Bài 41 (11) lê thị phương thảo

Họ tên sinh viên: Lê Thị Phương Thảo Lớp: Sư phạm Vật lý K37 GIÁO ÁN Bài 41 HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM ( SGK Vật lý 11 nâng cao ) I Mục tiêu Kiến thức - Hiểu chất tượng tự cảm đóng mạch, ngắt mạch - Phát biểu định nghĩa tượng tự cảm giải thích tượng làm thí nghiệm - Viết cơng thức xác định hệ số tự cảm ống dây công thức xác định suất điện động tự cảm Kỹ - Rèn luyện kỹ quan sát cách nhạy bén, tỉ mỉ - Dự đốn kết thí nghiệm, rút kết luận từ kết thu - Vận dụng kiến thức học giải thích số tượng vật lý - Vận dụng công thức để giải tập liên quan đến tượng tự cảm Thái độ, tình cảm, tác phong - Nghiêm túc học tập, có hứng thú u thích mơn học - Tích cực phát biểu xây dựng - Có ý thức vận dụng kiến thức học vào sống II Chuẩn bị Giáo viên Bộ thí nghiệm tượng tự cảm đóng, ngắt mạch Học sinh Ơn lại nội dung suất điện động cảm ứng định luật Lenxơ xác định chiều dòng điện cảm ứng III Tiến trình dạy học Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Hoạt động 1: Ổn định lớp Kiểm tra cũ - Kiểm tra sĩ số lớp - Lớp trưởng báo cáo sĩ số lớp - Kiểm tra cũ: + Hiện tượng cảm ứng điện từ gì? - Trả lời: + Hiện tượng xuất suất điện động cảm ứng gây dòng điện cảm ứng có biến đổi từ thơng qua mặt giới hạn mạch kín + Phát biểu định luật Lenxơ? + Dòng điện cảm ứng có chiều cho từ trường sinh có tác dụng chống lại nguyên nhân sinh + Phát biểu viết biểu thức định luật + Độ lớn suất điện động cảm ứng Fa-ra-đây? mạch kín tỉ lệ với tốc độ biến thiên từ trường thông qua mạch: ec   t Hiện tượng cảm ứng điện từ xảy có biến thiên từ thơng qua mạch kín Vậy xét trường hợp tượng cảm ứng mà có biến thiên từ thơng biến đổi dòng điện mạch gây tượng xảy ra? Hoạt động 2: Tìm hiểu tượng tự cảm - Giới thiệu mục đích thí nghiệm Thí nghiệm 1: Về tượng tự cảm đóng mạch - Giới thiệu dụng cụ tiến hành thí nghiệm: đèn , cuộn cảm L, biến trở R, khóa K dây dẫn Lưu ý cho HS cuộn dây có điện trở với biến trở R, đèn giống đèn - Suy nghĩ trả lời: - Yêu cầu HS đề xuất cách tiến hành thí nghiệm dự đốn tượng xảy + Mắc bóng đèn nối tiếp với biến trở song song với bóng đèn nối tiếp với cuộn dây Nối với với nguồn điện chiều có khóa K + Dự đốn: hai đèn sáng hai đèn không sáng (1 đèn sáng lên ngay, đèn lại sáng lên từ từ) - Nhận xét - Tiến hành thí nghiệm: Bố trí thí nghiệm hình 41.1 SGK - Đóng khóa K, yêu cầu HS quan sát tượng xảy hai bóng đèn cho nhận xét - Dòng điện hai nhánh tăng lên không nhau, nhánh (2) tăng chậm nhánh (1) Vậy nguyên nhân ngăn cản không cho dòng điện nhánh (2) tăng lên nhanh điện trở hai nhánh giống nhau? Giải thích? Gợi ý: Vận dụng định luật Lenxơ - Quan sát nhận xét kết thí nghiệm: Đèn sáng lên ngay, đèn sáng lên từ từ - Suy nghĩ trả lời: + Do cuộn dây + Khi đóng khóa K,dòng điện hai nhánh tăng (lúc đầu i = 0, sau i ≠0) nhánh (2) dòng điện qua cuộn dây tăng, từ thơng ống dây biến đổi cuộn dây xuất dòng điện cảm ứng Tuy nhiên, dòng điện có