câu 14.16 trang 44 Sách bài tập Vật Lí 12: Lựa chọn từ hoặc cụm từ cho trong ngoặc (lực từ; kim nam châm; từ trường hạt mang điện) để điền vào chỗ trống.

Tính chất cơ bản của từ trường là nó gây ra ...(1)... tác dụng lên một nam châm, một ...(2)... chuyển động hay một ...(3)... đặt trong nó. Nhờ tính chất này, người ta dùng ...(4)..., gọi là nam châm thử để phát hiện sự tồn tại của ...(5)....

Lời giải:

(1) – lực từ; (2) – hạt mang điện; (3), (4) – kim nam châm; (5) từ trường.

Câu 14.17 trang 44 Sách bài tập Vật Lí 12: Lựa chọn từ hoặc cụm từ cho trong ngoặc (phương; đường sức từ; từ trường; tiếp tuyến) để điền vào chỗ trống.

Đường sức từ là những đường vẽ ở trong không gian có ...(1)... sao cho ... (2)... với nó tại mỗi điểm trùng với ...(3)... của vectơ cảm ứng từ tại điểm đó. Chiều của ...(4)... là chiều của vectơ cảm ứng từ.

Lời giải:

(1) – từ trường; (2) – tiếp tuyến; (3) – phương; (4) – đường sức từ.

Câu 14.18 trang 44 Sách bài tập Vật Lí 12: Xác định chiều dòng điện chạy qua dây dẫn và qua ống dây của Hình 14.1. Giải thích cách xác định.

Lời giải:

dụng quy tắc nắm bàn tay phải.

Câu 14.19 trang 45 Sách bài tập Vật Lí 12: Hãy xác định cực của các kim nam châm trong Hình 14.2.

Lời giải:

Sử dụng quy tắc nắm bàn tay phải để xác định chiều của đường sức từ trong từng trường hợp.

Lý thuyết Từ trường

I. Tương tác từ

- Tương tác giữa nam châm với nam châm, giữa dòng điện với nam châm và giữa dòng điện với dòng điện đều gọi là tướng tác từ

- Lực tương tác trong các trường hợp đó gọi là lực từ

II. Từ trường

1. Khái niệm từ trường

- Xung quanh nam châm, xung quanh dòng điện có từ trường

- Từ trường là trường lực gây ra bởi dòng điện hoặc nam châm, là một dạng của vật chất tồn tại xung quanh dòng điện hoặc nam châm mà biểu hiện cụ thể là sự xuất hiện của lực từ tác dụng lên một dòng điện hay một nam châm khác đặt trong nó

2. Tính chất cơ bản của từ trường

- Gây ra lực từ tác dụng lên một nam châm, một dòng điện hay một hạt mang điện chuyển động đặt trong nó

→ Dùng kim nam châm (nam châm thử) để phát hiện sự tồn tại của từ trường

3. Cảm ứng từ

- Véctơ cảm ứng từ $\overrightarrow{B}$ đặc trưng cho từ trường về mặt tác dụng lực

- Quy ước: Chiều từ cực Nam sang cực Bắc của nam châm thử là chiều của véctơ cảm ứng từ $\overrightarrow{B}$.

- Lực từ tác dụng lên một dòng điện (đoạn dây dẫn có dòng điện chạy qua) hay một nam châm đặt trong từ trường ở điểm nào lớn hơn thì cảm ứng từ tại điểm đó lớn hơn. Độ lớn của cảm ứng từ $\overrightarrow{B}$ được xác định bởi công thức $B=\frac{F}{IL\sin \alpha }$

- Từ trường đều là từ trường có cảm ứng từ $\overrightarrow{B}$ tại mọi điểm bằng nhau

III. Đường sức từ

1. Từ phổ

- Hình ảnh những đường tạo ra bởi các mạt sắt được gọi là từ phổ. Từ phổ cho ta thấy hình ảnh trực quan của từ trường

2. Đường sức từ

- Đường sức từ là những đường vẽ ở trong không gian có từ trường sao cho tiếp tuyến với nó tại mỗi điểm trùng với phương của véctơ cảm ứng từ tại điểm đó. Chiều của đường sức từ là chiều của véctơ cảm ứng từ

- Các đặc điểm của đường sức từ

+ Tại mỗi điểm trong từ trường, chỉ có thể vẽ được một đường sức từ đi qua và chỉ một mà thôi

+ Các đường sức từ là những đường cong khép kín

+ Nơi nào từ trường mạnh hơn thì các đường sức từ ở đó vẽ dày hơn, nơi nào từ trường yếu hơn thì các đường sức từ vẽ thưa hơn

- Xác định chiều của đường sức từ bằng nam châm thử hoặc quy tắc nắm bàn tay phải.

- Quy tắc nắm bàn tay phải:

+ Đối với dòng điện thẳng: Giơ ngón cái của bàn tay phải hướng theo chiều dòng điện, khum bốn ngón tay kia xung quanh dây dẫn thì chiều từ cổ tay đến bốn ngón tay đó là chiều của đường sức từ.

+ Đối với dòng điện tròn và ống dây: Khum bàn tay phải sao cho chiều từ cổ tay đến các ngón tay trùng với chiều dòng điện chạy qua các vòng dây thì chiều ngón tay cái choãi ra chỉ chiều của đường sức từ