Chương 2. SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM MÔ PHỎNG VÀ THÍ NGHIỆM ẢO VÀO DẠY HỌC CHƯƠNG “CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ” VẬT LÝ 11 THPT
2.3. Thiết kế tiến trình dạy học các bài học cụ thể
2.3.3. Bài 24: Suất điện động cảm ứng
1. Mục tiêu về kiến thức
- Phát biểu được định nghĩa suất điện động cảm ứng trong mạch kín.
- Hiểu và phát biểu được định Fa-ra-đây. Viết được biểu thức tính suất điện động cảm ứng.
- Nêu được mối quan hệ giữa suất điện động cảm ứng và định luật Len- xơ .
- Chỉ ra được bản chất của hiện tượng cảm ứng điện từ là sự chuyển hoá từ cơ năng sang điện năng.
2. Mục tiêu về kỹ năng
Biết vận dụng các công thức đã học để tính được suất điện động cảm ứng trong một số trường hợp đơn giản.
3. Mục tiêu thái độ
- Hứng thú học môn Vật lí, yêu quý môn học.
- Phát huy được tính tích cực, tự lực của học sinh II. CHUẨN BỊ
* Giáo viên
- Phần mềm mô phỏng về hiện tượng cảm ứng điện từ.
- Chuẩn bị những thiết bị thí nghiệm, các TNMP và TNA - Phiếu học tập.
+ Nội dung
Câu 1: Hãy chọn cụm từ để mô tả đại lượng:
t
A. Lượng từ thông đi qua diện tích S. B. Tốc độ biến thiên của từ thông.
C. Suất điện động cảm ứng. D. Độ thay đổi của từ thông.
Câu 2: Khi cho NC chuyển động qua một mạch kín, trong mạch xuất hiện dòng điện cảm ứng. Điện năng của dòng điện được chuyển hóa từ:
A. Hóa năng B. Cơ năng C. Quang năng D.Nhiệt năng Câu 3: Một khung day hình vuông cạnh 20cm nằm toàn bộ trong một từ trường đều và vuông góc với các đường sức từ. Trong thời gian 1/5s, cảm ứng từ của từ trường giảm từ 1,2 T về 0. Suất điện động cảm ứng của khung day trong thời gian có độ lớn là:
A. 240 mV B. 240 V C. 2,4 V D.1,2V
Câu 4: Một khung day hình vuông cạnh 20 cm nằm toàn bộ trong một từ trường đều mà các đường sức từ vuông góc với mặt phẳng vòng dây. Trong khi cảm ứng từ tăng từ 0,1 T đến 1,1 T thì trong khung day có một suất điện động không đổi với độ lớn là 0,2 V. Thời gian duy trì suất điện động đó là:
50
A. 0,2 s B. 0,2 s C. 4 s D. Chưa đủ dữ kiện để xác định.
* Học sinh
- Ôn lại các khái niệm:
+ Từ thông.
+ Hiện tượng cảm ứng điện từ.
+ Định luật Len-xơ về chiều dòng điện cảm ứng.
+ Khái niệm về suất điện động cảm ứng của một nguồn điện.
III. TIẾN TRÌNH DẠY – HỌC
Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ: Phát biểu các định nghĩa: dòng điện cảm ứng, hiện tượng cảm ứng điện từ.
Hoạt động 2: Tìm hiểu suất điện động cảm ứng trong mạch kín.
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
Nội dung cơ bản
Yêu cầu học sinh thực hiện C1.
Giới thiệu định nghĩa suất điện động cảm ứng,
Giới thiệu biểu thức xác định suất điện động cảm ứng.
Làm thí nghiệm bằng cách di chuyển nam châm (hoặc vòng dây) với các vận tốc khác nhau
Hãy phát biểu định luật Fa- ra-day?
Yêu cầu học sinh thực hiện C2.
Thực hiện C1.
Ghi nhận khái niệm.
Ghi nhận biểu thức xác định suất điện động cảm ứng..
Nhận xét về sự phụ thuộc của dòng điện cảm ứng (suất điện đọng cảm ướng) vào tốc độ di chuyển của NC (khung dây)
Phát biểu định luật Thực hiện C2.
I. Suất điện động cảm ứng trong mạch kín
1. Định nghĩa
Suất điện động cảm ứng là suất điện động sinh ra dòng điện cảm ứng trong mạch kín.
