Chương 5 cảm ứng điện từ

Giáo viên giảng dạy: Ngày soạn: Lớp dạy: Ngày dạy: Tiết 41, 42: CHỦ ĐỀ: TỪ THÔNG – CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ I MỤC TIÊU Kiến thức - Viết công thức hiểu ý nghĩa vật lý từ thông - Phát biểu định nghĩa hiểu có tượng cảm ứng điện từ - Phát biểu định luật Len-xơ theo cách khác biết vận dụng để xác định chiều dòng điện cảm ứng trường hợp khác - Phát biểu định nghĩa nêu số tính chất dịng điện Fu-cơ - Viết cơng thức tính suất điện động cảm ứng Năng lực a Năng lực chung - Năng lực tự học nghiên cứu tài liệu - Năng lực trình bày trao đổi thơng tin - Năng lực nêu giải vấn đề - Năng lực hoạt động nhóm b Năng lực đặc thù mơn học - Vận dụng định luật Len xơ xác định chiều dịng điện cảm ứng - Vận dụng cơng thức học để tính từ thơng, suất điện động cảm ứng số trường hợp đơn giản Phẩm chất - Có thái độ hứng thú học tập - Có ý thức tìm hiểu liên hệ tượng thực tế liên quan - Có tác phong làm việc nhà khoa học II THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU Giáo viên - Thí nghiệm tượng cảm ứng điện từ, bao gồm: + Điện kế + Khung dây dẫn kín + Nam châm - Thí nghiệm dịng điện Fu-cơ, gồm: + khối kim loại, khối nguyên vẹn khối khoét lỗ + nam châm điện a Phiếu học tập phiếu trợ giúp Phiếu học tập số Câu 1:Từ thông phụ thuộc vào yếu tố nào? Câu 2: Xác định giá trị từ thông trường hợp sau: Phiếu học tập số Nêu phương án làm thay đổi từ thơng qua mạch kín? a Thí nghiệm với nam châm vĩnh cửu b Thí nghiệm với nam châm điện c Thí nghiệm Faraday Phiếu học tập số Thí nghiệm 1: Cho nam châm dịch chuyển lại gần, xa vòng dây vòng dây chuyển động lại gần, xa nam châm - Biểu diễn chiều dương mạch kín (Chọn chiều dương mạch kín phù hợp với chiều đường sức từ nam châm) - Giải thích biến thiên từ thơng qua mạch kín? - Quan sát độ lệch kim điện kế nhận xét xuất dòng điện khi: + Nam châm vòng dây chuyển động? + Nam châm vòng dây ngừng chuyển động? - So sánh chiều dịng điện sinh mạch kín với chiều dương mạch kín hai trường hợp: + Nam châm lại gần vòng dây vòng dây lại gần nam châm + Nam châm xavòng dây vòng dây xa nam châm - Thay đổi tốc độ chuyển động nam châm vòng dây, so sánh độ lệch kim điện kế trường hợp, từ dự đốn mối quan hệ tốc độ dịch chuyển nam châm, độ lệch kim điện kế độ lớn cường độ dòng điện xuất cuộn dây Phiếu học tập số Thí nghiệm 2: Cho vòng dây quanh quanh trục song song với mặt phẳng chứa mạch làm biến dạng vịng dây, cho nam châm quay - Giải thích biến thiên từ thơng qua mạch kín? - Quan sát độ lệch kim điện kế nhận xét xuất dòng điện khi: + Nam châm vòng dây chuyển động? + Nam châm vòng dây ngừng chuyển động? - Thay đổi tốc độ chuyển động nam châm vòng dây, so sánh độ lệch kim điện kế trường hợp, từ dự đốn mối quan hệ tốc độ dịch chuyển nam châm, độ lệch kim điện kế độ lớn cường độ dòng điện xuất cuộn dây Phiếu học tập số Thí nghiệm 3: Thay đổi cường độ dòng điện nam châm điện cách thay đổi điện trở biến trở - Giải thích biến thiên từ thơng qua mạch kín? - Quan sát độ lệch kim điện kế nhận xét xuất dòng điện khi: + Dòng điện nam châm điện thay đổi? + Dòng điện nam châm điện ngừng thay đổi? - Dịch chuyển chạy biến trở với tốc độ khác nhau, nhận xét mối quan hệ tốc độ dịch chuyển chạy góc lệch kim điện kế cường độ dòng điện? Phiếu học tập số Thí nghiệm 4: Thí nghiệm Fa-ra-day Thí nghiệm gồm hai ống dây hình vẽ Ống dây nối với khóa K biến trở, ống dây nối với điện kế G Trong đóng, ngắt khóa K thay đổi điện trở biến trở, kim điện kế G bị lệch Sau đóng ngắt khóa K khơng thay đổi điện trở biến trở, kim điện kế vạch Hãy: - Giải thích biến thiên từ thông qua ống dây - Kim điện kế bị lệch đóng ngắt khóa K thay đổi điện trở biến trở chứng tỏ điều gì? - Dòng điện ống dây xuất nào? Phiếu học tập số 7: Tổng kết Câu 1: Nêu đặc điểm chung thí nghiệm 1, thí nghiệm 2, thí nghiệm 3, thí nghiệm 4? Câu 2:So sánh chiều dòng điện xuất mạch kín với chiều dương N mạch tương ứng với hai trường hợp: Từ thông tăng, từ thông giảm S ∆Φ Câu 3:Đại lượng ∆t gọi tốc độ biến