Trả lời nhanh
Bên ngoài nam châm thẳng, các đường sức từ đi ra từ cực Bắc (N) và đi vào cực Nam (S). Bên trong thanh nam châm, đường sức đi từ cực Nam về cực Bắc nên tạo thành đường cong khép kín. Muốn biết chiều, chỉ cần xác định đúng cực N của nam châm rồi vẽ mũi tên từ N sang S ở phía ngoài.
Đường sức từ là gì? Chiều quy ước ra sao?
Đường sức từ là những đường cong mà ta vẽ ra để mô tả “hình dạng” của từ trường. Chỗ nào đường sức vẽ dày thì từ trường mạnh, chỗ nào thưa thì từ trường yếu. Với nam châm thẳng, từ trường mạnh nhất ở hai đầu cực.
Chiều của đường sức từ được quy ước là chiều từ cực Nam sang cực Bắc của kim nam châm thử đặt tại điểm đang xét. Nói cách khác, cực Bắc của kim nam châm thử chỉ đâu thì đó là chiều đường sức tại điểm ấy.
Quy tắc xác định chiều đường sức từ của nam châm thẳng
- Bên ngoài nam châm: đường sức đi ra từ cực Bắc, đi vào cực Nam.
- Bên trong nam châm: đường sức đi từ cực Nam sang cực Bắc.
- Đường sức từ luôn là đường khép kín, không cắt nhau, không bắt đầu hay kết thúc ở một điểm nào.
- Đường nằm trên trục nam châm là đường thẳng; các đường còn lại là đường cong đối xứng qua trục và qua đường trung trực của thanh.
Các bước vẽ đường sức từ của nam châm thẳng
- Xác định hai cực. Đọc chữ N, S trên hình; nếu không ghi, cực sơn đỏ thường là cực Bắc, hoặc dùng kim nam châm thử: cực Bắc của kim bị hút về phía cực Nam của thanh.
- Vẽ các đường cong xuất phát từ vùng quanh cực N, uốn sang hai bên rồi quay về vùng quanh cực S. Vẽ càng gần nam châm thì càng dày.
- Đặt mũi tên trên mỗi đường theo chiều từ N sang S (phía ngoài).
- Vẽ phần bên trong thanh nam châm: mũi tên hướng từ S về N để đường sức khép kín.
Ví dụ minh hoạ (hình tự đặt)
Giả sử thanh nam châm có cực Bắc ở bên trái, cực Nam ở bên phải như hình trên. Phía ngoài, mũi tên xuất phát từ đầu bên trái, vòng lên (hoặc xuống) rồi hướng vào đầu bên phải. Bên trong thanh, mũi tên chạy từ phải sang trái. Nếu đề cho hình có cực ngược lại (S bên trái), bạn chỉ cần đảo toàn bộ chiều mũi tên.
Với hình 19.5 trong bài của bạn, hãy làm đúng ba việc: đọc cực từ, vẽ mũi tên ngoài từ N sang S, kiểm tra đường sức khép kín. Dù hình đặt nam châm nằm ngang hay thẳng đứng, quy tắc vẫn không đổi.
Lỗi sai thường gặp
- Vẽ mũi tên từ S sang N ở phía ngoài. Đây là lỗi phổ biến nhất; hãy nhớ “ra Bắc, vào Nam” khi ở ngoài.
- Quên phần bên trong nam châm nên đường sức không khép kín.
- Vẽ các đường sức cắt nhau. Tại mỗi điểm chỉ có một hướng từ trường nên các đường không thể cắt nhau.
- Nhầm cực Bắc của nam châm với cực Bắc địa lí. Cực Bắc của kim nam châm hướng về phía Bắc địa lí, nhưng đó lại là gần cực Nam từ của Trái Đất.
Mẹo nhớ: “Ngoài đi từ N đến S, trong về N để khép vòng”.
Bài luyện tập
Bài 1. Một thanh nam châm đặt thẳng đứng, cực Bắc ở trên, cực Nam ở dưới. Tại điểm A bên ngoài, ngay cạnh cực Bắc, đường sức từ có chiều hướng ra xa hay lại gần cực Bắc?
Đáp án: Hướng ra xa cực Bắc, vì ngoài nam châm đường sức đi ra từ cực N.
Bài 2. Đặt kim nam châm thử cạnh một đầu của thanh nam châm, thấy cực Bắc của kim bị hút về phía đầu đó. Đầu đó của thanh là cực gì?
Đáp án: Cực Nam, vì hai cực khác tên hút nhau; đường sức từ đi vào đầu này.
Bài 3. Đường sức từ bên trong thanh nam châm có chiều thế nào, và vì sao đường sức luôn khép kín?
Đáp án: Bên trong đi từ cực Nam sang cực Bắc. Đường sức khép kín vì ra khỏi cực Bắc ở ngoài thì phải quay về cực Nam, rồi đi xuyên qua thanh để trở lại cực Bắc.
Câu hỏi thường gặp
Đường sức từ của nam châm thẳng có chiều thế nào?
Bên ngoài nam châm, đường sức đi ra từ cực Bắc và đi vào cực Nam. Bên trong nam châm, đường sức đi từ cực Nam sang cực Bắc.
Làm sao xác định cực Bắc của nam châm khi hình không ghi chữ?
Dùng kim nam châm thử: cực Bắc của kim bị hút về phía cực Nam của thanh và bị đẩy ra khỏi cực Bắc. Cũng có thể dựa vào quy ước màu, cực sơn đỏ thường là cực Bắc.
Vì sao đường sức từ không cắt nhau?
Tại mỗi điểm trong từ trường, kim nam châm thử chỉ nằm cân bằng theo một hướng duy nhất. Nếu hai đường cắt nhau thì tại giao điểm có hai hướng từ trường, điều này vô lí.
Đường sức từ dày hay thưa cho biết điều gì?
Nơi đường sức dày thì từ trường mạnh, nơi đường sức thưa thì từ trường yếu. Với nam châm thẳng, từ trường mạnh nhất ở gần hai cực.