Giáo Án Vật Lý 12 – Dao Động & Sóng Điện Từ

Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2013 – 2014 Ngày soạn : 02/11/2013 Tiết : 35&36 CHƯƠNG IV DAO ĐỘNG & SÓNG ĐIỆN TỪ BÀI 21: DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ I MỤC TIÊU : Kiến thức: - Biết cấu tạo mạch dao động LC hiểu khái niệm dao động điện từ - Thiết lập công thức dao động điện từ riêng mạch LC (các biểu thức phụ thuộc thời gian điện tích, cường độ dòng điện, hiệu điện thế, lượng điện từ) - Hiểu nguyên nhân làm tắt dần dao động điện từ nguyên tắc trì dao động - Hiểu tương tự dao động điện dao động Kỹ năng: - Thành lập phương trình dao động: q, u, i, lượng dao động - Giải thích tương tự dao động điện - Xác định đại lượng mạch dao động Thái độ: II CHUẨN BỊ : Giáo viên : - Hình vẽ minh hoạ dao động điện từ hình 21.3, 21.4 Dao động điện từ tắt dần - Chuẩn bị thí nghiệm ảo minh hoạ chi tiết diễn biến dao động điện mạch LC với đồ thị dao động tường minh Học sinh : - Ôn lại dao động học (dao động trì, dao động tự do, dao động tắt dần ) - Ôn lại định luật cho mạch điện, lượng tụ điện, điện tích (năng lượng điện trường, lượng từ trường) III TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC: A HOẠT ĐỘNG BAN ĐẦU Ổn định tổ chức Giới thiệu mục tiêu chương IV: (5/) Tạo tình học tập B TIẾN TRÌNH BÀI HỌC TL Hoạt động HS Hoạt động GV Kiến thức HĐ 1:Nhận biết mạch dao động và dao động điện từ, thành lập công thức q, u, i - Quan sát thí nghiệm và - Minh hoạ mạch dao động bằng Dao động điện mạch 15 nhận xét thí nghiệm ảo LC: a Thí nghiệm: C L + Thí nghiệm: SGK + Kết luận mạch kín LC có dòng điện có dạng hình sin + Mạch dao động (khung dao + q C L động): mạch điện kín gồm tụ E điện mắc với cuộn cảm b Giải thích: - Thảo luận nhóm cấu tạo Khi tụ điện phóng điện (q Y của mạch dao động: giảm), dòng điện qua L tăng L C Mạch điện kín LC gây hiện tượng tự cảm làm - Dòng điện có dạng hình sin chậm sự phóng điện Khi - Cấu tạo của mạch dao động? (q=0), imax dòng điện tự cảm lại - Nhận xét dòng điện mạch nạp điện cho tụ điện, (i giảm) điện kín LC? Huỳnh Thị Kỹ Tổ Lý CN- THPT Lê Quý Đôn - QN Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2013 – 2014 - Tụ điện tích điện - Quan sát hình 21.3 - Thảo luận nhóm trả lời C1: t=T/4; 3T/4 ta có imax nên từ trường ống dây đạt giá trị cực đại - Khi khóa K ở chốt hiện tượng gì xảy ra? - Chuyển khóa K sang vị trí hiện tượng gì xảy ra? Hướng dẫn hs giải thích dựa vào hình 21.3 - Yêu cầu HS trả lời câu hỏi C1 A C + + - - L B +i= dq = q/ dt + uAB = e = -L -Lq// + uAB = e – r.i + uAB = q C di = -Li/ = dt + Biểu thức định nghĩa cường dòng điện tức thời ? + Biểu thức suất điện động tự cảm cuộn dây? + Với qui ước vậy biểu thức định luật Ôm cho đoạn mạch AB có chứa L thế nào? điện tích các bản trái dấu so với lúc đầu (q tăng) đến i =0 thì qmax Sau đó tụ điện phóng điện hiện tượng trước nhiên theo chiều ngược lại Vậy mạch kín LC xảy dao động điện và dao động từ tương tự dao động gọi là dao động điện từ c Khảo sát định lượng: - Chọn chiều dương i: qua cuộn cảm từ B→A Nếu dòng điện chạy theo chiều cường độ i > 0, theo chiều ngược lại i < - q>0 cực nối A mang điện tích (+) Vận dụng định luật Ôm: uAB = e – r.i - Hđt hai đầu cuộn cảm: uAB = e-ir = e = -Lq’’ (1) - Hđt hai đầu tụ: uAB = + Biểu thức hđt hai đầu tụ điện? q (2) C q = -Lq’’hay q’’ + ω2q = C với ω = LC ⇒ + Thảo luận nhóm: Thành lập - Hướng dẫn hs thành lập biểu biểu thức của q, i, u thức của q, i, u mạch dao động mạch dao động + q, u, i biến đổi điều hòa theo + Nhận xét các đại lượng q, u, i? thời gian với tần số góc ω + C2: Nhận xét pha dao động của u và i + Trả lời C2: i = -ωqosin(ωt + ϕ) + u biến thiên tuần hoàn nên điện π = Iocos(ωt + ϕ + ) Vậy i trường bên tụ cũng biến thiên tuần hoàn Đồng thời i qua π sớm pha u góc cuộn cảm biến thiên tuần hoàn nên từ trường (B tỉ lệ với i) mạch cũng biến thiên tuần hoàn Nghiệm phương trình có dạng: q = q0cos(ωt + ϕ) + Điện tích biển đổi điều hoà với ω = LC q qo = cos(ωt + ϕ) C C i = q’= -ωqosin(ωt + ϕ) Vậy q, u, i biến đổi điều hòa theo thời gian với tần số góc ω * Biến thiên của từ trường và điện trường ở mạch dao + Nêu khái niệm dao động điện động gọi là dao động điện từ từ và dao động điện từ tự và Nếu tác dụng điện các đại lượng đặc trưng riêng của hoặc từ bên dao động mạch dao động mạch dao động tự Các đặc trưng riêng của mạch dao động LC: + uAB = Huỳnh Thị Kỹ Tổ Lý CN- THPT Lê Quý Đôn - QN Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2013 – 2014 Tần số góc riêng: ω = Tần số riêng: f = LC 2π LC Chu kỳ riêng: T = 2π LC HĐ2: Tìm hiểu lượng điện từ mạch dao động + Biểu thức lượng điện Năng lượng điện từ 1q 25 + WC= Cu = C cos (ωt + ϕ) trường tích lũy tụ điện? mạch dao động + Biể u thứ c lượng từ trường 1q + Năng lượng điện trường: + WL= Li = sin (ωt + ϕ) tích lũy cuộn cảm (WL) 2 C q q 02 W = = cos (ωt + ϕ) C + Biến thiên tuần hoàn theo thời C C + Dựa vào biểu thức WC và WL gian với tần số góc gấp đôi tần nhận xét chúng biến thiên theo + Năng lượng từ trường số góc của dao động q 02 thời gian thế nào? W = Li = sin (ωt + ϕ) L q0 2 C W = WC + WL = =const C + Năng lượng điện từ quá + Năng lượng điện từ : Nêu kết luận: trình trình dao động? q 02 W = WC + WL = =const dao động điện từ, có chuyển C đổi từ lượng điện trường thành lượng từ trường ngược lại, tổng chúng không đổi HĐ3: Nhận biết dao động điện từ tắt dần, dao động điện từ trì, dao động điện từ cưỡng bức 20 + Hs quan sát đồ thị và nhận Trong thực tế mạch dao động Dao động điện từ tắt dần : xét biên độ của dao động điện có điện trở R đó dao + Trong thực tế, mạch dao từ tắt dần và nhận xét động sẽ dừng lại sau động LC có điện trở R nên lượng bị tiêu hao hết mạch có nhiệt lượng + Minh họa đồ thị dao động điện tỏa làm lượng toàn từ tắt dần hình 21.5 phần bị giảm liên tục + Dao động điện từ tắt dần mạch dao động LC là: dao động điện từ có biên độ dao động điện tích, cường độ dòng điện hiệu điện giảm dần theo thời gian Dao động điện từ trì : + Cung cấp lượng + Tương tự dao động + Dao động điện từ trì từng phần của chu kỳ đủ bù muốn dao động trì ta phải dao động điện từ mạch dao vào lượng bị tiêu hao cung cấp lượng cho mạch động bù đủ và đúng + Quan sat hình vẽ và đọc dao động thế nào? phần lượng bị tiêu hao SGK nắm được nguyên lý mỗi chu kỳ Khi đó dao cung cấp lượng của máy + Dùng hình 21.6 giới thiệu mạch động của khung được trì phát dao động điều hòa dùng trì dao động (máy phát dao ổn định với tần số góc riêng tranzito động) của mạch Câu C3: + Cách phổ biến để tạo dao động điện từ trì dùng mạch tranzito Máy tạo dao động trì gọi máy phát dao động dùng tranzito Hệ dao động gồm mạch dao động và bộ phận trì được gọi là hệ dao động Huỳnh Thị Kỹ Tổ Lý CN- THPT Lê Quý Đôn - QN Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2013 – 2014 12 Dao động điện từ cưỡng bức Sự cộng hưởng + Nối mạch LC với nguồn ngoài u = Uocos ω t Dòng điện mạch LC dao động với tần số góc ω của nguồn ngoài Dao động mạch gọi là dao động điện từ cường bức + Giữ nguyên biên độ của u Thay đổi ω