Về kĩ năng: - Giải thích được sự xuất hiện suất điện động cảm ứng trên đoạn dây dẫn chuyển động trong từ trường - Vận dụng được quy tắc phải xác định chiều của cực âm sang cực dương của [r]
(1)Tuần:28 Tiết: 63 Ngày soạn:09/03/2010 Ngày dạy:12/03/2010 Bài 39: SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG TRONG MỘT ĐOẠN DÂY DẪN CHUYỂN ĐỘNG I MỤC TIÊU Về kiến thức: - Trình bày thí nghiệm tượng suất điện động cảm ứng đoạn dây dẫn chuyển động từ trường - Nắm và vận dụng quy tắc bàn tay phải xác định chiều cực âm sang cực dương suất điện động cảm ứng trên đoạn dây đó - Nắm và vận dụng công thức xác định độ lớn suất điện động cảm ứng đoạn dây - Trình bày nguyên tắc cấu tạo và hoạt động máy phát điện xoay chiều Về kĩ năng: - Giải thích xuất suất điện động cảm ứng trên đoạn dây dẫn chuyển động từ trường - Vận dụng quy tắc phải xác định chiều cực âm sang cực dương suất điện động cảm ứng đoạn dây đó - Vận dụng công thức xác định độ lớn suất điện động cảm ứng đoạn dây II CHUẨN BỊ: 1.Giáo viên: - Mô hình máy phát điện xoay chiều 2.Học sinh: Ôn tập các kiến thức liên quan đến bài học III TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC: ổn định lớp vào bài Hoạt động 1: Kiểm tra kiến thức cũ Thời Hoạt động giáo viên Hoạt động học Nội dung ghi bảng gian sinh Định nghĩa từ thông? Trình bày nội dung định luạt Len-xơ? Vận dụng: Xác định chiều dòng điện cảm ứng khung dây Lop11.com (2) B Trình bày nội dung định luật Fa-ra-đây? ĐVĐ: Bài học trước chúng ta đã xác định suất điện động cảm ứng khung dây Bài học này chúng ta nghiên cứu suất điện động cảm ứng xuất trên đoạn dây dẫn chuyển động từ trường Hoạt động 2: Tìm hiểu suất điện động cảm ứng đoạn dây dẫn chuyển động từ trường và quy tắc xác định chiều nó Thời Hoạt động giáo viên Hoạt động học Nội dung ghi bảng gian sinh Cho mạch điện hình vẽ Học sinh thảo luận 1.Suất điện động hiên tượng gì xảy ta nhóm sau đó đại cảm ứng cho đoạn dây dẫn MN chuyển diện nhóm lên báo đoạn dây dẫn động và tiếp xúc với hai cáo kết chuyển động ray? Nếu các đường từ trường suất từ song song với chiều Nhóm 1: chuyển động đoạn dây Kim điện kế lệch Cho đọan dây MN dẫn thì có tượng gì xảy dây dẫn MN chuyển động cắt các chuyển động vì từ đường sức từ ra? thông qua mạch kín Trong mạch MNPQ biến thiên có dòng điện MN chuyển Cho đọan dây Vậy có thể đoán nhận động,dẫn đến chuyển đông suất điện động cảm ứng mạch xuất xuất mặt phẳng song mạch đạng xét thực chất điện động cảm ứng song với đường sức xuất đoạn dây dẫn và sinh dòng điện từ MN chuyển động Nói cách cảm ứng chạy => Trong mạch khác đoạn dây dẫn MN mạch kín không có dòng chuyển động đóng vai trò Nếu các đường suất điện nguồn điện còn hai từ song song với * Kết luận ray đóng vai trò các dây chiều chuyển động Khi đọan dây dẫn nói tạo thành mạch điện dây dẫn thì chuyển động cắt các Lop11.com (3) Khi dây dẫn MN chuyển động cắt các đường suất từ không nối với hai ray thì đoạn dây đó xuất suất điện động cảm ứng Khi dây dẫn MN chuyển động song song với các đường suất từ thì không xuất suất điện động cảm ứng trên dây không có tượng gì xảy vì đó không có biến thiên từ thông qua mạch kín Nhóm : Kim điện kế bị lệch dây dẫn MN chuyển động vì dây dẫn MN chuyển động cắt các đường cảm ứng từ thì các electron dây