Chương 4 từ trường

Giáo viên giảng dạy: Ngày soạn: Lớp dạy: Ngày dạy: Tiết 35: BÀI 19: TỪ TRƯỜNG I MỤC TIÊU Kiến thức - Nêu từ trường tồn đâu có tính chất - Nêu đặc điểm đường sức từ nam châm thẳng, nam châm chữ U - Vẽ đường sức từ biểu diễn nêu đặc điểm đường sức từ dòng điện thẳng dài, ống dây có dịng điện chạy qua từ trường 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 - Biết cách xác định chiều đường sức từ của: dòng điện chạy dây dẫn thẳng dài, dòng điện chạy dây dẫn uốn thành vòng tròn - Biết cách xác định mặt Nam hay mặt Bắc dịng điện chạy mạch kín 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 a Phiếu học tập Phiếu học tập số Câu 1: Nam châm gì? Câu 2:Hãy kể tên cực nam châm? Câu 3:Hiện tượng xảy ta đưa cực hai nam châm lại gần nhau? Câu4: Hoàn thành yêu cầu C1,C2 SGK Phiếu học tập số Quan sát thí nghiệm dịng điện tác dụng lực lên nam châm, nam châm tác dụng lực lên dịng điện thí nghiệm tương tác hai dòng điện trả lời câu hỏi: Câu 1:TN1: hướng dịch chuyển cực nam châm đóng khóa K? Câu 2:TN2: Sự thay đổi dây dẫn mang điện đặt gần nam châm cố định Câu 3:TN3: Tương tác hai dây dẫn mang điện song song chiều, ngược chiều Câu 4: Lực từ xuất đâu? Phiếu học tập số Câu 1: Nhắc lại khái niệm điện trường? Câu 2: Tương tự khái niệm điện trường, định nghĩa từ trường? Câu 3: Làm để phát từ trường điểm không gian? Câu 4: Nêu qui ước hướng từ trường điểm? Phiếu học tập số Quan sát TN từ phổ trả lời câu hỏi sau: Câu 1: Nhận xét xếp mạt sắt TN Câu 2: Giải thích kết TN Phiếu học tập số Câu 1: Nhắc lại qui tắc nắm tay phải thể mối liên hệ chiều dòng điện chiều đường sức từ lòng ống dây học THCS Câu 2:Qui tắc nắm tay phải vận dụng với từ trường dòng điện thẳng dài, dịng điện trịn Đọc SGKvà hồn thành bảng sau: Dòng điện thẳng dài Dòng điện tròn Dạng đường sức từ Qui tắc xác định chiều đường sức từ Xác định chiều đường sức trường hợp sau Phiếu học tập số Từ hình vẽ đường sức từ số dòng điện, nêu số tính chất đường sức từ? Từ trường dòng điện thẳng dài Từ trường dòng điện trịn Phiếu học tập số Hồn thành bảng sau: Điện trường Từ trường Định nghĩa Tồn đâu? Phương pháp phát tồn tại? Tính chất So sánh tính chất đường sức điện đường sức từ b Thí nghiệm chứng minh lực tương tác tác từ thí nghiệm từ phổ (hoặc video thí nghiệm) Học sinh - Ôn lại kiến thức từ trường học THCS - SGK, ghi bài, giấy nháp III TIẾN TRÌNH DẠY HỌC Hoạt động 1:Mở đầu: Ôn tập lại nam châm làm nảy sinh, phát biểu vấn đề tìm hiểu từ trường a Mục tiêu: -Giúp HS nhớ lại kiến thức nam châm học chương trình Vật lí THCS - Kích thích HS tìm hiểu thêm từ trường 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 giúp HS nhớ lại kiến thức nam châm học chương trình Vật lí THCS cách u cầu nhóm hồn 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 Bước GV đặt vấn đề: Trong chương trình Vật lí THCS, ta biết sơ lược nam châm, từ trường Bài học hôm giúp hiểu sâu từ trường, đường sức từ từ tính dây dẫn có dịng điện Bước HS nhận thức vấn đề cần nghiên cứu Hoạt động 2: Hình thành kiến thức Hoạt động 2.1: Tìm hiểu từ tính dây dẫn có dòng điện a Mục tiêu: - Nắm trường hợp sinh lực từ - Hiểu từ tính nam châm dòng điện b Nội dung: Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm hồn thành u cầu dựa gợi ý giáo viên c Sản phẩm: Từ tính dây dẫn có dịng điện - Giữa nam châm với nam châm, nam châm với dịng điện, dịng điện với dịng điện có tương tác từ - Dịng điện nam châm có từ tính d Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung bước Bước Sử dụng kĩ thuật mảnh ghép Cả lớp chia nhóm chuyên gia nhóm mảnh ghép (mỗi nhóm mảnh ghép phải có người từ nhóm chun gia) Ba nhóm chun gia tiến hành thí nghiệm (hoặc quan sát video thí nghiệm): TN1: hướng dịch chuyển cực nam châm đóng khóa K? TN2: Sự thay đổi dây dẫn mang điện đặt gần nam châm cố định TN3: Tương tác hai dây dẫn mang điện song song chiều, ngược chiều Các thành viên nhóm chuyên gia chia sẻ kiến thức tìm hiểu với thành viên nhóm mảnh ghép 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 đưa nội dung kiến thức chính: Giữa hai nam châm, dòng điện với nam châm hai dịng điện có lực tương tác, lực tương tác gọi lực từ Ta nói dịng điện nam châm có từ tính - u cầu HS nhà hoàn thành tiếp phiếu học tập số để tìm hiểu thêm từ trường Hoạt động 2.2: Tìm hiểu đường sức từ a Mục tiêu: - Nêu đặc điểm đường sức từ nam châm thẳng, nam châm chữ U - Vẽ đường sức từ biểu diễn nêu đặc điểm đường sức từ dịng điện thẳng dài, ống dây có dịng điện chạy qua từ trường b Nội dung: Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm hồn thành yêu cầu dựa gợi ý giáo viên c Sản phẩm: Đường sức từ Định nghĩa -Đường sức từ đường vẽ không gian có từ trường, cho tiếp tuyến điểm có hướng trùng với hướng từ trường điểm -Qui ước chiều đường sức từ điểm chiều từ trường điểm Các ví dụ đường sức từ + Dịng điện thẳng dài - Có đường sức từ đường trịn nằm mặt phẵng vng góc với dịng điện có tâm nằm dịng điện - Chiều đường sức từ xác định theo qui tắc nắm tay phải: Để bàn tay phải cho ngón nằm dọc theo dây dẫn theo chiều dịng điện, ngón tay khum lại chiều đường sức từ + Dòng điện tròn - Qui ước: Mặt nam dòng điện tròn mặt nhìn vào ta thấy dịng điện chạy theo chiều kim đồng hồ, cịn mặt bắc ngược lại - Các đường sức từ dòng điện tròn có chiều vào mặt Nam mặt Bắc dịng điện trịn Các tính chất đường sức từ - Qua điểm không gian vẽ đường sức - Các đường sức từ đường cong khép kín vơ hạn hai đầu - Chiều đường sức từ tuân theo qui tắc xác định - Qui ước vẽ đường sức mau (dày) chổ có từ trường mạnh, thưa chổ có từ trường yếu d Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung bước Bước - GV đặt vấn đề: giống điện trường, ta khơng thể nhìn thấy tồn từ trường không gian, để nhận biết tồn đó, người ta phải thơng qua khái niệm khác, đường sức từ - GV định nghĩa khái niệm đường sức từ: Đường sức từ đường vẽ khơng gian có từ trường, cho tiếp tuyến điểm có hướng trùng với hướng từ trường điểm - GV yêu cầu HS quan sát hình 19.6 để thấy xếp kim nam châm đường sức từ chiều đường sức từ Bước - GV giới thiệu thí nghiệm từ phổ: Rắc mạt sắt lên nhựa trong, nhẵn đưa vào từ trường Yêu cầu HS quan sát TN hoàn thành phiếu học tập số - GV theo dõi cá nhân nhóm học sinh, quan sát ghi để phát khó khăn HS trình học tập, ghi vào sổ theo dõi trường hợp cần lưu ý (nếu cần) - Báo cáo kết thảo luận + Đại diện nhóm trình bày lên bảng + Học sinh nhóm 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 Bước Bước Bước - 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 GV yêu cầu HS tìm hiểu tính chất đường sức từ Sử dụng kĩ thuật khăn trải bàn GV phát cho nhóm phiếu học tập số 6, 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 tính chất đường sức từ: + Qua điểm không gian vẽ đường sức từ + Các đường sức từ đường cong khép kín vơ hạn hai đầu + Chiều đường sức từ tuân theo quy tắc xác định + Nơi từ trường mạnh đường sức từ vẽ mau nơi từ trường yếu đường sức từ vẽ thưa - GV tổ chức cho HS đánh giá lẫn thông qua tiêu chí q trình báo cáo kết hoạt động (thời gian thực hiện, số lượng ý kiến, mức độ hoàn thành, ghi chép) - Căn vào sản phẩm học tập thái độ học tập, GV đánh giá tiến HS Hoạt động 3: Luyện tập a Mục tiêu: HS hệ thống hóa lại kiến thức từ trường b Nội dung: Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm hồn thành yêu cầu dựa gợi ý giáo viên c Sản phẩm: Kiến thức hệ thống hiểu sâu định nghĩa d Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung bước Bước - GV u cầu HS làm việc nhóm hồn thành phiếu học tập số để hệ thống hóa kiến thức học Bước Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm Bước GV theo dõi cá nhân nhóm học sinh, quan sát ghi để phát Bước Bước Bước khó khăn HS trình học tập, ghi vào sổ theo dõi trường hợp cần lưu ý (nếu cần) - 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 Giáo viên tổng kết đánh giá kết thực nhiệm vụ học tập học sinh 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: - Tìm hiểu từ trường Trái Đất Nội dung 2: Vận dụng kiến thức - Làm tập SGK V ĐIỀU CHỈNH, THAY ĐỔI, BỔ SUNG (NẾU CÓ) Giáo viên giảng dạy: Ngày soạn: Lớp dạy: Ngày dạy: Tiết 36, 37: CHỦ ĐỀ: LỰC TỪ - TỪ TRƯỜNG CỦA DỊNG ĐIỆN CHẠY TRONG CÁC DÂY DẪN CĨ HÌNH DẠNG ĐẶC BIỆT I MỤC TIÊU Kiến thức - Phát biểu định nghĩa véc tơ cảm ứng từ, đơn vị cảm ứng từ - Nắm biểu thức tổng quát lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện - Nắm cách xác định phương, chiều cơng thức tính cảm ứng từ B dòng điện chạy dây dẫn thẳn dài, dòng điện chạy dây dẫn tròn dòng điện chạy ống dây 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 mơn học - Mơ tả thí nghiệm xác định véc tơ cảm ứng từ - Nắm quy tắc xác định lực tác dụng lên phần tử dịng điện - Vận dụng ngun lí chồng chất từ trường để giải tập 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 a Phiếu học tập phiếu trợ giúp Phiếu học tập số Câu 1: Điện trường gì? Câu 2: Từ trường tạo thành hai cực nam châm chữ U từ trường Từ trường gì? Phiếu học tập số Câu 1: Đề xuất phương án thí nghiệm khảo sát lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang điện đặt từ trường? Câu 2:Nêu dụng cụ thí nghiệm cần có? Câu 3: Tiến hành TN nhận xét hướng dòng điện, hướng từ trường hướng lực từ? Phiếu trợ giúp số phiếu học tập số Dự đoán kết TN Biểu diễn hướng từ trường, hướng lực chiều cường độ dòng điện Qui tắc bàn tay trái : Đặt bàn tay trái duỗi thẳng cho đường cảm ứng từ xuyên vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón chiều dịng điện, ngón choãi 900chỉ chiều lực từ tác dụng lên dòng điện Phiếu học tập số Tiếp tục tiến hành TN, thay đổi giá trị I, l hồn thành bảng sau : Thí nghiệm 1: l = ……cm = const Nhận xét mối quan hệ F I l khơng đổi? Thí nghiệm 2: I = ……A = const Nhận xét mối quan hệ F l I không đổi? Kết luận: Từ kết hai thí nghiệm trên, nhận xét mối liên hệ lực từ tác dụng lên cạnh khung dây với cường độ dòng điện chiều dài cạnh khung dây? Phiếu học tập số r Câu 1: Xét đoạn dây dẫn M 1M2 = l Tích I l gọi vectơ phần tử dòng điện, hướng với dòng điện Dựa vào kết thí nghiệm, xác định lực từ F tác dụng lên r phần tử dòng điện I l đặt từ trường ur đều, cảm ứng từ B : + Điểm đặt: + Phương: + Chiều: + Độ lớn Phiếu học tập số Hoàn thành bảng sau : Dây dẫn thẳng dài Dây dẫn uốn thành vòng trịn Ống dây dẫn hình trụ Dạng đường sức từ Nêu qui tắc xác định chiều đường sức từ Công thức tính độ lớn cảm ứng từ Dạng dịng điện Dây dẫn thẳng dài Phiếu trợ giúp phiếu học tập số Dạng đường sức từ từ Qui tắc xác định chiều đường sức trường từ Dây dẫn Qui tắc nắm tay phải uốn thành vòng tròn Qui tắc nắm tay phải Qui tắc vào Nam Bắc 20cm Xác định cảm ứng từ a Điểm M cách I1: 10cm, cách I2: 10cm b Điểm N cách I1: 5cm, cách I2: 25cm c.