Kĩ năng - Xác định được đô lớn, phương, chiều của lực Lo-ren-xơ tác dụng lên một điện tích q chuyển động với vận tốc v trong mặt phẳng vuông góc với các đường sức từ của một từ trường [r]
(1)Chương VII TỪ TRƯỜNG Mục tiêu chương - Trình bày khái niệm cảm ứng từ (phương, chiều, độ lớn) Vận dụng các công thức xác định lực từ tác dụng lên đoạn dòng điện, công thức xác định lực Lorenxơ Trình bày và vận dụng quy tắc bàn tay trái Mô tả từ trường số dòng điện có dạng đơn giản, vận dụng quy tắc nắm tay phải Trình bày và vận dụng công thức xác định mômen ngẫu lực từ tác dụng lên khung dây mang dòng điện Tiết: 44 Ngày soạn: TỪ TRƯỜNG I MỤC TIÊU Kiến thức: - Nêu khái niệm tương tác từ, từ trường, tính chất từ trường - Trình bày khái niệm cảm ứng từ (phương và chiều), đường sức từ, từ phổ, tính chất đường sức từ - Trả lời câu hỏi từ trường là gì và nêu ví dụ từ trường Kĩ năng: - Vẽ các đường sức từ biểu diễn từ trường nam châm thẳng, nam châm hình chữ U - Rèn luyện kĩ quan sát, nhận xét và tiến hành thí nghiệm II CHUẨN BỊ GV: - Thanh nam châm, nam châm hình chữ U, kim nam châm (hay la bàn), đoạn dây dẫn, pin hay ắc quy - Một thí nghiệm tương tác hai dòng điện (hay đoạn video clip thí nghiệm tương tác hai dòng điện), tờ bìa hay kính, mạt sắt - Dự kiến nội dung ghi bảng (HS tự ghi chép theo GV) Bài 26: TỪ TRƯỜNG Tương tác từ a Cực nam châm - Nam châm thường gặp có cực: cực Bắc (N), cực Nam (S) - Thực tế có nam châm có số cực lớn hai không có nam châm nào có số cực là số lẻ b Thí nghiệm tương tác từ - Thí nghiệm hình 26.1 Tương tác nam châm với nam châm: Các nam châm tương tác với nhau, các cực cùng tên thì đẩy nhau, các cực khác tên thì hút - Thí nghiệm Ơ-xtét (hình 26.2): tương tác nam châm và dòng điện Cho dòng điện chạy qua dây dẫn gần kim nam châm, nam châm bị lệch dòng điện và nam châm có mối liên hệ chặt chẽ, dòng điện có vai trò nam châm - Thí nghiệm hình 26.3: tương tác hai dòng điện Cho I1 chạy qua dây AB; I2 chạy qua dây CD +/ I1 = I2 = 0: không có tương tác Lop11.com (2) +/ I1 I : AB và CD hút +/ I1 I : AB và CD đẩy Nhận xét: Tương tác nam châm với nam châm, dòng điện với nam châm và dòng điện với dòng điện gọi là tương tác từ.Lực tương tác các trường hợp đó gọi là lực từ Từ trường a Khái niệm từ trường Xung quanh nam châm hay xung quanh dòng điện có từ trường b Điện tích chuyển động và từ trường Xung quanh điện tích chuyển động có từ trường c Tính chất từ trường Tính chất từ trường là nó gây lực từ tác dụng lên nam châm hay dòng điện đặt nó d Cảm ứng từ - Cảm ứng từ là đại lượng vectơ kí hiệu B đặc trưng cho từ trường mặt gây lực từ - Phươngcủa nam châm thử nằm cân điểm từ trường là phương vectơ cảm ứng từ B từ trường điểm đó - Ta quy ước chiều từ cực Nam sang cực Bắc nam châm thử là chiều B - Lực từ tác dụng lên đoạn dòng điện điểm nào lớn thì cảm ứng từ điểm đó lớn Đường sức từ a Định nghĩa Đường sức từ là đường vẽ cho hướng tiếp tuyến bất kì điểm nào trên đường trùng với hướng vectơ cảm ứng từ điểm đó b.Các tính chất đường sức từ -Tại điểm từ trường, có thể vẽ đường sức từ qua và mà thôi - Các đường sức từ là đường cong kín Trong trường hợp nam châm, ngoài nam châm các đường sức từ cực Bắc, vào cực Nam nam châm - Các đường sức từ không cắt - Nơi nào các đường cảm ứng từ lớn thì các đường sức từ đó vẽ mau (dày hơn), nơi nào cảm ứng từ nhỏ thì các đường sức từ đó vẽ thưa c Từ phổ - Rắc mạt sắt lên bìa - Đặt bìa lên nam châm và gõ nhẹ Các mạt sắt xếp thành đường cong xác định Các "đường mạt sắt" cho ta hình ảnh các đường cảm ứng từ, đó là từ phổ nam châm Từ trường - Một từ trường mà cảm ứng từ điểm gọi là từ trường - Ở khoảng cực nam châm hình móng ngựa, từ trường là đều, các đường cảm ứng từ song song và cách HS: Ôn lại phần từ trường đã học THCS III TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Hoạt động thầy Hoạt động 1: Đặt vấn đề và vào bài mới(3 phút) Hoạt động HS Lop11.com (3) GV: Giới thiệu bài mới: Ta đã biết xung