Đang tải... (xem toàn văn)
Theo định luật Len-xơ, những dòng điện cảm ứng này luôn có tác dụng chống lại sự chuyển dơiø, vì vậy khi chuyển động trong từ trường, trên bánh xe và trên khối kim loại xuất hiện những l[r]
(1) Giáo án Vật Lý 11 – Ban Biên soạn : Nguyễn Văn Khai - Trường THPT Cầu Quan Trang Ngaøy 12/11/08 Tieát 44-45 CHƯƠNG V CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ Bài 23 TỪ THÔNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ I MUÏC TIEÂU + Viết công thức và hiểu ý nghĩa vật lý từ thông + Phát biểu định nghĩa và hiểu nào thì có tượng cảm ứng điện từ + Phát biểu định luật Len-xơ theo cách khác và biết vận dụng để xác định chiều dòng điện cảm ứng các trường hợp khác + Phát biểu định nghĩa và nêu số tính chất dòng điện Fu-cô II CHUAÅN BÒ Giaùo vieân: + Chuẩn bị các hình vẽ các đường sức từ nhiều ví dụ khác + Chuẩn bị các thí nghiệm cảm ứng từ Hoïc sinh: + Ôn lại đường sức từ + So sánh đường sức điện và đường sức từ III TIEÁN TRÌNH DAÏY – HOÏC Tieát Hoạt động 1: Oån định lớp Hoạt động : Giới thiệu chương Hoạt động : Tìm hiểu từ thông Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Noäi dung cô baûn I Từ thông -Veõ hình 23.1 - Veõ hình Ñònh nghóa -Giới thiệu khái niệm từ thông - Ghi nhận khái niệm Từ thông qua diện tích S đặt từ trường đều: = BScos -Cho biết nào thì từ thông có giá trị dương, âm ? - Giới thiệu đơn vị từ thông -Khi nhoïn ( cos > ) thì >0 -Khi buø ( cos <0 ) thì <0 - Khi = ( cos = ) thì = - Khi = ø ( cos = ) thì = BS - Ghi nhaïân khaùi nieäm Hoạt động : Tìm hiểu tượng cảm ứng điện từ Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh - Veõ hình 22.3 - Veõ hình - Giới thiệu các thí nghiệm( Thí - Quan sát thí nghiệm nghiệm ảo chiếu trên màn hình baèng maùy chieáu) -Giải thích biến thiên từ - Giải thích biến thiên từ thông thoâng caùc thí nghieäm thí nghieäm Giải thích biến thiên từ thoâng thí nghieäm Với là góc pháp tuyến n và B -Khi nhoïn ( cos > ) thì >0 -Khi buø ( cos <0 ) thì <0 - Khi = ( cos = ) thì = - Khi = ø ( cos = ) thì = BS Đơn vị từ thông Trong hệ SI đơn vị từ thông là vêbe (Wb) 1Wb = 1T.1m2 Noäi dung cô baûn II Hiện tượng cảm ứng điện từ Thí nghieäm a) Thí nghieäm Cho nam chaâm dòch chuyeån laïi gaàn voøng daây kín (C) ta thaáy maïch kín (C) xuaát hieän doøng ñieän b) Thí nghieäm Cho nam chaâm dòch chuyeån xa maïch kín (C) ta thaáy maïch kín (C) xuaát hieän doøng điện ngược chiều với thí nghiệm Giải thích biến thiên từ c) Thí nghiệm Giữ cho nam châm đứng yên và dịch chuyển thoâng thí nghieäm mạch kín (C) ta thu kết tương tự Lop11.com (2) Giáo án Vật Lý 11 – Ban Biên soạn : Nguyễn Văn Khai - Trường THPT Cầu Quan Trang - Yeâu caàu hoïc sinh ruùt nhaän - Ruùt keát luaän (nhö noäi dung) xét chung các thí nghiệm trên ? Tieát Hoạt động : Tìm hiểu định luật Len-xơ chiều dòng điện cảm ứng Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh d) Thí nghieäm Thay nam châm vĩnh cửu nam châm điện Khi thay đổi cường độ dòng điện nam chaâm ñieän thì maïch kín (C) cuõng xuaát hieän doøng ñieän Keát luaän - Tất các thí nghiệm trên có đặc điểm chung là từ thông qua mạch kín (C) biến thiên Dựa vào công thức định nghĩa từ thông, ta nhận thấy, các đại lượng B, S thay đổi thì từ thông biến thiên - Kết thí nghiệm chứng tỏ rằng: + Mỗi từ thông qua mạch kín (C) biến thieân thì maïch kín (C) xuaát hieän moät dòng điện gọi là tượng cảm ứng điện từ + Hiện tượng cảm ứng điện từ tồn khoảng thời gian từ thông qua mạch kín bieán thieân Noäi dung cô baûn III Ñònh luaät Len-xô veà chieàu doøng ñieän -Nghe và liên hệ với trường hợp các cảm ứng thí nghiệm vừa tiến hành 1) Ñònh luaät Len-xô Dòng điện cảm ứng xuất mạch kín có chiều cho từ trường cảm ứng có tác -Hs nhắc lại “quy tắc bàn tay phải” dụng chống lại biến thiên từ thông ban và nắm chiều (+) trên (C) phù đầu qua mạch kín hợp với chiều đường sức từ nam chaâm qua ( C) -Trình baøy phöông phaùp khaûo saùt qui luaät xaùc ñònh chieàu doøng điện cảm ứng xuất maïch kín -GV dẫn dắt hs nhớ lại quy tắc baøn tay phaûi vaø thoâng baùo quy ước chiều (+) trên (C) phù hợp với chiều đường sức từ nam chaâm qua ( C ) -Hãy liên hệ quy ước với các thí -Ở hình 23.a : Từ thông qua (C) tăng, nghiệm trên ( hình 23a,b) để dòng điện cảm ứng có chiều ngược xaùc ñònh chieàu doøng ñieän caûm chieàu (+) treân ( C) ứng ? Ở hình 23.b: Từ thông qua ( C ) giảm, dòng điện cảm ứng có chiều trùng với chiều (+) trên ( C ) -GV phaân tích caùc keát quaû thí -Hs theo doõi gv phaân tích => Ruùt nghiệm hình 23.3 và yêu cầu kết luận (hs đọc phần chữ nghiêng hs ruùt keát luaän sgk) -Giới thiệu định luật Lenxơ (như - Ghi nhận định luật noäi dung) - Yêu cầu học sinh thực C3 - Thực C3 : Khi nam châm còn Giới thiệu trường hợp từ thông phía trên mạch kín (C ) thì từ thông qua (C) bieán thieân keát quaû qua maïch kín (C) taêng, maïch chuyển động (C) xuất dòng điện cảm ứng có chieàu cho maët treân cuûa maïch ( C ) là mặc Bắc, chống lại chuyển động nam châm Nếu nhìn từ trên xuống thì dòng điện cảm ứng có Lop11.com (3) Giáo án Vật Lý 11 – Ban Biên soạn : Nguyễn Văn Khai - Trường THPT Cầu Quan Trang chiều ngược chiều kim đồng hồ Khi nam châm đã chui qua mạch (C) xuống thì từ thông qua mạch kín ( C ) giaûm, xuaát hieän doøng ñieän caûm ứng có chiều cho mặt mạch ( C ) là mặt bắc, chống lại chuyển động nam châm Nếu nhìn từ trên xuống thì dòng điện cảm ứng cùng chiều với chiều kim đồng hoà -Giới thiệu định luật -Ghi nhận cách phát biểu định luật trường hợp từ thông qua (C) biến trường hợp từ thông qua (C) thieân keát quaû cuûa chuyeån bieán thieân keát quaû cuûa chuyeån động động Hoạt động : Tìm hiểu dòng điện Fu-cô Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh -TN 1: Giới thiệu các phận thí nghieäm theo hình veõ 23.6sgk (coù theå thay nam chaâm ñieän nam châm vĩnh cữu) + Đĩa kim loại quay từ trường sinh tượng gì ? Khi nào đĩa quay ? -Quan saùt thí nghieäm, ruùt nhaän xeùt + Khi đĩa kim loại quay từ trường sinh dòng điện Fu-cô ñóa vaø gaây moâmen caûn taùc duïng leân ñóa Khi moâmen caûn baèng momen quay thì đĩa quay Khi mômen cản thắng momen quay thì đĩa dừng lại - TN 2: Đặt khối kim loại -Quan sát thí nghiệm 2, rút nhận hình lập phương cực xét nam chaâm ñieän (hình 23.7) cho khối kim loại quay quay xung quanh noù - Khi nào khối vật kim loại dừng -Khi cho dòng điện chạy qua Nam laïi ? châm điện thì khối kim loại quay chậm, bị hãm dừng lại -Giaûi thích thí nghieäm treân ? -Khi khối kim loại (đĩa kim loại) ( Nhận xét các câu thực chuyển động từ trường thì thể cuûa hoïc sinh ) tích cuûa chuùng xuaát hieän doøng ñieän Giải thích đầy đủ tượng và cảm ứng ( dòng điện Fu-cô) có tác giới thiệu dòng Fu-cô Giới thiệu