Chương 2 XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BTTN
2.1. Xây dựng hệ thống BTTN phần Từ học Vật lý 11 nâng cao
2.1.2. Hệ thống BTTN phần Từ học
2.1.2.1. Hệ thống BTTN chương Từ trường
Bài 1: Hãy đề xuất và thực hiện một TN để phát hiện xem một thanh kim loại có phải là NC không?
Bài 2: Có hai thanh kim loại luôn hút nhau bất kể đưa đầu nào của chúng lại gần nhau. Có thể kết luận được rằng một trong hai thanh này không phải là NC không? Vì sao?
Bài 3: Nêu các cách khác nhau để xác định tên cực của một thanh NC thẳng khi màu sơn đánh dấu các cực bị bong tróc hết.
Bài 4: Hãy nêu cách đánh dấu cực từ của các NC thường dùng trong phòng TN (NC thẳng, NC chữ U, kim NC).
Bài 5: Một HS phát biểu rằng: trên thanh NC, chỗ hút sắt mạnh nhất là ở phần giữa của NC. Theo em, phát biểu như thế có đúng không? Tại sao?
Bài 6: Hãy tìm hiểu cấu tạo của la bàn và cho
biết bộ phận chính của la bàn có tác dụng chỉ hướng và giải thích tại sao? ( hình 2.1)
Bài 7: Nêu một phương án để phân loại các mẩu nhỏ kim loại là sắt hay đồng khi chúng được sơn màu hoàn toàn giống nhau.
Bài 8: Có hai thanh kim loại AB và CD giống hệt nhau và được sơn cùng màu, một thanh là NC còn một thanh bằng sắt. Không dùng bất kì vật nào khác, hãy phân biệt thanh nào là NC.
Hình 2.1
Bài 9: Cho hai vật hình dạng NC chữ U giống nhau, biết rằng trong đó có một NC vẫn còn từ tính và một NC đã mất hết từ tính. Không sử dụng thêm bất cứ dụng cụ nào, hãy xác định rõ vật nào là NC vẫn còn từ tính.
Bài 10: Nêu phương án dùng một NC để:
a. Phát hiện trong đoạn dây dẫn có dòng điện hay không.
b. Chứng tỏ xung quanh Trái Đất có từ trường.
Bài 11: Một HS cho rằng, trong TN phát hiện từ trường của dòng điện, dây dẫn AB nên được bố trí song song với kim NC. Theo em phương án này có hợp lí không? Vì sao?
Bài 12: Có một số pin để lâu ngày và một đoạn dây dẫn. Nếu không có bóng đèn pin để thử, hãy nêu một phương án đơn giản để kiểm tra được pin còn điện hay không?
Bài 13: Một HS phát biểu như sau: Đường sức từ là những đường cong mà ở bên ngoài thanh NC, nó có chiều đi từ cực nam đến cực bắc. Theo em phát biểu như thế có đúng không? Nếu sai hãy phát biểu lại cho đúng.
Bài 14: Khảo sát độ lớn cảm ứng từ trong khoảng giữa hai cực từ của NC chữ U. Chứng tỏ rằng lực từ tác dụng lên dây dẫn có dòng điện đặt trong từ trường tỉ lệ với cường độ dòng điện trong dây dẫn và độ dài dây dẫn.
Bài 15: Hãy lập phương án và tiến hành TN để chứng tỏ một thanh sắt chỉ nhiễm từ khi nhiệt độ của nó nhỏ hơn một nhiệt độ xác định gọi là nhiệt độ Quy- ri.
Bài 16: Tiến hành TN sau: Đưa một NC mạnh lại gần một chong chóng mà các cánh làm bằng các lá sắt mỏng. Đốt một ngọn đèn ở dưới chong chóng. Hãy dự đoán hiện tượng xảy ra và làm TN để kiểm tra dự đoán đó. Giải thích hiện tượng?
Bài 17: Hãy xác định hình dạng và chiều của các đường sức từ tại những điểm xung quanh dòng điện thẳng bằng TN tạo từ phổ. Từ kết quả TN, hãy trả lời các câu hỏi sau: Từ phổ có thay đổi hình dạng không, nếu ta: a) Tăng cường độ dòng điện; b) Đổi chiều dòng điện; c) Cho dây dẫn điện ngã ra.