dẫn chuyển động với cùng vận tốc dây dẫn đó các electron chiệu tác dụng lực Loren-xơ tác dụng và di chuyển phía điểm M Lúc này đoạn dây dẫn MN đầu thừa electron mang điện dương, đầu thiếu electron mang điện âm đóng vai trò nguồn điện và làm xuất dòng điện chạy mạch kín Nếu các đường sức từ song song với chiều chuyển động dây dẫn thì không có tượng gì xảy vì đó các điện tích không chiệu tác dụng lực Lo-ren-xơ Lop11.com đường sức từ thì đọan dây xuất suất điện động cảm ứng Quy tắc bàn tay phải Nội dung: - Đặt bàn tay phải hứng các đường sức từ - Ngón cái choãi 90o chiều chuyển động đọan dây, đó đọan dây là nguồn điện - Chiều từ cổ tay đến bốn ngón tay là chiều từ cực âm samng cực dương nguồn điện đó - Lưu ý: Đây là quy tắc xác định chiều dòng điện cảm ứng dây dẫn chuyển động từ trường (4) Coi đoạn dây dẫn MN chuyển động cắt các đường sức từ trên là nguồn điện , hãy xác định các cực nguồn điện đó? Liệu có thể xây dựng quy tắc xác định các cực nguồn điện đó không ? Học sinh thảo luận nhóm sau đó đại diện nhóm lên báo cáo kết Theo quy tắc bàn tay trái thì các electron đoạn dây dẫn chịu lực Lo-ren-xơ tác dụng làm chúng di chuyển đến điểm M dẫn đến M thừa nhiều electron và đóng vai trò là cực âm, N đóng vai trò là cực dương Lực nào đóng vai trò là lực lạ lực Lo-ren-xơ có tác nguồn điện? dụng dịch chuyển electron từ cực dương đến cực âm nguồn điện nên nó đóng vai trò là lực lạ bên nguồn điện Việc sử dụng bàn tay trái để Ta có thể sử suy chiều lực Lo-ren- dụng bàn tay phải để xơ tác dụng lên các điện tích, suy các cực từ đó suy các cực nguồn điện sau : nguồn điện trên là hoàn đặt bàn tay phải toàn chính xác Tuy nhiên ta hướng các đường phải thời gian suy luận từ sức từ, ngón tay cái chiều lực lo-ren-xơ tác choãi 900 hướng dụng lên điện tích,sau đó theo chiều chuyển đoạn xác định cực nguồn động điện liệu có dung quy dây,khi đó đoạn dây tắc bàn tay trái suy trực tiếp dẫn đống vai trò cực nguồn điện không? nguồn điện, chiều từ cỗ tay đến bốn ngón chiều từ cực âm sang Lop11.com (5) Hoàn toàn chính xác, cách cực dương làm chính là quy tắc bàn tay nguồn điện đó phải Hoạt động 3: Tìm hiểu suất điện động cảm ứng 20' Học sinh thảo luận Biểu thức suất nhóm sau đó đại điện động cảm ứng diện nhóm lên báo đoạn dây cáo kết Thanh chuyển động, làm cho từ Suất điện động cảm ứng Suất điện động cảm thông qua khung cuộn dây có thể xác định ứng mạch biến đổi đó độ biểu thức toán học nào? chính là suất điện động cảm ứng trên lớn suất điện động sợi dây : cảm ứng đoạn dây chuyển ec động là Giả sử đoạn dây chuyển động t luôn tiếp xúc với hai ray và vec tơ vận tốc luôn (*) vuông góc với vec tơ cảm Xét trường hợp ứng từ thì có thể sử dụng đơn giản (trường công thức nào để xác định hợp TN đầu suất điện động cảm ứng bài): vuông góc đoạn dây dẫn ? và cùng vuông góc với thì Nguyên nhân nào gây độ biến thiên từ thông ? Mặt khác ta lại có đó công thức xác định BS B(lvt ) ,với Suy ra: từ thông đại lượng nào thay l là độ dài đổi ? MN,v là vân tốc thanh,suy Với S là diện tích quét thời gian , v Độ biến thiên từ thông là vận tốc thanh, xác định thông qua thay Lop11.com (6) đổi diện tích S nào? Suy ra: Với S là diện tích quét thời gian , v là vận tốc thanh, l là chiều dài Nếu v và B vuông góc với đoạn dây, đồng