với các đường sức của từ trường đều chúng tôi đưa vào hình ảnh sau:
b. Nhóm mô phỏng Vật lí
Để giúp HS nhận biết một cách trực quan về mối quan hệ giữa sự biến thiên số ĐST xuyên qua tiết diện của cuộn dây và sự xuất hiện của dòng điện cảm ứng trong cuộn dây chúng tôi đưa vào nhóm các mô phỏng sau đây:
Mô phỏng 1: Mô phỏng thí nghiệm khi di chuyển NC hoặc KD hoặc khi quay NC.
- Đưa NC lại gần cuộn dây, giúp cho HS thấy rõ số ĐST qua tiết diện của cuộn dây tăng lên.
Khi NC nằm yên trong cuộn dây thì số ĐST xuyên qua tiết diện của cuộn dây không thay đổi.
Khi đưa NC ra xa cuộn dây thì SĐT xuyên qua tiết diện của cuộn dây giảm. Đặt NC nằm yên trước cuộn dây thì SĐT xuyên qua tiết diện của cuộn dây không thay đổi.
- Khi di chuyển KD ta cũng có kết quả tương tự.
- Khi quay NC thì SĐT ĐST qua tiết diện của cuộn dây thay đổi.
Mô phỏng 2: Mô phỏng thí nghiệm khi di chuyển con chạy hoặc khi đóng/ngắt
khóa K. 36 α n B 0 > Φ Φ = BSB n Ảnh 4a Ảnh 4b Ảnh 4c Ảnh 6 Ảnh 5b Ảnh 5a Ảnh 5c
Mô phỏng 3: Mô phỏng thí nghiệm khi thay đổi diện tích S của khung dây.
Mô phỏng 4. Để củng cố bài học và gợi cho HS trí tò mò tìm hiểu bài “ Suất điện
động cảm ứng trong một đoạn dây dẫn chuyển động trong từ trường” chúng tôi đưa vào mô phỏng sau:
Mô phỏng 5: Để giúp HS có những hiểu biết về một số thiết bị hoạt động dựa trên
hiện tượng cảm ứng điện từ, để các em có sự khắc sâu kiến thức giúp cho việc học về các loại máy điện ở chương trình lớp 12 một cách tích cực, chủ động, chúng tôi đưa vào các mô phỏng sau:
c. Các thí nghiệm
1. Để giúp HS thực hiện các thí nghiệm kiểm tra xem từ trường có sinh ra dòng điện không, chúng tôi chuẩn bị các thí nghiệm với các dụng cụ thí nghiệm sau:
- Nam châm thẳng 37 Ảnh 7 Ảnh 8a Ảnh 8b TNg 1 Ảnh 9a Ảnh 9b Ảnh 9c
- Ống dây, khung dây. - Điện kế khung quay. - Các dây nối, giá đỡ.
2. Để giúp HS kiểm tra giả thuyết và xây dựng kiến thức khoa học về nguyên nhân làm xuất hiện dòng điện cảm ứng, chúng tôi sử dụng các thí nghiệm sau:
3. Để giúp HS hiểu rõ hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra cả khi mạch để hở, chúng tôi thiết kế TNg 4 như sau:
- Dụng cụ: Vôn kế, ống dây, nam châm thẳng. - Tiến hành: Ban đầu ống dây chưa nối với Vôn kế Đưa NC xuyên qua ống dây, rút NC ra khỏi ống dây. ? Hiện tượng cảm ứng điện từ có xảy ra với ống dây hay không? Nếu có thì giữa hai đầu ống dây sẽ tồn tại một suất điện động cảm ứng.
+ Tiến hành kiểm tra dự đoán:
Mắc hai đầu ống dây vào hai đầu Vôn kế, lặp lại các bước TNg, quan sát thấy kim Vôn kế bị lệch, nghĩa là giữa hai đầu ống dây tồn tại một suất điện động cảm ứng. Khi NC nằm yên trong lòng ống dây kim Vôn kế không bị lệch.
Kết luận: hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra khi có sự biến thiên từ thông qua một mạch điện (kín hoặc hở).
4. Để giúp HS nhận thức rõ từ trường của dòng cảm ứng Bcluôn chống lại sự biến thiên từ trường Bgây ra dòng cảm ứng, chúng tôi thiết kế TNg 5 như sau:
- Dụng cụ:
+ Ống dây có lõi sắt.
+ Nguồn điện một chiều 12V. + Vòng kim loại, dây nối, khóa K. - Tiến hành thí nghiệm:
+ Ban đầu khóa K mở.
+ Đặt vòng nhôm ở một đầu lõi sắt của NC điện.
+ Đóng nhanh khóa K, vòng nhôm bị đẩy ra xa ống dây.
