7. Đóng góp của đề tài
2.4.3. Các thí nghiệmvề dòng điện Foucault
2.4.3.a. Phương án SGK TN Dụng cụ Mục đích Cách tiến hành Kết quả TN1 + 1 bánh xe kim loại (đồng hoặc nhôm) có dạng một đĩa tròn quay xung quanh trục O + 1 nam châm điện
Minh họa sự xuất hiện của dòng điện Foucault trong vật dẫn khi đặt nó trong một từ trường biến thiên.
Quan sát tốc độ quay của bánh xe khi đặt nó bên ngoài và bên trong từ trường.
Khi đặt bánh xe trong từ trường, tốc độ của bánh xe giảm dần và bị hãm dừng lại. TN2 + 2 nam châm thẳng SN
+ 1 khối kim loại
(đồng hoặc nhôm)
Minh họa sự xuất hiện của dòng điện Foucault trong vật dẫn khi nó chuyển động trong từ trường.
Quan sát tốc độ quay của khối kim loại khi đặt nó bên ngoài và bên trong từ trường.
Khi đặt bánh xe trong từ trường, tốc độ của khối kim loại giảm dần và bị hãm dừng lại.
2.4.3.b. Khai thác bộ thí nghiệm lực từ về dòng điện Foucault
- Nam châm điện của bộ lực từ và cảm ứng điện từ. - Nguồn điện một chiều.
- Dây nối
- Con lắc với tấm nhôm không xẻ rãnh. - Con lắc với tấm nhôm có xẻ rãnh. - Trục để treo hai con lắc
- 2 lõi sắt non
Minh họa sự xuất hiện của dòng điện Foucault trong vật dẫn chuyển động trong từ trường.
Cách tiến hành Kết quả
- Đặt hai lõi sắt non lên hai bên của lõi thép của nam châm điện.
- Lắp trục của con lắc vào một trong hai lõi sắt non sao cho con lắc có thể dao động qua vùng từ trường của nam châm điện.
- Nối nam châm điện với nguồn điện một chiều. - Treo hai con lắc vào trục.
- Cho hai con lắc cùng dao động trong từ trường của nam châm điện. Quan sát dao động của hai con lắc khi nam châm điện chưa hoạt động và khi nam châm điện hoạt động.
- Phân tích kết quả thí nghiệm và giải thích.
- Khi nam châm điện chưa hoạt động thì thời gian dao động của hai con lắc gần như bằng nhau. - Khi nam châm điện hoạt động thì con lắc không xẻ rãnh tắt dao đông rất nhanh, còn con lắc xẻ rãnh tắt dao động lâu hơn.
Nhận xét: phương án này khả thi. Tuy nhiên, thiết bị này nặng nề, không phổ biến ở trường phổ thông và nam châm điện của nó hiện có ở các trường THPT không hoạt động được.
Ý tưởng: Khai thác và tận dụng bộ thí nghiệm lực từ và cảm ứng điện từ. Sử dụng nam châm vĩnh cửu đủ mạnh để tạo ra từ trường đơn giản hơn, nhẹ hơn về trọng lượng và phổ biến hơn và bổsungvàođómộtconlắcbằngnhựakhôngxẻrãnh để mục đích của thí nghiệm thuyết phục hơn.
Thí nghiệm1
Hình ảnh Dụng cụ Mục đích
- 1 lõi sắt đặt hình chữ U
- 1 cuộn dây 200 vòng, 1 cuộn dây 400 vòng - Dây nối
- Biến thế nguồn
- Lõi sắt ghép cách điện
Minh họa sự xuất hiện của dòng điện Foucault trong vật dẫn khi đặt nó trong một từ trường.
TN Cách tiến hành Kết quả
1A
- Đặt 2 cuộn dây vào lõi sắt đặc.
- Nối cuộn 200 vòng vào biến thế nguồn ở chế độ AC với giá trị 9V, cuộn 400 vòng để hở. - Để mô hình này hoạt động khoảng 5 phút, sau đó dùng tay cảm nhận nhiệt độ của lõi sắt.
Nhiệt độ lõi sắt tăng
1B
- Đặt 2 cuộn dây vào lõi sắt ghép cách điện.
- Nối cuộn 200 vòng vào biến thế nguồn ở chế độ AC với giá trị 9V, cuộn 400 vòng để hở. - Để mô hình này hoạt động khoảng 5 phút, sau đó dùng tay cảm nhận nhiệt độ của lõi sắt.
Nhiệt độ lõi sắt không đổi
Thí nghiệm 2
Hình ảnh Dụng cụ Mục đích
- Con lắc với tấm nhựa không xẻ rãnh.
- Con lắc với tấm nhôm có xẻ rãnh.
- Con lắc với tấm nhôm không xẻ rãnh.
- Trục để treo hai con lắc - 2 nam châm vĩnh cửu - Đế 3 chân, lõi sắt, trụ
Minh họa sự xuất hiện của dòng điện Foucault trong vật dẫn khi nó chuyển động trong từ trường.
Cách tiến hành Kết quả
- Đặt lõi thép vào giữa hai nam châm vĩnh cửu. - Lắp trục và giá treo vào đế 3 chân .
- Gắn 2 trong 3 con lắc vào giá treo sao cho con lắc có thể dao động qua vùng từ trường của nam châm.
- Cho hai con lắc cùng dao động trong từ trường của nam châm và bên ngoài từ trường của nam châm.
- Quan sát dao động của hai con lắc trong hai trường hợp trên
Đối với 2 con lắc nhôm:
Bên ngoài từ trường chúng chuyển động với tốc độ tương đương nhau. Bên trong từ trường, con lắc nhôm không xẽ rãnh chuyển động tắt dần nhanh hơn con lắc nhôm có xẻ rãnh.
Đối với con lắc nhựa không xẽ rãnh:
Con lắc nhựa không xẽ rảnh chuyển động bên trong từ trường và bên ngoài từ trường với tốc độ không đổi.