Giáo án KHTN 7 Kết nối tri thức Bài 20: Chế tạo nam châm điện đơn giản

Hoạt động của giáo viên và học sinh

Nội dung

*Chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV yêu cầu HS quan sát Hình 20.1 – Cấu tạo của nam châm điện, đọc thông tin mục I SGK tr.96 và trả lời câu hỏi:

+ Nam châm điện là gì?

+ Mô tả cấu tạo của nam châm điện.

- GV yêu cầu HS thảo luận theo cặp đôi và trả lời câu hỏi: Làm cách nào để biết ống dây đã trở thành nam châm điện.

*Thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc SGK, quan sát hình ảnh và trả lời câu hỏi.

- GV hướng dẫn, theo dõi, hỗ trợ HS nếu cần thiết.

*Báo cáo kết quả và thảo luận

- GV mời đại diện HS trả lời câu hỏi.

- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung.

*Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ

- GV nhận xét và chốt nội dung về nam châm điện là gì, cấu tạo của nam châm, cách nhận biết ống dây đã trở thành nam châm điện.

- GV hướng dẫn về nhà:

+ HS ôn lại phần đã học:

+ Đọc trước phần II. Chế tạo nam châm điện đơn giản.

1. Tìm hiểu về nam châm điện

- Các thí nghiệm cho thấy, dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng hay trong cuộn dây đều sinh ra từ trường, người ta ứng dụng tính chất này để chế tạo ra nam châm, gọi là nam châm điện.

Nam châm điện là một dụng cụ tạo từ trường hoạt động nhờ từ trường sinh ra bởi cuộn dây có dòng điện chạy qua.

- Cấu tạo của nam châm điện:

+ A là ống dây dẫn.

+ B là là một thỏi sắt non được lồng vào trong lòng ống dây.

+ Hai đầu cuộn dây được nối với hai cực nguồn điện E thông qua khóa K.

- Để biết ống dây đã trở thành nam châm điện hay chưa, ta cho dòng điện chạy vào ống dây bằng cách đóng khóa K.

Hoạt động của giáo viên và học sinh

Nội dung

*Chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV chia HS thành các nhóm, yêu cầu HS quan sát Hình 20.2 – Sơ đồ cấu tạo nam châm điện đơn gian SGK tr.97, hướng dẫn và cùng HS tiến hành thí nghiệm chế tạo nam châm điện đơn giản.

- GV yêu cầu HS trả lời câu hỏi: Từ kết quả thí nghiệm, em rút ra kết luận gì về từ trường của nam châm điện?

- GV hướng dẫn HS quan sát Hình 20.3, Hình 20.4, đọc thông tin SGK tr.97, 98 để biết ứng dụng của nam châm điện trong cần cẩu dọn rác và chiếc chuông điện.

+ Cần cẩu dọn rác: Nam châm điện được dùng ở cần cẩu dọn rác có lực từ rất mạnh, cần cẩu dọn rác có thể nhấc được một chiếc ô tô hỏng ra khỏi đống rác.

Nhấn mạnh cho HS: Tại sao nam châm ở cần cẩu không là nam châm vĩnh cửu mà là nam châm điện?

- Nam châm điện còn là bộ phận không thể thiếu trong các động cơ điện, máy phát điện.

+ Chuông điện: Nam châm điện là bộ phận cơ bản của chuông điện.

- Tại sao cần C gõ liên tục vào quả chuông D?

- GV yêu cầu HS trả lời câu hỏi: Nêu một số ứng dụng của nam châm điện mà em biết.

- GV chốt lại nội dung bài học:

+ Cấu tạo của nam châm điện bao gồm ống dây dẫn, một thỏi sắt non lồng trong lòng ống dây, hai đầu ống dây nối với 2 cực của nguồn điện. Lõi sắt non trong ống dây có tác dụng làm tăng từ trường của nam châm điện.

