Trả lời nhanh
Từ trường tồn tại ở xung quanh nam châm và ở xung quanh dòng điện (dây dẫn có dòng điện chạy qua). Vì vậy hai phương án “chỉ có ở xung quanh nam châm” (A) và “chỉ có ở xung quanh dòng điện” (B) đều sai, vì mỗi phương án bỏ sót một nguồn. Phương án đúng là phương án nêu cả nam châm lẫn dòng điện.
Phân tích câu hỏi
Đề hỏi: “Từ trường tồn tại ở đâu?”, với hai phương án đầu là A. chỉ có ở xung quanh nam châm; B. chỉ có ở xung quanh dòng điện. Hai phương án này dùng từ “chỉ”, nên chỉ cần tìm được một ví dụ ngoài phạm vi đó là loại được ngay. Phương án đúng sẽ là phương án gộp cả nam châm và dòng điện.
Từ trường là gì?
Từ trường là môi trường vật chất đặc biệt tồn tại trong không gian xung quanh nam châm, dòng điện hoặc điện tích chuyển động. Ta không nhìn thấy từ trường, nhưng nhận biết được nó nhờ tác dụng lực từ lên kim nam châm hoặc lên dây dẫn có dòng điện đặt trong đó.
Vì sao A và B đều sai?
| Phương án | Nhận xét | Kết luận |
|---|---|---|
| A. Chỉ có ở xung quanh nam châm | Thí nghiệm Ơ-xtét: đặt kim nam châm gần dây dẫn có dòng điện, kim bị lệch. Vậy dòng điện cũng tạo ra từ trường. | Sai |
| B. Chỉ có ở xung quanh dòng điện | Hai nam châm hút hoặc đẩy nhau dù không có dòng điện nào chạy qua. Nam châm vĩnh cửu có từ trường riêng. | Sai |
| Nam châm và dòng điện | Đúng với cả hai thí nghiệm trên. | Đúng |
Cách nhận biết từ trường
- Đặt một kim nam châm nhỏ (nam châm thử) tại điểm cần kiểm tra.
- Nếu kim chịu lực làm nó quay, lệch khỏi hướng ban đầu, thì tại đó có từ trường.
- Khi kim đứng yên, nó nằm dọc theo đường sức từ, và cực Bắc của kim chỉ chiều của từ trường tại điểm đó.
Dây dẫn có dòng điện đặt trong từ trường cũng chịu lực từ (nguyên lí của động cơ điện một chiều ở lớp 9).
Những nơi khác cũng có từ trường
- Trái Đất: Trái Đất là một nam châm khổng lồ. Vì thế kim la bàn luôn chỉ gần đúng hướng Bắc – Nam.
- Ống dây có dòng điện: từ trường mạnh hơn dây thẳng, và là cơ sở của nam châm điện.
- Điện tích chuyển động (chương trình lớp 11 trở lên): dòng điện bản chất là các điện tích chuyển động có hướng, nên bất kì điện tích nào chuyển động cũng sinh ra từ trường.
Lỗi sai thường gặp
- Nghĩ rằng chỉ nam châm mới “có từ”. Thực tế, dây dẫn thẳng chỉ cần có dòng điện là đã có từ trường xung quanh. Ngắt điện thì từ trường biến mất.
- Cho rằng điện tích đứng yên cũng tạo từ trường. Điện tích đứng yên chỉ tạo điện trường. Từ trường chỉ xuất hiện khi điện tích chuyển động.
- Nhầm “từ trường” với “đường sức từ”. Đường sức từ chỉ là cách vẽ để mô tả từ trường, còn từ trường là môi trường có thật.
Mẹo nhớ
Hãy nhớ cụm “Nam châm – Dòng điện – Trái Đất”. Gặp câu hỏi có từ “chỉ”, bạn nên nghi ngờ ngay và tìm phản ví dụ, vì từ trường có nhiều nguồn.
Bài luyện tập
- Đặt một kim nam châm thử cạnh một đoạn dây đồng. Khi đóng công tắc cho dòng điện chạy qua dây, kim bị lệch. Điều đó chứng tỏ gì?
Đáp án: xung quanh dây dẫn có dòng điện tồn tại từ trường. Khi ngắt điện, kim trở về hướng Bắc – Nam do từ trường Trái Đất. - Một thanh thép chưa nhiễm từ đặt gần kim nam châm thì có làm lệch kim không?
Đáp án: không đáng kể, vì thanh thép chưa nhiễm từ không tạo từ trường. Khi cuốn dây quanh thanh thép và cho dòng điện chạy qua, thanh thép trở thành nam châm điện và làm lệch kim. - Đúng hay sai: “Điện tích đứng yên tạo ra từ trường xung quanh nó.”
Đáp án: sai. Điện tích đứng yên chỉ tạo điện trường, chỉ điện tích chuyển động mới tạo từ trường.
Câu hỏi thường gặp
Từ trường tồn tại ở đâu?
Từ trường tồn tại ở xung quanh nam châm và xung quanh dòng điện. Trái Đất cũng có từ trường, và mọi điện tích chuyển động đều sinh ra từ trường.
Làm sao biết một vị trí có từ trường hay không?
Đặt kim nam châm thử tại vị trí đó. Nếu kim chịu lực từ nên lệch khỏi hướng Bắc – Nam ban đầu thì tại đó có từ trường.
Dây dẫn không có dòng điện có từ trường không?
Không. Dây dẫn chỉ tạo từ trường khi có dòng điện chạy qua. Ngắt điện thì từ trường của dòng điện biến mất.
Điện tích đứng yên có tạo ra từ trường không?
Không. Điện tích đứng yên chỉ tạo ra điện trường. Điện tích chuyển động mới tạo ra từ trường.