thiên từ thông Từ mối quan hệ tốc độ dịch chuyển nam châm với cường độ dòng điện xuất mạch kín, dự đốn mối quan hệ tốc độ biến thiên từ thông với cường độ dòng điện mạch? Phiếu học tập số Câu 1: Đọc SGK tìm mối quan hệ suất điện động cảm ứng định luật Lenxơ? Câu 2:Hoàn thành yêu cầu C3 Câu 3: Bản chất tượng cảm ứng điện từ gì? Phiếu học tập số TN1:Một bánh xe kim loại có dạng đĩa tròn quay xung quanh trục O trước nam châm điện Quan sát TN nhận xét quay bánh xe chưa cho dịng điện chạy vào nam châm có dòng điện chạy vào nam châm TN2: Hai lắc khối kim loại, xẻ rảnh, không xẻ rảnh đặt dao động từ trường nam châm điện So sánh thời gian dao động hai lắc Giải thích kết hai thí nghiệm Phiếu học tập số 10 Nêu số tính chất cơng dụng dịng Fu-cơ Phiếu trợ giúp phiếu học tập số 10 Dịng Fu-cơ có lợi: Khi chuyển động từ trường, khối kim loại xuất lực từ có tác dụng cản trở chuyển động chúnggọi lực hãm điện từ Tính chất ứng dụng phanh điện từ tơ hạng nặng Dịng điện Fu-cơ gây hiệu ứng tỏa nhiệt khối kim loại chuyển động từ trường đặt từ trường biến thiên Ứng dụng lò cảm ứng để nung nóng kim loại chế tạo bếp từ DịngFu-cơ có hại: Trong thiết bị điện động điện, máy biến áp, dịng Fu-cơ gây nên tổn hao lượng vơ ích Để giảm tác dụng dịng Fucơ, người ta tăng điện trở khối kim loại khoét lỗ bánh xe, lõi sắt làm nhiều tôn Silic ghép cách điện với nhau, thép mỏng đặt song song với đường sức từ Lúc dịng điện Fu- chạy mỏng điện trở lớn nên có cường độ nhỏ làm giảm hao phí điện lõi sắt bị nóng Học sinh - Ơn lại kiến thức đường sức điện, đường sức từ khái niệm từ thông học THCS - SGK, ghi bài, giấy nháp III TIẾN TRÌNH DẠY HỌC Hoạt động 1:Mở đầu: Làm nảy sinh phát biểu vấn đề tìm hiểu a Mục tiêu: - Kiểm tra kiến thức cũ, chuẩn bị điều kiện xuất phát để nghiên cứu kiến thức - Từ kiến thức biết: dịng điện gây từ trường, kích thích HS tìm hiểu từ trường gây dịng điện b Nội dung: Học sinh tiếp nhận vấn đề từ giáo viên c Sản phẩm: ý kiến nhóm d Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung bước Bước GV nêu câu hỏi kiểm tra kiến thức cũ: Từ trường gì? Từ trường tồn đâu? Bước HS suy nghĩ cá nhân tìm câu trả lời: - Từ trường dạng vật chất tồn không gian mà biểu cuh thể xuất lực từ tác dụng lên dòng điện hay nam châm đặt - Từ trường tồn xung quanh nam châm xung quanh dòng điện Bước GV đặt vấn đề: Xung quanh dây dẫn có dịng điện tồn từ trường Vậy điều kiện từ trường gây dòng điện? Cách đâu lâu, nhà bác học M Fa-ra-đay đặt câu hỏi ông tiến hành nghiên cứu, giải đáp Vậy câu trả lời cho câu hỏi gì? Đó nội dung học ngày hơm Bước HS nhận thức vấn đề cần nghiên cứu Hoạt động 2: Hình thành kiến thức Hoạt động 2.1: Tìm hiểu khái niệm từ thơng a Mục tiêu: - Viết công thức hiểu ý nghĩa vật lý từ thông b Nội dung: Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm hồn thành yêu cầu dựa gợi ý giáo viên c Sản phẩm: Từ thông   a Định nghĩa: Xét diện tích S nằm từ trường B có véc tơ pháp tuyến n tạo với từ trường góc α đại lượngΦ = Bscosα gọi từ thơng qua diện tích S cho b Đơn vị: vêbe (Wb) d Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung bước Bước GV vẽ hình giới thiệu cho HS khái  B niệm từ thơng: Xét diện tích S nằm từ trường có véc  tơ pháp tuyến n tạo với từ trường góc α đại lượngΦ = Bscosα gọi từ thơng qua diện tích S cho Bước GV yêu cầu HS hoàn thành phiếu học tập số Bước Bước Bước - Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm - Báo cáo kết thảo luận + Đại diện nhóm trình bày + Học sinh nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung sữa lỗi câu trả lời nhóm đại diện - Giáo viên tổng kết đánh giá kết thực nhiệm vụ học tập học sinh đưa giải thích ý nghĩa từ thông, thông báo đơn vị từ thông Hoạt động 2.2: Tìm hiểu tượng cảm ứng điện từ a Mục tiêu: - Phát biểu định nghĩa hiểu có tượng cảm ứng điện từ - Phát biểu định luật Len-xơ theo cách khác biết vận dụng để xác định chiều dòng điện cảm ứng trường hợp khác b Nội dung: Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm hồn thành u cầu dựa gợi