+ Từ trường của nam châm điện chỉ tồn tại trong thời gian dòng điện chạy trong ống dây. Dòng điện thay đổi thì từ trường của nam châm cũng thay đổi.

*Thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc SGK, quan sát hình ảnh và trả lời câu hỏi.

- GV hướng dẫn, theo dõi, hỗ trợ HS nếu cần thiết.

*Báo cáo kết quả và thảo luận

- GV mời đại diện HS trả lời câu hỏi.

- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung.

*Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ

GV đánh giá, nhận xét, chuẩn kiến thức, chuyển sang nội dung mới.

- GV nhận xét và chốt nội dung về cách chế tạo nam châm điện đơn giản và ứng dụng của nam châm điện.

- GV hướng dẫn về nhà:

+ Ôn lại các phần đã học.

+ Làm BT trong SBT.

2. Tìm hiểu về chế tạo nam châm điện đơn giản

- Cách làm: Dùng một đoạn dây đồng quấn xung quanh một ống nhựa, luồn vào trong ống một chiếc đinh sắt dài, nối hai đầu dây với nguồn điện (pin) qua một công tắc điện (Hình 20.2).

- Tiến hành thí nghiệm:

1. Đóng công tắc điện; kiểm tra xung quanh nam châm điện có từ trường không.

2. Ngắt công tắc điện; kiểm tra xung quanh nam châm còn từ trường không.

3. Thay đổi nguồn điện bằng cách tăng số pin, đóng công tắc điện; dùng các ghim giấy bằng sắt để kiểm tra xem lực từ của nam châm thay đổi thế nào.

4. Thay đổi cực của nguồn điện; dùng kim nam châm thử để kiểm tra xem chiều từ trường có thay đổi không.

KL:

- Từ trườngchỉxuất hiện khi có dòng điện chạy trong ống dây.

- Khi tăng số pin lên thì lực từ của nam châm điện mạnh hơn.

- Khi đổi cực của nguồn điện thì chiều của từ trường cũng thay đổi theo.

* Một số ứng dụng của nam châm điện:

+ Cần cẩu dọn rác:làm bằng nam châm điện vì từ trường của nam châm điện mạnh hơn nam châm vĩnh cửu (nhờ các cách thay đổi từ trường) mới dễ dàng dịch chuyển các khối sắt rất nặng, khổng lồ.

+ Chuông điện: Khi có dòng điện (bấm chuông), cuộn dây dẫn trở thành nam châm điện và hút được cần gõ chuông, đầu gõ chuông C đập vào quả chuông D làm chuông kêu. Ngay lập tức, mạch điện bị ngắt (hở ở vị trí tiếp xúc của cần gõ chuông C và công tắc B), cuộn dây dẫn không còn là nam châm và nhả cần gõ chuông C ra, lúc này công tắc B lại tiếp xúc cần gõ chuông C và mạch điện lại đóng và cuộn dây dẫn lại hút cần gỗ chuông C. ….Quá trình lặp đi lặp lại nên chuông kêu liên tục.

+ Ứng dụng trong ngành y học: dùng từ trường và sóng ra-đi-o nhằm giải quyết tại chỗ các vấn đề trong bộ phận cơ thể của bệnh nhân mà không cần phẫu thuật xâm lấn vẫn có thể chuẩn đoán được tình trạng của bệnh nhân.

+ Ứng dụng trong công nghiệp: động cơ điện, xe bán tải điện, micro, bộ cảm biến, loa phóng thanh, ống sóng đi du lịch, đồ trang sức, các dụng cụ như đồng hồ, cảm biến, thiết bị lò vi sóng, thiết bị điều khiển tự động,...

+ Ứng dụng trong ngành giao thông vận tải: giúp cho vận tốc của tàu nhanh hơn, đạt tốc độ cao hơn.

Hoạt động của giáo viên và học sinh

Nội dung

*Chuyển giao nhiệm vụ học tập

Câu 1. Hãy điền dấu (x) vào ô Đúng hoặc Sai các câu dưới đây nói về châm điện:

Câu 2. Làm thế nào để thay đổi cực từ của nam châm điện?

