8. Cấu trúc của luận án
3.3.19. Thí nghiệm điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng
a. Mục đích sử dụng: TN được sử dụng để nghiên cứu điều kiện xuất hiện dòng
a. b.
Hình 3.20.a,b. Mô hình động cơ điện một chiều
a. b. c.
- 109 -
điện cảm ứng trong phần Điện từ học VL lớp 9 THCS.
b. Tập hợp vật liệu và thiết bị:
- 01 cuộn dây đồng (Φdây = 0,3mm); - 20 đ n LED nhiều màu;
- 02 công tắc; - 02 bảng nhựa có chân đế;
- 01 ống nhựa dài 10 cm, có Φ = 1,5 cm; - 01 cuộn băng keo cách điện; - 01 thanh nam châm thẳng; - 01 bộ nguồn 2 pin 6 V DC; - 01 đoạn dây nhôm dài 20 cm, Φ = 3,0 mm; - Các dây dẫn điện.
c. Gia công, lắp ráp TN:
♦ Trường hợp sử dụng nam châm điện:
- Uốn một vòng dây nhôm có Φ = 6,0 cm, sau khi bọc băng keo cách điện, tiến hành quấn 500 vòng dây đồng cách điện quanh dây nhôm để tạo thành cuộn dây dẫn tròn, kín.
- Nối 2 đ n LED xanh, đỏ ngược chiều nhau vào hai đầu cuộn dây. - Quấn 200 vòng dây đồng cách điện lên ống nhựa làm nam châm điện.
- Cố định nam châm điện lên chính giữa tấm bảng nhựa. Gắn bộ nguồn 2 pin và công tắc để đưa điện vào nam châm điện.
- Vẽ các đường sức từ xung quanh nam châm.
- Gắn các đ n LED để mô phỏng sinh động các đường sức từ của nam châm. Dùng mỏ hàn chì nối các đ n LED với nhau tạo thành mạch kín (xem hình 3.22.c).
- Gắn bộ nguồn 2 pin và công tắc để điều khiển mạch đ n LED.
- Xẻ hai rãnh trên bảng nhựa cách nhau 6 cm và cách đều nam châm điện, làm thành ray trượt để vòng đồng tròn dịch chuyển vào, ra dễ dàng khi tiến hành TN.
- Gắn 2 đường ray trượt lên bảng nhựa sau đó cố định cuộn dây vào một thanh nhựa thẳng để có thể di chuyển dễ dàng trên đường ray.
- Dùng tấm nhựa màu để che hình vẽ các đường sức từ, có thể tháo tấm bìa sau khi yêu cầu HS vẽ các đường sức từ và đối chiếu với hình vẽ sẵn (xem hình 3.22.a).
♦ Trường hợp sử dụng nam châm vĩnh cửu.Chế tạo tương tự như trên nhưng thay
vào vị trí của nam châm điện bằng một thanh nam châm vĩnh cửu thẳng (xem hình 3.22.b).
a. b. c.
- 110 -
d. Tiến hành TN:
- Đóng công tắc cho dòng điện vào nam châm điện. Di chuyển nhanh cuộn dây lại gần hoặc ra xa nam châm điện, ta thấy 2 đ n LED thay nhau phát sáng.
- Đóng công tắc cho đ n trên các đường sức từ sáng lên. Khi di chuyển cuộn dây, ta thấy nếu cuộn dây cắt càng nhiều đường sức từ (có các đ n LED minh họa) thì đ n trên cuộn dây tròn sáng càng mạnh và ngược lại.
- Tương tự, khi dịch chuyển cuộn dây lại gần hoặc ra xa nam châm vĩnh cửu, ta thấy 2 đ n LED thay nhau phát sáng.
- Đóng công tắc cho đ n trên các đường sức từ sáng lên. Khi di chuyển cuộn dây, ta thấy nếu cuộn dây cắt càng nhiều đường sức từ thì đ n sáng càng mạnh và ngược lại.
- Khi nghiên cứu điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng, HS có thể đếm số đường sức từ bằng cách đếm số đ n LED đi qua khung dây. Làm như vậy vừa trực quan, vừa hấp dẫn HS; nhất là đối với nam châm điện, khi đóng khóa K sẽ có một kim sắt (dùng để báo có từ tính) chuyển động, đồng thời các đ n LED dọc theo các đường sức từ cũng phát sáng.
♦ Sử dụng TN trong DH: Do chưa có thiết bị TN giáo khoa để DH nội dung kiến
thức về điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng nên GV chỉ DH bằng thuyết trình hoặc sử dụng các hình ảnh minh họa. Việc đề xuất và tự tạo mới TN có tính thẩm mỹ và khả thi không những có ưu thế phục vụ trực tiếp, hiệu quả trong DH mà còn tạo được hứng thú học tập cho HS. Bên cạnh đó, với 2 phương án TNTT khác nhau cho cùng một nội dung (sử dụng nam châm vĩnh cửu và nam châm điện) sẽ giúp GV thuận lợi trong tổ chức DH nhóm nhằm tích cực hoá hoạt động NT của HS.