SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH
D. Một lõi thép đặt cố định trong tử trường không đổi có cảm ứng từ rất lớn
Câu 3: Phát biểu nào sau đây là không đúng?
A. Sau khi quạt điện hoạt động, ta thấy quạt điện bị nóng lên. Sự nóng lên của quạt điện một phan là do dòng điện Fu-cô xuất hiện trong lỗi sắt của của quạt điện gây
ra.
B. Sau khi 4m điện hoạt động, ta thấy nước trong 4m nóng lên. Sự nóng lẻn của nước chủ yêu là do dong điện Fu-cô xuất hiện trong nước gây ra.
C. Khi dùng lò vi song dé nướng banh, banh bị nỏng lên. Sự nỏng lên của banh là do đòng điện Fu-cé xuất hiện trong bánh gây ra.
D. May biển thé dùng trong gia đình khi hoạt động bị nóng lẻn, Sự nóng lên của
máy biển thé chú yếu la do dòng điện Fu-cỏ trong lõi sắt của máy biến thé gây ra.
Câu 4: Thực té, dé làm giảm cường độ dòng điện Fucô chạy trong một lồi
thép, người ta thường
ôfff.
A. giảm bớt độ lớn từ trường B. cho lỗi thép đứng yên
C. cho lõi thép chuyên động nhanh trong từ trường
D. phân chia lỗi thép thành từng mảnh đặt song song với đường sức từ
Câu 5: Khi sử dụng điện, dòng điện Fucô không xuất hiện trong
A. quạt điện. B. 16 vi sóng.
C. nồi cơm điện. D. bếp từ.
2.2.4 Thiết kế tiến trình day học bài “Hiện tượng tự cảm.”
2.2.4.1 Mục tiêu của bài học:
Kiến thức
- Dé xuất được các phương án thí nghiệm, bố trí, tiến hảnh được các thí
nghiệm.
- Hiểu được mục đích của thí nghiệm hiện tượng tự cảm khi đóng và ngắt
mạch.
- Phát biểu được các khái niệm và định nghĩa về hiện tượng tự cảm
- Xây dựng được công thức tính hệ số tự cảm của ống dây dải đặt trong không khí và suất điện động tự cảm
Kĩ năng
- Dé xuất phương án thi nghiệm vả tiến hanh thí nghiệm - Giải thích sự xuất hiện của suất điện động tự cảm.
- Vận dụng công thức để tính độ tự cảm vả suất điện động tự cảm trong ống
đây.
- Phân biệt được hiện tượng cảm ứng điện tử va hiện tượng tự cảm.
Thai độ:
- Hợp tác với bạn bẻ va giáo viên khi hoạt động nhóm
- 88 -
- Học sinh tích cực, tự chủ trong học tập
- Học sinh hứng thú học mon vật ly nói chung vả chương “Cam ứng điện từ”
nói néng
2.2.4.2 Nội dung kiến thức của bài học
L/ Hiện tượng tự cảm
+ Thi nghiệm |: Hiện tượng tự cảm khi đóng mạch
Hiện tượng: Khi dong khoá K. den | sáng ngay lập tức còn đèn 2 sáng từ từ.
Giải thích; Ban đầu dòng điện trong mach i = 0, khi đóng khoả K thi i tăng từ 0 đến 1, dòng điện trong mạch biến thiên —+ riêng ở nhánh 2, từ thông qua cuộn dây biển
thiên —> xuất hiện dong điện cam ứng —+ ¿ TLi —+ đèn 2 sảng từ từ.
+ Thí nghiệm 2: Hiện tượng tự cam khi ngắt mạch Hiện tượng: khoả K mở, đèn sáng loé lên roi mới tắt.
Giải thích: Ban đầu dòng điện trong mach i 4 0, khi mở khoá K thi i giảm từ | về 0, dòng điện trong mạch biến thiên — tử thông qua cuộn đây biến thiên —+ ¿ TT ¿ —
dong điện này qua đèn —+ Đèn sáng loé lén rồi mới tắt.
