Nam châm và nam châm điện

Bài Nam châm điện và ứng dụng thuộc chủ đề "Từ" của Khoa học tự nhiên 7. Mô phỏng đặt cạnh nhau một thanh nam châm vĩnh cửu và một cuộn dây có dòng điện để học sinh tự so sánh: cả hai đều có hai cực và từ trường hình dạng tương tự, nhưng chỉ nam châm điện mới bật/tắt và đổi cực được. Màn hình Nam châm điện là trọng tâm: kéo thanh trượt số vòng dây (1–8 vòng, vẽ từng vòng dây thật quanh lõi) và hiệu điện thế nguồn một chiều để thấy dòng điện, và do đó từ trường, tăng theo cả hai đại lượng; đổi dấu hiệu điện thế thì hai cực Bắc – Nam của cuộn dây đổi chỗ; hạ hiệu điện thế về 0 thì từ trường biến mất hoàn toàn. Chuyển sang nguồn xoay chiều (AC), chỉnh biên độ và tần số chạy chậm để quan sát: kim la bàn đặt cạnh cuộn dây quay theo nhịp dòng điện đổi chiều liên tục. Bật, tắt lõi sắt để thấy từ trường mạnh lên rõ rệt khi có lõi – đúng nguyên lý cần cẩu điện, chuông điện, rơ-le đều dùng. Đầu đo từ trường kéo được tới bất kỳ điểm nào quanh nam châm hoặc cuộn dây, đọc độ lớn (μT), hai thành phần và hướng của từ trường. Với cấu hình mặc định (4 vòng dây, 3 V, có lõi sắt), từ trường tại điểm cách tâm cuộn dây 5 cm trên trục đạt khoảng 1,09 mT – gấp 40 lần khi tháo lõi sắt (khoảng 27 μT); trên đường vuông góc với trục ở cùng khoảng cách, từ trường chỉ bằng một nửa giá trị trên trục, theo đúng tính chất của một lưỡng cực từ. Câu hỏi gợi ý: – Nêu ba cách làm tăng độ mạnh của nam châm điện. – Vì sao nam châm điện tắt được nhưng nam châm vĩnh cửu thì không? – Khi dùng nguồn xoay chiều, kim la bàn đặt cạnh cuộn dây có đứng yên không? Vì sao?