Bài 18: Hãy xác định cực của nguồn điện một chiều đã bị mất dấu cực bằng các dụng cụ sau: Nguồn điện một chiều không biết dấu cực, một ống dây dẫn, một chiếc la bàn hoặc kim NC và giá đỡ kim NC.
Bài 19: Bằng TN chứng tỏ: sắt là chất sắt từ mềm và thép là chất sắt từ cứng.
Dụng cụ: một ống dây, một đèn LED hoặc một điện kế, kẹp cá sấu, nguồn điện một chiều 6-24V, một kim chỉ thị có gắn lá tôn phía dưới, một số lá sắt mỏng ghép cách điện với nhau tạo thành lõi sắt, dây dẫn mềm, một số lưỡi dao lam bẻ đôi ghép cách điện để tạo lõi thép.
Bài 20: Hãy tiến hành TN sau đây: Đưa một NC chữ U lại gần các đinh sắt để nó hút các đinh sắt. Cầm NC giơ lên cao, các đinh sắt vẫn không bị rơi. Đưa một thanh sắt đồng thời chạm vào hai nhánh của NC. Hãy dự đoán hiện tượng xảy ra, làm TN kiểm tra dự đoán và giải thích hiện tượng?
Bài 21: Xác định chiều dòng điện trong ống dây điện với các dụng cụ sau: ống dây, nguồn điện một chiều, một NC thẳng đã biết cực, một dây mềm cách điện, giá đỡ.
Bài 22: Hai dòng điện thẳng song song tương tác với nhau như thế nào? Tiến hành TN kiểm chứng.
Bài 23: Hai vòng dây đặt cách nhau một khoảng rất nhỏ so với đường kính của chúng.
Vòng dây dẫn dưới giữ cố định, vòng trên nối với một đầu đòn cân (hình 2.2). Khi cho hai dòng điện cường độ bằng nhau vào hai vòng giây thì chúng hút nhau. Đặt thêm một quả cân khối lượng 0,1g vào đĩa cân bên kia thì cân trở lại thăng bằng vào lúc đó hai vòng cách nhau
2mm. Xác định cường độ dòng điện trong mỗi vòng dây. Cho biết bán kính mỗi vòng dây bằng 5cm. Lấy g=10m/s2.
Bài 24: Giữa hai cực của một NC có một từ trường đều có vectơ cảm ứng từ (hình 2.3). Người ta treo một dây dẫn thẳng chiều dài l, khối lượng m nằm ngang
Hình 2.2
Hình 2.3
trong từ trường bằng hai dây dẫn mảnh nhẹ. Tìm góc lệch của dây treo (so với phương thẳng đứng) khi cho dòng điện I chạy qua dây.
Bài 25: Một khung dây hình vuông cạnh a=10cm có n=200 vòng dây. Khung được treo thẳng đứng dưới một đĩa cân. Cạnh dưới của khung nằm ngang trong từ trường đều của NC chữ U và vuông góc với đường cảm ứng (hình 2.4). Sau khi thiết lập cân bằng cho các đĩa cân, người ta cho dòng điện có cường độ I=0,5A qua khung như hình. Biết cảm ứng từ của NC
B=0,002T. Hỏi phải thêm hay bớt ở đĩa cân bên kia một khối lượng bao nhiêu để cân thăng bằng?
Bài 26: Quan sát hiện tượng xảy ra khi GV tiến hành TN với bộ TN lực Lo- ren-xơ (hình 2.5). Giải thích hiện tượng.
Bài 27: Hình 2.6 mô tả nguyên tắc cấu tạo của một rơ le điện từ. bộ phận chủ yếu gồm một NC điện và một thanh sắt non. Hãy trình bày nguyên tắc hoạt động của thiết bị này.
Bài 28: Có thể dùng một NC điện chữ U để từ hóa một thanh thép (hình 2.7) trên đó, một đầu thanh thép được sơn màu đỏ, còn đầu kia sơn màu xanh. Hãy mô tả bằng hình vẽ và giải thích cách đặt thanh thép đó lên NC điện để sau khi từ hóa, đầu sơn đỏ trở thành cực bắc.
Hình 2.3 Hình 2.4
Hình 2.6