Trả lời nhanh
Từ trường tồn tại xung quanh nam châm, xung quanh dòng điện và xung quanh các điện tích chuyển động. Xung quanh điện tích đứng yên chỉ có điện trường, không có từ trường, nên phương án "xung quanh điện tích đứng yên" là sai. Muốn biết nơi nào có từ trường, em đặt một kim nam châm nhỏ ở đó: nếu kim bị lệch khỏi hướng ban đầu thì ở đó có từ trường.
1. Những nơi có từ trường
- Xung quanh nam châm: nam châm vĩnh cửu, nam châm điện, và cả Trái Đất (Trái Đất là một nam châm khổng lồ).
- Xung quanh dây dẫn có dòng điện chạy qua: dòng điện là dòng các điện tích dịch chuyển có hướng.
- Xung quanh hạt mang điện chuyển động: electron trong chùm tia, proton trong máy gia tốc.
Điểm chung của cả ba trường hợp là có các điện tích chuyển động. Trong nam châm, đó là chuyển động của các electron trong nguyên tử, sắp xếp theo trật tự khiến các tác dụng từ cộng lại.
2. Vì sao xung quanh điện tích đứng yên không có từ trường?
Điện tích đứng yên chỉ tạo ra điện trường. Điện trường tác dụng lực lên điện tích khác, nhưng không làm lệch kim nam châm.
- Khi điện tích chuyển động, ngoài điện trường nó còn sinh ra từ trường.
- Từ trường lại tác dụng lực lên điện tích đang chuyển động khác và lên nam châm.
Em có thể nhớ gọn: điện tích đứng yên → điện trường; điện tích chuyển động → thêm từ trường.
3. Cách nhận biết từ trường
Tính chất cơ bản của từ trường là tác dụng lực từ lên nam châm hoặc dòng điện đặt trong nó. Vì vậy ta dùng kim nam châm thử để phát hiện từ trường.
- Thí nghiệm Ơ-xtét (Oersted, năm 1820): đặt dây dẫn song song với kim nam châm. Khi cho dòng điện chạy qua, kim bị lệch, chứng tỏ dòng điện tạo ra từ trường.
- Ngắt dòng điện thì kim quay về hướng ban đầu, nghĩa là từ trường biến mất theo.
4. Đường sức từ cho ta biết điều gì?
- Đường sức từ là những đường cong khép kín. Ở bên ngoài nam châm, chúng đi ra từ cực Bắc và đi vào cực Nam.
- Chiều đường sức tại một điểm là chiều từ cực Nam sang cực Bắc của kim nam châm thử đặt tại điểm đó.
- Nơi đường sức dày thì từ trường mạnh (gần hai cực), nơi thưa thì từ trường yếu.
5. Từ trường của Trái Đất
Kim la bàn luôn chỉ theo hướng Bắc – Nam vì Trái Đất có từ trường. Đầu Bắc của kim la bàn hướng về phía Bắc địa lí, nên cực từ ở gần Bắc địa lí thực ra là cực Nam của nam châm Trái Đất, vì cực khác tên thì hút nhau. Đây là chi tiết rất dễ gây nhầm.
6. Lỗi sai thường gặp
- Cho rằng điện tích nào cũng sinh ra từ trường. Điện tích phải chuyển động mới có từ trường.
- Nhầm đường sức từ và đường sức điện: đường sức từ khép kín, đường sức điện của điện tích tĩnh thì bắt đầu và kết thúc ở các điện tích.
- Nghĩ rằng từ trường chỉ có ở nam châm. Dòng điện cũng là một nguồn từ trường.
7. Luyện tập
- Quả cầu tích điện đặt yên trên bàn có tạo ra từ trường không? Đáp án: không, chỉ có điện trường.
- Chùm electron bay trong ống tia có tạo ra từ trường không? Đáp án: có, vì là điện tích chuyển động.
- Làm thế nào phát hiện từ trường tại một điểm? Đáp án: đặt kim nam châm thử ở điểm đó, nếu kim bị lệch thì có từ trường.
Câu hỏi thường gặp
Từ trường tồn tại ở đâu?
Từ trường tồn tại xung quanh nam châm, xung quanh dây dẫn có dòng điện và xung quanh các điện tích chuyển động.
Xung quanh điện tích đứng yên có từ trường không?
Không. Điện tích đứng yên chỉ sinh ra điện trường. Điện tích phải chuyển động mới tạo ra thêm từ trường.
Làm sao để nhận biết một nơi có từ trường?
Đặt kim nam châm thử tại nơi đó. Nếu kim bị lệch khỏi hướng ban đầu hoặc chịu lực làm quay thì nơi đó có từ trường.
Trái Đất có từ trường không?
Có. Trái Đất giống một nam châm khổng lồ, nên kim la bàn luôn chỉ theo hướng Bắc – Nam.