300 vòng của khung dây với điện Hình 2.8 Chuyển động đều của khung dây trên bản từ
2.2.1.3. Tiến trình xây dựng kiến thức
Yêu cầu HS nhắc lại nội dung về điều kiện xuấ hiện DĐCƯ đã được giao ôn tâp ở nhà trước đó (qua đọc SGK vật lí lớp 9 hoặc đọc ngay đoạn đầu bài học ở SGK vật lí lớp 11).
Vấn đề cần giải quyết là: Nếu định nghĩa số đường sức từ xuyên qua tiết diện của khung dây là từ thông (Φ) thì Φ được tính bởi biểu thức nào và điều kiện xuất hiện Ic là gì? Biết tiết diện của khung là S, độ lớn cảm ứng từ B (quy ước bằng số đường sức từ xuyên qua một đơn vị diện tích đặt vuông góc với đường sức từ), α là góc hợp bởi B và h, h là véc tơ pháp tuyến của S.
Bằng kiến thức toán học HS sẽ đưa ra được biểu thức tính Φ: Φ = B.S.cosα Rút ra được kết luận: Khi Φ qua khung dây biến thiên thì trong khung sẽ xuất hiện Ic cảm ứng.
Vấn đề tiếp theo cần giải quyết là làm cách nào để rút ra được kết luận đưa ra? dưới sự hướng dẫn của GV, dựa vào biểu thức tinh Φ, HS sẽ xác định có ba cách làm
biến đổi Φ và do đó, cũng có ba cách làm xuất hiện DĐCƯ (làm biến đổi một trong ba đại lượng B, S hoặc α).
Khác với 2 TN đã làm ở lớp 9 (B được tạo ra bằng cách dùng nam châm vĩnh cửu hay nam châm điện và B được làm thay đổi bằng cách dịch chuyển thanh nam châm đi vào và đi ra khỏi lòng ống dây hay đóng ngắt dòng điện qua cuộn cảm được lồng trong cuộn ứng), ở TN đã thực hành ta dùng hai bản từ (TBTN về CƯĐT) đặt song song nhau để tạo ra từ trường trong khoảng không gian giữa chúng làm thay đổi độ lớn B tại các điểm tiết diện khung dây (cuộn ứng) bằng cách dịch chuyển khung dây với α không đổi từ trong miền từ trường đi ra ngoài miền từ trường và ngược lại.
Độ lớn B còn được làm thay đổi bằng cách gắn thêm hoặc nhấc ra khỏi bản từ các nam châm gốm hay đưa nhanh vào hoặc rút ra nhanh lõi sắt khỏi lòng khung dây.
HS đã biết ở lớp 9:
Điều kiện xuất hiện DĐCƯ (Ic) trong khung dây dẫn kín khi số đường sức từ xuyên qua tiết diện của khung dây dẫn kín đó biến thiên.
Vấn đề cần nghiên cứu:
Nếu định nghĩa số đường sức từ xuyên qua tiết diện của khung dây là từ thông (Φ) thì Φ được tính bởi biểu thức nào và điều kiện xuất hiện Ic là gì? Biết tiết diện của khung là S, độ lớn cảm ứng từ B (quy ước bằng số đường sức từ xuyên qua một đơn vị diện tích đặt vuông góc với đường sức từ), α là góc hợp bởi B và h, h là véc tơ pháp tuyến của S.
Đề xuất giải pháp và thực hiện giải pháp:
Sử dụng suy luận toán học rút ra được biểu thức tính từ thông: Φ = B.S.cosα Kết luận: - Từ thông qua khung dây được tính bởi biểu thức: Φ = B.S.cosα
Điều kiện xuất hiện Ic trong khung dây dẫn kín là khi Φ biến thiên.
Làm thế nào để kiểm tra kết luận
Suy luận loogic từ kết luận ra các hệ quả kiểm tra được bằng các TN:
Dựa vào biểu Φ = B.S.cosα, suy ra Icư xuất hiện trong khung dây dẫn kín là khi B, S, α thay đổi. Thiết kế phương án và tiến hành TN kiểm tra hệ quả. So sánh kết quả TN với hệ quả để khẳng định tính đúng đắn của kết luận: