Giáo án giảng dạy môn Vật lý 11 - Bài 33: Khung dây có dòng điện đặt trong từ trường

- HS trả lời câu hỏi của GV - Ghi tựa đề - Ghi tựa đề vào vở - GV tiến hành mô tả thí nghiệm như hình 33.1, vẽ hình - Hướng dẫn HS khảo sát lực từ tác dụng lên dòng điện của khung trong [r]

Người soạn: Nguyễn Đình Căng Tiết: 52 Ngày soạn:26/02/2009 Bài 33: KHUNG DÂY CÓ DÒNG ĐIỆN ĐẶT TRONG TỪ TRƯỜNG I MỤC TIÊU Về kiến thức - Trình bày lực từ tác dụng lên khung dây mang dòng điện - Thành lập công thức xác định mômen ngẫu lực từ tác dụng lên khung trường hợp đường sức từ song song với mặt phẳng khung dây - Trình bày nguyên tắc cấu tạo và hoạt động động điện chiều và điện kế khung quay Về kĩ - Vận dụng công thức xác định mômen ngẫu lực từ tác lên khung dây đặt từ trường II CHUẨN BỊ 1.GV - Dụng cụ vẽ thí nghiệm - Dự kiến nội dung ghi bảng Bài 33: KHUNG DÂY CÓ DÒNG ĐIỆN ĐẶT TRONG TỪ TRƯỜNG 1.Khung dây đặt từ trường a Thí nghiệm b Lực từ tác dụng lên khung dây có dòng điện - Đường sức từ nằm mặt phẳng khung (Hình 33.2): khung chịu tác dụng ngẫu lực Ngẫu lực này có tác dụng làm quay khung Hình 33.2 Hình 33.3 - Đường sức từ vuông góc với mặt phẳng khung ( Hình 33.3): các lực tác dụng lên khung không làm cho khung quay Lop11.com c Momen ngẫu lực từ tác dụng lên khung dây có dòng điện - Gọi AD = l, AB = d => M = FBC.d Mà FBC =FAD =IBl =>M = IBld = IBS Trường hợp tổng quát: M= IBSsin   Trong đó:  là góc hợp B và n Chú ý: Động điện chiều a Cấu tạo: SGK b Hoạt động: SGK Điện kế khung quay a Cấu tạo;: SGK b Hoạt động: SGK HS: Ôn lại kiến thức động điện chiều và ngẫu lực lớp và lớp 10 III TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC Hoạt động 1:Tìm hiểu khung dây mang dòng điện đặt từ trường Hoạt động thầy GV đặt vấn đề vào bài mới: Hoạt động trò - Thảo luận theo bàn và nhắc lại tượng theo yêu cầu GV: + Nhắc lại tượng xảy hai dòng điện + Hút hai dòng điện cùng song song đặt cách khoảng d chiều, đẩy hai dòng điện + Vậy, khung dây có dòng điện đặt ngược chiều từ trường thì tượng gì xảy ra? - HS trả lời câu hỏi GV - Ghi tựa đề - Ghi tựa đề vào - GV tiến hành mô tả thí nghiệm hình 33.1, vẽ hình - Hướng dẫn HS khảo sát lực từ tác dụng lên dòng điện khung trường hợp: * Đường sức từ nằm mặt phẳng khung (hình 33.2) Dòng điện khung có chiều ABCD hình vẽ + Yêu cầu HS xác định lực từ tác dụng lên cạnh AB, CD? +Yêu cầu HS xác định lực từ tác dụng lên hai cạnh AD, BC? Lop11.com - HS xác định: vì các cạnh đó song song với các đường sức từ - HS xác định quy tắc bàn tay trái:  + FAD , FBC cùng phương, vuông  góc với mặt phẳng khung, FAD hướng  phía trước, FBC hướng phía sau mặt phẳng hình vẽ (như hình), độ lớn   + Hợp thành ngẫu lực + FAD , FBC hợp thành cặp lực gì? + Làm cho khung quay + Ngẫu lực này làm cho khung nào? - GV nói thêm cho HS, từ trường không thì lực từ tác dụng lên khung làm quay khung dây và làm cho khung dây chuyển động phía từ trường mạnh Trường hợp đường sức không nằm mặt