Điểm P cách I1: 20cm, cách I2: 20cm Học sinh - Ôn lại xác định lực từ, từ trường dòng điện chạy dây dẫn có hình dạng đặc biệt, ngun lí chồng chất từ trường - 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: -Hệ thống lại công thức lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang điện đặt từ trường, cách xác định cảm ứng từ dòng điện chạy dây dẫn có hình dạng đặc biệt, nguyên lí chồng chất từ trường d Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung bước Bước GV yêu cầu HS nhắc lại cách xác định lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang điện đặt từ trường, cách xác định cảm ứng từ dịng điện chạy dây dẫn có hình dạng đặc biệt, nguyên lí chồng chất từ trường 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: Câu cá a Mục tiêu: - Xác định lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang điện đặt từ trường - Xác định cảm ứng từ dòng điện chạy dây dẫn có hình dạng đặc biệt - Rèn luyện kĩ tính tốn suy luận cho học sinh b Nội dung: Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm hồn thành yêu cầu dựa gợi ý giáo viên c Sản phẩm: CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM Câu 1: Hình biểu diễn hướng lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn thẳng mang dịng điện I có chiều hình vẽ đặt từ trường đều, đường sức từ có hướng hình vẽ: Câu 2: Hình biếu diễn hướng lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn thẳng mang dịng điện I có chiều hình vẽ đặt từ trường đều, đường sức từ có hướng hình vẽ: Câu 3: Một đoạn dây dẫn dài 1,5 m mang dòng điện 10 A, đặt vng góc từ trường có độ lớn cảm ứng từ 1,2 T Nó chịu lực từ tác dụng A 18 N B 1,8 N C 1800 N D N Câu 4: Hình vẽ xác định hướng véc tơ cảm ứng từ M gây dòng điện dây dẫn thẳng dài vô hạn: I I B MM A B B MM B MM C B MM D I I Câu 5: Trong hình vẽ sau, hình vẽ biểu diễn hướng véc tơ cảm ứng từ tâm vòng dây dòng điện vòng dây tròn mang dòng điện: A I B B B I C B I D B C Câu 6: Trong hình vẽ sau, hình vẽ biểu diễn hướng đường cảm ứng từ dòng điện ống dây gây nên: C B A I I D A C I Câu 7: Một dịng điện có cường độ I = (A) chạy dây dẫn thẳng, dài Cảm ứng từ dịng điện gây điểm M có độ lớn B = 4.10-5 (T) Điểm M cách dây khoảng A 25 (cm) B 10 (cm) C (cm) D 2,5 (cm) Câu 8: Cảm ứng từ dòng điện thẳng điểm N cách dòng điện 2,5cm 1,8.10 T Tính cường độ dịng điện: A 1A B 1,25A C 2,25A D 3,25A Câu 9: Khung dây trịn đặt khơng khí bán kính 30 cm có 100 vịng dây Cường độ dịng điện qua khung dây 0,3/π A Độ lớn cảm ứng từ tâm khung dây A.4.10-5 T B.2.10-5 T C.6,28.10-5 T D.9,42.10-5 T Câu 10: Một ống dây có dịng điện 10 A chạy qua cảm ứng từ lịng ống 0,2 T Nếu dòng điện ống 20 A độ lớn cảm ứng từ lịng ống A 0,4 T B 0,8 T C 1,2 T D 0,1 T 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 nghiệm Mỗi câu hỏi có đáp án gắn liền với cá, có đáp án Mỗi câu hỏi đưa ra, đội giơ tay giành quyền trả lời trước trả lời cách chọn cá mang đáp án đúng, câu trả lời cá thuộc đội đó, trả lời sai ba đội cịn lại tiếp tục giành quyền trả lời, sau hai lượt mà khơng có đội trả lời cá câu hỏi khơng câu, GV đưa đáp án chuyển sang câu hỏi khác Sau 10 câu trắc nghiệm, đội câu cá nhiều đội chiến thắng Các đội chơi trả lời câu hỏi Sau câu hỏi, GV giải thích nhanh đáp án cho HS Kết thức 10 câu hỏi, GV thông báo đội giành chiến thắng có hình thức tun dương, khen thưởng (tun dương trước lớp, tràng pháo tay, điểm cộng,…) Bước Bước Bước Hoạt động 2.2: Giải tập tự luận tổng hợp cảm ứng từ a Mục tiêu: - Có phương pháp giải tốn tổng hợp cảm ứng từ 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 Bài tập: Hai dòng điện cường độ I1 = 10A, I2 = 20A chạy hai dây dẫn thẳng song song dài vơ hạn có chiều ngược nhau, đặt khơng khí cách khoảng a = 20cm Xác định cảm ứng từ a Điểm M cách I1: 10cm, cách I2: 10cm b Điểm N cách I1: 5cm, cách I2: 25cm c.