Cảm ứng điện từ” vật lí 11 THPT
Bài 23: TỪ THÔNG - CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ
Tiết 1: TỪ THÔNG. HIỆN TƢỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ I. MỤC TIÊU
1. Mục tiêu về kiến thức
- Phát biểu và viết đƣợc công thức tính từ thông. - Nêu đƣợc điều kiện để từ thông biến thiên.
- Phát biểu đƣợc định nghĩa hiện tƣợng cảm ứng điện từ.
2. Mục tiêu về kỹ năng
- Có kỹ năng sử dụng điện kế, tạo sự chuyển động giữa NC và KD, quan sát hiện tƣợng cảm ứng điện từ, thu thập thông tin, phân tích hiện tƣợng và rút ra các kết luận cần thiết.
- Biết vận dụng hiện tƣợng cảm ứng điện từ và công thức tính từ thông để giải đƣợc các bài tập đơn giản.
3. Mục tiêu thái độ
- Hứng thú học môn Vật lí, yêu quý môn học. - Trung thực, khách quan, tính kiên trì.
II. CHUẨN BỊ
* Giáo viên
- Chuẩn bị thí nghiệm về hiện tƣợng cảm ứng điện từ.
- Đọc lại nội dung kiến thức về hiện tựng cảm ứng điện từ đã học ở lớp 9
- Bài giảng trình chiếu
PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1
Nhóm:…..Thành viên: ... ……… Tên:………Lớp:………
1. Từ thông là gì ?
2. Từ thông có những đặc điểm nào? Đơn vị của từ thông là gì ?
3. Từ thông phụ thuộc vào những yếu tố nào và phụ thuộc nhƣ thế nào?
4. Trong điều kiện nào có sự biến thiên từ thông ?
PHIẾU HỌC TẬP SỐ 2
Nhóm:…..Thành viên: ... ……… Tên:………Lớp:………
1. Mục đích: Khảo sát xem có hay không sự xuất hiện của dòng điện trong
mạch điện khi cho nam châm chuyển động tƣơng đối với khung dây
2. Dụng cụ thí nghiệm : 1 Nam châm thẳng,1 khung dây, 1điện kế
3. Bố trí thí nghiệm:Nối khung dây với điện kế tạo thành mạch kín. Đặt nam
châm thẳng nằm dọc theo trục của khung dây
4. Tiến hành thí nghiệm
Giữ khung dây đứng yên cho nam châm chuyển động lại gần theo trục của khung dây rồi dừng .Khi nam châm đứng yên, quan sát kim điện kế ?Đƣa nam châm ra ngoài khung dây, quan sát kim điện kế?
▪ Cho nam châm SN đứng yên, cho khung dây chuyển động vào (chuyển
động ra xa) đứng yên.quan sát kim điện kế ?
PHIẾU HỌC TẬP SỐ 3
Nhóm:…..Thành viên: ... ……… Tên:………Lớp:………
1. Mục đích: : Khảo sát xem có hay không sự xuất hiện của dòng điện
trong mạch kín (C ) khi thay đổi diện tích S của mặt khung ( C) trong từ trƣờng.
2. Dụng cụ thí nghiệm: 1 Nam châm chữ U, 1 khung dây ( C) có đàn hồi
để có thể thay đổi diện tích S của mặt khung ( C) trong từ trƣờng, 1 điện kế
3. Bố trí thí nghiệm
Nối khung dây với điện kế tạo thành mạch kín. Đặt khung dây trong từ trƣờng của nam châm chữ U sao cho các đƣờng sức đi qua khung dây.
