CHƯƠNG 4 ĐIỆN TỪ BÀI 14 CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ NGUYÊN TẮC TẠO RA DÒNG DIỆN XOAY CHIỀU GIÁO ÁN KHOA HỌC TỰ NHIÊN 9 BỘ SÁCH KẾT NỐI TRI THỨC VỚI CUỘC SỐNG

CHƯƠNG 4 ĐIỆN TỪ BÀI 14 CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ NGUYÊN TẮC TẠO RA DÒNG DIỆN XOAY CHIỀU GIÁO ÁN KHOA HỌC TỰ NHIÊN 9 BỘ SÁCH KẾT NỐI TRI THỨC VỚI CUỘC SỐNG CHƯƠNG 4 ĐIỆN TỪ BÀI 14 CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ NGUYÊN TẮC TẠO RA DÒNG DIỆN XOAY CHIỀU GIÁO ÁN KHOA HỌC TỰ NHIÊN 9 BỘ SÁCH KẾT NỐI TRI THỨC VỚI CUỘC SỐNG CHƯƠNG 4 ĐIỆN TỪ BÀI 14 CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ NGUYÊN TẮC TẠO RA DÒNG DIỆN XOAY CHIỀU GIÁO ÁN KHOA HỌC TỰ NHIÊN 9 BỘ SÁCH KẾT NỐI TRI THỨC VỚI CUỘC SỐNG CHƯƠNG 4 ĐIỆN TỪ BÀI 14 CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ NGUYÊN TẮC TẠO RA DÒNG DIỆN XOAY CHIỀU GIÁO ÁN KHOA HỌC TỰ NHIÊN 9 BỘ SÁCH KẾT NỐI TRI THỨC VỚI CUỘC SỐNG CHƯƠNG 4 ĐIỆN TỪ BÀI 14 CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ NGUYÊN TẮC TẠO RA DÒNG DIỆN XOAY CHIỀU GIÁO ÁN KHOA HỌC TỰ NHIÊN 9 BỘ SÁCH KẾT NỐI TRI THỨC VỚI CUỘC SỐNG

Trang 1

CHƯƠNG IV – ĐIỆN TỪ BÀI 14 CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ NGUYÊN TẮC TẠO RA DÒNG DIỆN XOAY CHIỀU

- Hiện tượng xuất hiện dòng điện cảm ứng được gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ

- Dòng điện xoay chiều có cường độ và chiều luân phiên thay đổi theo thời gian

- Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ

2 Năng lực

a) Năng lực khoa học tự nhiên

- Thực hiện thí nghiệm để rút ra được: Khi số đường sức từ xuyên qua tiết diện của cuộn dây dẫn kín biến thiên thì trongcuộn dây đó xuất hiện dòng điện cảm ứng

- Thực hiện thí nghiệm để nêu được nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều (dòng điện luân phiên đổi chiều)

b) Năng lực chung

- Chủ động thực hiện thí nghiệm tạo ra dòng điện cảm ứng

Trang 2

- Hỗ trợ các thành viên trong nhóm hoàn thành nhiệm vụ học tập tìm hiểu về hiện tượng cảm ứng điện từ

3 Phẩm chất

- Có trách nhiệm trong hoạt động nhóm, chủ động nhận và thực hiện nhiệm vụ được giao

II THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU

- Máy tính, máy chiếu

- File trình chiếu PowerPoint hỗ trợ bài dạy

- Trò chơi Chiếc hộp bí ẩn soạn thảo trên wordwall colors) với các câu hỏi:

(https://wordwall.netresource/27345053/everybody-up/up-starter-u3-Câu 1 Phát biểu nào dưới đây không đúng?

A Mỗi nam châm đều có hai cực Bắc và Nam

B Ở ngoài nam châm, đường sức từ đi ra từ cực Bắc và đi vào cực Nam của nam châm

C Mỗi đường sức có một chiều xác định

D Các đường sức không cắt nhau

Câu 2 Hình ảnh nào dưới đây mô tả không đúng các đường sức từ của một nam châm?

