Thiết kế bài giảng vật lý 11 cơ bản
TRÇn thuý h»ng ThiÕt kÕ bμi gi¶ng Nhμ xuÊt b¶n Hμ Néi www.VNMATH.com Chơng IV. từ trờng Bi 19 từ trờng I Mục tiêu 1. Về kiến thức Củng cố, khắc sâu kiến thức về nam châm, lực từ, từ tính của nam châm. Bổ sung kiến thức về từ tính của dây dẫn. Phát biểu đợc định nghĩa về từ trờng và quy ớc về hớng của từ trờng tại một điểm. Phát biểu đợc định nghĩa đờng sức từ, các tính chất của đờng sức từ và nêu một vài ví dụ về đờng sức từ. 2. Về kĩ năng Biết cách xác định chiều các đờng sức từ của : dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài vô hạn ; dòng điện chạy trong dây dẫn tròn. Biết cách xác định mặt Nam hay Bắc của một dòng điện chạy trong một mạch kín. Có kĩ năng quan sát thí nghiệm, phân tích, tổng hợp để rút ra các kết luận cần thiết. II Chuẩn bị Giáo viên Các thí nghiệm chứng minh về lực tơng tác từ và từ phổ. Hình vẽ 19.3, 19.4 phóng to. Học sinh www.VNMATH.com Đọc SGK THCS để ôn lại những kiến thức đã học về từ trờng. III Thiết kế hoạt động dạy học Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên Hoạt động 1 : Ôn lại những kiến thức đã biết về nam châm Nhớ lại những kiến thức đã học trong chơng trình Vật lí THCS, phát biểu chung : Nam châm là những vật có khả năng hút sắt hoặc bị sắt hút. Mỗi nam châm bao giờ cũng có hai cực phân biệt là cực Nam và cực Bắc. Hai cực của nam châm đặt gần nhau sẽ đẩy nhau khi chúng cùng tên và sẽ hút nhau khi chúng khác tên. Lực tơng tác đó đợc gọi là lực từ và các nam châm đợc gọi là có từ tính. C1. Phơng án B. Đồng ôxit. C2. a) Thanh nam châm thứ hai đặt trong cùng mặt phẳng với thanh M (mặt phẳng thẳng đứng) : ở phía dới thanh M, cực Bắc gần cực N hay gần cực S của M hoặc ở phía trên thanh M, cực Nam gần cực N hay gần cực S của M. b) Tơng tự câu a. c) Thanh nam châm thứ hai O. Nam châm là gì ? Đặc điểm của nam châm ? Các nam châm tơng tác với nhau nh thế nào ? Lực tơng tác đó gọi là gì ? Tại sao nói nam châm có từ tính ? O. Hoàn thành yêu cầu C1, C2. www.VNMATH.com nằm trong cùng mặt phẳng ngang chứa thanh M, có một cực gần cực N hoặc cực S của M. Cá nhân nhận thức đợc vấn đề cần nghiên cứu. . Trong chơng trình vật lí THCS chúng ta đã biết sơ lợc về nam châm, từ trờng. Bài học hôm nay sẽ giúp chúng ta hiểu sâu hơn về từ trờng, đờng sức từ và từ tính của dây dẫn có dòng điện. Hoạt động 2 : Tìm hiểu về từ tính của dây dẫn có dòng điện Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ. Cá nhân sử dụng SGK và kết hợp với lời giảng của GV, trao đổi nhóm, rút ra kết luận : Lực từ có thể xuất hiện trong tơng tác giữa hai dây dẫn có dòng điện (gọi tắt là hai dòng điện), giữa hai nam châm, giữa một dòng điện và một nam châm. Ta nói dòng điện, nam châm có từ tính. . Thực nghiệm đã chứng tỏ rằng dây dẫn có dòng điện chạy qua cũng có từ tính nh nam châm. Cụ thể là : Dòng điện có thể tác dụng lực lên nam châm và ngợc lại. Hai dòng điện có thể tơng tác với nhau. GV giới thiệu thí ngiệm hình 19.3, 19.4 và 19.5. O. Lực từ có thể xuất hiện ở những đâu ? Hoạt động 3 : Định nghĩa từ trờng và hớng của từ trờng tại một điểm Cá nhân trả lời : Điện trờng là một môi trờng (dạng vật chất) bao quanh điện tích và gắn liền O. Điện trờng là gì ? www.VNMATH.com với điện tích. Điện trờng tác dụng lực lên các điện tích khác đặt trong nó. Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ. Dùng kim nam châm nhỏ, đặt tại những vị trí bất kì trong không gian đó. Quy ớc : Hớng của từ trờng tại một điểm là hớng Nam Bắc của kim nam châm nhỏ nằm cân bằng tại điểm đó. . Nh vậy, điện trờng là môi trờng truyền tơng tác điện giữa những vật nhiễm điện. Tơng tự nh thế, xung quanh dòng điện hoặc một nam châm tồn tại một từ trờng. Chính từ trờng này đã gây ra lực từ tác dụng lên một dòng điện khác hay một một nam châm khác đặt trong đó. Yêu cầu HS đọc SGK để tìm hiểu định nghĩa từ trờng. O. Làm thế nào để phát hiện ra từ trờng tại một điểm trong một khoảng không gian ? O. Nêu quy ớc hớng của từ trờng tại một điểm ? . Cũng giống nh điện trờng, chúng ta không thể nhìn thấy đợc sự tồn tại của từ trờng trong không gian, để nhận biết đợc sự tồn tại đó, ngời ta phải thông qua một khái niệm khác, đó là đờng sức từ. Hoạt động 4 : Tìm hiểu khái niệm đờng sức từ Cá nhân hoàn thành yêu cầu . Đờng sức từ là những đờng vẽ ở trong không gian có từ trờng, sao cho tiếp tuyến tại mỗi điểm có hớng trùng với hớng của từ trờng tại điểm đó. Ngời ta quy ớc chiều của đờng sức từ tại một điểm là chiều của điện trờng tại điểm đó. Yêu cầu HS quan sát hình 19.6 để thấy www.VNMATH.com của GV. Thí nghiệm : Rắc mạt sắt lên một tấm nhựa trong (hoặc một tấm bìa cứng), nhẵn và đa vào trong từ trờng cần quan sát. Các mạt sắt bị từ hoá, trở thành những nam châm nhỏ và sắp xếp theo những đờng sức từ. đợc cách sắp xếp kim nam châm trên một đờng sức từ và chiều của đờng sức từ. . Có thể quan sát hình dạng của những đờng sức từ bằng hình ảnh của từ phổ. O. Mô tả thí nghiệm từ phổ và giải thích kết quả thí nghiệm. Hoạt động 5 : Tham khảo một số ví dụ về đờng sức từ và các tính chất của đờng sức từ Quy tắc nắm tay phải : Nắm bàn tay phải, rồi đặt sao cho bốn ngon stay hớng theo chiều dòng điện chạy qua các vòng dây thì ngón tay cái choãi ra chỉ chiều của đờng sức từ trong lòng ống dây. . Trong chơng trình vật lí lớp 9 THCS, chúng ta đã tìm hiểu về từ trờng của ống dây có dòng điện chạy qua và quy tắc nắm tay phải nêu lên mối quan hệ giữa chiều dòng điện trong ống dây và chiểu của đờng sức từ trong lòng ống dây. O. Hãy phát biểu lại nội dung của quy tắc đó ? . Quy tắc nắm tay phải cũng có thể áp dụng đối với từ trờng của dòng điện thẳng rất dài. Tuy nhiên, cách phát biểu sẽ khác đi : Để bàn tay phải sao cho ngón cái nằm dọc theo dây dẫn và chỉ theo chiều dòng điện, khi đó các ngón kia khum lại cho ta chiều của các đờng sức từ. www.VNMATH.com Cá nhân đọc SGK để thu thập