phẳng khung lực từ làm khung quay * Đường sức từ vuông góc với mặt phẳng khung - GV tiến hành tương tự để đưa HS đến kết là lực từ tác dụng lên các cạnh đối diện khung cùng phương, ngược chiều và có độ lớn nên các lực này không làm quay khung - Yêu cầu HS thảo luận trả lời C1, C2 - Hướng đẫn HS thành lập biểu thức xác định mômen ngẫu lực từ Xét trường hợp mặt phẳng khung song song với đường sức từ hình 33.2: + Yêu cầu HS viết các biểu thức lực từ tác dụng lên cạnh BC, AD theo định luật Ampe? + Biểu thức momen ngẫu lực M tác dụng lên khung viết nào? + Gọi S là diện tích mặt phẳng giới hạn khung, viết ngẫu lực M theo S? - HS làm theo các yêu cầu GV: - HS thảo luận trả lời C1, C2 + FBC = FAD = IBl + M = FBC.d = IBld + ld = S nên M = IBS Trong đó: + B : cảm ứng từ + I : cường độ dòng điện + l : chiều dài cạnh BC và AD + M : momen ngẫu lực từ - Cho HS biết: Trong trường hợp các đường + S : diện tích giới hạn khung sức từ không nằm mặt phẳng khung, người ta đã chứng minh M = IBSsin;   là góc hợp B và n Hoạt động 2: Tìm hiểu động điện chiều Hoạt động thầy Lop11.com Hoạt động trò - Yêu cầu HS nghiên cứu SGK nêu cấu tạo động điện chiều (HS đã học lớp 9) - GV bổ sung hoàn chỉnh phát biểu HS - GV yêu cầu HS nghiên cứu SGK trả lời các câu hỏi tìm hiểu nguyên tắc hoạt động động điện chiều sau: + Khi có dòng điện qua khung dây, lực từ có tác dụng gì khung? + Bộ phóng điện gồm hai bán khuyên và hai chổi quét có tác dụng gì? - HS nghiên cứu SGK nêu cấu tạo theo yêu cầu GV, các HS khác bổ sung - HS ngiên cứu SGK trả lời các câu hỏi GV: + Ngẫu lực từ tác dụng lên khung làm khung quay + Làm cho mặt phẳng khung vuông góc với đường sức từ thì dòng điện khung đổi chiều Do vậy, khung quay liên tục + Không có góp điện khung có quay liên + Khung không quay liên tục Vì tục không? Tại sao? tới khung vuông góc với từ trường - GV: Dòng điện khung đổi chiều khung dừng dòng điện từ phần đưa vào khung là dòng điện chiều, gọi là động điện chiều Hoạt động 3: Tìm hiểu điện kế khung quay Hoạt động thầy Hoạt động trò - GV giới thiệu cho HS cấu tạo điện kế - HS chú ý theo dõi khung quay thông qua tranh vẽ phóng to, nói rõ tác dụng lõi sắt và lò xo - GV yêu cầu HS nghiên cứu SGK trả lời các - HS suy nghĩ, nghiên cứu SGK và trả câu hỏi tìm hiểu hoạt động điện kế lời: khung quay sau: + Khi cho dòng điện vào khung thì lực từ tác +Ngẫu lực từ làm khung quay kệch khỏi dụng nào khung? vị trí ban đầu + Đến nào thì khung dừng lại? + Khi momen cản lò xo cân + Để biến điện kế thành ampe kê hay vônkế với momen lực từ thì khung dừng lại người ta mắc thêm sơn hay thêm điện trở phụ? + Khi khung cân thì góc lệch khỏi vị trí ban đầu tỉ lệ với cường độ dòng điện chạy khung Hoạt động 4: Cũng cố, vận dụng và giao nhiệm vụ nhà Hoạt động thầy Hoạt động trò - Yêu cầu HS trả lời các câu hỏi cuối bài và - HS trả lời theo yêu cầu GV câu trắc nghiệm 1,2 phần bài tập - Giao bài tập nhà 3,4/171 - Ghi bài tập nhà Lop11.com