ý giáo viên c Sản phẩm: Hiện tượng cảm ứng điện từ - Mỗi từ thơng qua mạch kín biến thiên mạch kín xuất dòng điện gọi tượng cảm ứng điện từ - Hiện tượng cảm ứng điện từ tồn khoảng thời gian từ thông qua mạch kín biến thiên Định luật Len – xơ chiều dòng điện cảm ứng: a Định luật Len-xơ: Dòng điện cảm ứng xuất mạch kín có chiều cho từ trường cảm ứng có tác dụng chống lại biến thiên từ thông ban đầu qua mạch kín b Nếu biến thiến từ thơng xảy chuyển động từ trường cảm ứng chống lại chuyển động nói Suất điện động cảm ứng mạch kín a Định nghĩa: Suất điện động cảm ứng suất điện động sinh dòng điện cảm ứng mach kín b Định luật Faraday: Độ lớn suất điện động suất mạch kín tỉ lệ với tốc độ biến thiên từ thơng qua mạch kín ec = − ec = ∆Φ ∆t (2) ∆Φ ∆t (1) Độ lớn: Trong biểu thức (1), dấu (-) để phù hợp với định luật Len – xơ + Nếu Φ tăng ec< 0: Dịng điện cảm ứng ngược chiều với chiều mạch + Nếu Φ giảm ec> 0, dòng điện cảm ứng chiều với chiều mạch d Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung bước Bước GV đặt vấn đề giới thiệu dụng cụ TN: Bây giờ, ta xét mạch kín cụ thể (khung dây), đặt từ trường (từ trường nam châm vĩnh cửu, nam châm điện, dòng điện sinh ra) Bước Bước Bước GV: Từ biểu thức từ thông, nêu phương án làm thay đổi từ thơng qua mạch kín? Sử dụng kĩ thuật khăn trải bàn GV phát cho nhóm phiếu học tập số 2, khổ A0 Mỗi HS làm việc đọc lập phút, ghi câu trả lời phiếu học tập Trên sở phiếu cá nhân, thành viên trao đổi, thảo luận thống ý kiến ghi vào phần phiếu học tập - GV quan sát lựa chọn hai nhóm: xác nhất, sai sót nhiều nhất, để trình bày trước lớp - HS nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung sữa lỗi câu trả lời nhóm đại diện - GV tổng kết đánh giá kết thực nhiệm vụ học tập học sinh nhấn mạnh lại phương án thay đổi từ thơng qua mạch kín: Từ thông phụ thuộc vào B, S α Nếu ba đại lượng thay đổi từ thơng thay đổi +Thay đổi B cách thay đổi khoảng cách khung dây nam châm vĩnh cửu, thay đổi cường độ dòng điện nam châm điện, thay đổi cường độ dòng điện TN Faraday cách đóng ngắt khóa K, thay đổi biến trở + Thay đổi α cách cho nam châm khung dây quay + Thay đổi S cách bóp méo khung dây - GV đưa phương án tối ưu tiến hành TN, yêu cầu nhóm tiến hành TN hoàn thành phiếu học tập số 3, 4, 5, (Tùy vào điều kiện, cho HS tiến hành với TN thật, TN ảo đọc SGK để hoàn thành phiếu học tập) Sử dụng kĩ thuật mảnh ghép - Cả lớp chia nhóm chuyên gia nhóm mảnh ghép (mỗi nhóm mảnh ghép gồm thành viên từ nhóm chuyên gia) Bốn nhóm chun gia tiến hành tìm hiểu thí nghiệm ứng với phiếu học tập 3,4,5,6 Các thành viên nhóm chuyên gia chia sẻ kiến thức tìm hiểu với thành viên nhóm mảnh ghépvà nhóm phải hồn thành hết phiếu học tập số 3,4,5,6 - Sau nhóm hoàn thành phiếu học tập 3,4,5,6, giáo viên u cầu nhóm hồn thành phiếu học tập số - GV quan sát lựa chọn hai nhóm: xác nhất, sai sót nhiều nhất, để trình bày trước lớp - HS nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung sữa lỗi câu trả lời nhóm đại diện - GV tổng kết đánh giá kết thực nhiệm vụ học tập học sinh tổng kết kiến thức chính: +Tất thí nghiệm có đặc điểm chung đại lượng B, S, α thay đổi từ thơng qua mạch kín biến thiên, từ thơng mạch kín biến thiên mạch xuất dịng điện + Nếu từ thơng khơng biến thiên (nam châm, vịng dây dừng lại, ) dịng điện khơng cịn - GV đưa kết luận tượng cảm ứng điện từ  Khi từ thơng qua mạch kín biến thiên mạch xuất dòng điện gọi dòng điện cảm ứng Hiện tượng xuất dòng điện cảm ứng mạch kín gọi tượng cảm ứng điện từ  Hiện tượng cảm ứng điện từ tồn thời gian từ thơng qua mạch kín biến thiên - Ở TN1, từ thơng tăng, dịng điện cảm ứng ngược chiều với chiều dương, từ thông giảm, dòng điện cảm ứng chiều với chiều dương Khi dòng điện cảm ứng xuất sinh từ trường gọi từ trường cảm ứng Có thể suy ra: Khi từ thông tăng, từ trường cảm ứng ngược chiều với từ trường ban đầu từ thông giảm, từ trường cảm ứng chiều với từ trường ban đầu Từ đây, ta phát biểu định luật Len-xơ chiều dòng điện cảm ứng là: Dịng điện cảm ứng xuất