thì biên độ của dao động điện thay đổi, nếu ω = ω0 thì biên độ của dao động điện đạt giá trị cực đại Hiện tượng này gọi là hiện tượng cộng hưởng + Với R nhỏ thì cộng hưởng nhọn, R lớn thì cộng hưởng tù + Ứng dụng các mạch lọc, mạch chọn sóng, mạch khuếch đại HĐ4 : Tìm hiểu sự tương tự giữa dao động điện từ và dao động + Hs nêu các đại lượng tương Dùng bảng 21.1 và 22.2 để minh Sự tương tự giữa dao động tự dao động và dao họa sự tương tự của dao động điện từ và dao động động điện từ dựa vào bảng điện từ và dao động Giữa dao động điện từ và dao 21.1 động có nhiều điểm tương + Nêu các phương trình, biểu tự về qui luật biến đổi theo thức tương tư Dựa vào bảng thời gian và các đại lượng 21.2 Dẫn đến các đặc tính của dao động cũng tương tự + Dùng hình vẽ 21.7 giới thiệu dao động điện từ cưỡng bức + Hs nghiên cứu SGK và trả + Hs nghiên cứu SGK và nhận lời xét: - tần số góc của dao động cưỡng bức thế nào? - Nếu giữ nguyên biên độ của u, thay đổi ω thì biên độ của dao động điện thế nào? - Khi ω = ω0 thì biên độ của dao động điện thế nào? - Với giá trị của R thế nào thì hiện tượng cộng hưởng rõ nét C.- HOẠT ĐỘNG KẾT THÚC TIẾT HỌC Củng cố kiến thức: (5/) Trong mạch dao động LC có tụ điện 5µF, cường độ tức thời dòng điện i = 0,05sin2000t(A) Độ tự cảm tụ cuộn cảm là: A 0,1H B 0,2H C 0,25H D 0,15H -6 Một mạch dao động LC có lượng 36.10 J điện dung tụ điện C 25µF Khi hiệu điện hai tụ 3V lượng tập trung cuộn cảm là: A WL = 24,75.10-6J B WL = 12,75.10-6J C WL = 24,75.10-5J D WL = 12,75.10-5J Một mạch dao động gồm tụ điện có điện dung 0,1µF cuộn cảm có hệ số tự cảm 1mH Tần số dao động điện từ riêng mạch là: A 1,6.104 Hz; B 3,2.104Hz; C 1,6.103 Hz; D 3,2.103 Hz Bài tập nhà: Các bài tập 1- 4/ 123 SGK IV: RÚT KINH NGHIỆM ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… Huỳnh Thị Kỹ Tổ Lý CN- THPT Lê Quý Đôn - QN Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2013 – 2014 Ngày soạn: 05/11/2013 Tiết thứ: 37 BÀI 22: BÀI TẬP VỀ DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ I MỤC TIÊU: Kiến thức: - Hệ thống kiến thức công thức dao động điện từ (đặc biệt dao động điện từ tự mạch LC) biết vận dụng vào giải số dạng tập - Biết phân tích đồ thị để rút nhiều nội dung định tính thể rõ chất vật lí giá trị định lượng thiết yếu dao động điện từ - Biết cách tính toán số dựa vào kiện tập Kĩ năng: - Phân tích nội dung tập từ giải số tập mạch dao động - Tìm số đại lượng đặc trưng mạch dao động Thái độ: - Tình cảm: có hứng thú với môn II CHUẨN BỊ: Chuẩn bị thầy: Hệ thống bài tập Phiếu học tập Chuẩn bị trò: Làm bài tập SGK III TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC: A HOẠT ĐỘNG BAN ĐẦU / Ổn định tổ chức (2 ) Kiểm tra bài cũ : Kết hợp phần hệ thống kiến thức Tạo tình học tập B TIẾN TRÌNH BÀI HỌC TL Hoạt động HS Hoạt động GV Kiến thức HĐ 1: Hệ thống kiến thức 10 Dùng phiếu học tập để hệ thống kiến thức q = q0cos(ωt + ϕ) 1) Thế nào là dao động điện từ, dao động điện từ tự Các đặc i = q’= -ωqosin(ωt + ϕ) trưng riêng của mạch LC q q 2) Các đại lượng q, u, i mạch LC biến đổi theo thời gian uAB = = o cos(ωt + ϕ) C C thế nào? Nhận xét pha dao động của u và i mạch LC 2 3) Năng lượng từ trường, lượng điện trường tích lũy ở đâu WC = q = q cos (ωt + ϕ) C C mạch LC và biến đổi theo thời gian thế nào? Còn tổng 1 q2 của chúng thì thế nào? WL= Li = sin (ωt + ϕ) 4) Nguyên nhân vì dao động điện từ tắt dần? 2 C 5) Phân biệt dao động điện từ trì và dao động điện từ cưỡng q 02 W = W + W = =const C L bức C 6) Nêu các đại lương tương