quanh hạt mang điện có điện trường và thông qua điện trường này nó tương tác điện với hạt mang điện khác Vậy nam châm tương tác với thì liệu chúng có tương tác thông qua trường nào đó hay không? - Ghi tiêu đề lên bảng: - Ghi tiêu đề vào Bài 26: Từ trường Hoạt động 2: Tìm hiểu tương tác từ GV: Lần lượt tiến hành TN nam châm với nam châm, nam châm với dòng điện và giưa dòng điện với dòng điện Yêu cầu HS quan sát, thảo luận (2HS) và nhận xét tượng? - HS quan sát thí nghiệm, thảo luận và rút nhận xét theo yêu cầu GV TN hình 26.1: Hai cực cùng tên hai nam châm gần thì đẩy nhau, hai cực khác tên gần thì chúng hút tương tác từ hai nam châm TN hình 26.2: Dòng điện tác dụng lực lên nam châm dòng điện đóng vai trò nam châm TN hình 26.3: Hai dòng điện tương tác với nhau: dòng điện cùng chiều thì hút nhau, ngược chiều thì đẩy GV: Đặt câu hỏi: Các em có nhận xét gì chất các tương tác ba thí nghiệm trên? (GV gợi ý để HS thấy các tương tác có cùng chất, đó là tương tác từ, lực tác dụng là lực từ) - Gọi HS trả lời câu hỏi Hoạt động 3: Tìm hiểu khái niệm từ trường - GV đưa câu hỏi gợi ý để giúp học sinh suy luận: + Một vật gây lực hấp dẫn thì xung quanh vật đó có trường hấp dẫn, vật gây lực điện thì xung quanh vật đó có điện trường Theo các em xung quanh vật gây lực từ thì sao? - GV nhận xét suy luận HS, khẳng định suy luận đúng - GV lưu ý cho HS nam châm và dòng điện gây lực từ, cho HS đưa kết luận tồn từ trường xung quanh nam châm và dòng điện - HS suy nghĩ, trả lời câu hỏi GV Các tương tác trên có cùng chất, đó là tương tác từ, lực tương tác các trường hợp trên là lực từ HS suy luận và trả lời rằng: - Xung quanh vật gây gây lực từ thì có từ trường - HS đưa kết luận: Từ trường tồn xung quanh nam châm và xung quanh dòng điện - GV nêu câu hỏi: Hãy phát biểu định nghĩa Lop11.com (4) dòng điện? - Gọi HS trả lời - HS trả lời câu hỏi theo yêu cầu GV Là dòng chuyển dời có hướng các hạt mang điện - GV gợi ý, dẫn dắt vấn đề cho HS: dòng điện - HS suy luận dẫn dắt GV và đưa là dòng chuyển dời có hướng các hạt mang kết luận điện Dòng điện gây từ trường Ta có thể đưa Từ trường dòng điện thực chất là từ trường các điện tích chuyển động tạo thành dòng kết luận gì từ trường dòng điện? điện đó Vậy: Xung quanh điện tích chuyển động có từ trường - GV nêu câu hỏi: Tính chất từ HS trả lời câu hỏi GV: Gây lực từ tác trường là gì? Gọi HS trả lời câu hỏi dụng lên nam châm hay dòng điện đạt nó - GV thông báo cho HS biết: xét từ trường, người ta dùng đại lượng đặc trưng cho từ trường mặt tác dụng lực từ, đó là cảm ứng từ - GV tiến hành thí nghiệm kim nam châm nằm cân từ trường, Yêu cầu HS quan sát, nhận xét - Yêu cầu HS nghiên cứu SGK nêu định nghĩa phương và chiều cảm ứng từ GV thông báo định tính độ lớn cảm ứng từ - Yêu cầu HS vận dụng bài học trả lời muc C2 SGK - Theo dõi bài giảng GV - HS quan sát, nhận xét: kim nam châm thử nằm cân các điểm khác từ trường thì nói chung nó định hướng khác - HS nghiên cứu SGK, nêu định nghĩa phương và chiều cảm ứng từ, lưu ý độ lớn cảm ứng từ - HS vận dụng định nghĩa phương và chiều cảm ứng từ trả lời C2 Hoạt động 4: Tìm hiểu đường sức từ - Yêu cầu HS nghiên cứu SGK phát biểu định nghĩa đường sức từ - GV lưu ý cho HS là nam châm thử, ta quy ước lấy chiều từ cực nam sang cực bắc là chiều đường cảm ứng từ - Yêu cầu HS nghiên cứu SGK nêu các tính chất đường cảm ứng từ - HS nghiên cứu SGK phát biểu định nghĩa đường sức từ theo yêu cầu GV - HS nghiên cứu SGK nêu các tính chất đường cảm ứng từ - GV: Làm thí nghiệm : HS quan sát thí nghiệm và rút nhận xét: - Rắc mạt sắt lên bìa Các mạt sắt xếp thành đường cong - Đặt bìa lên nam châm và gõ nhẹ xác định Yêu cầu HS quan sát và nhận xét hình dạng các đường mạt sát GV: thông báo đó chính là hình ảnh từ phổ Lop11.com (5) nam châm,GV có thể tiến hành thêm các thí nghiệm tương tự để HS thấy từ phổ nam châm hình chữ U, cuả từ trường hai cực hai nam châm đặt gần (như hình 26.6 và 26.7) - GV yêu cầu HS thảo luận trả lời C3 - GV bổ sung, làm rõ để HS phân biệt từ phổ và các đường cảm ứng từ Hoạt động 5: Tìm hiểu từ trường - GV cho HS tham khảo SGK nêu định nghĩa từ trường - GV cho HS quan sát lại hình ảnh từ phổ nam châm hình chữ U để HS thấy các đường mạt sắc là các đường gần song song và cách nhau, yêu cầu HS kết hợp với tính chất đường sức từ để đưa kết luận đường sức từ từ trường - HS thảo luận, trả lời C3 - HS tham khảo SGK nêu định nghĩa từ trường - HS quan sát, suy luận đưa kết luận: đường sức từ trường là các đường thẳng song song và cách nhau, từ trường khoảng hai cực nam châm hình chữ U là từ trường Hoạt động 6: Vận dụng, tổng kết bài học - Yêu cầu HS trả lời câu hỏi, làm các bài tập - Trả lời các câu hỏi SGK SGK - Ghi bài tập nhà vào - Cho bài tập nhà IV RÚT KINH NGHIỆM V BỔ SUNG Lop11.com (6) Tiết: 45 Ngày soạn: PHƯƠNG VÀ CHIỀU CỦA LỰC TỪ TÁC DỤNG LÊN DÒNG ĐIỆN I MỤC TIÊU Kiến thức - Trình bày phương lực từ tác dụng lên đoạn dòng điện - Phát biểu quy tắc bàn tay trái và vận dụng quy tắc đó Kĩ - Xác định vectơ lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn thẳng có dòng điện chạy qua đặt từ trường II CHUẨN BỊ GV - Dụng cụ thí nghiệm hình 27.1 SGK - Dự kiến nội dung ghi bảng (HS tự ghi chép theo GV) Bài 27: PHƯƠNG VÀ CHIỀU CỦA LỰC TỪ TÁC DỤNG LÊN DÒNG ĐIỆN Lực từ tác dụng lên dòng điện Thí nghiệm: hình 27.1 SGK Phương lực từ tác dụng lên dòng điện - Lực từ tác dụng lên đoạn dòng điện có phương vuông góc với mặt phẳng chứa đoạn dòng điện và cảm ứng từ điểm khảo sát Chiều lực từ tác dụng lên dòng điện Quy tắc bàn tay trái Đặt bàn tay trái cho các đường sức từ đâm xuyên vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến các ngón tay trùng với chiều dòng điện, thì ngón cái choãi 900 chiều lực từ tác dụng lên dòng điện HS: Ôn lại quy tắc bàn tay trái đã học lớp III.TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Hoạt động thầy Hoạt động 1: Tìm hiểu phương và chiều lực từ tác dụng lên dây dẫn mang dòng điện - GV: Bố trí thí nghiệm hình 27.1 Nói cho HS mục đích thí nghiệm là rút kết luận phương và chiều lực từ tác dụng lên đoạn dòng điện đặt từ trường khó có thể tiến hành thí nghiệm với đoạn dòng điện nên ta phải làm thí nghiệm với khung dây Chỉ cho HS thấy rằng, cạnh khung dây chịu tác dụng lực từ (cạnh nằm ngang phía dưới) không đặt quá sâu vào bêb nam châm hình chữ U nên dù làm thí nghiệm Hoạt động trò Lop11.com (7) với khung dây thật có lực từ tác dụng lên cạnh khung là đáng kể.Mặt phẳng khung dây đặt vuông góc với đường sức từ nam châm - GV: tiến hành thí nghiệm SGK, yêu - Quan sát thí nghiệm, rút nhận xét cầu HS quan sát và nhận xét Khi cho dòng điện chạy qua khung khung không bị lêch khỏi mặt phẳng thẳng đứng, bị kéo xuống - GV nêu câu hỏi: HS trả lời câu hỏi GV: lực từ tác dụng + Tại khung lại bị kéo xuống? lên cạnh AB khung + Qua tư khung dây thí nghiệm, - HS đưa kết luận phương lực từ tác ta có thể kết luận gì phương lực từ tác dụng lên đoạn dòng điện: phương thẳng đứng,là dụng lên đoạn dòng điện AB? phương vuông góc với AB và với đường sức từ .GV nhận xét câu trả lời HS sau đó kết luận * Lực từ tác dụng lên đoạn dòng điện có SGK phương vuông góc với mặt phẳng chứa đoạn dòng điện và cảm ứng từ điểm khảo sát - Gọi HS trả lời C1 - HS trả lời theo yêu cầu GV Hoạt động 2: Tìm hiểu chiều lực từ tác dụng lên dòng điện - Gợi ý cho HS chiều lực từ, chiều - HS phát biểu quy tắc theo ý hiểu dòng điện, chiều cảm ứng từ hay chiều đường sức từ, sử dụng phép thử với bàn tay trái, yêu cầu HS phát biểu quy tắc xác định chiều lực từ - Quy tắc bàn tay trái - Nhận xét câu trả lời HS - Đưa hình ảnh quy tác bàn tay trái và nêu quy - HS ghi nhớ tắc bàn tay trái (SGK) * Quy tắc bàn tay trái: đặt bàn tay trái duỗi thẳng các đường cảm ứng từ xuyên vào lòng bàn tay và chiều từ cổ tay đến ngón tay trùng với chiều dòng điện Khi đó ngón tay cái choãi 900 chiều lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn Hoạt động 