- Nguồn điện 12V nối với công tắc, công tắc được nối với cuộn dây đồng thứ nhất ( chứa đinh sắt), cuộn dây đồng thứ 2 được nối với bong đèn LED 1,5V. Bước 5. Chuẩn bị các vật liệu, dụng cụ và linh kiện cần thiết.
Từ mô hình thí nghiệm đã nêu trên, tiến hành chuẩn bị các dụng cụ, vật liệu như sau:
- 01 bộ nguồn 12V
Hình 2. 3. Bộ nguồn 12V
- 01 công tắc điện 1 chiều:
- 02 cuộn dây đồng 1600 vòng
Hình 2.5. Cuộn dây đồng
- 01 bóng đèn LED: 1,5V
Hình 2.6. Bóng đèn led 1,5V
- Nam châm đất hiếm: 20 viên
Hình 2.7. Nam châm đất hiếm.
- Đinh sắt đóng vai trò là lõi sắt non
Hình 2.8. Đinh sắt (đinh 10).
* Mục đích thí nghiệm
* Đề xuất, lựa chọn phương án thí nghiệm (hình 2.1) Bước 6. Gia công, chế tạo dụng cụ thí nghiệm.
Gia công, chế tạo dụng cụ thí nghiệm
- Quấn dây đồng:
Hình 2.9. Quấn dây đồng vào ống nhựa đã cắt.
- Nối đèn LED với cuộn dây đồng
Hình 2.10. Nối đèn led với cuộn dây đồng
Bước 7. Lắp ráp TN.
2.3. Thiết kế tiến trình dạy học bài “Từ thông. Cảm ứng điện từ”
Ngày soạn:
Tiết 44: bài 23: Từ thông. Cảm ứng điện từ
Ngày dạy Lớp Sĩ số
09/03 11A2 37/37
15/03 11A3 37/37
I. Mục tiêu dạy học
1. Về kiến thức
- Phát biểu và viết được công thức tính từ thông, biết được ý nghĩa từ thông. - Thông hiểu về hiện tượng cảm ứng điện từ.
2. Về kỹ năng
- Thực hiện được các thí nghiệm về hiện tượng cảm ứng điện từ. Phân tích được kết quả thí nghiệm.
- Có thể vận dụng kiến thức đã học giải thích nguyên tắc hoạt động của một số thiết bị điện gia dụng.
3. Về thái độ
- Có hứng thú học tập vật lý, yêu thích tìm tòi khoa học. - Có thái độ khách quan, trung thực.
- Có tác phong cẩn thận, chính xác và có tinh thần hợp tác với các HS khác và với giáo viên.
II. Chuẩn bị
1. Giáo viên
- Bộ thí nghiệm đã trình bày ở phần trên - Phiếu học tập: (phụ lục 2.1)
2. Học sinh
- Đọc mục I và II 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.
- Tập trung tại phòng thí nghiệm đúng giờ, mang theo đầy đủ dụng cụ học tập và ngồi theo nhóm đã sắp xếp.
III. Tiến trình dạy học cụ thể
1. Ổn định tổ chức lớp 2. Kiểm tra bài cũ
(Kết hợp kiểm tra trong bài học) 3. Bài mới
Hoạt động 1: Ổn định và làm xuất hiện vấn đề
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
- Nghe báo cáo sĩ số, ổn định tổ chức.
- Nêu một số câu hỏi để học sinh thấy được tầm quan trọng của dòng điện trong cuộc sống.
(Ở chương từ trường chúng ta đã học dòng điện sinh ra từ trường và từ trường này có thể tác dụng lực lên nam châm hoặc dòng điện khác đặt trong nó. Vậy câu hỏi đặt ra là: “từ trường sinh ra dòng điện , ngược lại dòng điện có sinh ra từ trường hay không?
- Nhận xét câu trả lời của học sinh.
=> Để hiểu rõ hơn ta cùng tìm hiểu
bài ngày hôm nay. Bài 23: Từ
Thông. Cảm ứng điện từ.
- Ngồi theo nhóm đã qui định, lớp trưởng báo cáo sĩ số.
- Nghe GV giới thiệu về chương V: Cảm ứng điện từ và đặt vấn đề cho bài học mới và tiếp nhận vấn đề. - Học sinh suy nghĩ và trả lời câu hỏi.
- Lắng nghe quan sát các hình ảnh - Trả lời câu hỏi.
Hoạt động 2: Tìm hiểu khái niệm từ thông.
