Giải Vật lí 12 trang 60 Chân trời Sáng tạo

Giải Vật Lí 12 trang 60 Chân trời sáng tạo: Thảo luận 2

Từ các dụng cụ đơn giản như nam châm thắng, nam châm chữ U, mạt sắt, hộp nhựa trong chứa dầu và mạt sắt, giấy A4,...

Hãy thiết kế phương án và thực hiện thí nghiệm để quan sát hình ảnh từ phổ của các nam châm này.

Lời giải:

• Quan sát từ phổ của nam châm thẳng:

- Bước 1: Đặt nam châm thẳng lên mặt bàn.

- Bước 2: Rắc đều mạt sắt lên mặt bàn xung quanh nam châm.

- Bước 3: Quan sát sự sắp xếp của mạt sắt. Mạt sắt sẽ tập trung ở hai đầu của nam châm, tạo thành đường sức từ

• Quan sát từ phổ của nam châm chữ U:

- Bước 1: Đặt nam châm chữ U lên mặt bàn.

- Bước 2: Rắc đều mạt sắt lên mặt bàn xung quanh nam châm.

- Bước 3: Quan sát sự sắp xếp của mạt sắt. Mạt sắt sẽ tập trung ở hai cực của nam châm chữ U, tạo thành đường sức từ

• Quan sát từ phổ của nam châm trong hộp nhựa chứa dầu:

- Bước 1: Đặt nam châm vào hộp nhựa chứa dầu.

- Bước 2: Rắc đều mạt sắt lên mặt dầu.

- Bước 3: Quan sát sự sắp xếp của mạt sắt. Mạt sắt sẽ tập trung ở hai cực của nam châm, tạo thành đường sức từ (tùy thuộc vào vị trí đặt nam châm).

Giải Vật Lí 12 trang 60 Chân trời sáng tạo: Thảo luận 3

Khi nào thì ta có thể xem dây dẫn thẳng có dòng điện chạy qua có chiều dài vô hạn?

Lời giải:

• Về mặt lý thuyết, ta không thể xem dây dẫn thẳng có dòng điện chạy qua có chiều dài vô hạn. Lý do là vì:

- Tính hữu hạn của vật chất: Trong thực tế, mọi vật liệu đều có giới hạn về kích thước. Dây dẫn cũng không ngoại lệ, chúng có chiều dài hữu hạn, dù có thể rất dài.

- Ảnh hưởng của điện trở: Dây dẫn có điện trở, dẫn đến việc mất năng lượng điện khi dòng điện chạy qua. Điện trở càng lớn, năng lượng mất đi càng nhiều. Khi chiều dài dây dẫn tăng lên, điện trở cũng tăng theo, dẫn đến việc hiệu ứng của dòng điện giảm dần.

- Ảnh hưởng của từ trường: Dòng điện chạy qua dây dẫn tạo ra từ trường. Từ trường này cũng có ảnh hưởng đến chính bản thân dòng điện, làm cho nó bị lệch hướng. Khi chiều dài dây dẫn tăng lên, từ trường cũng tăng theo, dẫn đến việc ảnh hưởng của từ trường lên dòng điện cũng tăng lên

• Tuy nhiên, trong một số trường hợp cụ thể, ta có thể xem xét dây dẫn có chiều dài vô hạn như một xấp xỉ hợp lý. Ví dụ, khi dây dẫn có chiều dài rất lớn so với kích thước của hệ thống đang xét, hoặc khi ảnh hưởng của điện trở và từ trường có thể bỏ qua, ta có thể xem dây dẫn như vô hạn để đơn giản hóa bài toán.