đương dao động và dao động điện từ Các phương trình và công thức tương tự của hai loại dao động có cùng một dạng 10 HĐ2: Vận dụng biểu thức điện tích, cường độ dòng điện, hiệu điện thế mạch LC Học sinh tóm tắt đề: Bài SGK Bài 1 C = 25pF, L = 10-4H ω= = t= 0, i = Io = 40mA LC 10−4 25.10−12 Tìm i, q, u = 2.10 rad / s Ta có i = I0cos( ωt + ϕ ) + Tần số góc riêng của mạch LC? Giả thiết t =0, i=I0 =40mA + Từ giả thiết xác định biên độ và ⇒ ϕ = +i=I0 =40mA ⇒ ϕ = + Điện tích hai bản cực pha ban đầu của i? + Pha ban đầu của q so với i Vậy: i =0,04cos2.10 t (A) + ω= LC Huỳnh Thị Kỹ Tổ Lý CN- THPT Lê Quý Đôn - QN Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2013 – 2014 chậm pha dòng điện I0 ω q +u= C + q0 = π thế nào? + Công thức liên hệ q0 và I0? + Biểu thức của u? π I = q0sin ωt với q0 = = 2.109 C ω nên q = q0cos( ωt − ) Vậy q = 2.109sin2.107t (C) + Biểu thức của hiệu điện thế: u= 10 HĐ2: Vận dụng lượng điện từ mạch dao động Học sinh tóm tắt đề: Bài 2: Bài C = 50µF, L = 5mH a) W = CU 20 = 9.10−4 J + Giải theo sự hướng dẫn của a) + W? q0? Biết U0 =6V GV + WC? WL? i?ở thời điểm u = 4V q0 = CU0 = 3.10-4C b) R =0,1 Ω Muốn dao động Cu = 4.10−4 J điện từ trì với U0 =6V thì WC = phải bổ sung cho mạch một WL = W – WC = 5.10-4 J lượng có công suất Từ WL = Li Hướng dẫn hs giải a) 2WL ≈ 0, 45A + Công thức W biết U0 Công ⇒ i = L thức WC biết u? b) Năng lượng bổ sung có công + Công thức liên hệ giữa u và i ở suất bằng công suất hao phí cùng thời điểm? + Năng lượng bù đủ đúng phần b) Nguyên tắc truyền lượng tỏa nhiệt P =RI (1) 1 lượng tiêu hao bị tỏa dao động điện từ trì? Ta có: CU 20 = LI02 2 nhiệt mỗi chu kỳ + GV nêu công thức tính giá trị C hiệu dụng của các đại lượng: ⇒ CU = LI ⇒ I = U (2) I= I0 , U= U0 L Thế (2) vào (1): P = R =R q = 80sin2.107t (V) C HDD3 Giải bài tập bằng đồ thị Hoạt động theo sự hướng dẫn Bài Dựa vào đồ thị nhận biết của GV + Đây có phải là dao động tắt dần đều? + t=0 thì W ? + t = 3s thì WC , WL? + T≈? C U L C U ≈ 1,8.10-2 W 2L Bài 3: + Đây là dao động tắt dần không đều + t = W = C(3, 4)2 J + t =3s WC = nên WL cực đại + T ≈ 0,6s ⇒ f ≈ 1,6Hz Chọn C C.- HOẠT ĐỘNG KẾT THÚC TIẾT HỌC Củng cố kiến thức: (5/) Bài tập về nhà : Làm bài tập trác nghiệm ôn tập IV: RÚT KINH NGHIỆM ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… Ngày soạn : 5/11/2013 23: N TỪ TRƯỜ Huỳnh Thị KỹBÀI Tổ Lý CN-ĐIỆ THPT Lê Quý ĐônN -G QN Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2013 – 2014 Tiết : 38 I MỤC TIÊU : Kiến thức: - Hiểu mối quan hệ từ trường biến thiên điện trường xoáy: Từ trường biến thiên làm xuất điện trường xoáy: hiểu khái niệm điện trường xoáy - Hiểu mối liên hệ điện trường biến thiên từ trường: điện trường biến thiên theo thời gian làm xuất từ trường - Hiểu khái niệm điện từ trường, tồn tách rời điện trường từ trường Kỹ năng: - Giải thích liên hệ điện trường từ trường - Giải thích nguyên nhân dòng điện cảm ứng Thái độ: II CHUẨN BỊ : Giáo viên : - Các hình vẽ 23.3, 23.4 SGK Học sinh : Ôn kiến thức điện trường, từ trường, cảm ứng điện từ III TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC: A HOẠT ĐỘNG BAN ĐẦU Ổn định tổ chức (2/) Kiểm tra bài cũ: (5/) Cho biểu thức điện tích mạch LC có dạng q = q0cos(ωt + ϕ) Viết biểu thức u, i, WC, WB Tạo tình học tập: Ta biết vật chất dạng trường nào? Nay ta biết thêm loại trường điện từ trường có nhiều ứng dụng thực tế B TIẾN TRÌNH BÀI HỌC TL Hoạt động HS Hoạt động GV Kiến thức HĐ 1: Tìm hiểu mối liên hệ điện trường biến thiên và từ trường biến thiên 13 - Quan