thông tin. Tính chất của đờng sức từ : + Qua mỗi điểm trong không gian chỉ có thể vẽ đợc duy nhất một đờng sức từ. + Các đờng sức từ là những đờng cong khép kín hoặc vô hạn ở hai đầu. + Chiều của các đờng sức từ tuân theo những quy tắc xác định tuỳ thuộc vào hình dạng của dòng điện. + Quy ớc vẽ các đờng sức từ : nơi có từ trờng mạnh thì vẽ mau, nơi có từ trờng yếu thì vẽ tha. C3. Nhìn từ trên xuống, dòng điện chạy trong vòng tròn C có chiều ngợc chiều kim đồng hồ. Yêu cầu HS đọc SGK để tìm hiểu về từ trờng của dòng điện thẳng rất dài và yêu cầu một số HS lên bảng xác định một trong hai yếu tố (chiều dòng điện trong dây dẫn và chiều đờng sức từ) trong một số ví dụ cụ thể. Tiếp tục yêu cầu HS tìm hiểu về từ trờng của dòng điện tròn. Đặc biệt, cho HS đọc kĩ và áp dụng vào ví dụ cụ thể cách xác định nhanh chiều dòng điện của một dòng điện tròn tại mặt Nam hay mặt Bắc. O. Đờng sức từ có những đặc điểm gì ? (Gợi ý : số đờng sức từ tại một điểm trong không gian, hình dạng các đờng sức từ, chiều của các đờng sức từ,). O. Hoàn thành yêu cầu C3. Hoạt động 6 : Tìm hiểu từ trờng của Trái Đất Phần này yêu cầu HS tự đọc SGK tại lớp, hoặc nếu không đủ thời gian có thể giao về nhà cho HS đọc và tìm www.VNMATH.com Quy tắc nắm tay phải hiểu. Lu ý cho HS các khái niệm : địa từ trờng (từ trờng Trái Đất), địa từ trờng trung bình và địa cực từ. Hoạt động 7 : Củng cố, vận dụng Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ. Cá nhân hoàn thành bài tập 5, 6. GV có thể dùng bảng so sánh sau để khắc sâu kiến thức cho HS (cũng có thể yêu cầu HS tự lập bảng so sánh). Điện trờng Từ trờng - Là môi trờng vật chất bao quanh điện tích. - Là môi trờng vật chất bao quanh nam châm và dòng điện. - Để phát hiện ra điện trờng, ngời ta dùng điện tích thử. - Để phát hiện ra từ trờng, ngời ta dùng nam châm thử. - Điện tích gây ra điện trờng. - Dòng điện gây ra tù trờng. - Vectơ cờng độ điện trờng đặc trng cho điện trờng tại một điểm. - Vectơ cảm ứng từ đặc trng cho từ trờng tại một điểm. - Trong điện trờng có các đờng sức điện. - Trong từ trờng có các đờng sức từ. - Điện trờng tác dụng lực điện lên các điện tích khác đặt trong nó. - Từ trờng tác dụng lực từ lên các nam châm hoặc dòng điện khác đặt trong www.VNMATH.com Bài 5. Phơng án B. Lực từ không phải là lực tơng tác giữa hai điện tích. Bài 6. Phơng án B. Từ trờng không tơng tác với các điện tích đứng yên. nó. O. Hoàn thành yêu cầu của bài tập 5, 6 SGK. Hoạt động 8 : Tổng kết bài học Cá nhân nhận nhiệm vụ học tập. GV nhận xét, đánh giá giờ học. Yêu cầu HS : Về nhà làm bài tập 7, 8 SGK. Đọc SGK THCS để ôn lại những kiến thức đã học về từ trờng, quy tắc bàn tay trái. Ôn kiến thức về hợp các lực đồng quy, tích các vectơ. Bi 20 Lực từ - cảm ứng từ I Mục tiêu 1. Về kiến thức Phát biểu đợc định nghĩa từ trờng đều, biết đợc cách để tạo ra từ trờng đều. Xác định đợc lực từ do từ trờng đều tác dụng lên một đoạn dây dẫn có dòng điện. Phát