7. Đóng góp của đề tài
2.5.3. Đơn vị kiến thức dòng điện Foucault
Về kiến thức
Trước khi học
• Biết được khi có dòng điện qua kim loại thì kim loại nóng lên (hiệu ứng tỏa nhiệt Jun-Lenxơ). Dòng điện chạy trong dây dẫn kim loại có tác dụng nhiệt
Trong khi học
• Biết được có dòng điện qua lõi thép nên lõi thép nóng lên • Đề xuất được phương án thí nghiệm để kiểm chứng dự đoán • Biết cách tiến hành thí nghiệm để kiểm chứng giả thuyết
Sau khi học
• Hiểu được dòng Foucault là trường hợp đặc biệt của dòng điện cảm ứng
• Xác định được trong trường hợp nào dòng Foucault là có lợi và trong trường hợp nào nó có hại.
• Biết cách khắc phục dòng Foucault trong các trường hợp có hại
Về kỹ năng
• Biết cách đưa ra dự đoán
• Giải thích được cơ chế vận hành của công tơ điện trong gia đình, cách kiểm tra công tơ điện.
Về thái độ
• Có hứng thú học tập, yêu thích nghiên cứu khoa học. • Tự tin trong thuyết trình và giao tiếp.
• Tích cực trong hoạt động nhóm. • Mạnh dạn phát biểu ý kiến. e. Chuẩn bị Giáo viên: • Chuẩn bị các bộ thí nghiệm ở mục 2.3.3c • Phiếu học tập
Phiếu học tập cá nhân
Phiếu số 6 DÒNG ĐIỆN FOUCAULT
1. Định nghĩa: ... ... ... 2. Đặc tính của dòng điện Foucault là: ... ...
3. Tính chất của dòng điện Foucault:
... ... ...
4. Một vài ứng dụng của dòng điện Foucault:
... ... ...
5. Một vài trường hợp dòng Foucault có hại và cách khắc phục:
... ... ...
• Đọc mục IV bài 23 TỪ THÔNG. CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ trước ở nhà
• Ôn tập các kiến thức về từ trường và cảm ứng điện từ đã học ở chương IV SGK Vật lý lớp 11 và phần Điện từ học ở SGK Vật lý lớp 9.
• Ôn tập các kiến thức đã học của bài 23.
• Tập trung tại phòng thí nghiệm đúng giờ, mang theo đầy đủ dụng cụ học tập và ngồi theo nhóm đã sắp xếp.
f. Tiến trình dạy học cụ thể
Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên
Hoạt động 1: Ổn định và kiểm tra kiến thức cũ
- Ngồi theo nhóm đã qui định. Lớp trưởng báo cáo sĩ số, và phát phiếu học tập (phiếu số 6) cho lớp.
- Làm theo yêu cầu của GV.
- Đóng tập, vở lại và lắng nghe câu hỏi của GV
- Nghe báo cáo sĩ số, ổn định tổ chức.
- Lắp đặt mô hình máy biến thế và yêu cầu HS lên nhận xét về nhiệt độ của cuộn dây, và của lõi sắt khi chưa hoạt động.
-Kiểm tra bài cũ.
Hoạt động 2: Làm xuất hiện vấn đề (10 phút)
- HS sẽ phát hiện ra không những 2 cuộn dây nóng lên mà lõi sắt cũng nóng lên.
- Suy nghĩ, thảo luận với các bạn và đưa ra câu trả lời
*Câu trả lời mong đợi:
+ Có dòng điện từ nguồn đi vào cuộn dây sơ cấp.
+ Hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra nên có dòng điện cảm ứng sinh ra ở cuộn dây sơ cấp.
+ Có dòng điện xuất hiện.
- Yêu cầu HS lên chạm tay vào lõi sắt với 2 cuộn dây và cho biết cảm giác về nhiệt độ của tay như thế nào?
- Yêu cầu HS cho biết tại sao các dụng cụ đó lại nóng lên.
+CH1: Tại sao cuộn dây sơ cấp nóng lên?
+CH2: Tại sao cuộn dây thứ cấp nóng lên?
+CH3: Tại sao lõi sắt lại nóng lên? +Đặt vấn đề: Dòng điện sẽ xuất hiện
trong một khối vật dẫn bằng kim loại khi nào?