Trang 3

Câu 3 Từ trường không được sinh ra bởi

A vật nhiễm điện đứng yên

B thanh nam châm thẳng

C dây dẫn mang dòng điện

D cuộn dây có dòng điện chạy qua

- Vòng quay phần thưởng Radom wheel (link soạn thảo online: https://wheelofnames com)

Trang 4

- Mô phỏng hiện tượng cảm ứng điện từ (https://phet.colorado.edu/en/simulations/faradays-law)

- Các bộ dụng cụ thí nghiệm cho mỗi nhóm HS:

+ 6 bộ (1) gồm: 1 nam châm thẳng; 1 cuộn dây; 1 điện kế và các dây nối

+ 6 bộ (2) gồm: 1 cuộn dây ; 1 nam châm điện; 1 nguồn điện; 1 điện kế; 1 công tắc và các dây nối

+ 3 bộ (3): 1 cuộn dây có hai đèn LED đỏ và vàng mắc song song, ngược cực; 1 nam châm thẳng có trục quay ở giữa.+ 3 bộ (4): 1 cuộn dây dẫn mềm có tiết diện dễ dàng thay đổi khi bị bóp mạnh; 1 nam châm thẳng; 1 điện kế; 1 kẹp giữ vàcác dây nối

+ 6 bộ thí nghiệm mô hình máy phát điện xoay chiều có hai đèn LED (như Hình 14.8)

Trang 5

1 Tiến hành thí nghiệm 3 và hoàn thành bảng 1:

Trạng thái của nam

châm

Cực của nam châm

quay lại gần cuộn dây

Cực của nam châm

quay ra xa cuộn dây

2 Thực hiện thí nghiệm 4 và trả lời câu hỏi: Khi tiết diện cuộn dây giảm thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện cuộn dâybiến thiên như thế nào?

Trang 6

Nhắc lại được các kiến thức về từ trường và đường sức từ

Đặt được câu hỏi tìm hiểu về mối quan hệ giữa từ trường và dòng điện

b) Tiến trình thực hiện

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ

– GV thực hiện:

+ Thông báo luật chơi trò chơi Chiếc hộp bí ẩn: HS chọn 1 chiếc hộp và trả lời câu

hỏi tương ứng, trả lời đúng, HS được quay phần thưởng ngẫu nhiên

+ Hướng dẫn HS tham gia trò chơi và quản trò

+ Yêu cầu HS đọc tình huống Mở đầu trang 67 Bài 14 KHTN 9: Chúng ta đã biết ở

lớp 7, dòng điện chạy qua cuộn dây quấn quanh lõi thép thì sinh ra từ trường Vậy, từ

trường có thể sinh ra dòng điện không?

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ học tập

– HS tham gia trò chơi Chiếc hộp bí ẩn, nhớ lại kiến thức về từ trường đã học trong

chương trình Khoa học tự nhiên 7 và trả lời các câu hỏi

Bước 3: Báo cáo kết quả và thảo luận

– HS giơ tay giành quyền chơi, trình bày câu trả lời và giải thích (nếu được yêu cầu)

Bước 4: Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ

– GV dựa trên các câu hỏi mà HS đặt ra để dẫn dắt vào bài mới Trường hợp HS

không nêu được câu hỏi, GV có thể dẫn dắt: Khi có dòng điện chạy trong dây dẫn thì

- Các câu trả lời của HS: 1-C;2-D; 3-A

Trả lời Mở đầu trang 67 Bài 14 KHTN 9:

Từ trường có thể sinh ra dòngđiện

Trang 7

xung quanh dây dẫn có từ trường Vậy từ trường có sinh ra dòng điện hay không?

Chúng ta cùng tìm hiểu bài học để trả lời cho câu hỏi này.