Trợ giúp của GV Nội dung cần đạt được Đặt vấn đề: Tiến hành thí nghiệm chon I. Từ thông
nam châm dịch chuyển lại gần hoặc ra xa ống dây. Yêu cầu học sinh quan sát đưa ra nhận xét về độ mạnh yếu của từ trường. HS: Lắng nghe đưa ra nhận xét và ghi bài. - Xét 1 khung dây dẫn (c) phẳng kín có diện tích bề mặt S, đặt trong từ trường đều B
- Gọi vecto n là vecto pháp tuyến. gọi
là góc giữa pháp tuyến n và B.
Đưa hình ảnh minh họa định nghĩa từ thông.
- Thông báo: Từ thông qua một diện tích S đặt trong từ trường đều B, ký hiệu là được xác định bởi:
= BScos
- Giải thích các đại lượng và yêu cầu HS nêu đơn vị của từng đại lượng.
- HS: Trả lời câu hỏi.
- Từ công thức yêu cầu HS nhận xét phụ thuộc vào yếu tố nào?
-HS: Trả lời câu hỏi.
- Vậy muốn làm thay đổi từ thông có những cách nào?
- HS: Trả lời câu hỏi.
- Muốn thay đổi B, S, bằng những cách
1. Định nghĩa
Từ thông qua một diện tích S đặt trong từ trường đều:
= BScos
Với là góc giữa pháp tuyến
n và B. Trong đó:
B: Từ trường đều (đơn vị :T) S: Diện tích (đơn vị: m2)
- Từ thông phụ thuộc vào 3 yếu tố: B, S,
- Muốn thay đổi từ thông ta phải thay đổi các giá trị B, S hoặc .
nào?
- HS: Trả lời câu hỏi.
- Tìm hiểu tính chất của từ trường
- Giả sử B và S là đại lượng không đổi và đi khảo sát sự phụ thuộc của và . Gợi ý: Xét 4 trường hợp
<900 =0 >900 =900
- HS: Trả lời câu hỏi.
-Yêu cầu học sinh tìm hiểu đơn vị từ thông.
- Yêu cầu học sinh giải thích kết quả bài làm của mình?
? Cũng qua những trường hợp của góc thì các em đã hiểu tại sao lại lấy vecto pháp tuyến dương chưa
?Xét bài toán: S= 1m2, B = 1T, α = 0 dựa vào công thức tính từ thông hãy cho biết đơn vị của từ thông là gì
? Trong hệ SI, đơn vị từ thông là gì - HS: Trả lời câu hỏi.
- GV: Trong hệ SI từ thông có đơn vị là Wêbe. Kí hiệu là Wb.
Từ trên chúng ta đã học có ba cách làm thay đổi từ thông, bây giờ chúng ta sẽ đi nghiên cứu kỹ hơn về cách làm thay đổi từ thông bằng thay đổi B.
- Thay đổi B, S, :
B: dịch chuyển nam châm, ...(thay đổi từ trường)
S: Bóp méo khung dây, thay đổi diện tích khung dây... : Dịch chuyển khung nam châm theo
- Sự phụ thuộc của khi B và S không đổi nhưng thì thay đổi: <900 >0 >900 <0 =0 =BS =900 =0 2. Đơn vị từ thông
Trong hệ SI đơn vị từ thông là vêbe (Wb).
1Wb = 1T.1m2.
[Tm2] là đơn vị dẫn xuất của từ thông
Hoạt động 2: Hiện tượng cảm ứng điện từ
Hoạt động của GV và HS Nội dung cần đạt được Đặt vấn đề: Chúng ta vừ biết có 3 cách thay
đổi từ thông bây giờ chúng ta cùng tìm hiểu thay đổi từ thông bằng cách thay đổi từ trường.
- HS: Lắng nghe.
- Phát phiếu học tập 1+2 cho học sinh.
- Giới thiệu: Hiện tượng cảm ứng điện từ là một kết quả rút ra từ thực nghiệm. Vì vây, để có thể hiểu rõ hơn về nội dung này chúng ta sẽ cùng nhau đi phân tích 1 số thí nghiệm. Dụng cụ gồm có: 2 vòng dây, 1 bộ nguồn, 10 cái đinh sắt, 1 công tắc. Vòng dây thứ nhất được nối với bóng đèn led màu xanh. Cuộn dây thứ 2 được nối với 1 công tắc, công tắc nối với nguồn điện 12v.
- Chia lớp thành 2 nhóm yêu cầu thực hiện các thí nghiệm.
?1: Từ các dụng cụ thí nghiệm trên các em hãy đưa ra phương án thí nghiệm để đèn LED sáng.
- HS: Trả lời câu hỏi.
