giáo án: năng lượng từ trường
Họ và tên sinh viên: Vũ Thị Thanh Thủy Giáo viên hướng dẫn: Hồ Thị Hoài Hương Ngày soạn: 5/3/2013 Ngày dạy: ./3/2013 Lớp giảng dạy: 11A 3 NĂNG LƯỢNG TỪ TRƯỜNG I. Mục tiêu 1. Về kiến thức - Vận dụng được công thức xác định được năng lượng tích trữ trong ống dây khi có dòng điện chạy qua. - Phát biểu được công thức xác định mật độ năng lượng từ trường. 2. Về kỹ năng - Giải thích được sự tồn tại của năng lượng từ trường. - Vận dụng được biểu thức xác định mật độ năng lượng từ trường để giải một số bài tập. 3. Về thái độ - Hứng thú học tập - Nghiêm túc trong giờ học - Sôi nổi phát biểu xây dựng bài II. Chuẩn bị 1. Giáo viên - Bộ thí nghiệm về hiện tượng tự cảm khi ngắt mạch. 2. Học sinh - Ôn lại kiến thức về hiện tượng tự cảm. III. Trọng tâm bài giảng - Năng lượng của ống dây có dòng điện - Năng lượng từ trường IV. Tiến trình dạy học 1. Ổn định lớp 2. Kiểm tra bài cũ (5 phút) Hoạt động của GV Hoạt động của HS -Trình bày hiện tượng tự cảm? -Viết biểu thức độ tự cảm của ống dây? - Hiện tượng tự cảm là hiện tượng cảm ứng điện từ trong 1mạch điện do chính sự biến đổi của dòng điện trong mạch đó gây ra. -L = 4π.10 -7 n 2 v n: Số vòng dây/1 đơn vị chiều dài V: Thể tích của ống Đơn vị: henri (H) 1 - Tính hệ số tự cảm của một ống dây dài 50 cm, diện tích tiết diện ngang của ống là 10 cm 2 . Cho biết ống dây có 1000 vòng? 3.Bài mới Hoạt động 1: Tìm hiểu về năng lượng từ trường của ống dây có dòng điện (15 phút) Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung ghi bảng * Đặt vấn đề : Khi ngắt mạch, bóng đèn vẫn sáng trong một khoảng thời gian rồi mới tắt. Năng lượng cung cấp cho bóng đèn là lấy ở đâu ra ? Bài học hôm nay đi nghiên cứu vấn đề này. - Năng lượng cung cấp cho bóng đèn là lấy ở đâu ra ? - Người ta chứng minh rằng, khi có dòng điện có cường độ i chạy qua ống dâycó hệ số tự cảm L thì năng lượng trong ống dây là : 2 1 2 w Li = - Năng lượng này tích trữ trong ống dây từ trước khi ngắt mạch điện 1. Năng lượng của ống dây có dòng điện a. Nhận xét: b. Công thức tính năng lượng của ống dây có dòng điện 2 1 2 w Li= Hoạt động 2: Tìm hiểu về năng lượng từ trường (15 phút) Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung ghi bảng - Khi cho dòng điện chạy qua ống dây thì trong ống dây có từ trường. Vì vậy, người ta quan niệm rằng năng lượng của ống dây chính là năng lượng của từ trường trong ống dây 2. Năng lượng từ trường - Năng lượng của ống dây là năng lượng từ trường - Công thức: 7 2 1 10 8 W B V π = 2 đó. - Năng lượng từ trường trong ống dây dài có quan hệ như thế nào với từ trường trong ống dây ? Hãy xây dựng biểu thức toán học biểu diễn mối quan hệ đó . - Để tính năng lượng từ trường trong ống dây ta phải sử dụng công thức 2 1 2 w Li= , trong đó L, i được xác định như thế nào ? - Viết công thức tính hệ số tự cảm trong ống dây dài ? - Viết công thức xác định cảm ứng từ trong ống dây dài ? - L = 4π.10 -7 n 2 v n: Số vòng dây/1 đơn vị chiều dài V: Thể tích của ống Đơn vị: henri (H) -Công thức xác định cảm ứng từ trong ống dây dài ? 7 4 .10B nI π − = n: số vòng dây trên 1 mét chiều dài. - Thay (1) và (2) vào công thức tính từ trường trong ống dây ta được 7 2 1 10 8 W B V π = - Gọi w là mật độ năng lượng từ trường đều trong ống dây,ta có W= w.v Suy ra 7 2 1 10 8 w B π = - Mật độ năng lượng từ trường: 7 2 1 10 8 w B π = 3 -Công thức 7 2 1 10 8 w B π = đúng cho tất cả trường hợp từ trường không đều và từ trường phụ thuộc thời gian. -Yêu cầu HS trả lời câu hỏi C1, C2 - Trả lời câu hỏi C1, C2 Hoạt động 3: Vận dụng, củng cố, dặn dò (10 phút) Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung ghi bảng -Một ống dây dài 40 cm có tất cả 800 vòng dây. Diện tích tiết diện ngang của ống dây bằng 10 cm. Cường độ qua ống tăng từ 0 dến 4 (A). Hỏi nguồn điện đã cung cấp cho ống dây một năng lượng bằng bao nhiêu? Điện trở của ống dây rất nhỏ có thể bỏ qua. -Yêu cầu học sinh : Giải các bài tập trong sách giáo khoa, sách bài tập, chuẩn bị bài mới -Tóm tắt: l=40 cm N=800 vòng I=4 (A) Cường độ qua ống dây i: 0→4(A) - Khi cường độ qua ống dây bằng 0 thì năng lượng của ống dây bằng 0. - Khi cường độ qua ống dây bằng 4 thì năng lượng của ống dây là: = 2 1 .4π.10 -7 n 2 V.i 2 =2π.10 -7 ( 2 )( L N L.S.i 2 =2π.10 -7 2 2 iS L N =2π. 23 2 4.10. 4,0 800 − 10 -7 W=0,016(J) - Học sinh lắng nghe và thực hiện. - Khi cường độ qua ống dây bằng 0 thì năng lượng của ống dây bằng 0. - Khi cường độ qua ống dây bằng 4 thì năng lượng của ống dây là: = 2 1 .4π.10 -7 n 2 V.i 2 =2π.10 -7 ( 2 )( L N L.S.i 2 =2π.10 -7 2 2 iS L N =2π. 23 2 4.10. 4,0 800 − 10 -7 W=0,016(J) Đáp số: W=0,016(J) 4 . dây dài có quan hệ như thế nào với từ trường trong ống dây ? Hãy xây dựng biểu thức toán học biểu diễn mối quan hệ đó . - Để tính. - Tính hệ số tự cảm của một ống dây dài 50 cm, diện tích tiết diện ngang của ống là 10 cm 2 . Cho biết ống dây có 1000 vòng? 3.Bài mới Hoạt