3: Vận dụng, củng cố và giao nhiệm vụ nhà - Gọi HS phát biểu lại quy tắc bàn tay trái - HS phát biểu lại theo yêu cầu GV - Yêu cầu HS trả lời các câu hỏi SGK - Trả lời câu hỏi SGK - Giao bài tập nhà - ghi bài tập nhà IV RÚT KINH NGHIỆM V BỔ SUNG Lop11.com (8) CẢM ỨNG TỪ- ĐỊNH LUẬT AM-PE Tiết:46 Ngày soạn: MỤC TIÊU Kiến thức - Phát biểu định nghĩa và nêu ý nghĩa cảm ứng từ - Viết công thức định luật Am-pe lực từ tác dụng lên đoạn dòng điện Kĩ - Vận dụng định luật Am-pe II CHUẨN BỊ 1.GV - Bộ thí nghiệm nghiên cứu lực từ tác dụng lên dòng điện - Phiếu học tập (3 loại phiếu ghi kết thí nghiệm phụ thuộc F vào I, l, α) Dự kiến nội dung ghi bảng (HS tự ghi theo GV) Bài 28: CẢM ỨNG TỪ- ĐỊNH LUẬT AM-PE Cảm ứng từ a.Khảo sát độ lớn lực từ Ghi theo các phiếu học tập1,2,3 Kết luận: FI.l.sinα b Cảm ứng từ Ứng với từ trường thì tỉ số F/ I l.sinα là số, với các từ trường khác thì số đó là khác Hằng số này càng lớn thì lực từ càng lớn F/ I l.sinα đặc trưng cho từ trường phương diện tác dụng lực và gọi là cảm ứng từ, kí hiệu là B và | B |= F/ I l.sinα Nếu từ trường không thì B thay đổi và B đặc trưng cho điểm từ trường B là vectơ, đơn vị B là Tesla, kí hiệu là T (trong hệ SI) Định luật Am-pe Công thức định luật Am-pe: F= BIlsinα Trong đó: B là cảm ứng từ vị trí đặt đoạn dây có dòng điện chạy qua, I là cường độ dòng điện dây dẫn, l là chiều dài đoạn dây và α là góc tạo dòng điện I và vectơ B Nguyên lí chồng chất từ trường Từ trường tuân theo nguyên lí chồng chất từ trường B B1 B2 HS - Ôn tập kiến thức phương, chiều lực từ tác dụng lên dòng điện III TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Hoạt động 1: Kiểm tra bài củ (5p) - Yêu cầu HS dùng quy tắc bàn tay trái xác định chiều lực từ tác dụng lên đoạn dòng điện các trường hợp sau: I I 10 Lop11.com (9) B B Hoạt động (20p): Khảo sát độ lớn lực từ Hoạt động trò Hoạt động thầy - Đặt vấn đề: Bài trước chúng ta đã tìm hiểu phương và chiều lực từ, bây chừ chúng ta khảo sát độ lớn lực từ tác dụng lên dòng điện - Trả lời: - Đặt câu hỏi: +Có thể phụ thuộc I, l… +Độ lớn lực từ phụ thuộc vào các yếu tố +Trong thí nghiệm ta đo F thay đổi đại nào? + Làm nào khảo sát phụ thuộc F vào lượng, còn giữ nguyên các đại lượng khác I, l, α? - Yêu cầu HS tiến hành thí nghiệm theo nhóm( nhóm nghiên cứu phụ thuộc F vào I, nhóm 2: F vào l, nhóm 3: F vào α), ghi số liệu đo vào phiếu học tập.(Lưu ý từ trường không đổi) - Thảo luận theo nhóm, phân tích và đưa nhận - Yêu cầu HS thảo luận nhóm, phân tích xét: số liệu thu được, (Nếu không có dụng cụ thí nghiệm, GV yêu cầu HS sử dụng bảng kết +FI thí nghiệm SGK) đưa nhận xét +Fl phụ thuộc F vào I, l, α, suy nghĩ xem liệu + F sinα phụ thuộc này có tuân theo quy luật nào không? - HS trả lời: FI.l.sinα - Hỏi: +Như có thể rút mối quan hệ phụ thuộc F vào ba đại lượng này nào? + Biểu diễn biểu thức F= BIlsinα (B là hệ + Biểu diễn mối quan hệ này biểu thức toán ? số tỉ lệ), - GV làm rõ cho HS: nói cách khác với từ trường không đổi thì F/Ilsinα = B có giá trị không đổi Hoạt động (10p): Xây dựng khái niệm cảm ứng từ Hoạt động trò Hoạt động thầy - HS tiến hành thí nghiệm, và trả lời: FI.l.sinα - Hỏi: Khi thay đổi độ lớn từ trường I nuôi nam châm tăng thì F tăng và dùng (bằng cách thay đổi I nuôi nam châm điện), thì liệu ứng với các từ trường khác nhau, ngược lại mối quan hệ trên có thay đổi không? - Hỏi: Vậy ứng với các từ trường khác thì tỉ số F/Ilsinα có khác không? - HS trả lời: khác - Trả lời: đặc trưng cho từ trường - Hỏi: Như B=F/Ilsinα có ý nghĩa nào với từ trường? phương diện tác dụng lực lớn hay nhỏ - Thông báo: ta gọi đại lượng B là độ lớn cảm ứng từ từ trường điểm khảo sát, 11 Lop11.com (10) công thức B=F/Ilsinα Trong hệ SI, đơn vị B là Tesla, kí hiệu là T Hoạt động (5p): Phát biểu định luật Am-pe và tìm hiểu nguyên lí chồng chất từ trường Hoạt động trò Hoạt động thầy - Ghi nhớ, nhận biết đươc: - Thông báo: Trong thực tế, ta thường gặp + Định luật Am-pe trường hợp cần xác