Bài 42: NĂNG LƯỢNG TỪ TRƯỜNG

I. MỤC TIÊU: 1. Về kiến thức: Vận dụng kiến thức được công thức xác đinh năng lượng từ trường trong ống dây và công thức xác định mật độ năng lượng từ trường . Hiểu rằng năng lượng tích trữ trong ống dây chính là năng lượng từ trường.Do đó thành lập được công thức xác định mật độ năng lượng từ trường. 2. Về kĩ năng: Giải thích sự tồn tại của năng lượng từ trường. Áp dụng của năng lượng từ trường để giải thích 1 số bài tập. II. CHUẨN BỊ: 1.Giáo viên: Video thí nghiệm ngắt mạch điện ở bài 41 Hiện tượng tự cảm. 2.Học sinh: Ôn tập về hiện tượng tự cảm. III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC: 1.Ổn định lớp : 2. Kiểm tra kiến thức cũ: Thời gian Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung ghi bảng 5’ 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 1 mạch điện do chính sự biến đổi của dòng điện trong mạch đó gây ra. L = 4.107n2v n: Số vòng dây1 đơn vị chiều dài V: Thể tích của ống Đơn vị: henri (H) 3.Bài mới Hoạt động 1: Tìm hiểu về năng lượng từ trường của ống dây có dòng điện Thời gian Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung ghi bảng (10) Cho HS xem video thí nghiệm 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 dây có hệ số tự cảm L thì năng lượng trong ống dây là : 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 Hoạt động 2: Tìm hiểu về năng lượng từ trường Thời gian Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung ghi bảng (15) Lập bản so sánh giữa tụ điện được tích điện và ống dây có dòng điện chạy qua để HS có thể rút ra được sự tương tự. 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 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 , 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 ? Chứng minh rằng năng lượng từ trường được tính bằng công thức Công thức 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 L = 4.107n2v n: Số vòng dây1 đơn vị chiều dài V: Thể tích của ống Đơn vị: henri (H) Công thức xác định cảm ứng từ trong ống dây dài ? n:số vòng dây trên 1 mét chiều dài. Thay (1) và (2) vào công thức tính từ trường trong ống dây ta được Gọi w là mật độ năng lượng từ trường đều trong ống dây,ta có W= w.v Suy ra Trả lời câu hỏi C1,C2 2. Năng lượng từ trường Năng lượng của ống dây là năng lượng từ trường Công thức: Mật độ năng lượng từ trường:

Giáo viên hướng dẫn: Trương Văn Ngọc Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Thùy Dương Lớp: 11B7 Bài 42: NĂNG LƯỢNG TỪ TRƯỜNG I MỤC TIÊU: Về kiến thức: - Vận dụng kiến thức công thức xác đinh lượng từ trường ống dây công thức xác định mật độ lượng từ trường - Hiểu lượng tích trữ ống dây lượng từ trường.Do thành lập công thức xác định mật độ lượng từ trường Về kĩ năng: - Giải thích tồn lượng từ trường - Áp dụng lượng từ trường để giải thích số tập II CHUẨN BỊ: 1.Giáo viên: Video thí nghiệm ngắt mạch điện 41 Hiện tượng tự cảm 2.Học sinh: Ôn tập tượng tự cảm III TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC: 1.Ổn định lớp : Kiểm tra kiến thức cũ: Thời gian 5’ Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh - Trình bày tượng tự cảm? - Hiện tượng tự cảm tượng cảm ứng điện từ mạch điện biến đổi dòng điện mạch gây - L = 4π.10-7n2v n: Số vòng dây/1 đơn vị chiều dài V: Thể tích ống Đơn vị: henri (H) - Viết biểu thức độ tự cảm ống dây? Nội dung ghi bảng 3.Bài Hoạt động 1: Tìm hiểu lượng từ trường ống dây có dòng điện Thời Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung ghi bảng gian (10') Cho HS xem video thí nghiệm Đặt vấn đề: Khi ngắt mạch, bóng đèn sáng khoảng thời gian tắt Năng lượng cung cấp cho bóng đèn lấy đâu ra? Bài học hôm nghiên cứu vấn đề Năng