8. Cấu trúc của luận án
3.3.9. Thí nghiệm dòng điện cảm ứng
1- Phương án 1
a. Mục đích sử dụng: TN được sử dụng để nghiên cứu nội dung kiến thức về
dòng điện cảm ứng, điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng khi DH các bài Điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng (SGK VL 9, trang 87) và Máy phát điện xoay chiều
(SGK VL 9, trang 93) [24]; [53]; [72].
b. Tập hợp vật liệu và thiết bị:
- 01 dây nhựa mềm không dãn; - 02 đ n LED khác màu nhau; - 01 cuộn dây đồng (Φdây = 0,3 mm); - 01 lõi sắt;
- 01 nam châm thẳng; - 01 giá treo bằng gỗ; c. Gia công, lắp ráp TN:
- Dùng gỗ làm giá đỡ treo nam châm thẳng bằng sợi dây mềm.
- Quấn cuộn dây đồng khoảng 3.000 vòng và quanh một lõi sắt. Nối 2 đ n LED màu xanh và đỏ, ngược cực nhau vào 2 đầu cuộn dây.
- Cố định cuộn dây trên giá, cách nam châm vĩnh cửu một khoảng từ 0,5 đến 1 cm, xem hình 3.10.b.
d. Tiến hành TN: Dùng tay kéo lệch nam châm và thả nhẹ cho nam châm dao
động quanh vị trí cân bằng, trong cuộn dây sẽ xuất hiện dòng điện cảm ứng xoay chiều nên 2 đ n LED thay nhau sáng.
♦ Sử dụng TN trong DH: TN đơn giản, mang tính đa phương án, tiến hành dễ thành công nên thuận lợi để đặt vấn đề vào bài hoặc hỗ trợ tổ chức DH nhóm.
2- Phương án 2
a. Mục đích sử dụng: Sử dụng TN để nghiên cứu hiện tượng cảm ứng điện từ
và dòng điện cảm ứng.
b. Tập hợp vật liệu và thiết bị:
- 01 cuộn dây đồng (Φdây = 0,3 mm); - 01 lò xo dài 5 cm;
a. b.
- 96 -
- 01 nam châm thẳng; - 01 lõi sắt;
- 01 bảng nhựa làm chân đế; - 01 giá gỗ; - 02 đ n LED loại nhỏ, có màu khác nhau; - 01 ống keo dán.
c. Gia công, lắp ráp TN: Gắn một đầu lò xo lên giá đỡ, đầu còn lại gắn thanh
nam châm thẳng. Quấn dây đồng thành cuộn khoảng 3.000 vòng quanh lõi sắt. Nối 2 đ n LED màu xanh và đỏ song song và ngược cực nhau, sau đó nối vào cuộn dây. Cố định cuộn dây lên giá và cách nam châm dao động, xem hình 3.11.b.
d. Tiến hành TN: Kéo lò xo xuống một chút rồi buông nhẹ cho nam châm dao động, ta thấy 2 đ n LED màu xanh và màu đỏ thay nhau sáng. Qua quan sát hiện tượng và rút ra kết luận: các đ n sáng chứng tỏ trong mạch có dòng điện. Ngoài ra, qua TN này có thể nghiên cứu khi cho nam châm chuyển động nhanh, chậm; có hoặc không có lõi sắt thì sẽ tạo ra dòng điện cảm ứng mạnh hay yếu. Từ đó HS quan sát và rút ra nhận xét.
♦ Sử dụng TN trong DH: Với TNTT đơn giản sẽ thuận lợi cho việc tổ chức DH
nhóm theo hướng phát huy tính tích cực, chủ động trong hoạt động NT vì HS được tự tay tiến hành TN và có thể lập lại nhiều lần để phát hiện dòng điện cảm ứng.
3- Phương án 3
a. Mục đích sử dụng: Tương tự các phương án trên, TN được sử dụng cùng chung mục đích. Bên cạnh đó, có thể sử dụng phương án TNTT này để hỗ trợ giải bài tập TN 5 sau: Đặt một nam châm điện A trước một cuộn dây kín B như hình vẽ 3.12.a, cho lần lượt dòng điện một chiều và dòng điện xoay chiều qua nam châm điện. Trong trường hợp nào thì kim điện kế nối với cuộn dây sẽ bị lệch hoặc các đèn LED sẽ phát
sáng? Giải thích tại sao?[25]
b. Tập hợp vật liệu và thiết bị:
- 01 cuộn dây đồng (Φdây = 0,3 mm); - 02 đ n LED;
- 01 khóa K; - 01 nguồn 6 V DC;
- 01 bảng nhựa (30 x 40) cm; - 01 nguồn 6 V AC;
a. b.
- 97 -
- 02 lõi sắt; - 01 ống keo dán;
- 01 giá đỡ bằng gỗ; - Các dây dẫn điện.
c. Gia công, lắp ráp TN: Dùng dây đồng và 2 lõi sắt kỹ thuật để gia công thành
2 cuộn dây: 3.000 vòng (cuộn 1) và 8.000 vòng (cuộn 2) có lõi bên trong để tăng từ tính cho các nam châm điện. Nối cuộn 1 với khóa K và nguồn điện (một chiều hoặc xoay chiều). Nối cuộn 2 với 2 đ n LED khác màu mắc song song (ngược cực nhau) như hình 3.12.b.
d. Tiến hành TN:
- Nối cuộn dây 1 với nguồn 3 V DC. Đóng khóa K thì đ n LED chỉ lóe sáng rất nhanh rồi tắt ngay. Tương tự với khi ngắt khóa K. Nếu đóng ngắt khóa K liên tục thì các đ n LED sẽ luân phiên nhau lóe sáng.
- Thay nguồn điện 3 V DC thành nguồn điện 3 V AC. Đóng khóa K và quan sát các đ n LED để rút ra nhận xét: các đ n LED sáng liên tục.
♦ Sử dụng TN trong DH: Vì có chung mục đích sử dụng nên các phương án sử
dụng TN cũng tương tự nhau, tuy nhiên, đây là phương án TN khó đòi hỏi tính sáng tạo của HS. Do đó GV cần tổ chức để các nhóm tự đề xuất cách lắp ráp và tiến hành TN khi giải bài tập TN 5.