mạch kín có chiều cho từ trường cảm ứng có tác dụng chống lại biến thiên từ thông ban đầu qua mạch kín - GV phân tích để HS thấy hình thành cực Bắc, Nam tương tác nam châm có dịch chuyển Từ đưa cách phát biểu dạng khác định luật Len-xơ: Nếu biến thiến từ thông xảy chuyển động từ trường cảm ứng chống lại chuyển động nói  Sự xuất dịng điện cảm ứng mạch kín chứng tỏ tồn nguồn điện mạch Suất điện động nguồn gọi suất điện động cảm ứng  Từ TN ta thấy, tốc độ biến thiên từ thơng lớn cường độ dịng điện cảm ứng lớn, nghĩa suất điện động cảm ứng lớn Từ TN định lượng xác rút biểu thức mối quan hệ tốc độ biến thiên từ thông suất điện động cảm ứng mạch: ec = − Bước ∆Φ ∆t - GV yêu cầu HS hoàn thành phiếu học tập số - Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm - Báo cáo kết thảo luận + Đại diện nhóm trình bày + Học sinh nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung sữa lỗi câu trả lời nhóm đại diện - Giáo viên tổng kết đánh giá kết thực nhiệm vụ học tập học sinh: Sự xuất dấu (-) biểu thức eC phù hợp với định luật Len-xơ Trước hết mạch kín (C) phải định hướng Dựa vào chiều chọn (C), ta chọn chiều pháp tuyến dương để tính từ thơng qua mạch kín Nếu Φ tăng eC< 0: chiều suất điện động cảm ứng (chiều dòng điện cảm ứng) ngược chiều với chiều mạch Nếu Φ giảm eC> 0: chiều suất điện động cảm ứng (chiều dòng điện cảm ứng) chiều với chiều mạch Bản chất tượng cảm ứng điện từ q trình chuyển hóa thành điện Hoạt động 2.3: Tìm hiểu dịng điện Fu-cơ a Mục tiêu: - Phát biểu định nghĩa nêu số tính chất dịng điện Fu-cơ b Nội dung: Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm hồn thành u cầu dựa gợi ý giáo viên c Sản phẩm: Dịng điện Fu-cơ a Dịng Fu-cơlà dịng điện cảm ứng xuất khối kim loại khối chuyển động từ trường đặt từ trường biến thiên theo thời gian b Giải thích: Khi khối kim loại chuyển động từ trường thể tích chúng xuất dòng điện cảm ứng, gọi dòng điện Fu-cơ Theo định luật Len-xơ, dịng điện cảm ứng ln có tác dụng chống lại chuyển động chúng, nên xuất lực hãm điện từ cản trở chuyển động c Tính chất cơng dụng dịng điện Fu-cơ: - Khi vật dẫn chuyển động từ trường chịu tác dụng lực hãm điện từ lớn Tác dụng ứng dụng để chế tạo phanh điện từ - Dịng Fu-cơ gây tác dụng tỏa nhiệt Ứng dụng lò cảm ứng để nung nóng kim loại Để giảm tỏa nhiệt mát dịng Fu-cơ, người ta tăng điện trở khối kim loại cách khoét lỗ, ghép nhiều kim loại liền nhau, d Tổ chức thực hiện: Bước - GV đặt vấn đề: Thực nghiệm chứng tỏ dòng điện cảm ứng xuất khối kim loại khối chuyển động từ trường đặt từ trường biến thiên theo thời gian Những dòng điện cảm ứng gọi dịng điện Fu - - u cầu HS hoàn thành phiếu học tập số Bước - Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm - Báo cáo kết thảo luận + Đại diện nhóm trình bày + Học sinh nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung sữa lỗi câu trả lời nhóm đại diện - Giáo viên tổng kết đánh giá kết thực nhiệm vụ học tập học sinh: TN1: Khi chưa có dịng điện chạy vào nam châm, bánh xe bình thường Khi cho dòng điện chạy vào nam châm, bánh xe quay chậm bị hãm dừng lại c Sản phẩm: Kiến thức hệ thống hiểu sâu định nghĩa d Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung bước Bước GV yêu cầu HS làm việc nhóm, tóm tắt kiến thức Gợi ý HS dùng đồ tư bảng để trình bày (khơng bắt buộc) Bước Nhóm học sinh thực nhiệm vụ tổng kết kiến thức Bước HS giới thiệu sản phẩm nhóm trước lớp thảo luận GV nhận xét, tổng kết Bước GV yêu cầu HS giải câu trang 157 SGK VL11 Bước Học sinh thực nhiệm vụ GV nhận xét giải HS Hoạt động 4: Vận dụng a Mục tiêu: Giúp học sinh tự vận dụng, tìm tịi mở rộng kiến thức học tương tác với cộng đồng Tùy theo lực mà em thực mức độ khác b Nội dung: Học sinh thực nhiệm vụ nhà theo nhóm cá nhân c Sản phẩm: Bài tự làm vào ghi HS d Tổ chức thực hiện: Nội dung 1: - Làm tập SGK Vận dụng kiến - Tìm hiểu thêm số ứng dụng tượngtự cảm thực tế thức Nội dung 2: Ôn tập lại học chương Chuẩn bị cho tiết sau V ĐIỀU CHỈNH, THAY ĐỔI, BỔ SUNG (NẾU CÓ) Giáo viên giảng dạy: Ngày