📖 Bài 18: Nam châm - lớp 7

💡 Bài 18: Nam châm

Lịch sử: Từ xa xưa, con người đã phát hiện ra một số loại đá (đá nam châm) có tính chất hút được sắt và luôn chỉ hướng Bắc – Nam khi được treo tự do.
Phân loại: Hiện nay, con người đã chế tạo ra nhiều loại nam châm có hình dạng và kích thước khác nhau như: nam châm thẳng, nam châm hình chữ U, nam châm viên, kim nam châm.

Thông qua các thí nghiệm, chúng ta rút ra được các đặc điểm quan trọng sau:

Khả năng hút: Nam châm có tính chất từ, tức là nó hút được các vật bằng sắt và một số hợp kim của sắt (như thép, cobalt, nickel).
Vị trí hút mạnh nhất: Lực hút của nam châm tập trung mạnh nhất ở hai đầu (gọi là các cực), phần giữa của nam châm hút rất yếu.
Định hướng: Một thanh nam châm khi được treo tự do luôn luôn tự định hướng theo hướng Bắc – Nam địa lí.
Các cực của nam châm: Mỗi nam châm đều có hai cực:
- Cực Bắc (North): Kí hiệu là N, thường được sơn màu đỏ.
- Cực Nam (South): Kí hiệu là S, thường được sơn màu xanh (hoặc trắng).

Khi đưa hai nam châm lại gần nhau, chúng sẽ tương tác với nhau theo quy luật:

Nam châm có ứng dụng cực kì đa dạng trong nhiều lĩnh vực:

Trong công nghiệp: Dùng trong các hệ thống lọc sắt gọi là "lưới nam châm lọc sắt" để loại bỏ mạt sắt lẫn trong thực phẩm (như ngũ cốc, đường, bột...) giúp sản phẩm sạch và bảo vệ máy móc.
Trong y tế: Bác sĩ sử dụng thiết bị có bộ phận là nam châm để lấy các mạt sắt nhỏ li ti ra khỏi mắt bệnh nhân một cách an toàn.
Trong môi trường: Sử dụng những khối nam châm khổng lồ, có sức hút mạnh để dọn sạch rác sắt vụn dưới lòng sông, lòng kênh.

Câu hỏi 1: Làm thế nào để xác định cực Bắc và cực Nam của một thanh nam châm cũ đã bị mất dấu và mờ hết màu sơn?

Giải thích: Ta có thể treo thanh nam châm đó bằng một sợi dây mảnh hoặc đặt nó trên một mũi nhọn để nó có thể quay tự do trong mặt phẳng nằm ngang. Khi nam châm đứng yên, đầu nào chỉ về hướng Bắc của Trái Đất thì đó là cực Bắc (N), đầu còn lại là cực Nam (S).

Câu hỏi 2: Tại sao trong các túi xách, ví cầm tay hoặc cửa tủ lạnh thường có các miếng nam châm?

Giải thích: Người ta sử dụng tính chất tương tác khác tên thì hút nhau của nam châm để giữ cho nắp túi xách hoặc cửa tủ lạnh được đóng chặt một cách tự nhiên mà không cần dùng khóa cài phức tạp. Khi đóng lại, hai miếng nam châm (hoặc một miếng nam châm và một miếng sắt) sẽ tự động hút chặt lấy nhau.

Câu hỏi 3: Nếu ta bẻ đôi một thanh nam châm thẳng, liệu ta có thu được một nửa chỉ có cực Bắc và một nửa chỉ có cực Nam không?

Giải thích: Không. Đây là một đặc điểm thú vị của nam châm. Khi bẻ đôi một thanh nam châm, tại vị trí vết gãy sẽ tự hình thành các cực mới, biến mỗi nửa thành một nam châm hoàn chỉnh có đầy đủ cả hai cực Bắc và Nam.

Câu hỏi 4: Tại sao nam châm lại hút được sắt?

Giải thích: Việc nam châm hút được sắt được giải thích qua các khái niệm về từ tính và từ trường như sau:
Do đặc tính từ tính: Nam châm được định nghĩa là vật có từ tính, tức là nó có khả năng hút được các vật bằng sắt và một số hợp kim của sắt.
Sự tồn tại của từ trường: Xung quanh mỗi nam châm luôn có một vùng không gian bao quanh gọi là từ trường.
Tác dụng của lực từ: Khi đặt sắt hoặc các vật liệu có tính chất từ (như thép, cobalt, nickel) vào trong từ trường này, nam châm sẽ tác dụng một lực lên chúng, gọi là lực từ. Lực từ này chính là nguyên nhân trực tiếp kéo vật bằng sắt về phía nam châm.

Một số lưu ý thêm về khả năng hút của nam châm:

Vị trí hút mạnh nhất: Lực từ của nam châm không phân bố đều mà tập trung mạnh nhất ở hai đầu cực (cực Bắc và cực Nam), trong khi phần giữa của nam châm thường hút rất yếu.
Vật liệu bị hút: Ngoài sắt, nam châm còn có thể hút các vật liệu khác có tính chất từ tương tự như cobalt và nickel. Ngược lại, các kim loại như đồng hay nhôm không có tính chất từ nên không bị nam châm hút.

Ghi nhớ quan trọng (Em đã học):