- GV: Có 2 phương án: Thứ nhất là giữ nguyên vòng dây đưa nam châm lại gần hoặc ra xa vòng dây thứ 2 là giữ nguyên nam châm và di chuyển vòng dây ra xa hoặc lại gần nam châm. Thứ hai là thay nam châm đất hiếm bằng một nam châm điện. - GV chia lớp thành hai nhóm yêu cầu làm
II. Hiện tượng cảm ứng điện từ
1. Thí nghiệm
Phương án 1:
TN1: Để vòng dây đứng yên cho nam châm dịch chuyển lại gần vòng dây kín (C). TN2: Để vòng dây đứng yên cho nam châm dịch chuyển lại gần vòng dây kín (C). TN3: Để nam châm đứng yên di chuyển vòng dây kín (C) lại gần hoặc ra xa nam châm.
phiếu học tập 1 và 2.
Phương án 1
* Dụng cụ thí nghiệm gồm có: - Nam châm đất hiếm.
- 1 cuộn dây đồng được nối với bóng đèn led. Bóng đèn led đóng vai trò để xác định cường độ dòng điện.
- HS: Quan sát.
* Tiến hành thí nghiệm:
TN1: Để vòng dây đứng yên cho nam châm dịch chuyển lại gần vòng dây kín (C).
TN2: Để vòng dây đứng yên cho nam châm dịch chuyển lại gần vòng dây kín (C).
TN3: Để nam châm đứng yên di chuyển vòng dây kín (C) lại gần hoặc ra xa nam châm.
- HS: Làm thí nghiệm.
?2 Khi cho nam châm dịch chuyển lại gần hay ra xa vòng dây các em quan sát được hiện tượng gì?
- HS: quan sát và trả lời câu hỏi.
?3 Bóng đèn led sáng chứng tỏ điều gì?( ta thấy trong mạch kín (C) xuất hiện dòng điện.)
- HS: Trả lời câu hỏi.
?4. Ta đảo chiều của nam châm rồi quan sát hiện tượng xảy ra.
- HS: Trả lời câu hỏi.
?5 Nguyên nhân nào sinh ra dòng điện ở cả 3 thí nghiệm trên?
- Khi cho nam châm dịch chuyển lại gần hay ra xa vòng dây ,quan sát thấy đèn Led sáng.
- Bóng đèn Led sáng chứng tỏ trong mạnh có nguồn điện.
- Khi đảo chiều nam châm ta vẫn quan sát được đèn Led sáng
- Do từ thông qua mạch kín (C) biến thiên.
- Ở thí nghiệm trên: Nguyên
nhân sinh ra dòng điện ở các thí nghiệm trên là liên quan đến sự chuyển động của khung dây và nam châm.
-HS: Trả lời câu hỏi.
?6: Giải thích các hiện tượng quan sát được?
- Ở hay thí nghiệm trên: Nguyên nhân sinh ra dòng điện ở các thí nghiệm trên là liên quan đến sự chuyển động của khung dây và nam châm.
?6 vậy các em dự đoán xem là để nam châm đứng yên thì liệu có dòng điện chạy qua hay không?
Để trả lời cho câu hỏi này ta cùng làm thí nghiệm với phương án thứ 2:
Phương án 2
* Dụng cụ bộ thí nghiệm gồm có:
- Một Cuộn dây đồng được nối với đèn led màu xanh.
- Cuộn dây đồng thứ 2 chứa đinh sắt được nối với công tắc, công tắc được nối vói nguồn 12V.
- Phát phiếu học tập 3 cho học sinh. * Tiến hành thí nghiệm:
Lấy cuộn dây thứ 2 bên trong có 10 cái đinh sắt (nam châm vĩnh cửu) bằng nam châm điện. Bật tắt công tắc.
Yêu cầu học sinh quan sát hiện tượng và giải thích hiện tượng.
-HS: Làm thí nghiệm và quan sát hiện tượng xảy ra.
?7: Nguyên nhân sinh ra dòng điện trong thí nghiệm này là gì?
Khi thay đổi cường độ dòng điện trong nam
- Phương án 2
TN4: Lấy cuộn dây thứ 2 bên trong có 10 cái đinh sắt (nam châm vĩnh cửu) bằng nam châm điện. Bật tắt công tắc.
2. Kết luận
a) Tất cả các thí nghiệm trên đều có một đạc điểm chung là từ thông qua mạch kín (C) biến thiên. Dựa vào công thức định nghĩa từ thông, ta nhận thấy, khi một trong các đại lượng B, S hoặc thay đổi thì từ thông biến thiên. b) Kết quả của thí nghiệm
châm điện thì trong mạch kín (C) cũng xuất hiện dòng điện.