soạn: Lớp dạy: Ngày dạy: Tiết 45: BÀI TẬP I MỤC TIÊU Kiến thức - Củng cố lại kiến thức liên quan đến từ thông, tượng cảm ứng điện từ, tự cảm Năng lực a Năng lực chung - Năng lực tự học nghiên cứu tài liệu - Năng lực trình bày trao đổi thông tin - Năng lực nêu giải vấn đề - Năng lực hoạt động nhóm b Năng lực đặc thù môn học - Làm số tập xác định chiều dòng điện cảm ứng - Giải tập liên quan đến từ thông tượng cảm ứng điện từ - Xác định hệ số tự cảm, suất điện động tự cảm - Rèn luyện kĩ tính tốn suy luận cho học sinh Phẩm chất - Có thái độ hứng thú học tập - Có ý thức tìm hiểu liên hệ tượng thực tế liên quan - Có tác phong làm việc nhà khoa học II THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU Giáo viên - Game Hái hoa dân chủ với 10 câu hỏi trắc nghiệm - Phiếu học tập Phiếu học tập BT1:Một cuộn dây phẳng có 100 vịng, bán kính cuộn dây 0,1m Cuộn dây đặt từ trường vng góc với đường cảm ứng từ Ban đầu B = 0,2T Tìm suất điện động cảm ứng cuộn dây thời gian 0,1s: a/ B tăng gấp đôi b/ B giảm dần đến BT2: Ống dây hình trụ có lõi chân khơng , chiều dài 20cm, có 1000 vịng, diện tích vịng S = 1000cm2 a Tính độ tự cảm ống dây b Dòng điện qua ống dây tăng từ đến 5A 0,1s; tính suất điện động tự cảm xuất ống dây Học sinh - Ơn lại cơng thức tính suất điện động cảm ứng, định luật Len-xơ xác đinh chiều dòng điện cảm ứng, cơng thức tính từ thơng riêng mạch kín, hệ số tự cảm ống dây, cơng thức tính suất điện động tự cảm - SGK, ghi bài, giấy nháp III TIẾN TRÌNH DẠY HỌC Hoạt động 1: Mở đầu: Ôn tập lại kiến thức cũ a Mục tiêu: Giúp HS nhớ lại công thức, kiến thức học trước để làm tập liên quan b Nội dung: Học sinh tiếp nhận vấn đề từ giáo viên c Sản phẩm: Câu trả lời HS d Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung bước Bước GV yêu cầu HS nhắc lại công thức tính suất điện động cảm ứng, định luật Len-xơ xác đinh chiều dịng điện cảm ứng, cơng thức tính từ thơng riêng mạch kín, cơng thức xác định hệ số tự cảm ống dây, cơng thức tính suất điện động tự cảm Bước HS trả lời câu hỏi để ôn tập lại kiến thức cũ Hoạt động 2: Hình thành kiến thức Hoạt động 2.1: Giải số tập trắc nghiệm thơng qua trị chơi: Hái hoa dân chủ a Mục tiêu: - Giải số tập đơn giản xác định từ thơng, suất điện động cảm ứng, chiều dịng điện cảm ứng, tự cảm b Nội dung: Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm hồn thành u cầu dựa gợi ý giáo viên c Sản phẩm: CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM Câu Một vòng dây phẳng giới hạn diện tích S = cm đặt từ trường cảm ứng từ B = 0,1T Mặt phẳng vịng dây làm thành với từ trường góc α = 30° Tính từ thơng qua S A 3.10-4Wb B 3.10-5 Wb C 4,5.10-5 Wb D 2,5.10-5 Wb  Lời giải: r ur Φ = BScos n; B = 0,1.5.10 −4.cos 600 = 2,5.10−5 ( Wb ) + Chọn đáp án D ( ) Câu Một khung dây hình trịn đặt từ trường có cảm ứng từ B = 0,06 T cho mặt phẳng khung dây vng góc với đường sức từ Từ thơng qua khung dây 1,2.10 Wb.Bán kính vịng dây gần giá trị sau đây? A 12 mm B mm C mm D mm  Lời giải: r ur Φ = BScos n; B = B.πR ⇒ R ( ) Φ 1, 2.10−5 = = 7, 98.10 −3 ( m ) πB π.0, 06 + Chọn đáp án D Câu Một khung dây phẳng giới hạn diện tích S = cm2 gồm 20 vịng dây đặt từ trường có cảm ứng từ từ B = 0,1T cho mặt phẳng khung dây hợp với vectơ cảm ứng từ góc 60° Tính từ thơng qua diện tích giới hạn khung dây A 8,66.10-4 Wb B 5.10-4 Wb C 4,5.10-5 Wb D 2,5.10-5 Wb  Lời giải: r ur Φ = NBScos n; B = 20.0,1.5.10 −4 cos 30 = 8, 66.10−4 ( Wb ) + Chọn đáp án A Câu Một khung dây hình vng cạnh cm đặt từ trường có cảm ứng từ B = 8.10-4 T Từ thơng qua hình vng 10-6 Wb.Tính góc hợp vectơ cảm ứng từ Vectơ pháp tuyến hình vng A α = 0° B α = 30° C α = 60° D α = 90°  Lời giải: r ur Φ = BScos n; B = 10−6 = 8.10−4.0,052.cos α ⇒ α = 600 + Chọn đáp án C Câu Một vịng dây dẫn kín, phẳng có diện tích 10 cm Vòng dây đặt từ trường có vectơ cảm ứng từ hợp với vectơ pháp tuyến mặt phẳng vịng dây góc 60° có độ lớn 1,5.10-4 T Từ thơng qua vịng dây dẫn có giá trị A 1,3.10-3 Wb B 1,3.l0-7 Wb C 7,5.10-8 Wb D 7,5.10-4 Wb  Lời giải: ( ) ( ) ( ) + Chọn đáp án C Câu Một vịng dây dẫn kín, phẳng đặt từ trường Trong khoảng thời gian 0,04 s, từ thơng qua vịng dây giảm từ giá trị 6.10 -3 Wb suất điện động cảm ứng xuất vịng dây có độ lớn A 0,12 V B 0,15 V C 0,30 V D 70,24V  Lời giải: Φ − Φ1 ∆Φ − 6.10−3 ecu = − =− =− = 0,15 ( V ) ∆t ∆t 0, 04 + Φ = BScos α = 1,5.10 −4.10.10−4 cos 600 = 7,5.10−8 Wb Chọn đáp án B Câu Tính độ tự cảm ống dây hình trụ có chiều dài 0,5 m gồm 1000 vịng dây, vịng dây có đường kính 20 cm A 0,088 H B 0,079 H C 0,125 H D 0,064 H  Lời giải: L = 4π.10−7 N2 1002 S = 4π.10−7 .