4. Tiến hành thí nghiệm
▪ Cho nam châm SN đứng yên, làm biến dạng khung dây (C).Quan sát
kim điện kế G
5. Kết luận
PHIẾU HỌC TẬP SỐ 4
Nhóm:…..Thành viên: ... Tên:………Lớp:………
1. Mục đích: Khảo sát xem có hay không sự xuất hiện của dòng điện trong
mạch kín (C ) khi thay cƣờng độ dòng điện chạy vào nam châm điện
2. Dụng cụ thí nghiệm:1 Nam châm điện, 1 khung dây ( C),1 biến trở,1 khóa
k, 1 nguồn điện 1 chiều DC ( 9V-12 V ) , 1 điện kế G
3. Bố trí dụng cụ
Nối khung dậy với điện kế G tạo thành mạch kín. Đặt khung dây trong từ trƣờng của nam châm điện (sao cho các đƣờng sức đi qua khung dây).
Nối cuộn dây nam châm điện với biến trở, khóa k và nguồn điện
4. Tiến hành thí nghiệm
Đóng khóa k cho dòng điện chạy vào nam châm điện, đồng thời quan sát kim điện kế G khi đóng.quan sát và nhận xét kết quả.
Ngắt khóa k, quan sát kim điện kế G khi ngắt. nhận xét kết quả.
Thay đổi dòng điện qua nam châm điện bằng cách xoay biến trở hoặc bật, tắt công tắc điện. Quan sát kim điện kế ?
5. Kết luận
PHIẾU HỌC TẬP SỐ 5
Nhóm:…..Thành viên: ...
Tên:………Lớp:………
1. Bài 3 SGK-T147
2. Vẽ bản đồ tƣ duy với từ trung tâm cho sẵn
* Học sinh
- Ôn lại hiện tƣợng cảm ứng điện từ ở trung học cơ sở.
- Ôn lai các kiến thức về từ trƣờng, đƣờng cảm ứng từ đã học ở chƣơng trƣớc IV. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
1.Ổn định lớp 2. Bài mới
Hoạt động 1: Giới thiệu sơ lƣợc về chƣơng cảm ứng điện từ
Hoạt động cuả GV Hoạt động của HS
- Nêu vấn đề học tập: Dòng điện
sinh ra từ trƣờng. Câu hỏi ngƣợc lại là
- Dựa vào kiến thức đã học ở lớp 9
từ trƣờng có sinh ra dòng điện không ?
- Đúng. Vấn đề này đã đƣợc nghiên
cứu ở lớp 9. Ở chƣơng này chúng ta tiếp tục nghiên cứu về hiện tƣợng cảm ứng điện từ một cách định lƣợng, gồm các vấn đề: + Hiện tƣợng cảm ứng điện từ + Định luật Len-Xơ. + Suất điện động cảm ứng. + Tự cảm
khi số đƣờng sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây dẫn kín biến thiên
Chƣơng VI - Cảm ứng điện từ
Hoạt động 2: Tìm hiểu khái niệm từ thông
- GV vẽ hình 23.1 giải thích cách
chọn pháp tuyến của mặt S giới hạn bởi đƣờng kín ( C).
- GV chia lớp thành 4 nhóm, nêu
- Chú ý nghe giảng
nhiệm vụ cho các nhóm.
- Yêu cầu các nhóm hoàn thành PHT
số 1
- Gọi mỗi nhóm báo cáo một nội
dung trong PHT.
- Nhận xét chung và công bố đáp án (
sử dụng máy chiếu )
nhiệm vụ
+ Thực hiện nhiệm vụ trong PHT số 1.
- Tiến hành làm việc nhóm:
+ Thảo luận, trao đổi để trả lời nội dung PHT.
+ Thống nhất câu trả lời của nhóm.
- Các nhóm còn lại nhận xét và
nêu ý kiến của nhóm. HS tiếp thu, ghi nhớ
I- Từ thông
1. Định nghĩa: Từ thông qua mặt S là đại lượng, kí hiệu Φ, cho bởi Φ = Bscosα
2. Đặc điểm của từ thông là đại lượng đại số + Φ > 0 khi 0 < α < 900 + Φ < 0 khi 900 < α < 1800 + Φ = 0 khi α = 900 ( // mặt S) + Φ = BS khi α = 00 ( vuông góc mặt S) - Trong hệ SI đơn vị từ thông là vêbe (Wb).