định lực từ tác dụng lên đoạn dòng điện đặt từ trường hay có +Nguyên lí chồng chất từ trường thể coi là Biểu thức tính F= BIlsinα (công thức định luật Am-pe) α: là góc tạo đoạn dòng điện và B - Trình bày nội dung nguyên lí chồng chất từ trường cho HS Hoạt động (5p): Cũng cố và vận dụng kiến thức,giao nhiệm vụ nhà Hoạt động trò Hoạt động thầy - Tự lực làm bài tập và câu hỏi SGK - Yêu cầu HS trả lời câu hỏi 1,2, giải bài tập - Trình bày lời giải theo yêu cầu GV 1,2,3 trog SGK - Hướng dẫn, giải đáp - Ghi bài tập nhà - Yêu cầu HS nhà làm bài tập 4,5/147SGK IV RÚT KINH NGHIỆM V BỔ SUNG Tiết: 47 Ngày soạn: TỪ TRƯỜNG CỦA MỘT SỐ DÒNG ĐIỆN CÓ DẠNG ĐƠN GIẢN I MỤC TIÊU Kiến thức - Trình bày về: +Dạng các đường sức từ và quy tắc xác định chiều các đường sức từ dòng điện thẳng dài, dòng điện tròn +Dạng các đường sức từ bên và bên ngoài ống dây có dòng điện, quy tắc xác định chiều các đường sức từ bên ống dây - Viết đúng công thức tính cảm cảm ứng từ dòng điện thẳng, dòng điện tròn và công thức xác định chiều các đường cảm ứng từ bên ống dây dài mang dòng điện Kĩ - Áp dụng các quy tắc vẽ các đường sức từ biểu diễn từ trường dòng điện thẳng dài, dòng điện tròn, ống dây có dòng điện chạy qua - Xác định độ lớn, phương, chiều vectơ cảm ứng từ điểm từ trường gây dòng điện thẳng dài, tâm dòng điện tròn và điểm long ống dây có dòng điện chạy qua 12 Lop11.com (11) II CHUẨN BỊ GV - Dụng cụ thí nghiệm: khung dây tròn, kim nam châm, ống dây, mạt sắt, dòng điện thẳng - Một số hình ảnh SGK, số đoạn phim thí nghiệm trên máy vi tính - Dự liến nội dung ghi bảng (HS tự ghi theo GV) Bài 29: TỪ TRƯỜNG CỦA MỘT SỐ DÒNG ĐIỆN CÓ DẠNG ĐƠN GIẢN Từ trường dòng điện thẳng a Thí nghiệm: b Đường sức từ: Quy tắc nắm tay phải:SGK I r c Công thức: B 2.10 7 ; r là khoảng cách từ điểm khảo sát đến dòng điện Từ trường dòng điện tròn a Thí nghiệm: b Đường sức từ: Quy tắc SGK c Công thức: 2. 10 7 NI ; N: số vòng dây, R: bán kính dòng điện, I: cường độ dòng điện R Từ trường dòng điện ống dây a Thí nghiệm: b Đường sức từ: Quy tắc SGK c Công thức: B 4 10 7 nI 4 10 7 N I ; n: số vòng dây trên mét chiều dài ống l Vận dụng HS Ôn lại từ trường, cảm ứng từ, đường sức từ III TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC Hoạt động 1(5p): Kiểm tra bài củ, đặt vấn đề vào bài Hoạt động trò Hoạt động thầy - Trả lời: - Nêu câu hỏi: + Cảm ứng từ là đại lượng đặc trưng cho từ + Định nghĩa cảm ứng từ? trường mặt gây lực từ + Phương và chiều vectơ cảm ứng từ + Phương vectơ cảm ứng từ điểm xác định nào? từ trường là phương nam châm thử - Goi HS lên bảng trả lời nằm cân điểm đó và chiều vectơ cảm ứng từ là chiều từ cực nam sang cực bắc - Gọi HS khác nhận xét câu trả lời nam châm thử - Nhận xét câu trả lời bạn - Nhận xét câu trả lời HS và cho điểm - Giới thiệu bài mới: Các em đã biết: Dòng điện sinh từ trường.Từ trường biểu diễn các đường sức từ Từ trường phụ thuộc vào các dạng mạch điện nên đường sức từ phụ thuộc vào dạng mạch điện Ở bài này ta xét đường sức từ 13 Lop11.com (12) các mạch điện có dạng đơn giản khác - Ghi tiêu đề lên bảng - Ghi tiêu đề vảo Hoạt động (10p): Tìm hiểu từ trường dòng điện thẳng Hoạt động trò Hoạt động thầy - Quan sát dụng cụ thí nghiệm và trả lời câu - Nêu câu hỏi: hỏi: Dòng điện thẳng là dòng điện chạy + Thế nào là dòng điện thẳng? dây dẫn thẳng dài vô hạn - Giới thiệu dụng cụ TN dòng điện thẳng và hạn chế TN - Cho HS quan sát hình ảnh từ phổ phóng to (giới thiệu lại cách tạo từ phổ) - Quan sát hình ảnh từ phổ, trả lời câu hỏi - Hỏi: Từ phổ là gì?gọi HS trả lời + Từ phổ là hình ảnh các đường mạt sắt Từ phổ cho biết dạng đường sức từ - Quan sát, thảo luận và rút nhận xét - Yêu cầu HS tiến hành TN từ phổ dòng + Là đường tròn đồng tâm, tâm là giao điện thẳng (hoặc biểu diễn TN cho HS thấy) hình 29.1 SGK.Yêu cầu HS quan sát, thảo luận điểm dòng điện với mặt phẳng và rút nhận xét dạng đường sức từ dòng điện thẳng - Thảo luận, trình bày các cách xác định chiều đường