Điểm P cách I1: 20cm, cách I2: 20cm Bài giải: a ur ur - Cảm ứng từ I1 I2 gây M B1 ; B có phương, chiều hình: - Độ lớn: B1  2.107 I1 r1 = 2.10-5 T I2 r2 = 4.105 T ur ur ur ur B B - Cảm ứng từ tổng hợp M là: M = B1  B có phương chiều hình B2  2.107 a Độ lớn: BM = B1 + B2 = 6.10-5 T b BM  B1  B2 c B  B1  B2  B1 B2 cos  d Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung bước Bước GV yêu cầu HS hoàn thành phiếu học tập số 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, đưa cách xác định cảm ứng từ tổng hợp: 2 Nguyên lí r B1 - Nếu r r r B  B1  B2 chồng chất từ trường: (quy tắc hình r r r r �B ��B1 ��B2 B r r � B1 ��B2 �B  B1  B2 Nếu : r r r �� B2 B ��B1 B1  B2 ��r r � B ��B2 B2  B1 �� r r � B1 ��B2 �B  B1  B2 r r B1  B2 B tan   B1 - Nếu : : B B B bình hành) 2 r r B1 B hợp với góc  cho: r r B1 , B2 - Nếu Br1 = B2: HBH tạo hình thoi  B đường chéo phân giác: B = 2B1cos r r 2 - Tổng quát: B  B1  B2  B1 B2 cos  với (B1; B2 )   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 2, Rèn khả hay tự đề tập tương ứng dạng với tập (kèm đề hướng giải) Nội dung 3: Ôn lại kiến thức về:từ tác dụng lên dòng điện đặt từ trường, quy Chuẩn bị cho tắc bàn tay trái tiết sau V ĐIỀU CHỈNH, THAY ĐỔI, BỔ SUNG (NẾU CÓ) Giáo viên giảng dạy: Ngày soạn: Lớp dạy: Ngày dạy: Tiết 39: BÀI 22: LỰC LO-REN-XƠ I MỤC TIÊU Kiến thức - Nêu lực Lo-ren-xơ viết cơng thức tính lực - Xác định cường độ, phương, chiều lực Lo-ren-xơ tác dụng lên điện tích q r chuyển động với vận tốc v mặt phẳng vng góc với đường sức từ trường 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 - Xác định chiều lực từ, lực Lo-ren-xơ quy tắc bàn tay trái - Làm số tập đơn giản lực Lo-ren-xơ 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 chuyển động của hạt tích điện từ trường (VD hình ti vi, nam châm vĩnh cửu để chứng minh: hạt điện tích chuyển động từ trường, chịu tác dụng lực từ) - Bài giảng Powerpoint có thí nghiệm chuyển động êlectron từ trường - Phiếu học tập phiếu trợ giúp Phiếu học tập Câu 1: a Lực từ có tác dụng lên hạt điện tích đứng n khơng? b Lực Lo-ren-xơ gì? Câu 2: Từ qui tắc bàn tay trái, biểu diễn vec tơ ur lực từ F tác dụng lên đoạn dây dẫn mang điện đặt từ trường hình vẽ? Từ biểu ur diễn véc tơ lực Lo-ren-xơ f tác dụng lên hạt mang điện chuyển động? Câu 3: Với chiều dòng điện hình vẽ, biểu diễn hướng vec tơ vận tốc r v hạt mang điện hai trường hợp q0 Từ suy phương lực Lo-ren-xơ phát biểu qui tắc bàn tay trái để xác định chiều lực Lo-ren-xơ? Câu 4: Viết biểu thức tính lực Lo-ren-xơ Khi lực Lo-ren-xơ 0? Câu 5: Xác định lực Lo-ren-xơ hình sau? Phiếu trợ giúp phiếu học tập - Game powerpoint bắt bướm với câu hỏi trắc nghiệm Hệ thống câu hỏi game: Câu 1: Lực Lo – ren – xơ A.lực Trái Đất tác dụng lên vật C.lực từ tác dụng lên dòng điện động từ trường B.lực điện tác dụng lên điện tích D.lực từ tác dụng lên điện tích chuyển Câu 2: Chiều lực Lorenxơ xác định bằng: A.Qui tắc bàn tay trái B.Qui tắc bàn tay phải C.Qui tắc đinh ốc D.Qui tắc vặn nút chai Câu 3: Độ lớn lực Lorexơ tính theo cơng thức A.f=/q/vB B.f=/q/vBsinα C.f=qvBtanα D.f=/q/vBcosα Câu 4: Phương lực Lorenxơ A.Trùng với phương vectơ cảm ứng từ B.Trùng với phương vectơ vận tốc hạt mang điện C.Vuông góc với mặt phẳng hợp vectơ vận tốc hạt vectơ cảm ứng từ D.Trùng với mặt phẳng tạo vectơ vận tốc hạt vectơ cảm ứng từ Câu 5: Hình hướng lực Lorenxơ tác dụng lên hạt mang điện dương chuyển động từ trường đều: Câu 6: Trong hình vẽ sau hình hướng lực Lorenxơ tác dụng lên hạt mang điện dương chuyển động từ trường đều: A A F v N S v F B B B vS v B N F F C C.F N BF v v S S D D q FB= > vv N F Câu 7: Một electron bay vào từ trường đều, cảm ứng từ B 1,26 T Lúc lọt vào từ trường vận tốc hạt 107 m/s hợp thành với đường sức từ góc 53 Lực Lo – ren xơ tác dụng lên electron A.1,61.1012 N B.0,32.1012 N C.0,64.1012 N D.0,96.1012 N Câu 8: Một electron bay vuông góc với đường sức vào từ trường độ lớn 100 mT chịu lực Lo – ren – xơ có độ lớn 1,6.10-12 N Vận tốc electron A.109 m/s B.108 m/s C.1,6.106 m/s D.1,6.109 