2 Hoạt động 2: Hình thành kiến thức

2.1 Dòng điện cảm ứng

a) Mục tiêu

- Thực hiện được thí nghiệm tạo ra dòng điện cảm ứng

- Dự đoán được nguyên nhân sinh ra dòng điện cảm ứng

- Chủ động thực hiện thí nghiệm tạo ra dòng điện cảm ứng

+ Chia nhóm HS: tối đa 6 nhóm

+ Phát phiếu học tập 1, bộ dụng cụ thí nghiệm (1) và (2) cho mỗi nhóm HS

+ Yêu cầu HS thực hiện thí nghiệm 1 phần Hoạt động/SGK/tr.67 và thí

nghiệm 2 phần Hoạt động-SGK/tr.68 và hoàn thành phiếu học tập 1

Hoạt động trang 67 KHTN 9: Thí nghiệm 1: Thí nghiệm về dòng điện cảm

ứng dùng thanh nam châm vĩnh cửu

Chuẩn bị: Thanh nam châm vĩnh cửu; cuộn dây dẫn; điện kế và các dây nối

Trả lời Hoạt động trang 67 KHTN 9:

Trang 8

- Nối hai đầu cuộn dây dẫn với điện kế

- Quan sát sự thay đổi của kim điện kế khi đưa cực Bắc của thanh nam châm

vĩnh cửu lại gần hoặc ra xa cuộn dây dẫn (Hình 14.1a và Hình 14.1b)

Trả lời câu hỏi sau: Sự thay đổi của kim điện kế chứng tỏ điều gì?

Câu hỏi trang 68 KHTN 9:

1 Quan sát Hình 14.2 và cho biết số đường sức từ xuyên qua tiết diện của

cuộn dây dẫn biến thiên như thế nào (tăng hay giảm) khi đưa cực Bắc của

nam châm lại gần cuộn dây dẫn theo phương vuông góc với tiết diện của

cuộn dây

2 Trong trường hợp thí nghiệm như Hình 14.1b thì số đường sức từ xuyên

Sự thay đổi của kim điện kế chứng tỏ

có dòng điên chạy trong mạch điện

* Kết luận: Trong quá trình dịchchuyển thanh nam châm vĩnh cửu lạigần hoặc ra xa cuộn dây dẫn thì kimđiện kế bị lệch sang phải hoặc sangtrái, chứng tỏ có dòng điện chạy trongcuộn dây dẫn Dòng điện xuất hiệntrong cuộn dây dẫn khi đó gọi là dòngđiện cảm ứng

Trả lời Câu hỏi trang 68 KHTN 9:

1 Số đường sức từ xuyên qua tiết diệncủa cuộn dây dẫn tăng khi đưa cực Bắccủa nam châm lại gần cuộn dây dẫntheo phương vuông góc với tiết diệncủa cuộn dây

2 Trong trường hợp thí nghiệm nhưHình 14.1b thì số đường sức từ xuyênqua tiết diện của cuộn dây dẫn giảm.+ Kết quả thí nghiệm 2:

Trang 9

qua tiết diện của cuộn dây dẫn biến thiên như thế nào?

Hoạt động trang 68 KHTN 9: Thí nghiệm 2: Thí nghiệm về dòng điện cảm

ứng dùng nam châm điện

Chuẩn bị: Cuộn dây dẫn (1); nam châm điện (2); nguồn điện (3); điện kế (4);

công tắc (5) và các dây nối

Khi mở công tắc, cường độ dòng điệngiảm về không, từ trường của namchâm điện giảm theo nên số đường sức

từ xuyên qua tiết diện cuộn dây dẫn sẽgiảm đi

2 Giả thuyết về nguyên nhân xuấthiện dòng điện cảm ứng trong cuộndây: Khi số đường sức từ xuyên qua

Trang 10

- Quan sát kim điện kế khi đóng, mở công tắc

Trả lời câu hỏi và thực hiện yêu cầu sau:

1 Khi đóng hoặc mở công tắc thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện cuộn

dây dẫn biến thiên như thế nào?