biểu đợc định nghĩa vectơ cảm ứng từ ,B G đơn vị của cảm ứng từ. Mô tả đợc một thí nghiệm xác định cảm ứng từ. Viết đợc biểu thức xác định cảm ứng từ tại vị trí đang xét. Phát biểu đợc định nghĩa phần tử dòng điện. Viết đợc biểu thức tổng quát của lực từ F G theo .B G www.VNMATH.com Từ công thức : FIlB= GG suy ra đợc quy tắc xác định lực từ F G tác dụng lên phần tử dòng điện. 2. Về kĩ năng Biết cách xác định chiều các đờng sức từ của : dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài vô hạn ; dòng điện chạy trong dây dẫn tròn. Biết cách xác định mặt Nam hay Bắc của một dòng điện chạy trong một mạch kín. Có kĩ năng quan sát thí nghiệm, phân tích, tổng hợp để rút ra các kết luận cần thiết. II Chuẩn bị Giáo viên Các thí nghiệm chứng minh về lực tơng tác từ và từ phổ. Hình vẽ 19.3, 19.4 phóng to. Học sinh Đọc SGK THCS để ôn lại những kiến thức đã học về từ trờng, quy tắc bàn tay trái. Ôn kiến thức về hợp các lực đồng quy, tích các vectơ. III Thiết kế hoạt động dạy học Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên Hoạt động 1 : Kiểm tra kiến thức cũ và nhận thức vấn đề mới Nhớ lại những kiến thức đã học, trả lời chung : Điện trờng là môi trờng vật chất bao quanh điện tích. Đại lợng đặc trng cho điện trờng là cờng độ điện trờng. O. Điện trờng là gì ? Đại lợng nào đặc trng cho điện trờng ? . Trong chơng I chúng ta đã biết www.VNMATH.com [...]... hình 20 .2a, chú ý cho HS phơng đặt dây dẫn M1M2 = l trong từ trờng đều, có dòng điện I chạy qua C1 Khi cân bằng, ta có : F + mg = T Với T là lực căng tổng cộng của GV cần lu ý rằng thí nghiệm này HS đã đợc tiến hành ở lớp 9 THCS nên khi dạy phần này GV có thể tiến hành nhanh lại thí nghiệm hoặc chỉ cần dùng tranh vẽ hình 20 .2a phóng to và yêu cầu HS nhắc lại các bớc thực hành Cần vẽ hình 20 .2b lên bảng,... xét, đánh giá giờ học Yêu cầu về nhà của HS : Làm bài tập 5, 7, 8 SGK Hớng dẫn : Cá nhân nhận nhiệm vụ học tập Bài 7 Biểu thức tính chu kì chuyển 2 R động là : T = v Bài 8 Khoảng cách AC chính là đờng kính quỹ đạo tròn (bằng 2R), khoảng cách này tỉ lệ thuận với khối lợng của ion, cũng tỉ lệ với phân tử gam của ion Biết khoảng cách AC đối với C2H5O+ là 22 ,5 cm Ôn tập kiểm tra cuối chơng www.VNMATH.com... nguyên lí chồng chất từ trờng 2 Về kĩ năng Biết vận dụng các biểu thức tính cảm ứng từ B của các loại dòng điện và nguyên lí chồng chất từ trờng để giải các bài toán đơn giản II Chuẩn bị Giáo viên Các thí nghiệm về từ phổ và kim nam châm nhỏ để xác định hớng của cảm ứng từ Nếu có điều kiện thì vẽ sẵn các hình 21 .1, 21 .3, 21 .4 trên giấy khổ to Học sinh Ôn lí thuyết bài 19, 20 Chú ý đến quan hệ giữa... trung điểm của O1O2 O Hoàn thành yêu cầu C3 và bài tập 3, 4 Bài 3 Câu A Độ lớn cảm ứng từ tại tâm của một dòng điện tròn tỉ lệ với cờng độ dòng điện Bài 4 Câu C Cảm ứng từ trong lòng ống dây điện hình trụ là đồng đều (hay nói cách khác từ trờng đó là từ trờng đều) Hoạt động 7 : Tổng