m/s Học sinh - Ôn lại kiến thức lực từ tác dụng lên dòng điện đặt từ trường, quy tắc bàn tay trái - SGK, ghi bài, giấy nháp III TIẾN TRÌNH DẠY HỌC Hoạt động 1: Mở đầu: Làm nảy sinh phát biểu vấn đề tìm hiểu lực Lo-ren-xơ a Mục tiêu: - Kiểm tra kiến thức cũ, chuẩn bị điều kiện xuất phát để nghiên cứu kiến thức - Từ kiến thức biết: đặt dịng điện từ trường dịng điện chịu tác dụng lực từ, kích thích HS tìm hiểu thêm lực từ tác dụng lên hạt mang điện chuyển động từ trường 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: Nêu cách xác định phương, chiều, độ lớn lực từ tác dụng lên dòng điện? Bước HS suy nghĩ cá nhân tìm câu trả lời Bước Nếu có điều kiện GV làm TN: Đưa nam châm lại gần máy thu hình hoạt động thấy hình ảnh hình bị nhiễu loạn có hình bị nhiễu loạn màu (một góc hình bị vàng), đặt nam châm lên góc đó, màu vàng bị kéo lệch lên GV đặt vấn đề: Khi đặt dịng điện từ trường dịng điện chịu tác dụng lực từ Mặt khác, dòng điện dịng chuyển dời có hướng hạt mang điện Liệu hạt mang điện chuyển động từ trường chúng có chịu lực tác dụng khơng? Bài hơm nghiên cứu điều Bước HS nhận thức vấn đề cần nghiên cứu Hoạt động 2: Hình thành kiến thức Hoạt động 2.1: Tìm hiểu lực Lo-ren-xơ a Mục tiêu: - Nêu lực Lo-ren-xơ viết cơng thức tính lực - Xác định cường độ, phương, chiều lực Lo-ren-xơ tác dụng lên điện tích q r chuyển động với vận tốc v mặt phẳng vng góc với đường sức từ trường b Nội dung: Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm hồn thành u cầu dựa gợi ý giáo viên c Sản phẩm: Định nghĩa lực Lo-ren-xơ -Mọi hạt mang điện tích chuyển động từ trường, chịu tác dụng lực từ Lực gọi lực Lo-ren-xơ Xác định lực Lo-ren-xơ -Lực Lo-ren-xơ từ trường có cảm ứng từ tác dụng lên hạt điện tích q chuyển động với vận tốc :  Có phương vng góc với ;  Có chiều theo qui tắc bàn tay trái: để bàn tay trái mở rộng cho từ trường hướng vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón chiều q 0> ngược chiều q0< Lúc chiều lực Lo-ren-xơ chiều ngón chỗi ra;  Có độ lớn: f = |q0|vBsinα d Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung bước Bước GV thông báo: Ta biết, dòng điện kim loại dịng chuyển dời có hướng electrơn Khi dây dẫn có dịng điện đặt từ trường, người ta giải thích lực từ tác dụng lên dây dẫn tổng hợp lực từ trường tác dụng lên êlectron tạo thành dòng Bước điện Một cách tổng quát, hạt điện tích chuyển động từ trường đều chịu tác dụng lực từ Lực từ gọi lực Lo-ren-xơ - Yêu cầu HS hoàn thành phiếu học tập - HS thực nhiệm vụ theo nhóm Trong q trình hoạt động, HS sử dụng phiếu trợ giúp yêu cầu trợ giúp giáo viên thấy cần thiết - GV theo dõi cá nhân nhóm học sinh, quan sát ghi để phát khó khăn HS q trình học tập, ghi vào sổ theo dõi trường hợp cần lưu ý (nếu cần) - 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 đánh giá kết thực nhiệm vụ học tập học sinh Tổng kết nội dung kiến thức cần nắm: Mọi hạt mang điện tích chuyển động từ trường, chịu tác dụng lực từ Lực gọi lực Lo-ren-xơ Lực Lo-ren-xơ từ trường có cảm ứng từ tác dụng lên hạt điện tích q0 chuyển động với vận tốc : - Có phương vng góc với ; - Có chiều theo qui tắc bàn tay trái: để bàn tay trái mở rộng cho từ trường hướng vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón chiều q0> ngược chiều q0< Lúc chiều lực Lo-ren-xơ chiều ngón chỗi ra; - Có độ lớn: f = |q0|vBsinα Hoạt động 3: Luyện tập a Mục tiêu: -HS hệ thống hóa kiến thức học, luyện làm số tập thơng qua trị chơi bắt bướm b Nội dung: Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm hồn thành yêu cầu dựa gợi ý giáo viên c Sản phẩm: Câu trả lời đội d Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung bước Bước GV chia lớp thành đội thơng qua luật chơi: Có câu hỏi