3. Từ thông phụ thuộc vào 3 yếu tố: cảm ứng từ (B); diện tích (S) và góc tạo bởi và (α).
Hoạt động 3 : Nghiên cứu hiện tƣợng cảm ứng điện từ
- Nêu vấn đề: Để trả lời câu hỏi từ
trƣờng có sinh ra dòng điện không, ta làm thế nào ?
- GV chia lớp làm 3 nhóm. Yêu cầu
nhóm đề xuất phƣơng án thí nghiệm
- Hƣớng dẫn thảo luận các phƣơng án
HS đề xuất, chọn các phƣơng án khả thi.
- GV phát dụng cụ thí nghiệm. Yêu
cầu mỗi nhóm hoàn thành một PHT số 2,3,4
- Cho nhóm 1, nhóm 2 trả lời PHT số
2, 4
- Từ các kết quả thu đƣợc hãy chỉ ra
nguyên nhân chung gây ra dòng điện cảm ứng ?
- Phân tích ý kiến của từng nhóm.
- GV hỏi: Trong các trƣờng hợp có
dòng điện cảm ứng, Từ thông qua
- Dựa vào kiến thức đã học ở lớp 9
trả lời: Làm thí nghiệm
- HS thành lập nhóm, Từng nhóm
đƣa ra các phƣơng án
- Thảo luận
- Tiến hành làm việc nhóm:
+ Tiến hành thí nghiệm, trao đổi, ghi chép kết quả để trả lời nội dung PHT. + Thống nhất câu trả lời của nhóm.
- Nhóm trả lời
- Đƣa ra các nguyên nhân
mạch kín ( C ) có thay đổi không ?
- GV kết luận sơ bộ: Mỗi khi từ thông
qua mạch kín ( C ) biến thiên thì trong mạch đó xuất hiện một dòng điện gọi là dòng điện cảm ứng.
- Yêu cầu nhóm 3 trả lời PHT số 3
- Hỏi : Vậy dòng điện cảm ứng xuất
hiện trong trƣờng hợp nào ?
- Kết luận (máy chiếu)
- Từ thông biến thiên nên có dòng
điện cảm ứng
II-Hiện tượng cảm ứng điện từ
- Mỗi khi từ thông qua mạch kín ( C ) biến thiên thì trong mạch xuất hiện một dòng điện gọi là dòng điện cảm ứng. Hiện tượng này gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ.
- Hiện tượng cảm ứng điện từ chỉ tồn tại trong thời gian từ thông qua mạch kín ( C ) biến thiên .
Hoạt động 4 : Tổng kết tiết học
GV chia nhóm thảo luận nhanh: 2 HS một nhóm.
- GV chia nhóm và xác định nhiệm
vụ cho các nhóm.
- Yêu cầu các nhóm thảo luận để
hoàn thành PHT số 5.
- Gọi mỗi nhóm báo cáo một nội
dung ở PHT.
- Công bố đáp án trên máy chiếu
- HS thành lập nhóm xác định nhiệm
vụ.
- Các nhóm thảo luận để hoàn thành
nội dung PHT số 5.
Nhóm còn lại nghe, nhận xét và đƣa ra ý kiến của nhóm mình
1.Bài 3. Đáp án: D 2.Bản đồ tƣ duy
Giáo án bài: TỪ THÔNG - CẢM ÚNG ĐIỆN TỪ - Tiết 2( phụ lục 7) Giáo án Số 2
Bài 24 : SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG I- MỤC TIÊU
1. Mục tiêu về kiến thức
- Phát biểu đƣợc định nghĩa và viết đƣợc công thức tính suất điện động cảm ứng
- Phát biểu đƣợc định luật Fa-ra-đây.