38 Ảnh 10c. TNg 3 Ảnh 10b. TNg 2 Ảnh 10a. TNg 1 Ảnh 11. TNg 4 Ảnh 12. TNg 5
+ Ngắt khóa K, vòng nhôm bị hút lại gần ống dây.
5. Để giúp HS hiểu về nguyên tắc hoạt động của động cơ không đồng bộ một pha chúng tôi đã sử dụng TNg 6 như sau:
- Dụng cụ:
+ NC chữ U có thể quay quanh trục đối xứng của nó + KD kín có thể quay quanh trục đối xứng của nó. - Tiến hành:
Khi quay NC, KD quay theo và quay cùng chiều nhưng quay chậm hơn so với NC.
d. Các video clip thí nghiệm
1. Để giúp HS tìm hiểu về suất điện cảm ứng, chúng tôi sử dụng các video thí nghiệm sau:
2. Các thí nghiệm ảo về hiện tượng cảm ứng điện từ
3. Ngoài ra, chúng tôi còn đưa vào các video clip Vật lí vui về hiện tượng cảm ứng điện từ (xem CD đính kèm luận văn, phụ lục 6 trang P40)
2.7 Thiết kế tiến trình dạy học một số kiến thức chương “ Cảm ứng điện từ” Vật lí lớp 11 chương trình nâng cao theo LTKT Vật lí lớp 11 chương trình nâng cao theo LTKT
2.7.1. Thiết kế tiến trình DHKT kiến thức về điều kiện xuất hiện và tồn tại của dòng điện cảm ứng, điều kiện xuất hiện và tồn tại của hiện tượng cảm ứng điện từ dòng điện cảm ứng, điều kiện xuất hiện và tồn tại của hiện tượng cảm ứng điện từ
Bài 38. HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG (Tiết 1)
39 TNg 5 TNg 6 Ảnh 14a. TNg 7 Ảnh 14b. TNg 8 Ảnh 14c. TNg 9
Ảnh 13. Thí nghiệm ảo về hiện tượng cảm ứng điện từ
I. Mục tiêu
1. Mục tiêu theo chuẩn kiến thức: * Về kiến thức
Mô tả được thí nghiệm về hiện tượng cảm ứng điện từ.
Phát biểu được định nghĩa từ thông và hiểu được ý nghĩa vật lí của từ thông. Viết được công thức tính từ thông qua một diện tích và biết được đơn vị đo từ thông. Nêu được các cách làm biến đổi từ thông.
- Phân biệt được điều kiện xuất hiện và tồn tại của hiện tượng cảm ứng điện từ, dòng điện cảm ứng.
* Về kỹ năng
- Phân tích để nắm được mục đích TNg, lắp ráp, tiến hành TNg. * Về thái độ
- Tích cực, hứng thú học tập môn Vật lí, có lòng yêu thích khoa học. - Có ý thức nỗ lực phấn đấu, có tinh thần hợp tác trong học tập. 2. Mục tiêu nâng cao theo quan điểm DHKT.
* Về kiến thức
- Bỏ quan niệm sai và xây dựng quan niệm khoa học cho HS về điều kiện xuất hiện và tồn tại của dòng điện cảm ứng (điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng trong mạch kín là có sự biến thiên từ thông qua mạch đó chứ không phải trong mạch đã có sẵn một nguồn điện và dòng điện cảm ứng chỉ tồn tại trong khoảng thời gian từ thông qua mạch kín đó biến thiên).
- Bỏ quan niệm chưa đầy đủ và xây dựng quan niệm khoa học cho HS về điều kiện xuất hiện và tồn tại của hiện tượng cảm ứng điện từ (hiện tượng cảm ứng điện từ không phải chỉ xảy ra đối với mạch kín mà nó xảy ra đối với cả mạch điện hở, miễn là có sự biến thiên từ thông qua mạch đó và hiện tượng cảm ứng điện từ cũng chỉ tồn tại trong khoảng thời gian từ thông qua mạch đó biến thiên).
* Về kỹ năng
- Rèn luyện cho HS kỹ năng thu nhận, truyền đạt, xử lý thông tin và đề xuất phương án TN, làm TN và hợp tác với bạn học và với GV.
- Bồi dưỡng cho HS năng lực dự đoán, đề xuất giả thuyết có thể kiểm tra được.
- Bồi dưỡng năng lực thực nghiệm cho HS.
- Bồi dưỡng năng lực đánh giá, tự đánh giá, phê và tự phê. * Về thái độ
- Có ý thức sẵn sàng trình bày, áp dụng những kiến thức, kinh nghiệm của mình vào các hoạt động học tập trong lớp học.
- Phát huy tính tích cực, tự lực, sáng tạo và có ý thức trách nhiệm của HS. - Tăng cường sự tự tin cho HS.