trắc nghiệm gắn liền với bướm Mỗi đội chọn số câu hỏi Mỗi câu hỏi đưa ra, đội giơ tay giành quyền trả lời trước trả lời, câu trả lời coi đội bắt bướm, trả lời sai ba đội lại tiếp tục giành quyền trả lời, sau hai lượt mà khơng có đội trả lời GV đưa đáp án chuyển sang câu hỏi khác Sau 8câu trắc nghiệm, đội bắt nhiều bướm đội chiến thắng Bước Bước Bước Các đội chơi trả lời câu hỏi Sau câu hỏi, GV giải thích nhanh đáp án cho HS Kết thức câu hỏi, GV thông báo đội giành chiến thắng có hình thức tun dương, khen thưởng (tun dương trước lớp, tràng pháo tay, điểm cộng,…) 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 số ứng dụng lực Lo-ren-xơ đo lường điện từ, thức ống phóng điện tử truyền hình, khối phổ kế, máy gia tốc,… Nội dung 2: Ôn tập lại kiến thức học chương 4, chuẩn bị cho tiết ôn tập 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 40: BÀI TẬP I MỤC TIÊU Kiến thức -Củng cố lại kiến thức liên quan đến chương Từ trường 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 mơn học - Thực tập có liên quan đến từ trường dịng điện có dạng đặc biệt - Giải toán xác định cảm ứng từ tổng hợp nhiều dòng diện gây - Làm số tập đơn giản lực từ, lực Lorenxơ - 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 powerpoint cờ cá ngựa với 20 câu hỏi trắc nghiệm - Phiếu học tập Phiếu học tập Từ trường dòng điện có dạng đặc Lực từ Dây dẫn thẳng dài biệt Dây dẫn uốn thành vòng tròn Ống dây dẫn hình trụ Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang điện Lực Lo-renxơ Qui tắc xác định chiều Công thức Học sinh - Ơn lại cơng thức xác định cảm ứng từ dòng điện trường hợp đặc biệt, công thức xác định lực từ, Lực lorenxơ - SGK, ghi bài, giấy nháp III TIẾN TRÌNH DẠY HỌC Hoạt động 1: Mở đầu: Ơn 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: Báo cáo kết hoạt động nhóm nội dung ghi HS d Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung bước Bước GV u cầu HS hồn thành phiếu học tập để ơn lại công thức học chương từ trường 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 khái qt lại cơng thức qui tắc xác định chiều đại lượng học chương từ trường Hoạt động 2: Hình thành kiến thức Hoạt động 2.1: Giải số tập trắc nghiệm thơng qua trị chơi Cờ cá ngựa a Mục tiêu: - Giải tập có liên quan đến từ trường dịng điện có dạng đặc biệt - Làm số tập đơn giản lực từ, lực Lorenxơ b Nội dung: Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm hồn thành u cầu dựa gợi ý giáo viên c Sản phẩm: NỘI DUNG Câu 11: đoạn dây dẫn thẳng mang dịng điện I có chiều hình vẽ đặt từ trường đều, đường sức từ có hướng hình vẽ: Câu 12: Hình biểu diễn hướng lực tù tác dụng lên đoạn dây dẫn thẳng mang dịng điện I có chiều hình vẽ đặt tù trường đều, đường sức từ có hướng hình vẽ: Câu 13: Đặt đoạn dây dẫn thẳng dài 120 cm song song với từ trường có độ lớn cảm ứng từ 0,8 T Dòng điện dây dẫn 20 A lực từ có độ lớn A.19,2 N B.1920 N C.1,92 N D.0 N Câu 14: Một đoạn dây dẫn dài 0,80 m đặt nghiêng góc 60 so với hướng đường sức từ từ trường có cảm ứng từ 0,50 T Khi dòng điện chạy qua đoạn dây dẫn có cường độ 7,5 A, đoạn dây dẫn bị tác dụng lực từ bao nhiêu? A.4,2 N B.2,6 N C.3,6 N.D.1,5 N Câu 15: Một đoạn dây dẫn thẳng dài 128 cm đặt vuông góc với đường sức từ từ trường có cảm ứng từ 0,83 T Xác định lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn dòng điện chạy qua đoạn dây dẫn có cường độ 18A A.19 N B.1,9 N C.191 N.D.1910 N Câu 16: Một dây dẫn thẳng dài 1,4 m đặt từ trường có cảm ứng từ 0,25 T Khi dịng điện cường độ 12 A chạy qua dây dẫn dây dẫn bị tác dụng lực 2,1 N Góc hợp bới hướng dịng điện chạy qua dây dẫn hướng cảm ứng từ gần giá trị sau đây? A.300 B.560 C.450 D.900 Câu 17: Trong hình vẽ sau, hình vẽ biểu diễn hướng