B thay đổi xảy ra các trường hợp: Dịch chuyển khung dây (với α không đổi) đi ra đi vào từ trường, khi gắn thêm hoặc nhấc ra khỏi bản từ các nam châm gốm, đưa vào hay nhấc ra khỏ
2.2.2.2. Thiết bị thí nghiệm cần chuẩn bị và các thí nghiệm cần tiến hành a) Các thiết bị thí nghiệm:
hành a) Các thiết bị thí nghiệm:
Sử dụng các TBTN như trong dạy học về hiện tượng CƯĐT.
b) Các thí nghiệm cần tiến hành:
Dựa vào kết quả đã ghi chép ở các TN trong tiến trình dạy học về hiện tượng CƯĐT (không kể TN về sự xuất hiện Ic trên cuộn dây khi cường đọ dòng điện qua cuộn dây khác được quấn trên cùng một vòng sắt thay đổi).
2.2.2.3. Tiến trình xây dựng kiến thức
Khi tiến hành các TN kiểm nghiệm sự tồn tại của Ic trên khung dây dẫn kín trong các trường hợp kahscnhau của sự biến thiên Φ qua diện tích giới hạn bởi khung (một trong ba đại lượng B, S hoặc α thay đổi), HS thấy rằng: Trong khi có sự biến thiên Φ qua diện tích giới hạn bởi khung thì trên khung sẽ có Ic nhưng kim điện kế trong trường hợp này thì lệch sang phải, trong trường hợp khác lại lệch sang trái. Như vậy chiều của Ic trong các trường hợp này là khác nhau. Vấn đề cần phải quả quyết là: Chiều của Ic trên khung dây kín phụ thuộc như thế nào vào sự biến thiên của từ thông qua diện tích giới hạn bởi khung
Để giải quyết vấn đề, dưới sự hướng dẫn của GS, HS cần phân tích sự biến thiên Φ qua diện tích giới hạn bởi khung dây (Φ tăng hay Φ giảm), mối liên hệ về chiều giữa cảm ứng từ Bư do DĐCƯ trên khung dây sinh ra và cảm ứng từ Bc do hai bản từ gây ra trong các TN đã làm.
Chiều của Bc được biết nhờ kim nam châm được đặt vào khoảng giữa hai bản từ. Còn chiều của Bư được xác định nhờ quy tắc bàn tay phải, nếu biết chiều của Ic trên khung. Để xác định chiều của Ic trên khung trong các TN đã làm, các nhóm HS cần xác định được xem chiều quay của các kim điện kế từ vị trí số 0, ví dụ sang phải, thì ứng với chiều nào của I đi vào điện kế. Muốn vậy, HS sẽ dùng nguồn điện một chiều đã biết mắc nối tiếp với khung dây và điện kế và khi đóng mạch, do đã biết trước chiều của I đi vào điện kế nên HS sẽ tìm được chiều quay của kim điện kế ứng với dòng điện đó. Căn cứ vào chiều quay (lệch sang phải hay lệch sang trái) của kim điện kế đã ghi lại ở các TN đã làm, các nhóm HS sẽ xác định được chiều của Ic trong từng TN. Sự phân tích các TN đã tiến hành dẫn tới các kết luận: Trong tất cả các trường hợp, Bư đều ngược chiều với Bc khi Φ tăng và Bư đều cùng chiều với Bc khi Φ giảm. Điều đó có nghĩa là: Ic trên khung dây kín có chiều sao cho từ trường do nó sinh ra có tác dụng chống lại sự biến thiên của từ thông qua khung (chống lại nguyên nhân đã sinh ra nó).
Tiến trình xây dựng kiến thức về định luật Len-xơ nêu trên được thể hiện bằng sơ đồ 2.2:
HS đã biết:
Khi có sự biến thiên Φ qua diện tích giới hạn bởi khung dây kín thì trên khung xuất hiện Ic
Chiều của Ic là khác nhau trong các TN đã tiến hành.
Vấn đề cần nghiên cứu:
Chiều của DĐCƯ trên khung dây kín phụ thuộc như thế nào vào sự biến thiên Φ qua diện tích giới hạn bởi khung?
Đề xuất giải pháp giải quyết vấn đề:
Xác định chiều của Ic trên khung ở các TN đã tiến hành nhờ điện kế.
Biết chiều của Ic trên khung, xác định chiều của Bcư nhờ quy tắc nắm bàn tay phải. Phân tích sự biến đổi Φ (Φ tăng hay Φ giảm), mối liên hệ về chiều giữa Bcư và Bcư.
Thực hiện giải pháp đã đề xuất:
Sử dụng nguồn điện một chiều 6V (lấy ra từ bộ nguồn HS), nối với điện kế để xác định chiều lệch của kim điện kế tương ứng với chiều của dòng điện ở nguồn ngoài (đánh dấu kim điện kế lệch sang phải, thì ứng với cực dương của nguồn nối vào cực nào của điện kết.
Từ chiều quay của kim điện kế, xác định chiều của Ic trên khung ở các TN đã tiến hành) (HS đã ghi lại trước đó).
Từ chiều của Ic trên khung, vận dụng quy tắc nắm bàn tay phải để xác định chiều của Bcư
Dùng kim nam châm xác định chiều của Bcư
Chỉ ra được: Khi Bcư và Bcư cùng chiều ứng với khi Φ giảm, khi Bcư và Bcư ngược chiều ứng với khi Φ tăng.