2 Từ hai thí nghiệm dùng thanh nam châm vĩnh cửu dịch chuyển và nam

châm điện ở trên, hãy nêu giả thuyết về nguyên nhân xuất hiện dòng điện

cảm ứng trong cuộn dây

- HS thực hiện:

+ Tập hợp nhóm theo phân công của GV

+ Nhận phiếu học tập và dụng cụ thí nghiệm

+ Làm việc nhóm, thực hiện nhiệm vụ học tập theo yêu cầu

tiết diện của cuộn dây biến thiên (tănghay giảm) thì xuất hiện dòng điện cảmứng trong cuộn dây

Trang 11

- GV quan sát, hỗ trợ và hướng dẫn HS trong quá trình thực hiện thí nghiệm

(nếu cần)

– Các nhóm treo phiếu học tập lên bảng

– Đại diện 01 nhóm HS trình bày sản phẩm học tập

- GV nhận xét kết quả thực hiện nhiệm vụ của các nhóm và ghi nhận giả

thuyết các nhóm đưa ra Trường hợp các nhóm không đưa ra được giả

thuyết, GV dùng mô phỏng PhET để hỗ trợ HS

- GV thông báo: Dòng điện cảm ứng là dòng điện sinh ra bởi từ trường.

2.2 Hiện tượng cảm ứng điện từ

+ Yêu cầu HS làm việc cá nhân, đề xuất một số cách làm thay

II – Hiện tượng cảm ứng điện từ

* Thí nghiệm 4:

Trang 12

đổi số đường sức từ xuyên qua một cuộn dây và làm xuất hiện

dòng điện cảm ứng trong cuộn dây

+ Phát phiếu học tập 2 cho các nhóm, bộ dụng cụ (3) cho các

nhóm 1, 2, 3; bộ dụng cụ (3) cho các nhóm 4, 5, 6

+ Tổ chức cho HS làm việc theo trạm, thực hiện các nhiệm vụ:

Trạm 1: các nhóm 1, 2, 3, tiến hành thí nghiệm 3 phần Hoạt

động-SGK/tr.69; các nhóm 4, 5, 6 tiến hành thí nghiệm 4 phần

Hoạt động-SGK/tr.69

Hoạt động trang 69 KHTN 9: Thí nghiệm 4: Thí nghiệm về

dòng điện cảm ứng bằng cách thay đổi tiết diện của cuộn dây

Chuẩn bị: Một cuộn dây dẫn mềm có tiết diện dễ dàng thay đổi

khi bị bóp mạnh (1); thanh nam châm vĩnh cửu (2); điện kế (3);

kẹp giữ (4) và các dây nối

* Thí nghiệm 3:

1 Hai bóng đèn thay phiên nhau sáng lên

2 Khi cực nam châm quay lại gần cuộn dây dẫnthì số đường sức từ xuyên qua tiết diện cuộn dâydẫn tăng lên

Khi cực nam châm quay ra xa cuộn dây dẫn thì sốđường sức từ xuyên qua tiết diện cuộn dây dẫngiảm đi

3 Khi làm châm quay, có lúc cực nam châm lạigần cuộn dây làm số đường sức từ xuyên qua tiếtdiện cuộn dây dẫn tăng lên, có lúc cực nam châm

ra xa cuộn dây dẫn thì số đường sức từ xuyên quatiết diện cuộn dây dẫn giảm đi Nam châm cứ quaynhư vậy, thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện

Trang 13

- Bóp mạnh cuộn dây dẫn, quan sát kim điện kế khi cuộn dây

dẫn bị giảm tiết diện

Trả lời câu hỏi và thực hiện yêu cầu sau:

1 Khi tiết diện của cuộn dây giảm thì số đường sức từ xuyên

qua tiết diện cuộn dây dẫn biến thiên như thế nào?