+ Định nghĩa hiện tượng tự cảm: Hiện tượng tự cảm là hiện tượng cảm ứng
điện từ do chính sự biến doi dong điện trong mạch đó gây ra.
2/ Suất điện động tự cảm + Hệ số tự cảm
Từ thông qua diện tích giới hạn bởi ống dây: @ = L.i Trong đó: + ®: từ thông qua ông dây
+ ¡: la dòng điện trong mạch
œ
+L: hệ số tự cảm của mach điện: L = i
Trong hệ SI, đơn vị của hệ số tự cảm là H (henry) Hệ sé tự cảm của ông đây đặt trong không khí:
L=4z.\0”#ÈV hay L =47.107*—s
- 89 -
Trong đó: + n= : : số vòng đây trên một đơn vị chiều dai của ông
+ N: số vòng day
+ |: chiều dai ông day (m) + §: tiết diện ống (m*)
+ V = SI: thé tích ông (m’) + Suat điện động tự cảm
Suất điện động được sinh ra do hiện tượng tự cảm gọi là suất điện động tự cảm.
Biểu thức: e_ = =Ÿ, a
AI
Trong đó: + e„: suất điện động tự cảm (V)
+ L: độ tự cảm của mạch (H)
+ Ai: độ biến thiên dong điện (A)
+ At: thời gian xảy ra sự biến thiên dòng điện (s)
+ ral Tốc độ biến thiên dòng điện qua mạch
- 90 -
2.2.4.3 Sơ đồ tiến trình hình thành kiến thức của bài học:
(1)
Khai niệm hiện Thí nghiệm hiện tượng tự cảm khi đóng mạch
tượng tự cảm Thí nghiệm hiện tượng tự cảm khi ngắt mạch
Hệ số tự cảm của ông day
đải đặt trong không khí:
L =4xz.10 nV
Suat điện động tự cảm:
% --,
At
Diễn giải sơ đề:
Đặt vấn dé: Khi từ thông qua mạch kín biến thiên thi trong mạch xuất hiện đòng điện cảm ứng. Như vậy. nếu chính dòng điện trong mạch đó biến thiên thì
trong mạch đó có xuất hiện suất điện động cảm ứng không?
(1) Cho học sinh tiến hành hai thí nghiệm. Can cho học sinh nhận thấy hiện
tượng của thí nghiệm hiện tượng tự cảm khi đóng mạch thì dén 2 sáng từ tử và thí
nghiệm hiện tượng tự cảm khi ngắt mạch thi dén sáng loé lên rồi mới tất. Sau do,
cho học sinh giải thich dựa trên định luật Len-xơ
(2) Vận dụng kiến thức bải trước: hiện tượng cảm ứng điện từ vả giải thích hai
thi nghiệm trên giáo viên khái quát đưa ra khái niệm hiện tượng tự cam cũng lả hiện
tượng cam ứng điện từ do chính sự biển đôi dòng điện trong mạch đỏ gây ra.
(3) Vận dụng kiến thức cũ: công thức xác định cảm ứng từ của dòng điện
trong ông đây va từ thông gửi qua ông dây cho học sinh nhận thấy mỗi liên hệ giữa
ST. lu
từ thụng ô> vai. Phải chủ ý cho học sinh lỏ từ thụng cua từ trường của dũng điện
i chạy trong một mach giứ qua chỉnh mạch do gọi là từ thông riêng của mạch
(4) Từ thông riêng ti lệ vào dòng điện i: ®= Li với L là hệ số tự cảm. Vận dụng kiến thức bai “Hién tượng cam ứng điện từ. Suất điện động cảm ứng” va “Tir trường của một số dòng điện có dạng đơn giản” hướng dẫn học sinh lập luận vả xây
dựng công thức xác định hệ số tự cảm của ống dây dải đặt trong không khi.