sát thí nghiệm HS thảo - Thí nghiệm cảm ứng điện từ: Liên hệ điện trường luận để trả lời câu hỏi Khi từ thông qua vòng dây biến thiên và từ trường biến - Chứng tỏ có điện trường xuất dẫn biến thiên vòng dây thiên tác dụng lực điện lên e dẫn xuất dòng điện cảm ứng a) Trong vùng không gian có làm chuyển động có hướng từ trường biến thiên theo thời tạo nên dòng điện - Sự xuất gian thì vùng đó xuất S dòng điện hiện một điện trường xoáy N cảm ứng chứng tỏ điều - Điện trường có đường sức gì? đường cong kín gọi O điện trường xoáy B tăng 12 - Điện trường có - Điện trường xuất thí đường sức đường nghiệm khác điện trường tĩnh cong khép kín đặc điểm ? Để phân biệt điện trường với điện trường tĩnh người ta gọi điện trường xoáy - Dây dẫn đặt vùng - Nếu vòng dây dẫn không gian có từ trường biến có xuất điện trường xoáy thiên có tác dụng làm cho ta không? Nêu nhận định Mắc(Khum tay trái) thấy rõ tồn xoen điện trường xoáy không Hướng dẫn hs vẽ hình 23.3a b) gian mà Dựa vào dòng điện cảm ứng Trong vùng không gian có điện Huỳnh Thị Kỹ Tổ Lý CN- THPT Lê Quý Đôn - QN Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2013 – 2014 B giảm tròng vòng dây dẫn xác định trường biến thiên theo thời chiều đường sức B tăng, gian sẽ làm xuất hiện từ B giảm trường Các đường sức của từ trường - Đặt vấn đề: Liệu điện trường bao quanh các đường sức của biến thiên theo thời gian có làm điện trường xuất từ trường hay không? Sự biến thiên điện trường Xuất phát từ quan điểm “có tương đương với dòng - HS ghi nhận khẳng định đối xứng điện từ” Mác- điện gọi dòng điện Mác-xoen xoen khẳng định có dịch E tăng Thí nghiệm sau kiểm chứng nhận định - Điện trường hai biến thiên - Khi tụ điện tích, hay phóng điện điện trường hai + + + + tụ điện thay đổi nào? - Điện trường hai biến thiên sinh từ trường Vậy điện trường biến thiên tương đương với dòng điện ( Khum tay phải) gọi dòng điện dịch Hướng dẫn hs vẽ hình 23.3b - Dựa vào phóng tích điện Hs thảo luận nhóm xác định tụ điện xác định chiều chiều đường sức từ tụ đường sức từ E tăng, E tích điện phóng điện giảm HĐ2: Khái niệm điện từ trường HS xem SGK nêu nội dung Nêu nội dung thuyết Mắc-xoen Điện từ trường thuyết Mắc-xoen điện từ điện từ trường: Nội dung thuyết Mắc-xoen trường GV thông báo điện từ trường: -Trong thực tế ta nói đến điện - Từ trường biến thiên Mỗi biến thiên theo thời gian trường, từ trường riêng biệt nhanh cường độ điện trường từ trường sinh hệ quy chiếu người xoáy lớn không gian xung quanh quan sát xét mặt - Điện trường biến thiên điện trường xoáy biến điện từ trường nhanh cảm ứng từ lớn thiên theo thời gian, ngược - C1: I dây dẫn tăng - Từ trường điện trường không lại, biến thiên theo thời chọn tụ điện nạp điện tồn riêng biệt, đối lập gian điện trường Chiều của đường sức từ ở dây nhau, chúng đồng thời tồn sinh từ trường biến dẫn và giữa hai bản tụ điện không gian, liên quan mật thiên theo thời gian hình vẽ thiết với hai thành không gian xung quanh phần trường thống + Từ trường biến thiên điện gọi điện từ trường trường biến thiên tồn - Vậy thực tế ta nói đến không gian Chúng có điện trường, từ trường riêng biệt thể chuyển hóa lẫn + hay sai? trường thống gọi điện từ trường C.