sức từ + HS quan sát, thảo luận, rút nhận xét: kim nam châm nằm tiếp tuyến với đường tròn, chiều kim nam châm cho biết chiều đường sức từ + Dùng quy tắc nắm tay phải + Quy tắc đinh ốc -Đọc SGK, nêu công thức tính cảm ứng từ B 2.10 7 I r B: cảm ứng từ (T) r: khoảng cách từ dòng điện đến điểm khảo sát (m) - Nhận xét câu trả lời HS, rút nhận xét đường sức từ + Đường sức từ là đường cong có hướng Từ phổ cho biết dạng đường sức từ Vậy làm nào để xác định chiều đường sức từ -Yêu cầu HS thảo luận các cách xác định chiều đường sức từ + Gợi ý: Đưa hình ảnh để HS quan sát (hoặc cho HS xem đoạn phim đặt nam châm thử các điểm khác từ trường), yêu cầu HS thảo luận, nhận xét phương và chiều kim nam châm các điểm đó - GV nhận xét, đưa hình ảnh minh họa và kết luận các quy tắc xác định chiều đường cảm ứng từ - Yêu cầu HS đọc SGK nêu công thức tính cảm ứng từ - Nhận xét công thức: I B, B 1/r - Cho HS trả lời C1 SGK 14 Lop11.com (13) I: cường độ dòng điện (A) Hoạt động (10p): Tìm hiểu từ trường dòng điện tròn Hoạt động trò Hoạt động thầy - Giới thiệu dòng điện tròn, dụng cụ thí nghiệm - Tiến hành TN từ phổ dòng điện tròn hình 29.5 SGK 29.5 SGK Yêu cầu HS quan sát từ phổ, thảo luận theo nhóm đưa nhận xét dạng các đường sức từ (Nếu không có thí nghiệm, GV có thể dung các ảnh chụp SGK cho HS nhận xét và phát biểu) - Nhận xét câu trả lời HS, bổ sung, kết luận: Đường sức từ là đường cong.Càng gần tâm O độ cong càng giảm Tại O đường sức từ là đường thẳng - HS thảo luận, đưa nhận xét Nêu câu hỏi: Làm nào để xác định - Thảo luận tìm cách xác định chiều đường chiều đường sức từ? + Gợi ý và yêu cầu HS trình bày cách xác định sức từ chiều đường sức từ + Dùng nam châm thử + Quan sát hình vẽ và phát biểu theo ý hiểu + Đưa hình ảnh quy tắc nắm tay phải, yêu cầu + Phát biểu quy tắc đinh ốc HS phát biểu theo ý hiểu - Ghi nhớ - Nêu quy tắc nắm tay phải SGK - Thông báo công thức tính cảm ứng từ tâm dòng điện và các đại lượng có công thức, lưu ý đơn vị đo cho HS - Nêu câu hỏi C2, yêu cầu HS trả lời - Trả lời C2 Hoạt động (10p): Tìm hiểu từ trường dòng điện ống dây Hoạt động trò Hoạt động thầy - HS làm TN theo nhóm có thể thông qua - Nếu có thời gian làm TN hình 29.8 SGK Nếu hình vẽ 29.9 SGK thảo luận và nhận xét: kg có thời gian GV giới thiệu hình ảnh 29.9 + Bên ống dây, các đường sức song song SGK và cho HS thảo luận, nhận xét dạng các đường sức từ bên và bên ngoài ống và cách nhau, đó từ trường + Ở ngoài ống dây, đường sức từ giống dây ( Gợi ý xét bên và bên ngoài ống dây đường sức từ nam châm thẳng đường sức có đặc điểm gì?) 15 Lop11.com (14) - Thảo luận và đưa cách xác đinh: + Dùng nam châm thử + Quy tắc nắm tay phải + Quy tắc đinh ốc - Ghi nhớ - Hỏi: Làm nào để xác định chiều đường sức từ? Gợi ý: dòng điện ống dây là tập hợp nhiều dây điện tròn có chiều giống Bên ngoài ống dây và bên ống dây các đường sức từ có chiều nào? Nhận xét câu trả lời HS và kết luận - Thông báo công thức tính cảm ứng từ ống dây và các đại lượng công thức, lưu ý đơn vị cho HS B 4 10 7 nI 4 10 7 - Trả lời C3 N I l - Nêu câu hỏi C3 Hoạt động 6: Vận dụng, cố, giao nhiệm vụ nhà Hoạt động trò Hoạt động thầy - Trả lời các câu hỏi TNKQ - Nhắc lại các quy tắc và công thức - Nêu các câu hỏi TNKQ - Phân tích, đưa đáp án - Ghi BTVN 3,4,5/151SGK - Yêu cầu HS ghi BT nhà - Về nhà chuẩn bị bài sau - Chuẩn bị bài: Bài tập từ trường IV RÚT KINH NGHIỆM V BỔ SUNG 16 Lop11.com (15) Tiết 48 Ngày soạn: BÀI TẬP VỀ TỪ TRƯỜNG I.MỤC TIÊU - Vận dụng định luật Am-pe lực từ tác dụng lên đoạn dòng điện - Vận dụng các công thức tính cảm ứng từ dòng điện II CHUẨN BỊ 1.GV - Chuẩn bị các bài tập đặc trưng để giải trên lớp HS - Chuẩn bị kiến thức có liên quan III.TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Hoạt động 1: Kiểm tra bài củ Hoạt động trò Hoạt động thầy - HS lên bảng viết công thức theo yêu cầu - Gọi HS HS lên bảng viết công thức định GV luật Am-pe, các công thức tính cảm ứng từ các dòng điện thẳng, dòng điện tròn, lòng ống dây - HS nhận xét, bổ sung câu trả lời bạn - Gọi HS khác nhận xét, bổ sung câu trả lời bạn - HS giải bài tập - Yêu cầu HS lên bảng giải bài tập 3, 4, 5/151 SGK.