GIÁO ÁN Bài 33: Khung dây có dòng điện đặt trong từ trường pot

GIÁO ÁN DỰ GIỜ Thứ 2 ngày 04 tháng 03 năm 2013 Sinh viên lên lớp : Phạm Thị Ái Phương. Tiết . Lớp : 11/10 Phòng : 10 Môn học : Vật lý. Bài dạy : Bài 33: Khung dây có dòng điện đặt trong từ trường. Sinh viên dự giờ : Đinh Trung Nguyên Bài 33: KHUNG DÂY CÓ DÒNG ĐIỆN ĐẶT TRONG TỪ TRƯỜNG I. MỤC TIÊU BÀI HỌC 1.Kiến thức - Hiểu được rằng một khung dây mang dòng điện trong từ trường đều thì lực từ tác dụng lên một khung dây nói chung là có xu hướng làm khung quay chỉ trừ một trường hợp duy nhất khi các đường sức từ vuông góc với mặt phẳng khung thì lực từ không làm quay khung - Thành lập được công thức xác định momen ngẫu lực tác dụng lên khung trong trường hợp đường sức từ song song với mặt phẳng khung dây - Nắm được nguyên tắc cấu tạo và hoạt động của động cơ điện một chiều và điện kế khung quay. 2.Kỹ năng - Giải thích chuyển động của khung dây trong từ trường - Giải thích được ứng dụng của hiện tượng này. II. CHUẨN BỊ 1.Giáo viên a.Kiến thức và đồ dùng : - Thí nghiệm khung dây dẫn có dòng điện đặt trong từ trường: khung dây, nguồn điện một chiều, dây dẫn - Hình vẽ trong SGK phóng to b.Phiếu học tập 2.Học sinh Ôn lại lực từ tác dụng lên dòng điện, qui tắc bàn tay trái 3. Gợi ý ứng dụng CNTT GV có thể chuẩn bị một số hình ảnh về ứng dụng của lực từ tác dụng lên khung dây dẫn có dòng điện Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung I. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Kiểm tra bài cũ: Nhắc lại các đặc điểm của lực từ tác dụng lên 1 đoạn dây dẫn đặt trong từ trường. HS trả lời câu hỏi. Hoạt động 1:Tìm hiểu khung dây mang dòng điện đặt trong từ trường - GV đặt vấn đề vào bài mới: + Yêu cầu HS thảo luận theo bàn nhắc lại hiện tượng xảy ra khi hai dòng điện song song đặt cách nhau một khoảng d. + Vậy, một khung dây có dòng điện được đặt trong từ trường thì hiện tượng gì sẽ xảy ra? Lưu ý cho HS: Lực từ tác dụng lên khung dây thực chất là lực tác dụng lên các cạnh của khung. - GV tiến hành thí nghiệm như hình 33.1. Yêu cầu HS xác định lực từ tác dụng lên các cạnh của khung dây. - Hướng dẫn HS khảo - Thảo luận theo bàn và nhắc lại hiện tượng theo yêu cầu của GV: + Hút nhau nếu hai dòng điện cùng chiều, đẩy nhau nếu hai dòng điện ngược chiều. - HS trả lời câu hỏi của GV -HS dựa vào quy tắc bàn tay trái để xác định lực từ tác dụng lên các cạnh của khung. 1.Khung dây đặt trong từ trường a. Thí nghiệm b. Lực từ tác dụng lên khung dây có dòng điện - Đường sức từ nằm trong mặt phẳng khung (Hình 33.2): khung chịu tác dụng một ngẫu lực. Ngẫu lực này sát lực từ tác dụng lên dòng điện của khung trong từng trường hợp: * Đường sức từ nằm trong mặt phẳng khung (hình 33.2) Dòng điện trong khung có chiều ABCD như hình vẽ. + Yêu cầu HS xác định lực từ tác dụng lên cạnh AB, CD? +Yêu cầu HS xác định lực từ tác dụng lên hai cạnh AD, BC? + AD F  , BC F  hợp thành cặp lực gì? - GV nói thêm cho HS, nếu từ trường không đều thì lực từ tác dụng lên khung làm quay khung dây và làm cho khung dây chuyển động về phía từ trường mạnh. Trường hợp đường sức không nằm trong mặt phẳng khung lực từ cũng làm khung quay. * Đường sức từ vuông góc với mặt phẳng khung - GV tiến hành tương tự để đưa HS đi đến kết quả là lực từ tác - HS xác định: bằng 0 