Đang tải... (xem toàn văn)
Giáo án Bài 25: Tự cảm Vật lý 11 giúp cho học sinh nắm được khái niệm hiện tượng tự cảm, khái niệm hệ số tự cảm L (độ tự cảm): hệ số tỉ lệ trong biểu thức Φ=Li , đơn vị Henri (H) trong hệ SI.Biểu thức tính hệ số tự cảm của ống dây: L=4π.〖10〗^(-7) N^2/l S , n: số vòng dây/ 1 đơn vị chiều dài, V: thể tích của ống; khái niệm suất điện động tự cảm: là suất điện động được sinh ra do hiện tượng tự cảm.
Họ tên: Nông Văn Thiện Bài 25: TỰ CẢM I.Mục tiêu Nội dung kiến thức cần dạy - Khái niệm tượng tự cảm: Hiện tượng cảm ứng điện từ mạch điện biến đổi dịng điện mạch gây gọi tượng tự cảm - Khái niệm hệ số tự cảm L (độ tự cảm): hệ số tỉ lệ biểu thức , đơn vị Henri (H) hệ SI.Biểu thức tính hệ số tự cảm ống dây: , n: số vòng dây/ đơn vị chiều dài, V: thể tích ống - Khái niệm suất điện động tự cảm: suất điện động sinh tượng tự cảm 2.Kỹ - Giải thích chất tượng tự cảm đóng, ngắt mạch -Vận dụng công thức xác định hệ số tự cảm ống dây, công thức xác định suất điện động tự cảm -Vận dụng công thức xác định lượng từ trường ống dây công thức xác định mật độ lượng từ trường Tư - Tư phân tích tượng - Tư logic việc gắn kết tượng lại Thái độ - Có thái độ thích thú, hưng phấn học nghiêm túc làm thí nghiệm II Chuẩn bị Giáo viên - Chuẩn bị thí nghiệm tượng tự cảm - Chuẩn bị hình vẽ sơ đồ mạch điện Học sinh - Đọc lại kiên thức tượng cảm ứng điện từ, định luật len xơ, công thức tính từ thơng qua ống dây… III Tổ chức hoạt động dạy học Hoạt động 1: Kiểm tra cũ( 5’) Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh - Thế gọi tượng cảm ứng - Mỗi từ thơng qua mạch kín(C) biến điện từ? thiên mạch kín (C) xuất dòng điện gọi dòng điện cảm ứng tượng xuất dòng điện cảm ứng (C) gọi tượng cảm ứng điện từ - Nêu biểu thức từ thông xét - Từ thông qua khung dây nhiều vòng: trường hợp khung dây nhiều vòng? = N.B.S.cos - Vậy ta thấy B mà B lại đặc trưng cho độ mạnh hay yếu từ trường - Vậy từ trường tồn đâu( vật - Từ trường tồn xung quanh liệu gì? Xung quanh dịng điện có từ nam châm, dây dẫn có dịng điện chạy trườn khơng?_)? qua -Vậy phụ thuộc B mà B phụ thuộc vào I nên ta suy Vậy ta nghiên cứu tượng cảm ứng điện từ đặc biệt xảy mạch điện - Trước vào nêu cơng B = 4-7 I thức tính độ lớn từ trường lòng ống dây? Hoạt động 2: Từ thơng riêng mạch kín (10’) Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh -Từ thông phụ thuộc vào từ trường mà từ trường lại phụ thuộc vào dịng điện nên ta suy từ thơng phụ thuộc vào dịng điện I -Người ta chứng minh từ thông phụ thuộc vào cường độ dịng điện theo biểu thức Trong đó: L hệ số tỉ lệ hay độ tự cảm mạch ( C ), đơn vị L heli( H ) - mà từ trường lòng ống dây B = L = -7.N2.S 4-7 I từ thơng Hãy tính độ tự cảm L lịng ống dây ( trường hợp ống dây ) - Vậy nhìn vào biểu thức kiến thức - Trong thực tế để tăng L người ta phải biết thực tế người ta làm nhiều vòng dây ống dây để tăng L? có lõi sắt Bài tập: Một ống dây dài 30cm, tiết diện ống 10 cm2, ống có 400 vịng a, Tính độ tự cảm ống dây b, Tính từ thơng riêng ống dây với i = A, Tóm tắt l= 30 cm = 0.3m S = 10 cm2 = 10-3 m2 N = 400 vòng I =2A Bài giải a, Ta tính L = 4.10-7 