(đã chuẩn bị nhà) - GV nhận xét và cho điểm - HS nhớ lại - Nhắc lại cho HS phép cộng vectơ Hoạt động 2: Vận dụng quy tắc tổng hợp, phân tích lực và định luật Am-pe lực từ để phân tích và giải bài tâp Hoạt động trò Hoạt động thầy - Hướng dẫn HS giải bài + Đọc đề bài (có thể gọi HS đọc đề bài): Hai dây dẫn thẳng dài vô hạn D1, D2 đặt song song không khí cách khoảng d= 10cm, có dòng điện cùng chiều I1= I2 = 2,4 A qua.Tính cảm ứng từ a M cách D1 và D2 khoảng R= 5cm b N cách D1: R1= 20 cm, cách D2: R2= 10cm - HS tóm tắt đề theo yêu cầu GV + Hướng dẫn HS tóm tắt đề bài 17 Lop11.com (16) - HS suy nghĩ và trả lời các câu hỏi GV + O1M = O2M = O1O2 ( M là trung điểm O1O2) + Xác định cảm ứng từ I1 gây M, I2 gây M sau đó áp dụng nguyên lí chồng chất từ trường + Dùng quy tắc nắm tay phải quy tắc đinh ốc 1: B1M , B2 M vuông góc với O1O2 và ngược chiều nhau, B1M = B2M + BM B1M B2 M = a BM ? - Nêu các câu hỏi để dẫn dắt HS giải bài toán: + Vị trí M? + Làm nào để xác định căm ứng từ M: BM ? + Xác định B1M , B2 M ? + BM ? b B -5 N ? + HS tự lực làm việc, kết :BN= 0.72.10 , GV hướng dẫn HS tương tự câu a, B N cùng chiều B1N B2 N nhiên lúc này B1N B2 N cùng chiều nhau, độ lớn khác Hoạt động 3: Vận dụng quy tắc nắm tay phải quy tắc đinh ốc để phân tích và giải bài 2/153 SGK Hoạt động trò Hoạt động thầy - HS đọc đề và lên bảng tóm tắt đề - Gọi HS đọc đề và lên bảng tóm tắt bài 2/153 R1 = R2 = R = 10 cm SGK I1 = 3A; I2 = A Vòng dây nằm mf nằm ngang, vòng dây nằm mf thẳng đứng, O1≡ O2 ≡ O - HS suy nghĩ nêu phương án giải - Yêu cầu HS suy nghĩ nêu phương án giải - GV bổ sung, nêu phương án giải Nêu các câu hỏi dẫn dắt để HS giải bài toán + BO ? + BO B1 B2 + Vận dụng quy tắc nắm tay phải: B1 có phương + B1 ? B2 ? thẳng đứng, chiều hướng lên, B2 có phương nằm ngang, chiều hướng sang phải + B0? + B0 B12 B22 I + B1 2 10 7 R I + B2 2 10 7 R + tagα = B1 suy α ≈ 370 B2 + B1? B2? + Cho HS thay các giá trị để tìm kết B0 + Xác định hướng BO ? Tức xác định góc lệch α? Hoạt động 4: Củng cố, giao bài tập nhà 18 Lop11.com (17) - GV lưu ý lại cho HS sai lầm các em có thể mắc phải,việc phân tích và lựa chọn các công thức, định luật, quy tắc thích hợp vận dụng giải bài tập - Trên sở các bài tập đã hướng dẫn, yêu cầu HS nhà làm thêm các bài tập sách bài tập IV RÚT KINH NGHIỆM V BỔ SUNG Tiết: 49 Ngày soạn: TƯƠNG TÁC GIỮA HAI DÒNG ĐIỆN THẲNG SONG SONG ĐỊNH NGHĨA AM-PE I MỤC TIÊU Kiến thức - Sử dụng quy tắc bàn tay trái xác định chiều lực từ tác dụng lên đoạn dòng điện để giải thích vì hai dòng điện cùng chiều thì đẩy nhau, hai dòng điện ngược chiều thì hút - Thành lập công thức xác định lực từ tác dụng lên đơn vị chiều dài dòng điện - Phát biểu định nghĩa đơn vị Am-pe Kĩ - Vận dụng công thức xác định lực từ tác dụng lên đơn vị chiều dài dòng điện để giải số bài toán đơn giản II CHUẨN BỊ GV - Bộ thí nghiệm tương tác hai dòng điện song song,(đoạn phim thí nghiệm tương tác hai dòng điện song song trêm máy tính) - Dự kiến nội dung ghi bảng (HS tự ghi theo GV) Bài 31 TƯƠNG TÁC GIỮA HAI DÒNG ĐIỆN THẲNG SONG SONG ĐỊNH NGHĨA ĐƠN VỊ AM-PE Tương tác hai dòng điện thẳng song song a Giải thích thí nghiệm - Hai dòng điện song song cùng chiều thì hút nhau, ngược chiều thì đẩy b Công thức tương tác hai dòng điện thẳng song song Cảm ứng từ dòng I1 : B 2.10 7 I1 r Lực từ tác dụng lên đoạn dòng điện I2 có chiều dài là: F BI 2.10 7 Lực từ tác dụng lên đơn vị dài dây dẫn mang dòng điện I2 là: 19 Lop11.com I1 I2 r (18) F 2.10 7 Định nghĩa đơn vị Am-pe I1 I (*) r I1 I 1A F 2.10 7 N r 1m Trong công thức (*) ta thấy: Định nghĩa đơn vị Am-pe: SGK HS - Các kiến thức lực từ tác dụng lên dây dẫn mang dòng điện III TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC Hoạt động 1: Giải thích tương tác hai dòng điện thẳng song