kết bài học Cá nhân nhận nhiệm vụ học tập GV nhận xét, đánh giá giờ học Yêu cầu về nhà đối với HS : Làm bài tập 5, 6,7... bảng so sánh lực điện và lực từ (điểm đặt, phơng, chiều, độ lớn, v.v ) www.VNMATH.com khi q > 0 và theo quy tắc ngợc chiều bàn tay trái với E khi q < 0 Cá nhân hoàn thành bài tập 4, 5 O Hoàn thành bài tập 4, 5 (SGK) Bài 4 Câu B Lực từ không tác dụng lên phần tử dòng điện cùng hớng với từ trờng Bài 5 Câu B Cảm ứng từ tại một điểm trong từ trờng nằm theo hớng của đờng sức từ Hoạt động 6 : Tổng kết bài. .. trái cho www.VNMATH.com Bài 3 Câu C Lực Lo-ren-xơ phụ thuộc vào hớng của từ trờng lực Lo-ren-xơ O Hoàn thành bài tập 3, 4, 6 (SGK) Bài 4 Câu D Hạt elêctron bay vào trong một từ trờng đều theo hớng của từ trờng B thì chuyển động không thay đổi Bài 6 Lực điện tác dụng lên điện tích song song với E Lực Lo-ren-xơ tác dụng lên một điện tích vuông góc với B Hoạt động 5: Tổng kết bài học GV nhận xét, đánh... số tỉ lệ k có giá trị là 2. 10 7 B = 2. 107 I r Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ và đọc mục ví dụ trong sgk Trong đó đơn vị của I là ampe (A), đơn vị của r là mét (m), đơn vị của B là Tesla (T) Hoạt động 3 : Tìm hiểu từ trờng của dòng điện chạy trong dây dẫn uốn thành vòng tròn GV vẽ hình 21 .3 lên bảng nhng chỉ vẽ mặt phẳng và dòng điện mà cha vẽ các đờng sức từ Nhớ lại kiến thức bài 19, trả lời chung : O... án đề số 1 Câu 1 D Câu 2 C Câu 3 C Câu 4 B = N .2. 107 I B.R.107 I= 4mA R 2. N Đề số 2 (Thời gian 30 phút) www.VNMATH.com Câu 1 Chọn câu đúng trong các câu sau A Lực từ chỉ do nam châm vĩnh cửu tạo ra B Nam châm độc lập tạo ra xung quanh nó những lực từ C Lực từ là lực do từ trờng của nam châm tác dụng lên dây dẫn D Lực từ là lực do từ trờng tác dụng lên nam châm hay dòng điện Câu 2 Chọn câu đúng trong... của mặt phẳng và dòng điện Câu 6 Hãy tính cảm ứng từ B tại điểm cách dòng điện thẳng 2cm Dòng điện có cờng độ 3A và ở trong môi trờng không khí ? A 12. 10 5T B 3.10 5T D 2. 10 5T C 6.10 5T Câu 7 Ngời ta muốn tạo ra từ trờng có cảm ứng từ B = 2, 5.105 T bên trong một ống dây Cờng độ điện trờng trong mỗi vòng dây là I = 2A, ống dây dài 50 cm Hỏi phải quấn bao nhiêu vòng dây ? v E Câu 8 Cho êlectron có... dây dẫn có dòng điện, quy tắc bàn tay trái Bi 22 lực lo-ren-xơ I Mục tiêu 1 Về kiến thức www.VNMATH.com Phát biểu đợc định nghĩa lực Lo-ren-xơ Nêu đợc các đặc điểm (phơng, chiều, độ lớn) của lực Lo-ren-xơ do từ trờng có cảm ứng từ B tác dụng lên một hạt điện tích q0 chuyển động với vận tốc v Nêu đợc đặc điểm về sự bảo toàn động năng và những đặc trng cơ bản của hạt điện tích q0 khi nó chuyển động . nghiệm hoặc chỉ cần dùng tranh vẽ hình 20 .2a phóng to và yêu cầu HS nhắc lại các bớc thực hành. Cần vẽ hình 20 .2b lên bảng, phân tích www.VNMATH.com . từ. Nếu có điều kiện thì vẽ sẵn các hình 21 .1, 21 .3, 21 .4 trên giấy khổ to. Học sinh Ôn lí thuyết bài 19, 20 . Chú ý đến quan hệ giữa chiều dòng điện