10-4 = 0,67.10-4 H b, Tính L.i = 1,34.10-4 wb Ta vừa nghiên cứu xong từ thơng riêng mạch kín ta sang phần tượng tự cảm Hoạt động 2: Hiện tượng tự cảm (20’) Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh -Hiện tượng cảm ứng điện từ nghiên cứu dừng biến thiên từ thơng mạch ngồi, nhiên định nghĩa không nêu cụ thể giới hạn biến thiên từ thơng qua mạch hay ngồi, tượng cảm ứng điện từ có xảy biến thiên từ thơng mạch điện gây ra? -Khi từ thơng thay đổi dịng điện mạch gây tượng xảy ra? Điều kiện xảy tượng đó? Những quy luật chi phối? - Vậy ta cần làm để kiểm tra Xây dựng thí nghiệm biến đổi từ thơng dịng mạch gây cách tăng giảm dịng điện, quan sát tượng giải thích sử - Nhìn váo sơ đồ mạch điện cho biết dụng kiến thức biết ta cần gì? - Cần nguồn điện nối với khóa k với ống dây - Có sơ đồ mạch điện kiểm tra đóng mạch điện có tượng gì? -Ta lắp bóng đèn để hiển thị tác dụng dòng điện, mặt khác lắp ta không so sánh với khí khơng có ống dây ta lắp thêm - Vậy hai bóng bóng có lắp nối tiếp không mắc qua ống dây mà mắc song với ống dây mà bóng khơng lắp ống dây song hình vẽ dịng điện có ưu tiên qua đèn ta cần làm để khắc phục? - Lắp thêm biến trở vào mạch đèn - Ta thiết kế xong thí nghiệm trước điều chỉnh cho dịng qua làm thí nghiệm dụ đốn tượng tốc mạch độ sáng đèn Ta làm thí nghiệm : lắp sơ đồ mạch điện ( tốc độ sáng đèn hình vẽ cường độ dịng nhau) - Ta thấy đèn sáng đèn sang từ từ -Hãy quan sát tượng nhận xét - Vậy có tượng xuất khiến cho đèn sáng chậm so với đèn tượng người ta gọi tượng tự cảm trường hợp đặc biệt tượng cảm ứng điện từ - Dựa vào kiến thức biết để giải thích? - Ta thấy đóng mạch xuất dịng điện cảm ứng chống lại tăng dòng điện ta ngắt mạch nào? Ta làm thí nghiệm để kiểm tra - Quan sát tượng : - Kết luận tạm thời: Hiện tượng xảy Khái niệm tượng tự cảm: tượng tự cảm tượng cảm ứng điện từ xảy mạch có dịng điện mà biến thiên từ thơng qua mạch gây biến thiên cường độ dịng điện mạch - Giải thích: đóng khóa k dòng điện qua ống dây đèn tăng lên đột ngột,khi ống dây xảy tượng cảm ứng điện từ - tượng tự cảm xuất điện động cảm ứng xuất có tác dụng cản trở nguyên nhân sinh nghĩa cản trở tăng dịng điện qua L dòng điện qua đèn tăng lên từ từ làm cho đèn sáng từ từ Hệ logic: thí nghiệm ngắt mạch: Khi cơng tắc ngắt, dịng mạch giảm làm cho từ thông qua ống dây biến đổi, nên ống dây xuất dòng cảm ứng Theo định luật Len-xơ dòng cảm ứng chiều với dòng mạch nguồn gây qua bóng đèn, bóng đèn lóe sáng lên tắt đúng dự đoán -Kết luận cuối cùng: Hiện tượng cảm ứng điện từ xảy mạch điện biến đổi dịng điện mạch gây gọi tượng tự cảm - Cho thay đèn đèn ne( đèn Ne có đặc điểm đủ điện áp định mức đèn sáng) -Ta thấy đèn Ne lóe lên sáng ròi tắt ta ngắt mạch -Ta tìm hiểu xong tượng tụ cảm Hoạt động III: suất điện động tự cảm (5’) Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh - Hiện tượng tự cảm có chất tượng cảm ứng điện từ nên Suất tượng tự cảm có suất điện động cảm ứng gọi suất điện điện động tự cảm động tự - Biểu thức xác định suất điện động tự cảm có dạng nào? cảm có - Để xác định cơng thức suất điện động tự cảm xuất phát từ suất độ lớn tỉ điện