Hoạt động 3: Hướng dẫn HS xây dựng dự đoán (6 phút)
-Hợp tác với giáo viên đưa ra dự đoán +Từ trường biến thiên qua lõi sắt (kim loại) gây ra dòng điện cảm ứng trong lõi sắt.
+ Có (suy luận tương tự như hiện tượng cảm ứng điện từ)
+ Khi một vật dẫn kim loại chuyển động trong một từ trường hoặc đặt một vật dẫn trong một từ trường biến thiên thì dòng điện cảm ứng trong sẽ xuất hiện trong khối vật dẫn đó.
- Nhất trí với GV.
Hướng dẫn HS đưa ra dự đoán:
+CH4: Tại sao lại có dòng điện xuất hiện trong khối vật dẫn kim loại?
+CH5: Theo các em từ trường biến thiên qua một khối vật dẫn ( lõi sắt) gây ra dòng điện cảm ứng trong lõi sắt. Vậy nếu đổi ngược lại, cho khối vật dẫn chuyển động trong từ trường không đổi thì dòng điện đó có xuất hiện không?
+CH6: Như vậy, các em hãy đưa ra dự đoán đầy đủ của mình về điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng trong kim loại?
- Nhận xét và thống nhất dự đoán với cả lớp.
Hoạt động 4: Thiết kế một phương án thí nghiệm và tiến hành thí nghiệm để kiểm tra dự đoán (12phút)
- Thảo luận nhóm và đưa ra phương án: *Câu trả lời mong đợi:
+ Tạo ra một nam châm điện có từ trường biến thiên. Đặt một lõi sắt đặt vào trong lòng nam châm điện. Đợi một khoảng thời gian xem lõi sắt có nóng lên không.
+ Cho dòng điện xoay chiều chạy qua nam châm điện hoặc sử dụng nam châm
-Yêu cầu HS đưa ra phương án kiểm tra dự đoán trên
+ CH7: Cần phải làm thí nghiệm như thế nào để kiểm tra được dự đoán của các em?
+ CH8: Làm cách nào để tạo ra từ trường biến thiên?
điện có thể thay đổi cường độ dòng điện qua nó. + Lõi sắt nóng lên. -Nhận dụng cụ và tiến hành thí nghiệm theo phương án đã thống nhất và rút ra kết quả + CH9: Làm sao biết có dòng điện chạy qua lõi sắt đó?
+CH10: Làm thế nào để vật dẫn chuyển động trong từ trường?
+ CH11: Khi đó, làm cách nào để xác định là có dòng điện trong khối kim loại đó?
- Nhận xét, thống nhất với HS phương án kiểm tra.
- Phát dụng cụ cho HS và yêu cầu các nhóm tiến hành thí nghiệm.
- Quan sát, hướng dẫn và hỗ trợ khi cần thiết.
Hoạt động 5: Hợp thức hóa kết quả nghiên cứu (5 phút)
+Dòng điện cảm ứng không những xuất hiện trong khối kim loại khi khối này đặt trong từ trường biến thiên mà còn xuất hiện khi khối kim loại đó chuyển động trong một từ trường
- Các nhóm tranh luận đưa ra kết quả -Ghi nhận
-Yêu cầu đại diện nhóm HS đưa ra kết quả thí nghiệm.
- Nhận xét kết quả
- Giới thiệu về dòng điện Foucault
Hoạt động 6: Tìm hiểu về tính chất và công dụng của dòng điện Foucault (3 phút)
+ Tính chất xoáy
+Dòng điện Foucault có gây ra hiệu ứng tỏa nhiệt và những lực hãm điện từ.
+ CH12: Dòng điện Foucault có tính chất gì đặc biệt?
+CH13: Dựa vào các thí nghiệm vừa làm, hãy cho biết những tác dụng của dòng điện Foucault?
+CH14: Dòng điện Foucault có những ứng dụng gì?
Hoạt động 7: Củng cố và vận dụng (4 phút)
- Ghi nhớ.
-Ghi nhận và ghi nhớ nhiệm vụ
- Củng cố lại kiến thức về dòng điện Foucault.
-Yêu cầu các nhóm về nhà tìm hiểu một dụng cụ điện được chế tạo dựa trên nguyên tắc cảm ứng điện từ hoặc chế tạo những máy phát điện mini hoạt động dựa trên nguyên tắc này để báo cáo khi hết chương.