song Hoạt động trò Hoạt động thầy - HS nhận xét: hai dòng điện song song, cùng - Trình chiếu cho HS xem đoạn phim thí nghiệm chiều thì hút nhau, ngược chiều thì đẩy tương tác hai dòng điện thẳng song song Cho HS nhận xét - HS theo dõi - GV đặt vấn đề vào bài: Trong thí nghiệm trên ta thấy, hai dòng điện song song, cùng chiều thì hút nhau, ngược chiều thì đẩy Tại lại vậy? * Trước hết ta hãy giải thích trường hợp hai dòng điện song song, cùng chiều thì hút - GV vẽ hình 31.1 (chưa xác định cảm ứng từ và - HS lên bảng, xác định cảm ứng từ (theo quy lực từ) lên bảng Yêu cầu HS xác định cảm ứng tắc nắm tay phải) và lực từ tác dụng lên từ và lực từ tác dụng lên đoạn dây rút kết luận đoạn dây (quy tắc bàn tay trái): + Cảm ứng từ dòng I1 các điểm trên dây PQ: (MNPQ), hướng từ sau phía trước mặt phẳng hìnhvẽ + Lực từ F1 tác dụng lên dây PQ: (MNPQ), chiều hướng sang trái, nghĩa là nó bị hút phía dòng điện MN Tương tự, HS xác định F2 hút MN phía PQ Vậy hai dòng điện song song, cùng chiều thì hút * Giải thích trường hợp hai dây dẫn song song, ngược chiều - HS tiến hành tương tự, xác định cảm ứng - Yêu cầu HS tiến hành tương tự trường hợp từ, lực từ tác dụng lên đoạn dây chúng cùng chiều hút Hoạt động 2: Tính độ lớn lực từ tác dụng lên đơn vị dài dòng điện; định nghĩa đơn vị cường độ dòng điện Am-pe Hoạt động trò Hoạt động thầy - Nghe câu hỏi, suy nghĩ để trả lời: - GV đặt các câu hỏi dẫn dắt HS đến công thức: 20 Lop11.com (19) + B 2.10 7 Gọi I1, I2 là cường độ dòng điện tương ứng dây MN và dây PQ (như hình 31.1) + Cảm ứng từ dòng I1 gây điểm A trên PQ tính theo công thức nào? Gọi là chiều dài đoạn CD trên dây I2 + Sử dụng công thức nào để viết biểu thức độ lớn lực từ tác dụng lên đoạn CD? I1 r + F= BI sinα = BI2 sinα + F BI 2.10 7 + F 2.10 7 I1 I ( sinα = 1) r I1 I (*) r + HS định nghĩa dựa vào công thức theo ý hiểu - HS ghi vào Hoạt động 3: Củng cố và bài tập nhà Hoạt động trò - HS trả lời các câu hỏi theo yêu cầu GV - HS làm theo yêu cầu GV - Ghi bài tập nhà + Độ lớn lực từ tác dụng lên đơn vị chiều dài dòng điện I2 bao nhiêu? GV lưu ý cho HS công thức (*) áp dụng cho trường hợp lực tác dụng lên dòng điện I1 - Yêu cầu HS dựa vào công thức (*) định nghĩa đơn vị cường độ dòng điện Am-pe.(gợi ý I1 = I2 = I, r = 1m, F = 2.10-7 thì I = ? ) - Bổ sung, định nghĩa SGK Hoạt động thầy - Yêu cầu HS trả lời các câu hỏi cuối bài - Yêu cầu HS làm vào bài tập 1,2/156, 157 SGK, goi HS lên bảng giải và đánh giá - Giao bài tập nhà: trả lời các câu hỏi 1,2,3,4/156; làm các bài tập 3, 4/157 IV RÚT KINH NGHIỆM V BỔ SUNG 21 Lop11.com (20) Tiết: 51 Ngày soạn: LỰC LO-REN-XƠ I MỤC TIÊU Kiến thức - Trình bày phương lực Lo-ren-xơ, quy tắc xác định chiều lực Lo-ren-xơ, công thức xác định độ lớn lực Lo-ren-xơ Kĩ - Xác định đô lớn, phương, chiều lực Lo-ren-xơ tác dụng lên điện tích q chuyển động với vận tốc v mặt phẳng vuông góc với các đường sức từ từ trường II CHUẨN BỊ GV - Bộ thí nghiệm chuyển động electron từ trường, (đoạn phim thí nghiệm chuyển động electron từ trường hay thí nghiệm chứng minh trên máy tính) - Dự kiến nội dung ghi bảng (HS tự ghi teo GV) Bài 32 LỰC LO-REN-XƠ Thí nghiệm: SGK KL: Trong từ trường electron không chuyển động thẳng mà chuyển động tròn chứng tỏ từ trường tác dụng lực lên electron - Nhiều thí nghiệm khác chứng tỏ, từ trường tác dụng lên bất kì hạt mang điện chuyển động nó Lực Lo-ren-xơ ĐN: SGK a Phương lực Lo-ren-xơ: phương với mặt phẳng chứa vectơ vận tốc hạt mang điện và vectơ cảm ứng từ điểm khảo sát b Chiều lực Lo-ren-xơ: - Xác định quy tắc bàn tay trái - Chiều lực Lo-ren-xơ tác dụng lên điện tích dương cùng chiều với lực từ tác dụng lên dòng điện, tác dụng lên điện tích âm thì có chiều ngược lại c Độ lớn lực Lo-ren-xơ: + v B : f = |q|vB + ( v , B ) = α : f = |q|vBsinα Ứng dụng lực Lo-ren-xơ: SGK III TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC Hoạt động 1: Tìm hiểu thí nghiệm chuyển động electron từ trường 22 Lop11.com (21)