động cảm ứng, cần xây dựng mối liên hệ biến đổi từ lệ với thông biến đồi dòng điện mạch tốc độ - Xét mạch điện có dịng điện i chạy qua, từ thơng qua diện tích biến mạch tỉ lệ với từ trường dòng điện sinh ra, từ trường tỉ lệ với thiên cường độ dịng điện, từ thơng qua diện tích giới hạn mạch điện tỉ lệ với cường độ dịng điện mạch đó: cường độ dịng Vậy suất điện động tự cảm tính theo cơng thức: điện Suất điện động tự cảm: mạch Từ thông qua diện tích giới hạn mạch điện: Hệ số tự cảm: ống dây: , N: số vòng dây, V: thể tích ống - Khi ngắt cơng tắc đèn sang bừng lên trước tắt, chứng tỏ có lượng giải phóng đèn lượng tích lũy ống dây tự cảm có dịng điện chạy qua người ta chưng minh lượng tính theo cơng thức sau : W = ½ Li2 Hoạt động 4: ứng dụng (3’) Hiện tượng tự cảm có nhiều ứng dụng thực tế dung mạch điện xoay chiều Hoạt động 5: củng cố tổng kết(2’) Củng cố Bài tập: ống dây dài 10 cm, diện tích ống dây 20cm2 gồm 200 vịng a,Tính độ tự cảm ống dây b,Cường độ dòng điện ống dây giảm A xuống 1A 0.02s Tính độ lớn suất điện động tự cảm ống dây Tổng kết - Hiện tượng tự cảm (1 tượng vật lý): Hiện tượng cảm ứng điện từ mạch điện biến đổi dịng điện mạch gây gọi tượng tự cảm - Hệ số tự cảm L (độ tự cảm): hệ số tỉ lệ biểu thức , đơn vị Henri (H) hệ SI.Biểu thức tính hệ số tự cảm ống dây: , n: số vòng dây/ đơn vị chiều dài, V: thể tích ống - Khái niệm suất điện động tự cảm: suất điện động sinh tượng tự cảm Khi cuộn cảm có dịng điện với cường độ I chạy qua cuộn cảm tích lũy lượng từ trường: W = ½ Li2 Nội dung trình bày bảng Tiết: TỰ CẢM I Từ thơng riêng mạch kín dịng mạch nguồn gây qua bóng đèn, bóng đèn lóe sáng Trong đó: L hệ số tỉ lệ hay độ tự cảm lên tắt mạch ( C ), đơn vị L heli( H ) - Thí nghiệm kiểm tra: L = -7.N2.S - kết luận: : Hiện tượng xảy II Hiện tượng tự cảm dự đốn 1.Thí nghiệm Định nghĩa (sgk) - Dụng cụ III Suất điện động tự cảm - Cách tiến hành 1.Suất điện động tự cảm -Hiện tượng: Ta thấy đèn sáng đèn sang từ từ Nhận xét: Vậy có tượng xuất khiến cho đèn sáng chậm so với đèn tượng người ta gọi tượng tự cảm trường hợp đặc biệt tượng cảm ứng điện từ 2.Hệ ngắt mạch: Khi cơng tắc ngắt, dịng mạch giảm làm cho từ thông qua ống dây biến đổi, nên ống dây xuất dòng cảm ứng Theo định luật Len-xơ dòng cảm ứng chiều với Suất điện động tự cảm có độ lớn tỉ lệ với tốc độ biến thiên cường độ dòng điện mạch Năng lượng từ trường ống dây tự cảm W = ½ Li2 Khi cuộn cảm có dịng điện với cường độ I chạy qua cuộn cảm tích lũy lượng từ trường: W = ½ Li2 IV Ứng dụng ... tự cảm (5’) Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh - Hiện tượng tự cảm có chất tượng cảm ứng điện từ nên Suất tượng tự cảm có suất điện động cảm ứng gọi suất điện điện động tự cảm động tự - Biểu... tự cảm ống dây Tổng kết - Hiện tượng tự cảm (1 tượng vật lý) : Hiện tượng cảm ứng điện từ mạch điện biến đổi dịng điện mạch gây gọi tượng tự cảm - Hệ số tự cảm L (độ tự cảm) : hệ số tỉ lệ biểu thức... tự cảm - Cho thay đèn đèn ne( đèn Ne có đặc điểm đủ điện áp định mức đèn sáng) -Ta thấy đèn Ne lóe lên sáng rịi tắt ta ngắt mạch -Ta tìm hiểu xong tượng tụ cảm Hoạt động III: suất điện động tự