(5) Từ công thức thẻ hiện mối liên hệ giữa từ thông œ vả ¡ lập luận suy ra độ biển thiên từ thong qua diện tích giới hạn bởi mạch kin trong khoáng thời gian biến
thiên dong điện: A® = LA:
(6) Van dụng kiến thức cũ: công thức xác định suất điện động cảm img
llaAb
điện động tự cam,
2.2.4.4 Các câu hỏi định hướng hoạt động học của học sinh và các phiếu
học tập
2.2.4.4.1 Các câu hỏi định hướng hoạt động học của học sinh
1/ Hiện tượng tự cảm:
Câu hỏi: Hiện tượng tự cảm lả gì?
Trả lời: Hiện tượng tự cảm là hiện tượng cảm ứng điện từ trong một mạch
điện do chính sự biến đôi của dòng điện trong mạch gay ra.
2/ Suất điện động tự cảm:
Câu hỏi: Khi có hiện tượng tự cảm xảy ra trong một mạch điện thì suất điện và kiến thức bai hôm nay A® = LAI dé xảy dựng công thức xác định suắt
động cảm ứng xuất hiện trong mạch được gọi lả gi?
Tra lời: Khi có hiện tượng tự cảm xảy ra trong một mạch điện thi suất điện
động cảm ứng xuất hiện trong mạch được goi la suất điện động tự cam
Câu hoi: Từ thông cua từ trường cua dòng điện Í chạy trong một mạch gửi qua chính mach đó có tỉ lệ với cường độ dòng điện i hay không?
Trả lời: Từ thông qua diện tích giới hạn bởi mạch điện tí lệ với cường độ dòng
điện chạy trong mạch đó = Li
-92-
Câu hỏi: Công thức tính hệ s6 tự cảm của ống đây hinh trụ dat trong không khí được xác định như thế nảo?
Trả lời: Công thức tính hệ số tự cảm của ông đây hình trụ đặt trong không khí
L=4n.10'n'V
Câu hỏi: Biéu thức tinh suất điện động tự cam được xác định như thé nao?
Trả lời: Biểu thức xác định suất điện động tự cảm: e, = Xết
2.2.4.4.2 Các phiếu học tập cá nhân và phiếu học tập theo nhóm cho học sinh
I.Hiện tượng tự cam:
a/ Thi nghiệm ve hiện tượng tự cảm khi dong mạch:
-—- ——~
trí thí Tiên hành thí Hiện tượng Giải thích
hiện tượng
.93-
Thi nghiệm 2 Thí nghiệm 3
Sau khi đóng khỏa K ít lau, độ sang cua hai
Khoa K dango vị trí | Dựa vao bộ thi nghiệm
trên hãy lan lượt lam lại
hai thí nghiệm 41.1 va
41.2 và kiểm tra lại hai
thí nghiệm đó.
a. chuyển K sang vị trí b thì điện trở R có nóng lên không? Giải
thích?
dén Ð, va D, có giống
nhau không” Giai thích?
Câu hỏi 1; Một ống dây dẫn chiều dai |, tiết điện S, gồm N vòng đây đặt trong không khí vả có dong điện cường độ i chạy qua. Tính hệ số tự cảm L?
TY. lề by ccccc eeepc et 01100 (0028 em aaa scan:
Câu hoi 2; Có thé áp dụng công thức =4z.10”nÈl
cho ca hai trưởng hợp: dng đây không có 1d: sắt vả ông day cỏ lồi sắt?