dụng chống lại chuyển dời tính chất dòng Fu-cô gây khối kim loại từ trường, nên lực hãm điện từ khối kim loại xuất lựa từ tác dụng cản trở chuyển động chúng (củc khối kim loại), lực từ gọi là lực hãm điện từ -Ñöa khaùi nieäm doøng ñieän - Ghi nhaän khaùi nieäm Fucoâ Lop11.com 2) Daïng khaùc cuûa ñònh luaät Len-xô Khi từ thông qua mạch kín (C) biến thiên kết chuyển động nào đó thì từ trường cảm ứng có tác dụng chống lại chuyển động nói trên Noäi dung cô baûn IV Doøng ñieän Fu-coâ Thí nghieäm Một bánh xe kim loại có dạng đĩa tròn quay xung quanh trục O nó trước nam chaâm ñieän Khi chöa cho doøng ñieän chaïy vào nam châm, bánh xe quay bình thường Khi cho doøng ñieän chaïy vaøo nam chaâm baùnh xe quay chậm và bị hãm dừng lại Thí nghieäm Một khối kim loại hình lập phương đặt hai cực nam châm điện Khối treo sợi dây đầu cố dịnh; trước đưa khối vào nam châm điện, sợi dây treo xoắn nhiều vòng Nếu chưa coù doøng ñieän vaøo nam chaâm ñieän, thaû khối kim loại quay nhanh xung quanh mình noù Neáu coù doøng ñieän ñi vaøo nam chaâm ñieän, thả khối kim loại quay chậm và bị hãm dừng lại Giaûi thích Ở các thí nghiệm trên, bánh xe và khối kim loại chuyển động từ trường thì theå tích cuûa chuùng xuaát hieän doøng ñieän cảm ứng (hay dòng điện Fu-co)â Theo định luật Len-xơ, dòng điện cảm ứng này luôn có tác dụng chống lại chuyển dơiø, vì chuyển động từ trường, trên bánh xe và trên khối kim loại xuất lực từ có tác dụng cản trở chuyển động chúng, lực gọi là lực hãm điện từ > Khaùi nieäm doøng ñieän Fucoâ: Khi khoái vaät dẫn chuyển động từ trường đặt (4) Giáo án Vật Lý 11 – Ban Biên soạn : Nguyễn Văn Khai - Trường THPT Cầu Quan Trang - Giới thiệu tính chất và công duïng cuûa doøng Fu-coâ: + Khối kim loại chuyển động từ trường xuất hieän doøng ñieän Fu-coâ laøm caûn chuyển động => ứng dụng làm phanh điện từ cuûa caùc xe oâtoâ haïng naëng + Khi cho doøng ñieän chaïy qua công tơ có tượng gì xảy ? - Ghi nhaän caùc tính chaát vaø coâng duïng từ trường biến thiên theo thời gian, xuaát hieän doøng ñieän Fucoâ Tính chaát vaø coâng duïng cuûa doøng Fu-coâ - Mọi khối kim loại chuyển động từ trường chịu tác dụng lực hãm điện từ Tính chất này ứng dụng các phanh điện từ ôtô hạng naëng - Dòng điện Fu-cô gây hiệu ứng tỏa nhiệt Jun – Len-xơ khối kim loại đặt từ trường biến thiên Tính chất này ứng dụng các lò cảm ứng để nung nóng kim loại - Trong nhiều trường hợp dòng điện Fu-cô gây nên tổn hao lượng vô ích Để giảm tác dụng dòng Fu-cô, người ta có thể tăng điện trở khối kim loại - Dòng Fu-cô ứng dụng số lò tôi kim loại -Khi cho doøng ñieän qua cuoän daây cuûa coâng tô seõ sinh doøng ñieän Fu-coâ đĩa nhôm và chống lại quay cuûa ñóa -Khi khối kim loại chuyển động - Ghi nhận tác dụng có hại dòng đặt từ trường biến thiên điện Fu-cô và các cách làm giảm nóng lên.=> Dòng điện Fu-cô điện trở khối kim loại gây hiệu ứng nhiệt -Doøng ñieän Fu-coâ gaây toån hao lượng vô ích Đễ giảm tác haïi cuûa doøng Fu-co -> taêng điện trở khối kim loại -Doøng ñieän Fu-coâ coù taùc duïng làm nóng chảy kim loại nên ứng dụng số trường hợp luyện kim loại Hoạt động : Củng cố, giao nhiệm vụ nhà Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh -Nhắc lại kiến thức -Nắm kiến thức Yêu cầu học sinh nhà thực các câu hỏi và làm các -Nhận nhiệm vụ nhà thực baøi taäp trang 147, 148 sgk Lop11.com (5)