vì các cạnh đó song song với các đường sức từ. - HS xác định bằng quy tắc bàn tay trái: + AD F  , BC F  cùng phương, đều vuông góc với mặt phẳng khung, AD F  hướng ra phía trước, BC F  hướng ra phía sau mặt phẳng hình vẽ (như hình), độ lớn bằng nhau + Hợp thành một ngẫu lực, làm cho khung quay. có tác dụng làm quay khung - Đường sức từ vuông góc với mặt phẳng khung ( Hình 33.3): các lực tác dụng lên khung không làm cho khung quay dụng lên các cạnh đối diện của khung cùng phương, ngược chiều và có độ lớn bằng nhau nên các lực này không làm quay khung. Hoạt động 2: Tìm hiểu mô-men ngẫu lực từ tác dụng lên khung dây dẫn có dòng điện đặt trong từ trường - Hướng đẫn HS thành lập biểu thức xác định mômen ngẫu lực từ. Xét trường hợp mặt phẳng khung song song với đường sức từ như hình 33.2: + Yêu cầu HS viết các biểu thức của lực từ tác dụng lên cạnh BC, AD theo định luật Ampe? + Biểu thức momen của ngẫu lực M tác dụng lên khung được viết như thế nào? + Gọi S là diện tích mặt phẳng giới hạn của khung, viết ngẫu + F BC = F AD = IBl + M = F BC .d = IBld + ld = S nên M = IBS Trong đó: + B : cảm ứng từ + I : cường độ dòng điện + l : chiều dài cạnh BC và AD + M : momen ngẫu lực từ + S : diện tích giới hạn của khung. c. Momen ngẫu lực từ tác dụng lên khung dây có dòng điện M= IBSsinθ Trong đó: θ là góc hợp bởi B  và n  Chú ý: chiều của n  tuân theo quy ước: quay cái đinh ốc theo chiều dòng điện trong khung thì chiều tiến của cái đinh ốc là chiều của vectơ n  . lực M theo S? - Cho HS biết: Trong trường hợp các đường sức từ không nằm trong mặt phẳng của khung, người ta đã chứng minh được M = IBSsinθ; θ là góc hợp bởi B  và n  Hoạt động 3: Tìm hiểu động cơ điện một chiều - HS chú ý theo dõi - HS suy nghĩ, nghiên cứu SGK và trả lời: + Ngẫu lực từ làm khung quay kệch khỏi vị trí ban đầu. + Khi momen cản của lò xo cân bằng với momen lực từ thì khung dừng lại + Khi khung cân bằng thì góc lệch khỏi vị trí ban đầu tỉ lệ với cường độ dòng điện chạy trong khung. - GV giới thiệu cho HS cấu tạo của điện kế khung quay thông qua tranh vẽ phóng to, nói rõ tác dụng của lõi sắt và lò xo. - GV yêu cầu HS nghiên cứu SGK trả lời các câu hỏi tìm hiểu về hoạt động của điện kế khung quay sau: + Khi cho dòng điện vào khung thì lực từ tác dụng như thế nào đối với khung? + Đến khi nào thì khung dừng lại? + Để biến điện kế thành ampe kê hay vônkế người ta mắc thêm sơn hay thêm điện trở phụ? 3. Điện kế khung quay a. Cấu tạo;: SGK b. Hoạt động: SGK Hoạt động 4: Cũng cố, vận dụng và giao nhiệm vụ về nhà Hoạt động của HS Hoạt động của GV - HS trả lời theo yêu cầu của GV - Ghi bài tập về nhà. - Yêu cầu HS trả lời các câu hỏi cuối bài và câu trắc nghiệm 1,2 phần bài tập. - Giao bài tập về nhà 3,4/171 IV. TỔNG KẾT TIẾT DẠY …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… V. RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… Huế, ngày 04 tháng 03 năm 2013 Xác nhận của GVCN Sinh viên kiến tập Hoàng Quý Trang Đinh Trung Nguyên . cạnh của khung. 1 .Khung dây đặt trong từ trường a. Thí nghiệm b. Lực từ tác dụng lên khung dây có dòng điện - Đường sức từ nằm trong mặt phẳng khung (Hình. và đồ dùng : - Thí nghiệm khung dây dẫn có dòng điện đặt trong từ trường: khung dây, nguồn điện một chiều, dây dẫn - Hình vẽ trong SGK phóng to b.Phiếu