- 94 -
lễ ta m (phiếu số 4
Câu hỏi: Một dng dây gồm N = 500 vòng quan sat nhau, mỗi vòng có diện tích S = 8.10” mỶ. Khi cho dong điện 0.5 A chạy qua ống day, cảm ứng từ của từ trường trong ông dây có độ lớn B = 4.10” †
a/ Tính từ thông đo chính tir trường của dòng điện gửi qua ống dây va độ tự cảm của ng dây?
b/ Trong khoảng thời 0.1s dòng điện giám đều vẻ 0. Tính suất điện động tự cảm trong ông dây?
| Tố CO ỐC rổ ro on
2.2.4.5 Xây dựng tiến trình dạy học cụ thế trên lớp
2.2.4.5.1 Chuẩn bị
Giáo viên
- Tim những tài liệu liên quan đến bài “Hiện tượng tự cảm”, trong các tải liệu
in va trên mạng internet
- Soan thảo tiên trình day bai "Hiện tượng tự cảm” theo hướng phát huy tính
tích cực, tự chủ và sáng tạo học tập của học sinh.
- Chuẩn bị các thi nghiệm 41.1, 41.2 trong SGK
- Thiết kế giáo án điện tử.
- Chuẩn bị phiểu học tập. giao việc cho học sinh ở lớp va vé nha nhằm phát
huy tính tích cực, tự chủ vả sảng tạo học tập của học sinh Học sinh
- On lại định luật Lenxơ vẻ xác định chiều của dòng điện cam img.
- On lại định luật Fa-ra-day về cam ứng điện từ.
- On lại công thức tinh cam ứng tử B trong long dng dây
Phương tiện đạy học
- Giáo an, thước, phiêu học tập. dé kiểm tra học tap, sách giáo khoa 11NC - Bộ thí nghiệm theo dé xuất của SGK
-9§5-
- Bang, hinh vé va video minh hoa.
2.2.4.6 Tiến trình day hoc cụ thể trên lớp.
Kiểm tra bài cũ:
- Dòng điện Fu-cé là gì? Nêu vai trường hợp vẻ dong điện Fu-cé có ich?
- Nêu vải trường hợp vẻ dong điện Fu-cô có hại vả đưa ra cách lam giảm dong
Fu-cõ khi nó co hại?
Dạy bài mới:
Dé day bai này, GV chia lớp thành 4 nhóm học sinh, mỗi nhóm tir 6 đến 8 học sinh. Các nhóm hoạt động, tham gia trả lời, thảo luận những tinh huống, câu hỏi của
giáo viên đặt ra.
Phát cho mỗi học sinh một phiếu học tập cá nhân (phiếu số 1)
Hoạt động của giáo viên
Hoạt động I: Đặt van đề
- Đặt vẫn để: Khi từ thông qua mạch kín.
biến thiên thì trong mạch xuất hiện dong điện cảm ứng. Nhu vậy, nếu chính dong điện trong mạch đó biến thiên thì trong
mạch đó có xuất hiện suất điện động cảm
ứng không?
Gợi ý: + Điều kiện sinh ra dòng điện cảm
ứng trong mạch?
+ Dòng điện biển thiên sinh ra từ trường biến thiên không?
- Dé nhận biết được dòng điện cảm ứng trong trường hop nay ta tiến hành hai thí
nghiệm.
Hoạt động 2: Hiện tượng tự cam
Hoạt động của học sinh
~ Các nhóm thảo luận:
+ Từ thông qua mach kin biến thiên thi trong mạch kín xuất hiện dòng điện cảm
ứng.
+ Dòng điện biến thiên sinh ra tử trường biến thiên
Kết luận: Khi déng điện trong chính mạch đó biến thiên thì trong mạch đó có xuất hiện suất điện động cảm ứng sinh ra dong
điện cảm ứng.
gồm hai bóng đèn Ð, va Ð; mắc ở hai
nhánh song song, D, mắc nối tiếp với R,
điện trở thuần R) nối với nguồn và một khóa K. Yêu cau học sinh tiên hành thi
nghiệm 41.1 theo SGK
Chú ý: GV nhắc HS chọn hai bóng đèn Ð, va Ð; giỏng nhau vả điện trở thuần của
hai nhánh là như nhau
- Khi đóng khóa K ta thấy hiện tượng sang
lên của hai bóng đèn Ð, và Ð; xay ra như
thế nào?