π.0,12 = 0, 079 ( H ) l 0,5 + Chọn đáp án B Câu Một cuộn cảm có độ tự cảm 0,2 H Trong khoảng thời gian 0,05 s, dòng điện cuộn cảm có cường độ giảm từ A xuống suất điện động tự cảm xuất cuộn cảm có độ lớn A 4V B 0,4 V C 0,02 V D V  Lời giải: ecu = − L ∆i 200 = −0,5 = −100 ( V ) ∆t e tc = − L ∆i 200 = −0,5 = −100 ( V ) ∆t + Chọn đáp án A Câu Một cuộn tự cảm có độ tự cảm 0,5 H, dịng điện tăng với tốc độ 200 A/s suất điện động tự cảm A −100 V B 20 V C 100 V D 200V  Lời giải: + Chọn đáp án A Câu 10 Một dòng điện ống dây phụ thuộc vào thời gian theo cơng thức i = 0,4(5 − t), i tính A, t tính s Nếu ống dây có hệ số tự cảm L = 0,005 H suất điện động tự cảm A 1,5 mV B mV C mV D 2,5 mV  Lời giải: ∆ ( − 0, 4t ) ∆i −0, 4∆t e tc = −L = −0,005 = −0,005 = 2.10 −3 ( V ) ∆t ∆t ∆t + Chọn đáp án B d Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung bước Bước GV chia lớp thành đội thơng qua luật chơi: Có 10 câu hỏi trắc ứng với 10 hoa Mỗi đội chọn hoa để trả lời câu hỏi Mỗi câu hỏi đưa ra, đội giơ tay giành quyền trả lời trước trả lời, câu trả lời hoa thuộc đội đó, trả lời sai ba đội lại tiếp tục giành quyền trả lời, sau hai lượt mà khơng có đội trả lời hoa câu hỏi không hái, GV đưa đáp án chuyển sang câu hỏi khác Sau 10 câu trắc nghiệm, đội hái nhiều hoa đội chiến thắng Bước Các đội chơi trả lời câu hỏi Bước Sau câu hỏi, GV giải thích nhanh đáp án cho HS Bước Kết thức 10 câu hỏi, GV thông báo đội giành chiến thắng có hình thức tun dương, khen thưởng (tuyên dương trước lớp, tràng pháo tay, điểm cộng,…) Hoạt động 2.2: Giải tập tự luận a Mục tiêu: - Có phương pháp giải số toán tượng cảm ứng điện từ, tự cảm b Nội dung: Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm hồn thành u cầu dựa gợi ý giáo viên c Sản phẩm: CÂU HỎI TỰ LUẬN BT1:Một cuộn dây phẳng có 100 vịng, bán kính cuộn dây 0,1m Cuộn dây đặt từ trường vuông góc với đường cảm ứng từ Ban đầu B = 0,2T Tìm suất điện động cảm ứng cuộn dây thời gian 0,1s: a/ B tăng gấp đôi b/ B giảm dần đến ∆Φ Φ − Φ1 ec = N =N ∆t ∆t ⇒ Suất điện động cảm ứng xuất vòng dây: (1)  Cuộn dây vng góc với B nên α = S = π R a (1) ⇔ ec = N ( B2 − B1 ) S cos ∆t = 0,628V ( B2 − B1 ) S cos ∆t b (1) ⇔ = 0,628V BT2: Ống dây hình trụ có lõi chân khơng , chiều dài 20cm, có 1000 vịng, diện tích vịng S = 1000cm2 a Tính độ tự cảm ống dây b Dòng điện qua ống dây tăng từ đến 5A 0,1s; tính suất điện động tự cảm xuất ống dây Giải: ec = N a Độ tự cảm: L = 10 −7.4π N2 S l = 6,38.10-2H etc = L ∆i ∆t = 3,14V b Suất điện động tự cảm : d Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung bước Bước GV yêu cầu HS hoàn thành phiếu học tập Bước Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm Bước GV quan sát, theo dõi, hỗ trợ HS cần thiết Bước - GV quan sát lựa chọn hai nhóm: xác nhất, sai sót nhiều nhất, để trình bày trước lớp - HS nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung sữa lỗi câu trả lời nhóm đại diện Bước GV tổng kết đánh giá kết thực nhiệm vụ học tập HS, Hoạt động 4: Vận dụng a Mục tiêu: - Tự dựng tập đơn giản để đố bạn tự đưa hướng giải cho bạn - Giúp học sinh tự vận dụng, tìm tịi mở rộng kiến thức học tương tác với cộng đồng Tùy theo lực mà em thực mức độ khác b Nội dung: Học sinh thực nhiệm vụ nhà theo nhóm cá nhân c Sản phẩm: Bài tự làm vào ghi HS d Tổ chức thực hiện: Nội dung 1: Từ nội dung tập phương pháp giải tập phiếu học tập số, Rèn khả hay tự đề tập tương ứng dạng với tập (kèm đề hướng giải) Nội dung 