Giải Thí nghiệm 1 trang 58 SGK Vật lí 12
Đề bài
Chuẩn bị:
- Hộp nhựa có một mặt trong suốt, bên trong chứa dầu và mạt sắt mịn.
- Nam châm thẳng.
- Nam châm hình chữ U.
Tiến hành:
- Lắc nhẹ hộp nhựa sao cho các mạt sắt phân bố đều. Đặt hộp nhựa trên mặt phẳng nằm ngang, mặt trong suốt hướng lên trên.
- Đặt nhẹ nhàng thanh nam châm thẳng lên trên mặt trong suốt của hộp nhựa rồi gõ nhẹ vào hộp nhựa. Quan sát hình ảnh mạt sắt vừa được tạo thành trong hộp nhựa (Hình 14.4a).
Thực hiện các yêu cầu sau:
1. Nhận xét hình ảnh sự phân bố mạt sắt ở khoảng giữa của hai nam châm thẳng Hình 14.4b và ở khoảng giữa của hai nam châm thẳng Hình 14.4c.
2. Nhận xét về hình ảnh sự phân bố mạt sắt ở giữa hai cực của nam châm hình chữ U. Từ đó có thể rút ra kết luận gì về từ trường trong khoảng giữa hai cực của nam châm hình chữ U.
Mô tả hình bằng lời
Hình 14.4. Hình ảnh các mạt sắt phân bố xung quanh nam châm thẳng:
a) một thanh nam châm thẳng nằm ngang (đầu trái cực S, đầu phải cực N), các mạt sắt tạo thành các đường cong đi ra từ hai cực;
b) hai thanh nam châm thẳng đặt thẳng hàng, hai cực đối diện nhau là S (bên trái) và N (bên phải), mạt sắt tạo các đường nối giữa hai cực khác tên;
c) hai thanh nam châm thẳng đặt thẳng hàng với hai cực đối diện cùng tên N và N, mạt sắt tạo các đường đẩy nhau giữa hai cực. Hình 14.5. Hình ảnh các mạt sắt phân bố xung quanh nam châm hình chữ U: nam châm hình chữ U với hai cực N (trái) và S (phải) ở hai đầu, các mạt sắt tập trung dày đặc ở hai cực và phân bố đều, gần như song song ở khoảng giữa hai cực.
Lời giải
1. Phân bố mạt sắt ở khoảng giữa hai nam châm thẳng (Hình 14.4b và 14.4c)
a) Hình 14.4b — hai cực đối diện khác tên (S và N):
Ở khoảng giữa hai nam châm, các mạt sắt sắp xếp thành những đường cong liền nét nối liền từ cực của nam châm này sang cực của nam châm kia. Các đường mạt sắt đi từ cực N sang cực S, không bị đứt đoạn, chứng tỏ hai cực khác tên hút nhau và từ trường ở khoảng giữa khá mạnh, liên tục.
b) Hình 14.4c — hai cực đối diện cùng tên (N và N):
Ở khoảng giữa hai nam châm, các mạt sắt không nối liền hai cực mà bị tách ra, dãn về hai phía rồi cong ngược trở lại mỗi nam châm, tạo thành một vùng ở chính giữa gần như không có mạt sắt (đường mạt sắt bị "đẩy" ra). Điều này cho thấy hai cực cùng tên đẩy nhau; ở ngay chính giữa có một điểm (vùng) mà từ trường của hai nam châm triệt tiêu nhau (từ trường rất yếu, gần bằng 0).
2. Phân bố mạt sắt giữa hai cực của nam châm hình chữ U (Hình 14.5)
Ở khoảng giữa hai cực của nam châm hình chữ U, các mạt sắt sắp xếp thành những đường gần như song song và cách đều nhau, cùng chiều đi từ cực N sang cực S (ngoại trừ phần sát mép hai cực thì hơi cong).
Kết luận: Vì các đường mạt sắt (biểu diễn các đường sức từ) ở khoảng giữa hai cực của nam châm hình chữ U song song, cùng chiều và cách đều nhau, nên từ trường trong khoảng không gian giữa hai cực của nam châm hình chữ U là từ trường đều — tại mọi điểm trong vùng đó, từ trường có cùng hướng và độ lớn như nhau.
Đáp số
Lời giải do Thư viện nhà trường biên soạn, giải và kiểm chéo độc lập theo SGK 2026-2027.