- GV xác nhận câu trả lời: Khi đóng khóa K, Ð, sáng lên ngay, Ð; sáng lên từ từ
mặc đù điện trở thuần của hai nhánh là
như nhau
- Để khẳng định kết luận, GV yêu cầu HS
đôi vị trí hai bóng đèn cho nhau rồi đóng
khóa K va quan sát hiện tượng sáng của hai đèn
- Cho HS dự đoán cái gì là nguyên nhân ngăn cản không cho dòng điện trong
nhánh chứa Ð; tăng lên nhanh chóng?
- Giáo viên hướng dẫn các nhóm giải
thích hiện tượng này?
Gợi ý:
- Sau khi quan sát thí nghiệm thảo luận vả đưa ra câu trả lời: Khi đóng khóa K, Ð, sáng lên ngay, Ð; sáng lên từ từ.
~ HS quan sat hiện tượng sáng lên của hai bóng đèn D, và Ð;
- Các nhóm dựa vào kiến thức bài trước tháo luận đưa ra dự đoán của nhóm: ống
dây chính là nguyên nhân ngăn cản không cho dòng điện trong nhánh đó tăng lên nhanh chóng
- Các nhóm thảo luận va đại diện mỗi
nhóm lên giải thích hiện tượng xảy ra: vi khi đóng khóa K, dòng điện trong cả hai
+ Chủ ý dòng điện trước va sau khi đồng | nhánh đều tăng (ban đầu + 0, khi đóng
| | khóa K khoa 1 # 0). Trong nhánh 2, dong điện qua
|* Xác định chiêu dòng điện cam ứng số ông day ting thi từ thông qua dng day
| với chiếu dòng điện trong mạch chỉnh?” biến thiện làm xuất hiện dòng điện cam + Su dụng định luật Len-xơ ứng Theo định luật Lenz thi dòng điện
cam ứng có tác dụng chống lại nguyên
| nhản đã gây ra nó — , TL, Do do dong điện trong nhanh 2 khong tầng len nhanh
| chóng như nhánh Ì.
Thị nghiệm 2: ( + Các nhỏm tiến hành lam thi nghiệm theo
- Giáo viên giới thiệu dụng cụ thi nghiệm: - sự hướng dan cua giáo viên.
gom một bóng đến Ð, mắc song song vin | |
cuộn day L. (có điện trợ thuản R) nói với |
nguòn và một khỏa K. Yêu cầu học sinh |
tiến hành thi nghiệm 41.2 theo SGK
- Sau khi quan sat thi nghiệm tháo luận va
đưa ra cầu trả lời: Khi ngắt khỏa K, đèn D không tắt ngay mà lóc sáng rồi mới tắt
- Các nhóm HS tiến hành thí nghiệm: Lúc nay bỏng đèn tắt ngay ma không lóc sáng
- Nhận xét độ sáng của bóng đèn Ð khi
ngắt khóa K?
- Để khang định chân lý đó, GV hướng
dan HS thay ống dây bằng điện trở R' có
giả trị bằng điện trở thuần R của ống dây, rồi ngắt khóa K như trên, ta có nhận xét gì
vẻ độ sáng cua bóng đèn D? |
- Giáo viên hưởng dẫn các nhóm giải
thích hiện tượng này?
Gai ý
lên rồi mới tắt như khi trong mạch có dng
dây
- Các nhóm thảo luận và đại điện môi
nhóm lén giát thích hiện tượng xáy ra: Khi
ngắt khóa K. dòng điện trong mạch giảm
~ằ từ thụng qua ống đõy biến thiển Vi
+ Chu ý dòng điện trước và sau khi dong khóa K
. vậy, trong mach xuất hiện dong điện cam
img. Theo định luật Lenz thi dòng điện
- 9R-
+ Xác định chiều dòng điện cảm ứng so
với chiêu dong điện trong mạch chính?