Câu 3. Xác định cực của nam châm điện khi có dòng điện chạy trong ống dây.

Câu 4: Trong điều kiện chỉ có dòng điện yếu chạy vào ống dây dẫn của nam châm
điện, phải nhưthế nào để lực từ của nam châm điện mạnh hơn?

Câu 5: Một kim nam châm đặt trước đầu ống dây của nam châm điện. Đổi chiểu dòng điện chạy trong ống dây có hiện tượng gì xảy ra? Giải thích.

- HS tiếp nhận, thực hiện nhiệm vụ.

*Thực hiện nhiệm vụ học tập

HS thực hiện theo yêu cầu của giáo viên.

*Báo cáo kết quả và thảo luận

GV gọi ngẫu nhiên HS lần lượt trình bày ý kiến cá nhân.

*Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ

GV nhận xét, chuẩn kiến thức.

Câu 1.

Câu 2.Để thay đổi cực từ của nam châm điện ta thay đổi chiều dòng điện chạy vào dây dẫn.

Câu 3.

- Đầu A là cực Bắc.

- Đầu B là cực Nam.

Câu 4: Chỉ có dòng điện yếu chạy vào ống dây dẫn của nam châm điện, muốn lực từ của nam châm mạnh thì phải tăng số vòng dây quấn quanh óng dây, đưa
thêm lõi sắt non luổn vào trong lòng ống dây.

Câu 5. Đổi chiểu dòng điện chạy trong ống dây thì nam châm điện đổi cực, khi đó kim nam châm quay 180°, cực Nam (S) của kim quay về phía đầu ống dây.

Hoạt động của giáo viên và học sinh

Nội dung

*Chuyển giao nhiệm vụ học tập

Bài 1: Dòng điện chạy vào động cơ điện thường rất lớn, có khi đến hàng nghìn ampe. Nếu để công tắc điện trực tiếp ở mạch điện này thì rất nguy hiểm, cho nên người ta dùng role điện từ. Sơ đồ dưới đây mô tả ứng dụng của role điện từ: 1 – nam châm điện, 2 – thanh thép đàn hồi, 3 – công tắc điện, 4 – lò xo, 5 – động cơ điện. Hãy giải thích hoạt động của thiết bị này.

Bài 2: Ba nam châm điện A, B, C. Mỗi nam châm đều có cùng một dòng điện chạy vào ống dây.

a) Giải thích vì sao từ trường của nam châm điện B mạnh hơn từ trường của nam châm điện A.

b) Giải thích vì sao từ trường của nam châm điện C mạnh hơn từ trường của nam châm điện B.

c) Bằng cách nào có thể xác định các vị trí bên ngoài nam châm điện C cũng có từ trường?

*Thực hiện nhiệm vụ học tập

HS tiếp nhận, thực hiện nhiệm vụ.

*Báo cáo kết quả và thảo luận

Học sinh trả lời câu hỏi.

*Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ

GV nhận xét, chuẩn kiến thức.

Bài 1: Đóng khóa điện (K), nam châm điện (1) hoạt động, hút thanh thép đàn hồi (2); công tắc điện (3) đóng, dòng điện chạy vào động cơ (5). Muốn động cơ ngừng hoạt động thì ngắt khóa điện đầu vào, nam châm điện không còn từ tính, lò xo (4) kéo thanh thép lên, công tắc (3) ngắt điện chạy vào động cơ, động cơ ngừng hoạt động

Bài 2

a) Từ trường của nam châm điện B mạnh hơn từ trường của nam châm điện A vì ống dây B có số vòng nhiều hơn số vòng của ống dây A.

b) Từ trường của nam châm điện c mạnh hơn từ trường của nam châm điện B vì nam châm điện C có thêm lõi sắt non làm tăng lực từ của nam châm, mặc dù số vòng dây ở hai nam châm điện là như nhau.

c) Dùng kim nam châm thử.