Yêu cầu học sinh làm câu hỏi C1 SGK trang 143
Gợi ý:
- TN1: Khi dịch chuyển nam châm hay khung dây thì số đường sức từ qua khung dây thay đổi như thế nào?
Cho học sinh quan sát lại bức vẽ số đường sức từ và khung dây trong phần từ thông. -Hs: Khi Nam châm chuyển động hay khung dây lại gần thì B tăng suy ra từ thông tăng.
- TN2: ta có: B F Il
Khi I biến thiên thì B thay đổi như thế nào? -HS: Khi Φ tăng hoặc giảm hay Φbiến đổi thì trong (C) đều xuất hiện dòng điện.
Gợi ý cho HS nhận xét được từ thông biến đổi thì (C) xuất hiện dòng điện.
- Yêu cầu học sinh trả lời câu hỏi C2
chứng tỏ rằng:
+ Mỗi khi từ thông qua mạch kín (C) biến thiên thì trong mạch kín (C) xuất hiện một dòng điện gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ.
+ Hiện tượng cảm ứng điện từ chỉ tồn tại trong khoảng thời gian từ thông qua mạch kín biến thiên
Chú ý: Dòng điện I chỉ suất hiện trong khoảng thời gian Φ biến thiên ( khoảng thời gian này rất ngắn).
4. Củng cố, vận dụng
- Củng cố lại kiến thức bài học.
- Yêu cầu HS vận dụng kiến thức vừa học giải thích thí nghiệm mở đầu bài học.
- Nắm thế nào là hiện tượng cảm ứng điện từ, khi nào xuất hiện hiện tượng cảm
ứng điện từ 5. Dặn dò
- Ôn tập các kiến thức đã học
- Làm các bài tập GV giao về nhà. Chuẩn bị bài mới: Từ thông. Cảm ứng điện từ (T2)
Ngày soạn:
TIẾt 45. TỪ THÔNG. CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ(T2)
Ngày dạy Lớp Sĩ số
11A2
11A3
I. Mục tiêu
1. Kiến thức
- Phát biểu được định luật Len-xơ theo các cách và vận dụng để xác định
chiều dòng điện cảm ứng trong các trường hợp khác nhau.
- Nêu được khái niệm, tính chất và công dụng của dòng điện Fu-cô. 2. Kỹ năng
- Vận dụng định luật Len-xơ để giải thích vấn đề đầu bài học
- Có thể kết hợp với kiến thức đã học về cảm ứng điện từ để giải thích cơ chế hoạt động của một số thiết bị điện trong gia đình.
- Có thể chế tạo vài mô hình phát điện đơn giản. 3. Về thái độ
- Có hứng thú học tập, tích cực hơn trong học tập. - Có thái độ hợp tác khi làm việc trong nhóm.
- Biết trao đổi, thảo luận trong nhóm khi tiến hành thí nghiệm. - Biết phân công nhiệm vụ cho các cá nhân trong nhóm. - Tự tin trong thuyết trình, giao tiếp.
II. Chuẩn bị
1.Giáo viên:
- Các thí nghiệm đã trình bày ở phần trên - Phiếu học tập (phụ lục 2.1)
PHIẾU CÂU HỎI
+ CH1: Khi nào dòng điện cảm ứng đổi chiều? + CH2: Ở TN 2.1 từ thông thay đổi như thế nào?
+ CH3: Khi đó đèn sáng ntn? Và dòng điện cảm ứng ic có chiều như thế nào?
+ CH4: Ở thí nghiệm 2 từ thông thay đổi như thế nào?
+ CH5: Như vậy dòng điện cảm ứng sinh ra có chiều như thế nào? + CH7: Dự đoán mà các em đưa ra có phù hợp ở TN 2.3 và 2.4 không? + CH8: Như vậy, các em phát biểu dự đoán như thế nào ?
+ CH9: Từ trường do dòng điện cảm ứng sinh ra được gọi là gì? + CH10: Dự đoán cuối cùng của các em là gì?
+ CH11: Các em hiểu cụm từ “chống lại” ở đây như thế nào?
+ CH12: Các em sẽ kiểm tra dự đoán trên như thế nào thông qua thí nghiệm?
+ CH13: Nếu ở thí nghiệm trên, ta đổi chiều cuộn dây thì kết quả thí nghiệm có thay đổi hay không? Và thay đổi như thế nào?
2. Học sinh:
• Đọc mục III bài 23 TỪ THÔNG. CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ trước ở nhà và ôn tập về hiện tượng cảm ứng điện từ đã học ở tiết trước.
• Ôn tập các kiến thức về từ trường và cảm ứng điện từ đã học ở chương