+ Sử dụng định luật Len-xơ
- Phát cho mỗi nhóm học sinh một phiếu học tập nhóm (phiếu số 2). Yêu cầu các
nhóm học sinh thảo luận và trả lời câu hỏi
trong phiếu học tập.
- Hướng din học sinh thảo luận lần lượt các câu hỏi. Xác nhận ý kiến đúng.
cảm ứng có tac dụng chong lại nguyên
nhân đã gây ra nd — ; ††/;, dòng điện
nay đi qua bóng đèn. Két qua, bỏng dén lóc sáng roi mới tắt.
- Học sinh làm việc nhóm, trình bảy va tham gia thảo luận chung với lớp:
+ Thí nghiệm I: Sau khi đóng khóa K ít lau, độ sáng của hai đèn D, va Dy là như nhau vi khi đỏ, dòng điện trong các nhánh
đó ụn định. từ thụng qua ễng dõy ử gia trị én định, không thay đổi. Vi vậy suất điện
động cảm ứng trong ông dây bằng không.
+ Thí nghiệm 2: Khi khóa K đang 6 vị tri
a, có một dong điện tử nguồn chạy qua
cuộn cảm. Khi chuyển khóa K sang vị trí
b, cường độ dòng điện trong cuộn dây
giảm xuống. từ thông qua ống dây biến
thiên nên trong mạch xuất hiện suất điện
động cảm ứng, do đó có dòng điện cảm ứng chạy qua điện trở R làm cho điện trở
nóng lên.
+ Thí nghiệm 3:
Trường hợp đóng khóa K: mo Ky, đóng K,, K; sau đó đóng K. Quan sát độ sáng
của Ð, va Ð; ngay sau khi đóng K >kiem
tra được thí nghiệm 41.1 SGK
Trưởng hợp ngắt khỏa K: mở K;. đóng K, K,, K; sau đỏ ngắt K. Quan sat độ sáng của D, va D, ngay sau khí ngắt K —>kiểm
- 99 -
“tra được thí nghiệm 41.2 SGK.
- Các thí nghiệm trên có phát hiện tượng cam ứng điện từ khong? Vi sao?
- Hiện tượng cam ứng điện từ xảy ra do
chính sự biến đổi dòng điện trong mach
way ra gọi la hiện tượng tự cam Từ đó cho
biết hiện tượng tự cảm là gì?
Hoạt động 3: Suất điện động tự cảm
- Đặt vẫn đề: Khi có hiện tượng tự cam)
xảy ra trong một mạch điện thi suất điện |
động cam ứng xuất hiện trong mạch được gọi là gì? Suất điện động đó xác định như thé nao?
HỆ số tự cảm;
- Xét một mạch điện có dòng điện ¡ chạy
qua, từ théng qua diện tích giới hạn bởi
mach ti lệ với từ trường do dong điện sinh ra: ® = NBScosa => - 8 |
- Cam ứng tử B của tử trường nảy lại tí lệ
với cường độ dong điện ỉ - ¿ |
- Có nhận xét gi về mỏi liên hệ giữa từ.
thông vai không? |
Cha ý thông bao cho học sinh: Trong mot mach kin có cường độ dòng điện ¡ thi dong điện i gây ra từ trường, từ trường
- Các nhóm thao luận và đưa ra cầu trả
lời: Phải. Khi tử thông qua ông đây biến thién thi trong mạch xuất hiện dòng điện
cam ứng. tức la đã xáy ra hiện tượng cảm ung điện tir.
- Học xinh tra lời: Hiện tượng ty cảm 1a hiện tượng cảm ứng điện từ trong một
mạch điện đo chính sự biến đổi của dòng
điện trong mach gây ra.
- Học xinh làm việc nhóm, trình bảy và tham gia thao luận chung với lớp:
qœ-8g..}99-i
|
|
||