- HOẠT ĐỘNG KẾT THÚC TIẾT HỌC Củng cố kiến thức: (5/) Câu C1 Dặn dò: - Sưu tầm tượng thực tế liên quan đến sóng điện từ IV: RÚT KINH NGHIỆM ……………………………………………………………………………………………………………… Ngày soạn: 07/11/2013 Tiết thứ: 39 BÀI 24: SÓNG ĐIỆN TỪ Huỳnh Thị Kỹ Tổ Lý CN- THPT Lê Quý Đôn - QN Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2013 – 2014 I MỤC TIÊU: Kiến thức: - Hiểu cách sơ lược lan truyền tương tác điện từ hình thành sóng điện từ, quan hệ sóng điện từ điện từ trường - Nắm đặc điểm sóng điện từ, điểm tương ứng với sóng - Biết tính chất sóng điện từ - Biết sơ lược vai trò hai nhà khoa học Mắc-xoen Héc-xơ việc nghiên cứu điện từ trường sóng điện từ Kĩ năng: - Trình bày đặc điểm tính chất sóng điện từ - Giải thích lan truyền sóng điện từ Thái độ: - Tình cảm: có hứng thú với môn II CHUẨN BỊ: Chuẩn bị thầy: - Hình vẽ 24.1, 24,2 SGK Những điều cần lưu ý SGV Chuẩn bị trò: - Ôn kiến thức sóng điện từ trường - Ôn lại khái niệm sóng dọc, sóng ngang truyền sóng học - Sưu tầm tượng thực tế liên quan đến sóng điện từ III TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC: A HOẠT ĐỘNG BAN ĐẦU Ổn định tổ chức (2/) Kiểm tra bài cũ (8/) Nêu khái niệm điện từ trường Câu hỏi SGK Vẽ đường sức điện trường xoáy B tăng, B giảm; đường sức từ từ trường E tăng, E giảm Tạo tình học tập: ( SGK) B TIẾN TRÌNH BÀI HỌC TL Hoạt động HS Hoạt động GV Kiến thức HĐ1: Phương pháp giải toán về đại cương dao động điều hòa Hs nghiên cứu SGK thảo luận Hiện tượng xảy có Sự lan truyền tương tác nhóm trả lời điện trường biến thiên? điện từ – sóng điện từ : 15 - Xuất từ trường biến Hiện tượng xảy có a Sự lan truyền tương tác thiên vùng lân cận điện trường biến thiên? điện từ : - Xuất điện trường biến Đặt vấn đề: Hiện tượng xảy Nếu điểm O có điện thiên vùng lân cận điểm O có điện trường biến thiên, có lan trường biến thiên? truyền điện từ trường - Có lan truyền điện từ Dùng tranh vẽ 24.1 minh họa không gian xa điểm O trường không gian xa b Sóng điện từ : điểm O Nêu khái niệm sóng điện từ? Quá trình lan truyền điện Nêu khái niệm sóng điện từ GV thông báo Mắc-xoen tiên từ trường gọi sóng đoán tồn sóng điện từ điện từ xây dựng phương Đặc điểm sóng điện từ trình toán học quy luật + Tốc độ lan truyền sóng điện + Hs thảo luận nhóm trả lời + Hs nghiên cứu SGK trả lời từ chân không tốc câu hỏi GV câu hỏi sau: độ ánh sáng - Tốc độ lan truyền sóng điện từ v = c = 300.000km/s chân không? +urSóng urđiện từ sóng ngang - Sóng điện từ thuộc loại sóng gì? ur E B vuông góc - Trong trình truyền sóng, E vuông góc với phương ur ur ur B nào? truyền sóng E B biến Dùng tranh vẽ 24.2minh họa thiên tuần hoàn theo không gian thời gian, đồng Huỳnh Thị Kỹ Tổ Lý CN- THPT Lê Quý Đôn - QN Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2013 – 2014 pha Sóng điện từ truyền môi trường nào? + C1: Từ H24.2 nêu qui ur tắc ur vặn đinh ốc cho vectơ E , B , uuur Ox 15 + Trong chân không, sóng điện c từ có bước sóng: λ = c.T = f + Sóng điện từ truyền qua chân không HĐ2: Nhận biết tính chất sóng điện từ ur Tính chất sóng điện từ a Phương dao động E , C2? Suy sóng điện từ có tính + Trong trình lan truyền, Chấn tử đặt thẳng đứng, vật chất ? mang theo lượng chắn kim loại đặt thẳng đứng ăng ten GV thông báo Năng lượng + Tuân theo qui luật truyền thu có phương thẳng tăng theo lũy thừa bậc tần thẳng, phản xạ, khúc xạ + Tuân theo qui luật giao thoa, đứng nên ăng ten thu tín hiệu số sóng nhiễu xạ mạnh Vậy sóng điện từ sóng ngang Nguồn phát sóng điện từ (chấn b Tính chất phản xạ sóng tử) đa dạng điện từ Vật chắn kim vật tạo điện trường loại phẳng từ trường biến thiên: tia c Tính chất khúc xạ sóng lửa điện, dây dẫn điện, cầu dao điện từ vật chắn khối chất đóng ngắt điện điện môi d Tính chất giao thoa sóng điện từ vật chắn hai khe hẹp thẳng đứng song song với chấn tử ăng ten thu Ăng ten đặt vị trí khác thu tín hiệu mạch yếu khác C.