3: Ôn lại kiến thức chương chương để làm kiểm tra kì Chuẩn bị cho tiết sau V ĐIỀU CHỈNH, THAY ĐỔI, BỔ SUNG (NẾU CÓ) Giáo viên giảng dạy: Ngày soạn: Tiết 46: Lớp dạy: Ngày dạy: KIỂM TRA TIẾT (Chương + 5) I YÊU CẦU CẦN ĐẠT Kiến thức kỹ - Kiểm tra mức độ đạt chuẩn KTKN chương trình mơn Vật lí lớp 11 sau HS học xong chương cụ thể khung ma trận Thái độ - Tác phong làm nghiêm túc, trung thực Năng lực định hướng hình thành phát triển cho học sinh - Năng lực giải vấn đề tự lực II CHUẨN BỊ Giáo viên: Bộ đề trộn thành mã Học sinh: Ôn lại kiến thức học chuẩn bị kiểm tra III HÌNH THỨC ĐỀ KIỂM TRA - Hình thức: Kiểm tra tiết, TNKQ kết hợp tự luận - HS làm lớp III MA TRẬN Hình thức Chủ đề Trắc nghiệm Nhận biết Thông hiểu Từ Từ trường trườn g tồn đâu, có tính chất Sự tương tác dòng điện Số câu hỏi :2 Số điểm : 0,67 Lực từ,cả m ứng từ Nhận biết cơng thức tính lực từ Số câu hỏi :4 Số điểm : 1,3 Từ trườ ng dây dẫn có hình dạng đặc Đặc điểm đường sức từ Tính đại lượng biểu thức lực từ Vận dụng Thấp Tự luận Vận dụng Nâng cao Nhận biết Thông hiểu Vận dụng Nâng cao Điểm Chiều đường sức từ dịng điện thẳng, trịn (hình vẽ) 1 Chiều lực từ tác dụng lên dây dẫn mang dòng điện (Hình vẽ) 1 1,3 Bài Bài tốn tổng hợp cảm ứng từ Bài Từ trường khung dây tròn (nâng cao) biệt Số câu hỏi :2 Số điểm : 1 Biểu thức lực Lore nxo tác dụng lên hạt man g điện chuy ển động tron g từ trườ ng Nhận biết lực Loren xo, công thức tính lực loren xơ Xác đinh lực lorenx điện tích chuyể n động từ trường loại dây dẫn 1,66 Số câu hỏi :2 Số điểm : 1,3 1 Từ thôn g, cảm ứng điện từ Nhận biết cơng thức tính từ thơng ,đơn vị từ thông Số câu hỏi :4 Số điểm : 1,3 Suất điện động cảm ứng Tính từ thông số trường hợp đơn giản Xác định chiều dịng điện cảm ứng (Hình vẽ) 1,33 1 1,3 Bài Xác định đại lượng biểu thức suất điện động cảm ứng Bài Số câu hỏi :1 Số điểm : Hiện tượn g tự cảm Số câu hỏi :3 Số điểm :1 Tổng số câu Tổng số điểm Tổn g điể m Tỉ lệ Định nghĩa , biểu thức tượng tự cảm Tính suất điện động tự cảm Hiện tượng tự cảm đóng, ngắt mạch điện 1 1 1 19 1,7 1,3 1 1 10 1,7 1,3 1 10 20% 17% 13% 20% 10% 10% 10% 100% IV NỘI DUNG ĐỀ KIỂM TRA A TRẮC NGHIỆM ( điểm) (mã đê 839) Câu Người ta đưa lõi sắt vào lòng ống dây để A tăng cường độ dòng điện qua ống dây B tăng điện trở ống dây C tăng độ tự cảm ống dây D làm giảm điện trở ống dây Câu Trong hình a b, nam châm thẳng chuyển động lại gần xa (theo chiều mũi tên) vịng dây kín đứng n Khi xác định cực nam châm kết luận sau đúng? A Hình a, đầu nam châm gần với vịng dây cực Bắc Hình b, đầu nam châm gần với vịng dây cực Bắc B Hình a, đầu nam châm gần với vòng dây cực Nam Hình b, đầu nam châm gần với vịng dây cực Bắc C Hình a, đầu nam châm gần với vịng dây cực Bắc Hình b, đầu nam châm gần với vịng dây cực Nam D Hình a, đầu nam châm gần với vòng dây cực Nam Hình b, đầu nam châm gần với vịng dây cực Nam Câu Dòng điện qua ống dây tăng dần theo thời gian từ I = 0,5 (A) đến I2 = (A) khoảng thời gian 0,01 (s) Ống dây có hệ số tự cảm L = 0,005 (H) Suất điện động tự cảm ống dây là: A (V) B 0,25 (V) C 0,75 (V) D (V) Câu Tại tâm dòng điện tròn cường độ 10A cảm ứng từ đo 3,14.10 -5T Bán kính dịng điện A 20 cm B cm C 15 cm D 10 cm Câu Cho hai dây đồng đặt gần song song với chúng hút Điều chứng tỏ A hai dây đồng tích điện dấu B hai dây đồng có dịng điện chạy chiều C hai dây đồng có dòng điện chạy ngược chiều D hai dây đồng đặt sát Câu Chọn câu sai? Từ trường tồn gần A thủy tinh nhiễm điện cọ xát B nam châm C chùm tia điện tử D dây dẫn có dịng điện Câu Dấu x hình kí hiệu chiều từ trường vng góc với mặt phẳng giấy, chiều hướng từ ngồi vào Trong hình vẽ hình hướng lực Lo-ren-xơ tác dụng lên điện tích q< chuyển động từ trường đều? A B C D Câu Trong hình sau, hình biểu diễn véc tơ cảm ứng từ điểm M đặt từ trường dòng điện dây dẫn thẳng dài vơ hạn vng góc với mặt phẳng hình vẽ A B C D Câu Trường hợp sau từ thơng qua vịng dây (C) biến thiên? A Vòng dây (C) nam châm chuyển lên B Vòng dây (C) đứng yên, nam châm chuyển động xuống C Vòng