Kết luận: DĐCƯ trên khung dây kín có chiều cao sao cho từ trường do nó sinh ra có tác dụng chống lại sự biến thiên Φ qua diện tích giới hạn bởi khung (chống lại nguyên nhân đã sinh ra nó). Sơ đồ 2.2. Tiến trình dạy học kiến thức về định luật Len-xơ
2.2.2.4. Tiến trình dạy học kiến thức
Hoạt động 1: Làm nảysinh vấn đềcần nghiên cứu(thảo luậnchung)
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
Tóm tắc các kết quả TN mà các nhóm - Lắng nghe và nhớ lại kết quả đã quan HS đã tiến hành: Khi có sự biến thiên Φ sát được trong TN mà nhóm đã tiến hành. qua diện tích giới hạn bởi khung dây kín
thì trên khung sẽ có Ic . Tuy nhiên, có trường hợp thì kim điện kế lạch sang bên phải, nhưng có trường hợp thì kim điện kế lại lệch sang bên trái. Như vậy, chiều của Ic trong các trường hợp này lag khác nhau.
- Vấn đề cần nghiên cứu là: Chiều của Ic - Tiếp nhận vấn đề cần nghiên cứu. trên khung dây kín phụ thuộc như thế nào vào sự biến thiên Φ qua diện tích giới hạn bởi khung? (H2.1)
Hoạt động 2: Đề xuất giải pháp giải quyết vấn đề (thảo luận chung)
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
- Nêu câu hỏi: Làm thế nào để tìm được - Tiếp thu câu hỏi, suy đoán giải pháp để sự phụ thuộc của chiều của Ic trên khung trả lời câu hỏi.
vào sự biến thiên Φ qua tiết diện khung? * Trước hết, phải xác định được chiều của
(H2.2) Ic trên khung và xét xem sự biến thiên của
Gợi ý: Bổ sung thêm về giải pháp. Φ qua diện khung như thế nào (Φ tăng * Để tìm sự phụ thuộc này, ta thử xét hay Φ giảm).
mối liên hệ về chiều giữa từ trường Buư
do Ic sinh ra và từ trường Buc do hai bản từ tạo ra tại tiết diện khung (H2.3).
* Làm thế nào để xác định được chiều * Để xác định chiều của Buư cần biết chiều của Buư vàBuc ?(H2.4) của Ic, sau đó dùng quy tắc nắm tay phải
sẽ xác định được chiều Buc. Còn để biết chiều của Buc, có thể đặt kim nam châm vào khoảng giữa hai bản từ.
* Làm thế nào để biết được chiều Icư ở * Để xác định chiều của Icư trên khung thì
các TN đã làm ? (H2.5) phải biết được khi kim điện kế từ vị trí 0
lệch sang phải (hay lệch sáng trái) thì dòng điện đi vào điện kế theo chiều nào (đi vào chốt nào và đi ra khỏi chốt nào trên điện kế). Muốn vậy, phải đưa dòng điện đã biết chiều vào điện kế, bằng cách mắc nối tiếp khung dây và điện kế vào nguồn điện một chiều đã biết hai cực của nó.
sẽ dựa vào số đường sức từ qua tiết diện khung tăng lên hay giảm đi trong quá trình khung chuyển động.
Hoạt động 3: Thựchiện giảiphápđã đề xuất đểgiải quyếtvấn đề(làm việctheo nhóm)
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
Yêu cầu một nhóm HS tiến - Tiến hành TN để xác định chiều của I đi vào điện
hành TN kế ứng với sự lệch của kim điện kế sang phải (hay
Thực hiện giải pháp (H2.6) sang trái) và xác định chiều của Buc do hai bản từ gây ra tại tiết diện khung.
Theo dõi, giúp đỡ các - Dựa vào chiều quay của của kim điện kế đã ghi lại,
nhóm trong quá trình tiến xác định chiều của Ic chạy trên khung ở TN mà nhóm
hành TN và thảo luận. đã tiến hành trước đó.
Vận dụng quy tắc nắm bàn tay phải, từ chiều của Ic trên khung, xác định chiều của Bư do Ic gây ra. Xác định xem Φ tăng hay Φ giảm.
Phân tích mối liên hệ về chiều của Bư và chiều của
Bc.
* Khi Φ tăng thì Bư ngược chiều Bc.
* Khi Φ giảm thì Bc cùng chiều Bc.
Hoạt động 4: Khái quát hóa các kếtluậnrút ra từ các trường hợpriêng để đi tớinội dung định luât Len-xơ (thảo luận chung)
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
- Yêu cầu các nhóm HS báo cáo kết luận rút ra từ TN của - Các nhóm báo cáo kết
nhóm (H2.7) luận rút ra từ TN của
Chỉnh lí, bổ sung kết luận rút ra của các nhóm HS. nhóm.
Khái quát hóa các kết luận rút ra từ các trường hợp riêng để đi tới nội dung định luật Len-xơ về chiều của Ic:
Trong tất cả các trường hợp làm xuất hiện hiện tượng - Lắng nghe, ghi vào vở CƯĐT trên khung dây kín thì Ic trên khung luôn có chiều nội dung định luật Len- sao cho từ trường do nó sinh ta có tác dụng chống lại xơ.
(ngăn cản) sự biến thiên Φ qua diện tích giới hạn bởi khung, nghĩa là chống lại nguyên nhân đã sinh ra nó.