- HOẠT ĐỘNG KẾT THÚC TIẾT HỌC / Củng cố kiến thức: (5 ) Tại nói sóng điện từ sóng ngang? Sóng điện từ khác sóng điểm nào? Bài tập về nhà làm bài - SGK/132 IV: RÚT KINH NGHIỆM ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… Ngày soạn : 7/11/2013 Tiết : 40&41 BÀI 25: TRUYỀN THÔNG BẰNG SÓNG ĐIỆN TỪ I MỤC TIÊU : Huỳnh Thị Kỹ Tổ Lý CN- THPT Lê Quý Đôn - QN Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2013 – 2014 Kiến thức: - Hiểu vai trò anten việc thu, phát sóng điện từ - Hiểu nguyên tắc truyền thông sóng điện từ (sự biến điệu dao động điện từ cao tần tách sóng) - Phân tích số mạch truyền thông làm số tập liên quan Kỹ năng: - Giải thích nguyên tắc phát thu sóng điện từ - Làm số tập liên quan đến phát thu sóng điện từ Thái độ: II CHUẨN BỊ : Giáo viên : - Một số hình vẽ: 25.3, 25.5, 25.6, 25.7 SGK - Dụng cụ minh hoạ: máy thu đơn giản quan sát khối chính; mạch dao động LC, anten thu sóng vô tuyến Học sinh : - Ôn lại 21 24 dao động điện điện từ, sóng điện từ - Sưu tầm số dụng cụ truyền thông thường gặp, chuẩn bị câu hỏi, thắc mắc có liên quan III TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC: A HOẠT ĐỘNG BAN ĐẦU / Ổn định tổ chức (2 ) Kiểm tra bài cũ: (8/) Tại nói sóng điện từ sóng ngang? Sóng điện từ khác sóng điểm nào? Nêu đặc điểm tính chất sóng điện từ Tạo tình học tập: B TIẾN TRÌNH BÀI HỌC TL Hoạt động HS Hoạt động GV Kiến thức HĐ 1: Tìm hiểu mạch dao động hở - Anten + HS đọc phần Dùng hình vẽ minh họa Mạch điện hở - Anten: 15 - Từ trường biến thiên hầu hết a) Mạch dao động hở: tập trung cuộn dây , điện + Mạch LC điện từ trường hầu trường biến thiên tập trung không xạ gọi tụ điện mạch dao động kín - Tách xa hai cực tụ + Nhìn hình vẽ cho biết từ + Nếu tách xa hai cực tụ điện dãn rộng vòng trường biến thiên, điện trường cuộn dây để có phần điện điện C, đồng thời tách xa từ trường vượt mạch biến thiên mạch (LC) tập vòng dây cuộn cảm L, trung đâu? dao động + Phải làm để điện từ điện từ trường lan truyền trường lan truyền không gian Mạch LC không gian gọi mạch dao động hở + Nêu khái niệm mạch dao b) Anten phát: động kín, mạch dao động hở Anten phát dạng mạch dao động hở công cụ dùng để xạ sóng điện từ Các dao động điện từ truyền + HS đọc sách tìm hiểu cấu tạo Dùng hình vẽ minh họa anten phát anten thu nguyên Anten có cấu tạo từ mạch dao động anten cách ghép qua cuộn cảm lý hoạt động chúng công dụng - Trình bày nguyên tắc hoạt Ngoài có anten dùng để thu sóng điện từ động anten phát - Trình bày nguyên tắc hoạt Huỳnh Thị Kỹ Tổ Lý CN- THPT Lê Quý Đôn - QN Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2013 – 2014 động anten thu HĐ 2: Tìm hiểu nguyên tắc thông tin sóng điện từ + HS đọc phần - Sóng mang biến điệu Nguyên tắc thông tin E 15 - Tìm hiểu nguyên tắc chung sóng điện từ: phát thu sóng điện từ a) Nguyên tắc chung: t - Biến âm (hình ảnh ) - Quan sát đồ thị hình 25.5 (Đồ thị E(t) sóng mang chưa bị muốn truyền thành dao Nhận xét tần số sóng mang biến điệu) động điện tần số thấp: tín hiệu âm E biến điệu biên độ tần (thị tần) - Dùng sóng cao tần mang tín t hiệu âm tần (sóng mang) xa (Đồ thị E(t) sóng âm tần) qua anten phát E - Dùng máy thu với anten thu để chọn thu lấy sóng cao tần t - Tách tín hiệu âm tần khỏi sóng cao tần dùng loa để nghe (Đồ thị E(t) sóng mang âm truyền tới (hoặc biến điệu biên độ dùng hình để xem hình ảnh) + Sóng điện từ cao tần có + Để truyền thông tin b) Sơ đồ khối hệ lượng đủ lớn để lan truyền âm thanh, hình ảnh đến thống phát thu xa (tỉ lệ f ) nơi xa phải dùng - Hệ thống phát thanh: sóng điện từ cao tần (sóng ngắn) Bổ sung: Ngoài bị không khí hấp thụ, mặt khác phản xạ tốt tầng điện ly mặt đất nên truyền xa - HS đọc SGK thảo luận để đưa sơ đồ khối Micrô Dao động cao tần Mạch biến điệu: (trộn tín hiệu âm tần dao động cao tần Mạch khuếch đại + Từ nguyên tắc chung Anten phát - Hệ thống thu thanh: nêu sơ đồ khối hệ thống phát hệ thống thu Anten thu Mạch chọn sóng Tách sóng Khuếch đại âm tần Loa HĐ 2: Tìm hiểu truyền sóng điện từ quanh Trái đất truyền thông cáp + Hs đọc SGK rút kết luận + Nêu đặc điểm truyền sóng Sự truyền sóng điện từ 25 điện từ quanh Trái đất quanh Trái đất a) Quá trình truyền sóng điện từ + Là lớp khí quyển, + Tầng điện li gì? phân tử khí bị ion (Tầng điện li kéo dài từ độ cao quanh Trái đất phụ thuộc vào: Huỳnh Thị Kỹ Tổ Lý CN- THPT Lê Quý Đôn - QN Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2013 – 2014 hoá mạnh tác dụng khoảng 80km đến độ cao - Bước sóng (tần số) sóng tia tử ngoại ánh sáng khoảng 800km) điện từ Mặt Trời - Điều kiện môi trường mặt đất - Tính chất bầu khí (tầng điện ly) + Giữa tần số bước sóng b) Sóng điện từ có bước sóng từ c 3.10 +λ= = sóng điện từ liên hệ với vài m đến vài km dùng f f hệ thức nào? + Sóng dài > 3km; f30MHz) cáp truyền thông không bị phản xạ mà xuyên thẳng Nó sử dụng Ưu điểm: qua tầng điện ly Vì thông tin vũ trụ vô tưyến Hạn chế việc mát lượng dùng truyền thông qua vệ tinh truyền hình sóng vùng không sử dụng sóng Hạn chế gây ô nhiễm môi trường sóng điện từ Chất lượng truyền thông cao bị nhiễu môi trường C.- HOẠT ĐỘNG KẾT THÚC TIẾT HỌC Củng cố kiến thức: (15/) Chọn câu Với mạch dao động hở vùng không gian A quanh dây dẫn có từ trường biến thiên B quanh dây dẫn có điện trường biến thiên C Bên tụ điện từ trường biến thiên D quanh dây dẫn có từ trường biến thiên điện trường biến thiên Huỳnh Thị Kỹ Tổ Lý CN- THPT Lê Quý Đôn - QN Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2013 – 2014 Việc phát sóng điện từ đài phát phải qua giai đoạn nào, ứng với thứ tự nào? I Tạo dao động cao tần; II Tạo dao động âm tần; III Khuyếch đại dao động IV Biến điệu; V Tách sóng A I, II, III, IV; B I, II, IV, III; C I, II, V, III; D I, II, V, IV Việc thu sóng điện từ máy thu phải qua giai đoạn, với thứ tự nào? I Chọn sóng; II Tách sóng; III Khuyếch đại âm tần; IV Khuyếch đại cao tần; V Chuyển thành sóng âm A I, III, II, IV, V; B I, II, III, V; C I, II, IV, III, V; D I, II, IV, V Sóng sau dùng truyền hình sóng vô tuyến điện? A Sóng dài B Sóng trung C Sóng ngắn D Sóng cực ngắn Nguyên tắc thu sóng điện từ dựa vào A tượng cộng hưởng điện mạch LC B tượng xạ sóng điện từ mạch dao động hở C tượng hấp thụ sóng điện từ môi trường D tượng giao thoa sóng điện từ Tóm tắt chương IV: SGK Bài tập nhà: 1,2 /138 SGK Đọc đọc thêm IV: RÚT KINH NGHIỆM ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… Huỳnh Thị Kỹ Tổ Lý CN- THPT Lê Quý Đôn - QN ... điện từ điện từ trường lan truyền trường lan truyền không gian Mạch LC không gian gọi mạch dao động hở + Nêu khái niệm mạch dao b) Anten phát: động kín, mạch dao động hở Anten phát dạng mạch dao... trường biến dẫn và giữa hai bản tụ điện không gian, liên quan mật thiên theo thời gian hình vẽ thiết với hai thành không gian xung quanh phần trường thống + Từ trường biến thiên điện gọi... có điện trường biến thiên, có lan trường biến thiên? truyền điện từ trường - Có lan truyền điện từ Dùng tranh vẽ 24.1 minh họa không gian xa điểm O trường không gian xa b Sóng điện từ : điểm O