2. Định luật Fa-ra-đây Suất điện động cảm ứng:
eC = -
t
Nếu chỉ xét về độ lớn của eC thì:
|eC| = |
t
|
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.
Hoạt động 3: Tìm hiểu quan hệ giữa suất điện động cảm ứng và định luật Len-xơ.
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
Nội dung cơ bản
Hướng dẫn cho học sinh định hướng cho (C) để xác định chiều pháp tuyến dương từ đó tính từ thông qua mạch.
Yêu cầu học sinh xác định chiều của dòng điện cảm ứng xuất hiện trong (C) khi
tăng và khi giảm.
Yêu cầu học sinh thực hiện C3.
Nắm được cách định hướng cho (C) để xác định chiều dương của pháp tuyến.
Xác định chiều của dòng điện cảm ứng xuất hiện trong (C) khi
tăng và khi giảm.
Thực hiện C3.
điện động cảm ứng và định luật Len-xơ
Chọn chiều dương cho mạch kín (C) để chọn chiều dương của pháp tuyến từ đó tính từ thông qua mạch kín.
Suất điện động cảm ứng: eC = -
t
.
Nếu tăng ( > 0) thì eC < 0: chiều của suất điện động cảm ứng (chiều của dòng điện cảm ứng) ngược chiều với chiều dương của mạch.
Nếu giảm ( < 0) thì eC > 0: chiều của suất điện động cảm ứng cùng chiều với chiều dương của mạch.
Hoạt động 4: Tìm hiểu sự chuyển hóa năng lượng trong hiện tượng cảm ứng điện từ.
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
Nội dung cơ bản
Hiện tương cảm ứng điện từ xuất hiện khi nào?
Cách làm biến thiên từ thông?
Hãy nêu bản chất cảu hiện tượng cảm ứng điện từ?
Khi có sự biến thiên từ thông
Thay đổi B , S, α bằng cách di chuyển (quay) NC, khung day Nêu bản chất của hiện tượng cảm ứng điện từ.
Biết cách lí giải các định luật cảm ứng điện từ bằng định luật bảo toàn năng lượng.
III. Chuyển hóa năng lượng trong hiện tượng cảm ứng điện từ
Hiện tượng cảm ứng điện từ trong trường hợp này là quá trình chuyển hóa cơ năng thành điện năng.
Hiện tượng cảm ứng điện từ là cơ sở cho phương thức
52
(mô hình máy phát điện)
sản xuất điện năng phổ
biến.
Hoạt động 5: Củng cố, giao nhiệm vụ về nhà.
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Phát phiếu học tập
Yêu cầu học sinh về nhà làm các bài tập trang 152 sgk.
Hoàn thành phiếu học tập Ghi các bài tập về nhà.
Kết luận chương 2
Trên cơ sở lí luận được trình bày ở chương 1, chúng tôi kết luận, khi lựa chọn những PPDH cũng như các TNMP và TNA có nhiều khả năng hơn trong việc rèn luyên TTC cho HS trong mỗi giờ học, GV cần nắm được đặc điểm của HS, phương tiện DH và nội dung, mục đích giờ học. Vật lí là một ngành khoa học TN nghiên cứu các quy luật, các tính chất chung nhất của cấu trúc, sự tương tác và chuyển động của vật chất. Nhận thức vật lí bắt đầu từ sự quan sát các hiện tượng vật lí, phân tích, tìm ra mối liên hệ giữa mặt định tính và mặt định lượng của các hiện tượng và các đại lượng vật lí, dự đoán các hệ quả mới từ các lý thuyết và áp dụng những kiến thức khái quát thu được vào thực tiễn. Do vậy, khi sử dụng TNMP và TNA một cách phù hợp sẽ tạo điều kiện thuận lợi để GV tổ chức cho HS tích cực tham gia hoạt động nhân thức trong giờ học vật lí. Chúng tôi đã vận dụng các PTDH này theo hướng rèn luyện TTC nhận thức cho HS để xây dựng 3 giáo án trong chương "Cảm ứng điện từ" của lớp 11- Ban cơ bản.
Trong mỗi bài học chúng tôi đều tổ chức các tình huống học tập kết hợp giữa TNMP và TNA một cách hợp lý để đưa HS vào hoạt động nhằm phát huy TTC của HS.
Chương 3