dây (C) nam châm đứng yên D Vòng dây (C) nam châm chuyển lên xuống Câu 10 Một khung dây có N vịng dây, vịng dây có diện tích S đặt từ trường ur B Cơng thức tính từ thông khung A ϕ = NBScosα NBSgsinα B ϕ = NBSsinα C ϕ = NBStanα D ϕ = Câu 11 Một khung dây dẫn có diện tích 0,08 m2 nằm từ trường độ lớn B = 1,2 T cho đường sức vng góc với mặt phẳng chứa khung dây Từ thông qua khung dây A Wb B 24 Wb C 0,096 Wb D 480 Wb Câu 12 Lực sau lực Lo-ren-xơ? A lực Trái Đất tác dụng lên đoạn dây dẫn thẳng dài mang dòng điện B lực từ tác dụng lên electron chuyển động dây dẫn đặt từ trường C lực từ tác dụng lên dây dẫn mang dòng điện đặt từ trường D lực tác tác điện tích Câu 13 Đặt đoạn dây dẫn dài 0,3 m mang dòng điện cho đoạn dây vng góc với đường sức từ từ trường có độ lớn cảm ứng từ 1,2 T lực từ tác dụng vào đoạn dây 3,6 N Độ lớn cường độ dòng điện đoạn dây A 10 N B N C 0,2 N D N Câu 14 Trường hợp sau mạch kín xảy tượng từ cảm? A Khi cường độ dòng điện mạch kín khơng đổi B Khi cường độ dịng điên mạch kín nhỏ C Khi cường độ dịng điện mạch kín lớn D Khi cường độ dịng điện mạch kín biến thiên Câu 15 Một đoạn dây dẫn có chiều dài l mang dịng điện I chạy qua đặt từ trường cho đoạn dây hợp với đường sức từ góc 30 Độ lớn lực từ tác dụng lên đoạn dây tính theo cơng thức A F= B F= 2BIl C F=0,5BIl D F= BIl B TỰ LUẬN (5 điểm) Bài (1 điểm) Một hạt proton chuyển động với vận tốc 2.10 m/s vào vùng khơng gian có từ trường B = 0,02 T theo hướng hợp với véc - tơ cảm ứng từ góc 30 Biết điện tích hạt −19 proton 1,6.10 C Tính độ lớn lực Lorenxo tác dụng lên proton? Bài (2 điểm) Một khung dây phẳng diện tích 20 cm2, gồm 10 vịng đặt từ trường Véc tơ cảm ứng từ hợp với mặt phẳng khung dây góc 30 có độ lớn 2.10−4 T Người ta làm cho từ trường giảm đến thời gian 0,01 s Tính suất điện động cảm ứng xuất khung dây thời gian từ trường biến đổi? Bài (1 điểm) Hai dây dẫn thẳng song song dài vô hạn đặt cách 12 cm khơng khí Dịng điện chạy hai dây chiều có độ lớn hướng độ lớn cảm ứng từ điểm M cách dây 6cm Bài (1 điểm) Hai ray Xx Yy nằm ngang, song song cách l = 20 cm đặt từ trường có véctơ cảm ứng từ thẳng đứng hướng xuống với B = 0,2 T hình bên Một kim loại MN đặt ray vuông góc với ray Nối ray với nguồn điện để có dịng điện chạy qua Biết khối lượng kim loại 200g Biết MN trượt sang trái với gia tốc a = m/s2 Tính độ lớn cường độ dòng điện MN I1 =4A I =8A Xác định HẾT ĐÁP ÁN Phần đáp án câu trắc nghiệm: Tổng câu trắc nghiệm: 15 839 840 841 842 [] C [] A [] D [] B [] C [] C [] A [] D [] C [] D [] C [] A [] A [] A [] C [] D [] B [] C [] A [] C [] A [] A [] B [] C [] B [] C [] D [] D [] C [] B [] C [] A [] B [] A [] B [] D 10 [] A [] C [] D [] C 11 [] C [] D [] C [] D 12 [] B [] B [] A [] B 13 [] A [] A [] B [] C 14 [] D [] C [] B [] B 15 [] C [] C [] A [] A Tự luận ĐÁP ÁN VÀ THANG ĐIỂM ĐÁP ÁN Điểm Bài F= q vB.sin α q vB.sin 30° =1,6.10-19.2.106.0,02.sin 30° = 3,2.10-15 N Bài Độ biến thiên từ thông: D f = N D B.S cosα =10.(0- 2.10−4 ).20.10-4.cos600 = -2.10-6 Wb Độ lớn suất điện động cảm ứng: Df - 2.10- ec = = = 2.10- Dt 0, 01 1đ 1đ 1đ V Bài 0,5 đ ur ur Vì B1 ngược hướng với B , ta có: I I BM = B1 - B2 = 2.10- - 2.10- = 2.10- - 2.10- » 1,33.10- T AM BM 0, 06 0, 06 0,5 đ Bài 0,25 đ Thanh chuyển động theo phương ngang với gia tốc a, áp dụng định luật II Newton ta được: 0,25 đ Độ lớn cường độ dòng điện MN là: 0,5 đ V ĐIỀU CHỈNH, THAY ĐỔI, BỔ SUNG (NẾU CÓ) ... tượng cảm ứng điện từ  Khi từ thơng qua mạch kín biến thiên mạch xuất dịng điện gọi dòng điện cảm ứng Hiện tượng xuất dòng điện cảm ứng mạch kín gọi tượng cảm ứng điện từ  Hiện tượng cảm ứng điện. .. dịng điện gọi tượng cảm ứng điện từ - Hiện tượng cảm ứng điện từ tồn khoảng thời gian từ thơng qua mạch kín biến thiên Định luật Len – xơ chiều dòng điện cảm ứng: a Định luật Len-xơ: Dòng điện cảm. .. điện cảm ứng xuất sinh từ trường gọi từ trường cảm ứng Có thể suy ra: Khi từ thơng tăng, từ trường cảm ứng ngược chiều với từ trường ban đầu từ thông giảm, từ trường cảm ứng chiều với từ trường