Nội dung của bài học nhằm giúp các em học sinh: Phát biểu được từ thông riêng của mạch kín, khái niệm hiện tượng tự cảm, viết được công thức tính suất điện động tự cảm, viết công thức tính Năng lượng từ trường của ống dây tự cảm. Mời các bạn cùng tham khảo.
Hoạt động : Tìm hiểu từ thơng riêng mạch kín Hoạt động GV Hoạt động HS Mở bài: Nhắc lại tượng cảm ứng điện từ Trong này, xét loại tượng cảm ứng điện từ đặc biệt tượng tự cảm: tượng cảm ứng điện từ xảy mạch có dịng điện biến thiên theo thời gian Vậy tượng tự cảm gì? GV ghi tên lên bảng Giả sử qua mặt kín giới hạn vịng + Có từ thơng Vì dịng điện sinh từ dây (C) có dịng điện i, có từ thơng trường khơng? Tại sao? u cầu Hs đưa khái niệm từ thông? Gv : xác định lại cơng thức Φ , B vịng dây trịn? - Từ thơng riêng từ thơng dịng điện i qua vịng dây kín (C) gây Φ = B.S cos α ( cos α = ) Φ = B.S B= π 10-7 Gv :từ (1) (2) cho thầy(cô) nhận xét mối quan hệ Φ i qua hai biểu thức trên? Gv: hệ số tỉ lệ Φ ~ i gọi độ tự cảm i R - Từ thơng riêng mạch kín từ thơng gây từ trường dịng điện mạch sinh Φ = B.S cos α ( cos α = ) Φ = B.S (2) B= π 10-7 Ta thấy Φ ~ B mà B ~ i => Φ ~ i L= Bài 25 : Tự Cảm I Từ thơng riêng mạch kín (1) Φ = L.i Gv: Yêu cầu hs nêu đơn vị đại lượng? Ghi bảng Φ => [i]= A, [ Φ] = Wb [i]= A i (1) i R (2) Ta thấy Φ ~ B mà B ~ i => Φ ~ i => viết Φ = L.i L: hệ số dương, phụ thuộc vào cấu tạo kích thước mạch kín (C) gọi hệ số tự cảm Đơn vị [i]= A, [ Φ] = Wb => L= (Người ta nói Faraday phát minh tượng cảm ứng điện từ Nhưng đồng thời độc lập với Faraday có Henri nhà Vật lý Mỹ người nghiên cứu tượng Người ta lấy tên ông đặt cho đơn vị độ tự cảm ống dây.) Yêu cầu hs làm câu hỏi C1? + Hãy nhắc lại công thức từ thông ống dây? + Hãy nhắc lại công thức cảm ứng từ ống dây? Từ (3) (4) Các em hs cho thầy(cô) biết từ thông riêng ống dây viết nào? Hay cho biết từ thông riêng ống dây theo công thức? Từ công thức (5) (6) Hãy thiết lập công thức tính L? Wb =H (Henri) A => L = Φ=NBS ( cos α = ) B = 4π 10 −7 (3) Φ = L.i L= π 10-7 (4) N2 Si l (5) (6) N2 S l Φ = NB.S cos α , ( cos α = ) Φ=NBS N i l Φ=NBS => Φ = 4π 10 −7 Φ Wb => [L]= =H (Henri) i A N B = 4π 10 −7 i l −7 N (3)+(4)=> Φ = 4π 10 Si l Ta có: Φ = L.i Độ tự cảm ống dây là: (5)+(6)=> L= π 10-7 (3) (4) (5) (6) N2 S l Gv nói: Cơng thức áp dụng ống dây trụ có chiều dài l lớn so với đường kính tiết diện S Ống có độ tự cảm L đáng kể gọi ống tự cảm hay cuộn cảm Kí hiệu cuộn cảm: Ký hiệu cuộn cảm: Yêu câu hs dựa vào công thức (25.2) nêu cách làm tăng độ tự cảm L? Tăng N,S, giảm l Gv trình bày:Làm tăng độ tự cảm * Cách làm tăng L tăng N cho lõi người ta thường tăng N cho lõi sắt vào lịng ống dây Độ tự cảm ống dây có lõi sắt L= π 10-7.µ Nghe giảng ghi vào Độ tự cảm ống dây có lõi sắt N2 S; l N L= π 10-7.