2 Từ kết quả thí nghiệm, chứng tỏ số đường sức từ xuyên qua

tiết diện cuộn dây dẫn biến thiên thì trong cuộn dây dẫn xuất

Trả lời Câu hỏi trang 69 KHTN 9:

1 Khi làm biến thiên số đường sức từ xuyên quatiết diện của cuộn dây dẫn, thí nghiệm 3 và 4 đãchứng tỏ xuất hiện dòng điện chạy trong mạch

2 Dòng điện cảm ứng xuất hiện trong cuộn dâydẫn kín khi có sự biến thiên số đường sức từ xuyênqua tiết diện của cuộn dây dẫn đó

- Phiếu học tập 2 đã hoàn thành đầy đủ các nộidung:

+ Bảng 1:

Chuyển động của nam châm

Trạng thái của đèn

Số đường sức từ qua cuộn dây

Cực củanam châm

Trang 14

Hoạt động trang 69 KHTN 9: Thí nghiệm 3: Thí nghiệm về

dòng điện cảm ứng dùng nam châm quay

Chuẩn bị: Cuộn dây dẫn kín có hai đèn LED đỏ và vàng mắc

song song, ngược cực (1); thanh nam châm vĩnh cửu có trục

quay ở giữa (2)

Tiến hành:

- Bố trí thí nghiệm như Hình 14.4

- Quan sát sự sáng của hai đèn LED khi quay nam châm

Thực hiện yêu cầu và trả lời câu hỏi sau:

1 Mô tả sự sáng của hai đèn LED khi nam châm quay

2 Khi cực nam châm quay lại gần hoặc ra xa cuộn dây dẫn thì số

đường sức từ xuyên qua tiết diện cuộn dây dẫn biến thiên như

thế nào?

3 Chứng tỏ khi nam châm quay, dòng điện xuất hiện trong cuộn

quay lạigần cuộndâyCực củanam châmquay ra xacuộn dây

- Hiện tượng xuất hiện dòng điện cảm ứng được gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ

Trang 15

dây dẫn gắn hai đèn LED có mối liên hệ với sự biến thiên của số

đường sức từ xuyên qua tiết diện của cuộn dây dẫn

Câu hỏi trang 69 KHTN 9:

1 Khi làm biến thiên số đường sức từ xuyên qua tiết diện của

cuộn dây dẫn, thí nghiệm 3 và 4 đã chứng tỏ điều gì?

2 Nêu điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng trong cuộn dây

dẫn kín

+ Yêu cầu các nhóm hoàn thành phiếu học tập 2

– HS thực hiện:

+ Nhận dụng cụ thí nghiệm

+ Làm việc nhóm, tiến hành thí nghiệm theo hướng dẫn và hoàn

thành phiếu học tập

– GV quan sát, hướng dẫn và hỗ trợ các nhóm trong quá trình thí

nghiệm (nếu cần); GV hướng dẫn HS đổi vị trí (hoặc đổi dụng

cụ thí nghiệm): nhóm 1 đổi với nhóm 6, nhóm 2 đổi với nhóm 5,

nhóm 3 đổi với nhóm 4 sau khi các nhóm hoàn thành nhiệm vụ

của trạm 1

– Các nhóm treo phiếu học tập lên phía sau khu vực ngồi của

Trang 16

nhóm mình

– Đại diện 01 nhóm trình bày sản phẩm học tập của nhóm

+ Nhận xét chung hoạt động thí nghiệm và kết quả làm việc

nhóm

+ Chốt kiến thức về hiện tượng cảm ứng điện từ

2.3 Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều

a) Mục tiêu

- Thực hiện thí nghiệm để nêu được nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều (dòng điện luân phiên đổi chiều)

+ Câu hỏi trang 70 KHTN 9: Dòng điện xoay chiều có đặc điểm gì?

+ Chiếu Hình 14.9-SGK/tr.70 và giới thiệu về dòng điện xoay chiều

+ Phát bộ dụng cụ thí nghiệm (5) cho các nhóm HS; chiếu Hình

14.8-SGK/tr.70, giới thiệu bộ dụng cụ thí nghiệm tạo dòng điện xoay chiều

+ Yêu cầu HS tiến hành thí nghiệm theo hướng dẫn, trả lời câu hỏi và thực

hiện các yêu cầu trong phần Hoạt động-SGK/tr.70

III – Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều

– Câu trả lời của HS:

+ Trả lời Câu hỏi trang 70 KHTN 9:

Dòng điện xoay chiều có cường độ vàchiều luân phiên thay đổi theo thời gian

+ Trả lời Hoạt động trang 70 KHTN 9:

Trang 17

+ Hoạt động trang 70 KHTN 9: Thí nghiệm tạo dòng điện xoay chiều

Chuẩn bị: Bộ thí nghiệm mô hình máy phát điện xoay chiều có hai đèn LED

như Hình 14.8

Tiến hành: Quan sát sự thay đổi sáng, tối luân phiên của hai đèn LED khi

quay chậm và quay nhanh cuộn dây dẫn trong từ trường

Trả lời các câu hỏi và thực hiện các yêu cầu sau:

1 Khi quay chậm cuộn dây dẫn thì hai đèn LED thay đổi sáng, tối luân phiên

như thế nào? Khi quay nhanh cuộn dây dẫn, có phân biệt được sự thay đổi

đó dòng điện cảm ứng trong cuộn dâycũng biến thiên chậm và sự biến thiênnày tạo ra sự sáng tối luân phiên nhaucủa hai đèn LED (một đèn LED sáng,đèn LED còn lại tối và ngược lại)

- Khi quay nhanh, sự biến thiên của sốđường sức từ diễn ra nhanh hơn Do đódòng điện cảm ứng tạo ra trong cuộn dâycũng biến thiên nhanh và làm cho sựsáng/tối của hai đèn khó phân biệt được

2 Thời gian càng dài, từ trường tăng dầntheo thời gian thì số đường sức từ xuyênqua tiết diện cuộn dây dẫn càng tăng vàngược lại, thời gian càng ít, từ trườnggiảm dần thì số đường sức xuyên quatiết diện cuộn dây giảm

Trang 18

luân phiên) theo thời gian như thế nào?

3 Dòng điện xuất hiện trong cuộn dây dẫn đi qua đèn LED có đặc điểm gì?

4 Nêu nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều

+ Trả lời câu hỏi trang 71 SGK KHTN 9: Hình 14.9 minh họạ trường hợp

khung dây quay trong từ trường đều để tạo ra dòng điện xoay chiều Vành

khuyên là vòng tròn bằng đồng, chồi quét là lá đồng Quan sát Hình 14.9 và

cho biết cách dẫn dòng điện xoay chiều xuất hiện trong khung dây quay trong

từ trường đều ra mạch ngoài như thế nào?

– HS thực hiện:

+ Tiếp nhận các thông tin về dòng điện xoay chiều và bộ dụng cụ thí nghiệm

do GV giới thiệu

+ Làm việc nhóm, thực hiện nhiệm vụ học tập

+ GV quan sát, hỗ trợ trong quá trình HS làm việc nhóm

– Lần lượt 03 HS đại diện cho 3 nhóm đứng tại chỗ trình bày câu trả lời các

câu hỏi/nhiệm vụ

– Các HS của nhóm khác so sánh với câu trả lời của nhóm mình, đưa ra nhận

xét, bổ sung (nếu cần)

3 Dòng điện xuất hiện trong cuộn dâydẫn đi qua đèn LED có đặc điểm là thayđổi chiều liên tục

4 Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoaychiều là dựa trên hiện tượng cảm ứngđiện từ: Khi số đường sức từ qua tiếtdiện của cuộn dây dẫn kín biến thiên(tăng, giảm luân phiên) theo thời gian,trong cuộn dây xuất hiện dòng điện xoaychiều

+ Trả lời câu hỏi trang 71 SGK KHTN 9: Thí nghiệm trên cho thấy, khi

quay cuộn dây thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện của cuộn dây dẫn biến thiên (tăng, giảm luân phiên) theo thời gian tạo ra dòng điện xoay chiều Dòng điện này đi qua hai chổi quét tì vào hai vành khuyên ở hai đầu cuộn dây đến đèn tạo thành mạch kín

+ Khi quay chậm, đèn LED sáng tối luân

Tiêu đề	Cảm ứng điện từ. Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều
Chuyên ngành	Khoa học tự nhiên
Thể loại	Giáo án
Năm xuất bản	2024

Định dạng
Số trang	29
Dung lượng	1,09 MB