véc tơ cảm ứng từ tâm vòng dây dòng điện vòng dây tròn mang dịng điện: Câu 18: Trong hình vẽ sau, hình vẽ biểu diễn sai hướng đường cảm ứng từ dòng điện ống dây gây nên: A A B B I B I B I C B C D I B D A B Câu 19: Dòng điện chạy qua dây dẫn thẳng dài đặt nằm ngang khơng khí gây I I điểm cách nóI4,5 cm cảm ứng từ có độ lớn 2,8.10 4 T Cường độ dịng điện chạy qua dây dẫn A.56 A B.44 A C.63 A D.8, A Câu 20: Dòng điện chạy qua dây dẫn thẳng dài đặt nằm ngang khơng khí gây điểm cách 4,5 cm cảm ứng từ có độ lớn 2,8.10 5 T Độ lớn cảm ứng từ dòng điện gây điểm cách 10 cm A.1,26.105 T B.1,24.105 T C.1,38.105 T D.8,6.105 T Câu 21: Một dịng điện chạy dây dẫn thẳng dài vơ hạn có độ lớn 10 A đặt chân khơng sinh từ trường có độ lớn cảm ứng từ điểm cách dây dẫn 50 cm : A.4.10-6 T B.2.10-7/5 T C.5.10-7 T D.3.10-7 T Câu 22: Tại điểm cách dây dẫn thẳng dài vô hạn mang dịng điện A có cảm ứng từ 0,4 μT Nếu cường độ dòng điện dây dẫn tăng thêm 10 A cảm ứng từ điểm có giá trị A.0,8 μT B.1,2 μT C.0,2 μT D.1,6 μT Câu 23: Một vòng dây tròn đặt chân khơng có bán kính R mang dịng điện có cường độ I cảm ứng từ tâm vòng dây 10T Nếu cho dòng điện qua vịng dây có bán kính 4R cảm ứng từ tâm vịng dây có độ lớn A.6.106 T B.1,2.106 T C.15.106 T D.2,5.106 T Câu 24: Khi cho dòng điện cường độ chạy 10 A qua vịng dây dẫn đặt khơng khí cảm ứng từ tâm vịng dây dẫn có độ lớn 2,1.10-4 T Bán kính vịng dây A.5,0 cm B.0,3 cm C.3,0 cm D.2,5 cm Câu 25: Ống dây hình trụ dài 30cm đặt khơng khí có 100 vòng dây Cường độ dòng điện qua ống dây 0,3/π A Độ lớn cảm ứng từ lòng ống dây A.4.105 T B.2.105 T C.6,26.105 T D.9,42.105 T Câu 26: Một ống dây dài 20 cm, có 1200 vịng dây đặt khơng khí Độ lớn cảm ứng từ bên ống dây 75.103 T Cường độ dòng điện chạy ống dây A.5A B.9,9 A C.15A D.20 A Câu 27: Trong hình vẽ sau hình hướng lực Lorenxơ tác dụng lên electron chuyển động từ trường đều: Câu 28: Trong hình vẽ sau hình hướng lực Lorenxơ tác dụng lên electron hạt mang điện dương chuyển động từ trường đều: A A v F e SN q> v NS F B B NS vv e eN FF S SN C C v ve F F q> NS D D SS v v e e FF NN Câu 29: Một điện tích có độ lớn 10 μC bay với vận tốc 105 m/s vng góc với đường sức vào từ trường có độ lớn cảm ứng từ T Độ lớn lực Lo – ren – xơ tác dụng lên điện tích A.1 N B.104 N C.0,1 N D.0 N Câu 30: Một điện tích bay vào từ trường với vận tốc 2.10 m/s chịu lực Lo – ren – xơ có độ lớn 10 mN Nếu điện tích giữ ngun hướng bay với vận tốc 5.10 m/s vào độ lớn lực Lo – ren – xơ tác dụng lên điện tích A.25 mN B.4 mN C.5 mN D.10 mN d Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung bước Bước GV chia lớp thành đội, đội bốc thăm chọn màu cá ngựa thông qua luật chơi: Mỗi đội trả lời câu hỏi đội Mỗi câu trả lời ngựa đội tiến lên ô Đội tiến đến cúp đội giành 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 20 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 4: Vận dụng a Mục tiêu: - Chuẩn bị nội dung kiến thức cho tiết sau 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 Ôn lại kiến thức cảm ứng từ học THCS chuẩn bị Chuẩn bị cho tiết sau V ĐIỀU CHỈNH, THAY ĐỔI, BỔ SUNG (NẾU CÓ) ... Sản phẩm: Từ trường -Từ trường từ trường mà đặc tính giống điểm; đường sức từ đường thẳng song song, chiều cách Lực từ Lực từ tác dụng lên phần tử dòng điện đặt từ trường đều, có cảm ứng từ : +... F = IlBsinα Cảm ứng từ - Cảm ứng từ điểm từ trường đại lượng đặc trưng cho độ mạnh yếu từ trường - Hướng vec tơ cảm ứng từ trùng với hướng từ trường điểm - Đơn vị cảm ứng từ tesla (T) d Tổ chức... GV đặt vấn đề: Đầu tiên, ta tìm hiểu lực từ từ trường có đặc điểm Để dễ dàng đo đạc khảo sát lực từ, trước hết ta tạo từ trường Vậy từ trường tạo từ trường cách nào? Bước - Yêu cầu HS hoàn thành