lượng - Năng lượng cung cấp - Năng lượng tích ống dây có dòng điện cho bóng đèn lấy trữ ống dây từ a Nhận xét: đâu ra? trước ngắt mạch b Công thức tính - Người ta chứng minh điện lượng ống dây có rằng, có dòng điện dòng điện có cường độ i chạy qua ống dây có hệ số tự W = Li cảm L lượng ống dây : W= Li 2 Hoạt động 2: Tìm hiểu lượng từ trường Thời Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh gian (15') - Lập so sánh tụ điện tích điện ống dây có dòng điện chạy qua để HS có Nội dung ghi bảng Năng lượng từ trường - Năng lượng ống dây lượng từ thể rút tương tự - Khi cho dòng điện chạy qua ống dây ống dây có từ trường Vì vậy, người ta quan niệm lượng ống dây lượng từ trường ống dây - Năng lượng từ trường ống dây dài có quan hệ với từ trường ống dây? Hãy xây dựng biểu thức toán học biểu diễn mối quan hệ - Để tính lượng từ trường ống dây ta phải sử dụng công thức w= trường - Công thức: W= 10 B V 8π - Mật độ lượng từ trường: w= Li , L, i xác định ? - Viết công thức tính hệ - L = 4π.10-7n2v số tự cảm ống n: Số vòng dây/1 đơn dây dài ? vị chiều dài V: Thể tích ống Đơn vị: henri (H) - Viết công thức xác - Công thức xác định định cảm ứng từ cảm ứng từ ống ống dây dài ? dây dài ? B = 4π 10−7 nI n:số vòng dây mét chiều dài - Chứng minh - Thay (1) (2) vào lượng từ trường công thức tính từ 10 B 8π tính công trường ống dây thức ta WL = 10 B V 8π - Công thức w= W= 10 B V 8π - Gọi w mật độ lượng từ trường ống dây,ta có W= w.v Suy w = 10 B 8π 10 B 8π cho tất trường hợp từ trường không từ trường phụ thuộc thời gian -Yêu cầu HS trả lời câu - Trả lời câu hỏi C1,C2 hỏi C1,C2 Hoạt động 3: Vận dụng, củng cố, dặn dò Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh 15’ - Nhắc lại kiến thức - Tóm tắt: - Phát phiếu học tập l=40 cm - Hướng dẫn HS làm N=800 vòng câu 6/PHT I=4 (A) Một ống dây dài 40 Cường độ qua ống dây cm có tất 800 vòng i: 0→4(A) dây Diện tích tiết diện - Khi cường độ qua ngang ống dây ống dây 10 cm2 Cường lượng ống độ qua ống tăng từ dây dến (A) Hỏi nguồn - Khi cường độ qua điện cung cấp cho ống dây ống dây năng lượng ống lượng bao nhiêu? dây là: Điện trở ống dây = 4π.10-7n2V.i 2 nhỏ bỏ qua Nội dung ghi bảng - Khi cường độ qua ống dây lượng ống dây - Khi cường độ qua ống dây lượng ống dây là: 4π.10-7n2V.i 2 N =2π.10-7( ( ) L.S.i L N2 S i -7 L =2π.10 = 800 10 −3.4 10-7 =2π 0,4 N L =2π.10-7( ( ) L.S.i W=0,016(J) Đáp số: W=0,016(J) N2 S i -7 L =2π.10 800 10 −3.4 10-7 =2π 0,4 W=0,016(J) - Học sinh lắng nghe va thực -Yêu cầu học sinh : Giải tập sách giáo khoa ,chuẩn bị PHIẾU HỌC TẬP Nhóm ………… Câu 1: Phát biểu sau đúng? A Khi có dòng điện chạy qua ống dây ống dây tồn lượng dạng lượng điện trường B Khi có dòng điện chạy qua ống dây ống dây tồn lượng dạng C Khi tụ điện tích điện tụ điện tồn lượng dạng lượng từ trường D Khi có dòng điện chạy qua ống dây ống dây tồn lượng dạng lượng từ trường Câu 2: Năng lượng từ trường ống dây có dòng điện chạy qua xác định theo công thức: B W = Li ε C W = E2 9.10 8π A W = CU D W = 10 B V 8π Câu 3: Mật độ lượng từ trường xác định theo công thức: 2 B w = LI 2 A w = CU ε C w = 9.109.8π E D w = 10 B 8π Câu 4: Một ống dây có hệ số tự cảm L = 0,01 (H), có dòng điện I = (A) chạy qua Tính lượng từ trường ống dây Câu 5: Một ống dây có hệ số tự cảm L = 0,01 (H) Khi có dòng điện chạy qua ống dây có lượng 0,08 (J) Tính cường độ dòng điện qua ống dây Câu 6: Một ống dây dài 40cm có tất 800 vòng dây Diện tích tiết diện ngang ống dây 10 cm2 Ống dây nối với nguồn điện, cường độ dòng điện qua ống dây tăng từ đến 4A Nguồn điện cung cấp cho ống dây lượng bao nhiêu? Giáo viên hướng dẫn Sinh viên thực tập Trương Văn Ngọc Nguyễn Thị Thùy Dương