- Vận dụng đƣợc công thức tính suất điện động cảm ứng.
2. Mục tiêu về kỹ năng
- Biết vận dụng suất điện động cảm ứng.
3. Mục tiêu thái độ
- Hứng thú học môn Vật lí, yêu quý môn học. - Trung thực, khách quan, tính kiên trì.
II-CHUẨN BỊ
Giáo viên
- Chuẩn bị thí nghiệm về suất điện động cảm ứng ( máy phát điện
xoay chiều một pha ).
- Bài giảng trình chiếu
Phiếu số 1: PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1
Nhóm:…..Thành viên: ...
Tên:………Lớp:………
1. Độ lớn của suất điện động cảm ứng phụ thuộc vào yếu tố nào?
2. Viết công thức tính độ lớn của suất điện động cảm ứng ?
Phiếu số 2: PHIẾU HỌC TẬP SỐ 2
Nhóm:…..Thành viên: ...
Tên:………Lớp:………
1. Có thể áp dụng định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lƣợng cho hiện
tƣợng cảm ứng điện từ đƣợc không?
2. Trong khoảng thời gian Δt =0,05 s, độ lớn của cảm ứng từ B qua một
khung dây dẫn hình vuông có cạnh a= 10 cm tăng đều từ 0 đến 0,5 T. Vectơ cảm ứng từ vuông góc với mặt khung. Tính suất điện động cảm ứng
3. Hoàn thành tiếp bản đồ tƣ duy
Học sinh
điện, định luật ôm cho đoạn mạch chứa nguồn.
III- TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY VÀ HỌC
Hoạt động 1: Xây dựng khái niệm suất điện động cảm ứng Hoạt động của GV Hoạt động của HS
- - GV chia nhóm trả lời nhanh (
2HS)
- - Yêu cầu làm câu C1 SGK
- - Cho từng nhóm trả lời một nội
dung
- - Xác nhận ý kiến đúng.
- - Đặt vấn đề: Ở những bài trƣớc ta
đã nghiên cứu hiện tƣợng cảm ứng điện từ chủ yếu về mặt định tính. Vậy có thể tính cƣờng độ dòng điện cảm ứng đƣợc không ?
- -Sự xuất hiện dòng điện cảm ứng
trong mạch kín (C ) tƣơng đƣơng với sự tồn tại một nguồn điện trong mạch đó. Suất điện động của nguồn này gọi là suất điện động cảm ứng. -Vậy suất điện động là gì ?
- Xác nhận ý kiến đúng
- - Tiêp nhận nhóm
- - Nhóm làm việc, trao đổi
- - Nhóm trả lời
-Tiếp thu
-lớp thảo luận
- - Trả lời
Bài 24 : SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG
1. Định nghĩa
Suất điện động cảm ứng là suất điện động sinh ra dòng điện cảm ứng trong mạch kín.
Đ - Độ lớn của suất điện động cảm ứng có phụ thuộc vào sự biến thiên từ thông
K khôngNếu có thì phụ thuộc nhƣ thế nnào ?
GV lập luận
+ Giả sử có mạch kín (C ) dịch chuyển trong từ trƣờng trong khoảng thời gian Δt,từ thông qua mạch biến thiên một đại lƣợng ΔΦ, trong mạch xuất hiện dòng điện cảm ứng.
+ Lực từ tác dụng lên mạch thực hiện công ΔA = iΔΦ cản trở chuyển động của mạch. Để thực hiện sự dịch chuyển của mạch phải có ngoại lực sinh công ΔA’ = - ΔA= - iΔΦ (1) + Tƣơng tự nhƣ ở nguồn điện ta thấy ΔA’ có độ lớn bằng phần năng lƣợng bên ngoài cung cấp cho mạch và đƣợc chuyển hóa thành điện năng, nên có
ΔA’ = eciΔt (2)
+ Từ (1) và (2) ta có
? Vậy tỉ số cho ta biết điều gì ?