thời v và B hợp với góc thì suất điện động cảm ứng xác định nào? Nếu phân tích B hai thành phần, B// song song với v và phần B vuông góc với v , thì thành phần nào gây suất điện động cảm ứng, phần nào không gây xuất suất điện động cảm đoạn dây? l là chiều dài Vậy từ: ec Blvt t ta có _ Như vậy, cho từ trường B, cho độ dài ec Blv đoạn dây và cho v, ta có thể tính suất điện động cảm ứng đoạn dây thí nghiệm đầu bài * Trường hợp và cùng vuông góc với và hợp Phân tích B thành góc thì: ta tính theo công thức: hai thành phần B gây suất điện động cảm ứng cho đoạn dây dẫn MN Vậy ec B lv Blv sin Hoạt động 4: Tìm hiểu máy phát điện Thời gian Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung ghi bảng Học sinh làm việc cá Máy phát điện Là ứng dụng nhân Tìm hiểu nguyên tắc cấu Máy phát điện chiều tượng cảm ứng tạo và nguyên tắc hoạt và máy phát điện xoay điện từ các Lop11.com (7) 10' động máy phát điện xoay chiều và máy phát điện chiều sau đó trả lời câu hỏi sau đây: Cấu tạo máy phát điện xoay chiều ? cấu tạo máy phát điện chiều ? khác chúng? Máy phát điện hoạt động dựa trên nguyên tắc nào?tại gọi là máy phát điện xoay chiều ? tai gọi là máy phát điện chiều? chiều điều có khung đoạn dây chuyển dây quay từ trường động - Máy phát điện xoay chiều: Hai đầu dây khung + Cấu tạo: dây máy phát điện Một Khung dây có xoay chiều nối với thể quay quanh hai vòng đồng, hai vòng trục hai cực đồng này luôn tiếp xúc nam châm với hai chổi quét Hai Hai vòng đồng , chổi quét đóng vai trò hai vòng đồng gắn cực của máy phát với đầu khung dây điện xoay chiều Hai chổi quét đặt cố định , tì lên hai vòng đồng Hai đầu dây khung + Hoạt động : dây máy phát điện Dựa vào chiều nối với tượng cảm ứng điện hai bán khuyên từ đồng, hai bán khuyên Khi khung dây quay đồng này luôn tiếp thì từ thông qua xúc với hai chổi quét để khung dây biến thiên nên khung dây đưa dòng điện ngoài Khi khung dây quay có dòng điện cảm hai máy phát điện quay ứng có xoay chiều thì các cạnh khung Dòng điện đưa dây chuyển động cắt các ngòai qua vòng đường sức từ khung đồng và chổi quét xuất suất điện động => Dòng điện xoay cảm ứng.Khi khung quay chiều là dòng điện quanh vòng thì dòng có chỉều thay đổi điện cảm ứng khung theo thời gian đổi chiều lần Dòng - Máy phát điện điện này đưa chiều: Nếu thay hai ngoài hai vòng tròn vành đồng hai đồng tiếp xúc với bán khuyên thì dòng hai chổi quét ta có máy điện lấy mạch phát điện xoay chiều ngòai có chiều ngược lại, đưa dòng không đổi Lop11.com (8) điện ngoài hai bán khuyên tiếp xúc với hai chổi quét ta có máy phát điện chiều Hoạt động 4: Vận dụng,củng cố Thời Hoạt động giáo viên gian - Yêu cầu HS trả lời câu hỏi : Câu 1: Mét d©y dÉn dµi 20 (cm) chuyển động tịnh tiến 10 từ trờng có B = 5.10-4 (T) Vect¬ vËn tèc cña vu«ng gãc víi thanh, vu«ng gãc víi vect¬ c¶m øng từ và có độ lớn (m/s) Suất điện động cảm ứng lµ: a 0,05 (V) b 50 (mV) c 50 (mV) d 0,5 (mV) Câu 2: Một dẫn điện tịnh tiến từ trường đều, cảm ứng từ 0,4 T Vectơ vận tốc hợp với đường sức từ góc 300 Thanh dài 40 cm Một vôn kế nối với hai 0,2v tính vận tốc Hoạt động học Nội dung ghi bảng sinh Đáp án câu d 0,5 (mV) Đáp án câu e = Bvlsin30o e 0,2 Bl sin 0,4.0,4 sin 300 2,5 m s v - Nhận xét câu trả lời HS và tóm tắt kiến thức bài học Lop11.com (9)