µ .S; l µ: độ từ thẩm, đặc trưng cho từ tính lõi sắt (104) µ: độ từ thẩm, đặc trưng cho từ tính lõi sắt (104) Hoạt động 2: Thí nghiệm tượng tự cảm Hoạt động GV Hoạt động HS Giả sử thầy(cô) xét đường cong kín(C) có từ thơng Φ , i (C) biến thiên Φ biến thiên, mạch xảy tượng cảm ứng điện từ gọi tượng tự cảm Vậy tượng tự cảm gì? Nêu trường hợp xảy tượng tự cảm Các em cho biết dụng cụ thí nghiệm hình 25.2? Vấn đề cần hỏi nội dung gì? sắt vào lịng ống dây Hiện tượng tự cảm tượng cảm ứng điện từ xảy mạch có dịng điện mà biến thiên từ thông qua mạch gây biến thiên cường độ dòng điện mạch Nội dung ghi bảng II Hiện tượng tự cảm Định nghĩa: tượng cảm ứng điện từ xảy mạch có dịng điện mà biến thiên từ thơng qua mạch gây biến thiên cường độ dòng điện mạch - Các trường hợp xảy tượng tự cảm: + chiều: Khi đóng, ngắt mạch + Mạch điện xoay chiều xảy Thí nghiệm: a ví dụ 1: -điện trở R, bóng đèn cuộn cảm, khóa K nguồn điện Tại đèn sáng lên đèn sáng từ từ Yêu cầu học sinh giải thích tượng? HS trả lời Giải thích đóng K: i tăng đột ngột → Φ tăng → Xuất dòng cảm ứng → ic ngược chiều với chiều dòng điện ban đầu → iđ nhỏ dòng ban đầu → đèn sáng lên từ từ b ví dụ Các em cho biết dụng cụ thí nghiệm hình 25.3? Vấn đề cần hỏi nội dung gì? -HS trả lời Tại đột ngột ngắt khóa K, ta thấy đèn bừng sáng lên trước tắt Yêu cầu học sinh giải thích tượng? -HS trả lời Hoạt động 3: Tìm hiểu suất điện động tự cảm lượng từ trường Hoạt động GV Hoạt động HS Hãy định nghĩa suất điện động tự cảm? Nêu công thức định luật Faraday? Giả sử sau khoảng thời gian ∆t cường độ dòng điện mạch biến thiên lượng ∆i , xác định từ thông riêng mạch? Từ công thức trên,hãy nêu biểu thức tính suất điện động tự cảm? Dựa vào biểu thức (9) phát biểu độ lớn suất điện động tự cảm? Giải thích Ngắt K: i giảm đột ngột → Φ giảm → xuất dòng cảm ứng có chiều với chiều dịng điện ban đầu → iđ lớn i ban đầu → đèn lóe sáng tắt Nội dung ghi bảng III Suất điện động tự cảm Suất điện động tự cảm: suất điện - suất điện động sinh tượng tự cảm ∆Φ ec= ∆t động sinh tượng tự cảm ∆Φ ec= (7) ∆t ∆Φ = L ∆ i (8) ∆Φ = L ∆ i Từ (7) (8) => etc = -L ∆i ∆t Suất điện động tự cảm có độ lớn tỉ lệ với tốc độ biến thiên cường độ dòng điện mạch ∆i ∆t (9) etc = -L 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 (đọc thêm) IV Ứng dụng: (SGK) ... i ban đầu → đèn lóe sáng tắt Nội dung ghi bảng III Suất điện động tự cảm Suất điện động tự cảm: suất điện - suất điện động sinh tượng tự cảm ∆Φ ec= ∆t động sinh tượng tự cảm ∆Φ ec= (7) ∆t ∆Φ... ống tự cảm hay cuộn cảm Kí hiệu cuộn cảm: Ký hiệu cuộn cảm: Yêu câu hs dựa vào công thức (25.2) nêu cách làm tăng độ tự cảm L? Tăng N,S, giảm l Gv trình bày:Làm tăng độ tự cảm * Cách làm tăng... tượng tự cảm Hoạt động GV Hoạt động HS Giả sử thầy(cơ) xét đường cong kín(C) có từ thông Φ , i (C) biến thiên Φ biến thiên, mạch xảy tượng cảm ứng điện từ gọi tượng tự cảm Vậy tượng tự cảm gì?