- - Xác nhận ý kiến đúng.
- - Dự đoán có hoặc không
- - Chú ý nghe giảng
- GV chia lớp thành 4 nhóm ( cử nhóm trƣởng ), nêu nhiệm vụ cho các nhóm.
- Yêu cầu các nhóm hoàn
thành PHT số 1
- Gọi mỗi nhóm báo cáo một nội
dung ở PHT.
- - Xác nhận ý kiến đúng và thông
báo kết luận vừa rút ra là nội dung định luật Fa-ra-đây
( Công bố đáp án trên máy chiếu )
- - Tiến hành làm việc nhóm:
+ Thảo luận, trao đổi để trả lời nội dung PHT.
+ Thống nhất câu trả lời của nhóm.
- Các nhóm còn lại nhận xét và nêu ý kiến của nhóm.
2. Định luật Fa-ra-đây
-Độ lớn của suất điện động cảm ứng xuất hiện trong mạch kín tỉ lệ với tốc độ biến thiên từ thông qua mạch kín đó.
- Công thức tính giá trị của suất điện động cảm ứng
|
- Sử dụng mẫu máy phát điện xoay chiều làm thí nghiệm minh họa
- Yêu cầu lấy ví dụ minh họa
- Quan sát sự thay đổi độ sáng của đèn khi thay đổi tốc độ quay khung dây. Nhận xét và so sánh lý thuyết. - Đƣa ra các ví dụ
Hoạt động 2: tìm hiểu về chiều của suất điện động cảm ứng
- Dấu (-) trong công thức
nói lên điều gì ?
- Chia nhóm trả lời nhanh thực hiện câu C3
- Cử 2 nhóm lên bảng thực hiện.
- Chiều của suất điện động cảm ứng ngƣợc với chiều biến thiên từ thông.
- tiếp nhận nhóm
- Chữa bài của HS .Rút ra kết luận
II-Quan hệ giữa suất điện động cảm ứng và định luật Len-xơ
- Nếu Φ tăng thì ec < 0 : chiều của suất điện động cảm ứng ngược với chiều dương của mạch ( đã chọn).
- Nếu Φ tăng thì ec > 0 : chiều của suất điện động cảm ứng là chiều dương của mạch ( đã chọn).
Hoạt động 3: Tổng kết bài học
GV chia nhóm thảo luận nhanh: 2 HS một nhóm.
- GV chia nhóm và xác định
nhiệm vụ cho các nhóm.
- Yêu cầu các nhóm thảo luận để
hoàn thành PHT số 2.
- Gọi mỗi nhóm báo cáo một nội
dung ở PHT.
- Công bố đáp án trên máy chiếu
- HS thành lập nhóm xác định nhiệm
vụ.
- Các nhóm thảo luận để hoàn thành
nội dung PHT số 2.
Nhóm còn lại nghe, nhận xét và đƣa ra ý kiến của nhóm mình 1. Có thể áp dụng 2. | Suy ra: ec = 0,1V 3. Bản đồ tƣ duy
KẾT LUẬN CHƢƠNG 2
Từ cơ sở lí luận và thực tiễn đã nghiên cứu ở chƣơng 1, đề xuất quy trình dạy học nhóm, trong chƣơng này chúng tôi đã tập trung nghiên cứu về nội dung chƣơng trình chƣơng "Cảm ứng điện từ" trong chƣơng trình Vật lí lớp 11 THPT.
Chúng tôi đã phân tích nội dung, cấu trúc, đặc điểm, lập sơ đồ cấu trúc chƣơng "Cảm ứng điện từ" bằng bản đồ tƣ duy và thiết kế tiến trình dạy học một số bài theo phƣơng pháp DHN nhằm phát triển năng lực tự học cho HS : “ Từ thông.Cảm ứng điện từ”, “ Suất điện động cảm ứng”. Trong mỗi bài học,