tác dụng chống lại ngun nhân gây nên dòng điện cảm ứng ngược chiều dòng điện mạch làm đèn sáng lên từ từ - Nhận xét kết luận lại ý kiến HS - Yêu cầu HS hoàn thành câu hỏi C1 - Đưa ý kiến thân: + Sau đóng khóa K lâu độ sáng hai đèn + Vì dòng điện qua nhánh ổn định tức dòng điện đạt đến giá trị khơng đổi từ thông qua ống dây không đổi, - Nhận xét câu trả lời HS nên suất điện động cảm ứng = hai Ta thấy đóng mạch điện xuất đèn có độ sáng dòng điện cảm ứng chống lại nguyên nhân gây (chống lại tăng dòng điện).Vậy ngắt mạch có tượng gì? Thí nghiệm 2: Về tượng tự cảm ngắt mạch - Giới thiệu dụng cụ: bóng đèn Đ, cuộn cảm L, khóa K dây dẫn - Yêu cầu HS đề xuất cách tiến hành dự đoán tượng xảy - Suy nghĩ nêu dự đoán: + Cách tiến hành: Mạch điện gồm đèn Đ mắc song song với cuộn dây L Nối mạch với nguồn chiều có khóa K - Nhận xét + Dự đoán: đèn Đ tắt đèn Đ - Tiến hành thí nghiệm: bố trí thí nghiệm khơng tắt hình 41.2 Ban đầu khóa K đóng đèn sáng, sau ngắt khóa K - Yêu cầu HS quan sát thí nghiệm nhận xét tượng xảy với bóng đèn Đ - Yêu cầu HS giải thích tượng - Trả lời: đèn Đ khơng tắt mà lóe sáng sau tắt - Giải thích: Khi ngắt khóa K, dòng điện qua cuộn dây L giảm đột ngột xuống làm cho từ thơng biến đổi Vì vậy, ống dây xuất dòng điện cảm ứng dòng điện có tác dụng chống lại nguyên nhân gây nó, tức chống lại giảm dòng điện mạch nguồn gây Do đó, dòng điện cảm ứng chiều với dòng - Nhận xét ý kiến HS điện mạch qua bóng đèn làm - Thông báo: Các tượng xảy hai đèn lóe sáng trước tắt thí nghiệm tượng cảm ứng từ, nguyên nhân dẫn đến tượng lại biến đổi dòng điện mạch ta khảo sát gọi tượng tự cảm - Yêu cầu HS phát biểu khái niệm tượng tự cảm - Trả lời: Hiện tượng cảm ứng điện từ mạch điện biến đổi dòng điện mạch gây gọi tượng tự cảm Hoạt động 3:Tìm hiểu suất điện động tự cảm - Thông báo: Suất điện động xuất hiện tượng tự cảm gọi suất điện động tự cảm - Bản chất tượng tự cảm tượng cảm ứng điện từ nên ta sử dụng cơng thức suất điện động cảm ứng để tìm cơng thức tính suất điện động tự cảm: =Tuy nhiên, nguyên nhân dẫn đến tượng tự cảm biến thiên dòng điện i mạch Nên ta cần tìm mối quan hệ từ thơng Φ i mạch - Yêu cầu HS nêu cơng thức tính cảm ứng - Trả lời: B = n.I từ B dòng điện ống dây dài Trong đó: n = số vòng dây mét chiều dài ống - Suy nghĩ trả lời: B tỉ lệ với I, Φ tỉ lệ với B - Cho HS nhận xét mối quan hệ suy Φ tỉ lệ với I B I Sau đó, rút mối quan hệ Φ I? - Thông báo: Từ thông qua diện tích giới hạn mạch điện tỉ lệ với cường độ dòng điện mạch nên ta viết: Φ = L.i Với L hệ số tự cảm (hay độ tự cảm) mạch điện Chú ý HS: Ở ta xét dòng điện i dòng điện biến đổi I dòng điện khơng đổi Đơn vị L hệ SI Henri, kí hiệu H - Trình bày: - Hướng dẫn HS sử dụng cơng thức: + Nếu ống dây có N vòng dây diện tích B = n.i vòng S thì: Φ = N.B.S Φ = N.B.S Với N = n.l suy ra: Φ = n.l.B.S Φ = L.i Để thiết lập cơng thức tính L ống dây Mà: B = n.i dài đặt khơng khí Gọi HS lên bảng => Φ = n.l.4 n.i.S trình bày = i.V Trong V thể tích ống dây Từ biểu thức: Φ = L.i , suy ra: L = = V - Nhận xét kết luận lại câu trả lời học sinh - Lưu ý HS: + Công thức (41.1) cho dòng điện có dạng khác + Công thức (41.2) áp dụng cho ống dây dài đặt khơng khí hay ống dây khơng có lõi sắt Khi L đại lượng khơng đổi - Phát biểu: Suất điện động sinh - Cho HS phát biểu định nghĩa suất điện tượng tự cảm gọi suất điện động tự cảm động tự cảm - Từ công thức (41.1), L không đổi nên Φ - Yêu cầu HS xây dựng công thức tính suất phụ thuộc vào i: điện động tự cảm => = L.i Gợi ý: Thay vào công thức (38.2): = - + L cuộn dây khơng có lõi sắt =>= - L không đổi nên Φ phụ thuộc vào i + Sử dụng cơng thức tính suất điện động cảm ứng (38.2) - Nhận xét kết luận: Công thức xác định suất điện động tự cảm là: = - L Độ lớn: ││=│L │ - Cơng thức phát biểu sau: Suất điện động tự cảm có độ lớn tỉ lệ với tốc độ biến thiên cường độ dòng điện mạch Hoạt động 4: Củng cố, dặn dò - Tóm tắt kiến thức học bài, nhấn mạnh kiến thức trọng tâm - Yêu cầu HS đưa vài ví dụ tượng tự cảm sống - Yêu cầu HS làm tập SGK sách tập - Yêu cầu HS chuẩn bị cho tiết sau IV Nội dung ghi bảng Bài 41 HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM Hiện tượng tự cảm a) Thí nghiệm - Dụng cụ - Tiến hành thí nghiệm: Bố trí thí nghiệm hình 41.1 - Kết quả: Khi đóng khóa K đèn sáng lên ngay, đèn sáng lên từ từ - Giải thích: SGK b) Thí nghiệm - Dụng cụ - Tiến hành thí nghiệm: Bố trí thí nghiệm hình 41.2 - Kết quả: Khi ngắt khóa K ta thấy đèn Đ khơng tắt mà lóe sáng lên sau tắt - Giải thích: SGK c) Định nghĩa tượng tự cảm Hiện tượng cảm ứng điện từ mạch điện biến đổi dòng điện mạch gây gọi tượng tự cảm Suất điện động tự cảm a) Hệ số tự cảm - Từ thông qua diện tích giới hạn mạch điện tỉ lệ với cường độ dòng điện mạch Do đó, cơng thức tính từ thơng từ trường dòng điện gây mạch là: Φ = L.i (41.1) Trong đó: L hệ số tự cảm (hay độ tự cảm) mạch điện Đơn vị L hệ SI: Henri (H) - Cơng thức tính hệ số tự cảm ống dây dài đặt khơng khí: L = V (41.2) Hay L = S Trong : N = n.l số vòng dây n số vòng dây mét chiều dài ống V thể tích ống dây S diện tích ống dây - Lưu ý: + Công thức (41.2) áp dụng cho trường hợp ống dây khơng có lõi sắt + Hệ số tự cảm L mạch điện phụ thuộc vào dạng mạch điện b) Suất điện động cảm ứng - Định nghĩa: SGK - Cơng thức tính suất điện động tự cảm: = - L (41.3) ... thí nghiệm hình 41. 1 - Kết quả: Khi đóng khóa K đèn sáng lên ngay, đèn sáng lên từ từ - Giải thích: SGK b) Thí nghiệm - Dụng cụ - Tiến hành thí nghiệm: Bố trí thí nghiệm hình 41. 2 - Kết quả:... thức học bài, nhấn mạnh kiến thức trọng tâm - Yêu cầu HS đưa vài ví dụ tượng tự cảm sống - Yêu cầu HS làm tập SGK sách tập - Yêu cầu HS chuẩn bị cho tiết sau IV Nội dung ghi bảng Bài 41 HIỆN TƯỢNG... đốn: hai đèn sáng hai đèn không sáng (1 đèn sáng lên ngay, đèn lại sáng lên từ từ) - Nhận xét - Tiến hành thí nghiệm: Bố trí thí nghiệm hình 41. 1 SGK - Đóng khóa K, yêu cầu HS quan sát tượng