SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH
II. Khái niệm từ thông
2/ Để hai thanh ray nghiêng một góc 30” so với phương ngang. Để cường độ
dòng điện như câu |, vận tốc của thanh din phải bằng bao nhiêu?
...Í...<<X<X<XXXX...^... .Ằ// /T /_/ẽ/ZjớỶ‡Í‡ỹ}<:<:<kkFF.FF}F.~c1k<{ềkccD..c..~..1...c.xxxcccc...xxx xnxx 9
2.2.2.5 Xây dựng tiến trình dạy học cụ thế trên lớp 2.2.2.5.1 Chuẩn bị
Giáo viên
- Tim những tải liệu liên quan đến bai “Suat điện động cảm ứng trong một
đoạn dây dẫn chuyên động” trong các tài liệu in và trên mạng internet.
- Soan thảo tiến trình day bài “Suat điện động cảm ứng trong một đoạn dây
dẫn chuyên động” theo hướng phát huy tỉnh tích cực, tự chủ vả sáng tạo của học
sinh.
- Chuẩn bị đoạn phim thi nghiệm 39 lương SGK và một số hình ảnh, video
hoặc mô hình máy phát điện xoay chiều.
-69-
- Thiết kể bải giảng powerpoint. giao việc cho học sinh ở lớp vả vẻ nhả nhằm
phát huy tỉnh tích cực. tự chủ vả sáng tạo của học sinh
Học sinh
- Ôn lại kiến thức vẻ hiện tượng cam ứng điện từ, định luật Len- xơ, định luật
Fa-ra- đây.
- On lại kiến thức vẻ máy phát điện xoay chiều đã học ở THCS.
Phương tiện đạy học:
- Giáo án, thước, phiêu học tap, dé kiểm tra học tap, sách giáo khoa 11 NC
- Bảng, hình về va video minh họa hoặc mô hình máy phát điện.
2.2.2.5.2 Tiến trình dạy học.
Kiểm tra bài cũ:
- Định nghĩa từ thông? Nêu ý nghĩa, đơn vị từ thông?
- Phát biểu định luật Len-xơ? Phát biểu định luật Faraday vẻ cam ứng điện từ?
Dạy bài mới:
Để day bài này, GV chia lớp thành 4 nhóm học sinh, mỗi nhóm từ 6 đến 8 học sinh. Các nhóm hoạt động, tham gia trả lời, thảo luận những tình 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 học sinh
Hoạt động |: Đặt vấn đề
- Dat vấn đễ: Có thé tạo ra dòng điện chạy | - Trả lời câu hỏi:
trong mạch kín bằng những cách nào? + Nồi mạch kín với pin, acquy
+ Lam tử thông qua mạch kín biến thién.
- Học sinh có thể dự đoán là có hoặc
từ trường déu nhưng lúc nảy ta cho một | không có dòng điện cảm ứng chạy trong
đoạn đây dẫn trượt trên hai thanh còn lại | vòng dây
của mạch kín thì lúc nảy có dòng đn|
- Giờ ta xét đường sức từ qua mach kin là ||
=| Ye
- Giáo viên giới thiệu dụng cụ thi nghiệm
(hình 39.1 SGK/190) trên máy chiếu: gồm
một khung dây hình chữ U có gin với một điện kế G, một nam châm hình chữ U và một thanh dây dẫn MN cỏ thé trượt trên hai thanh còn lại của khung đây. Yêu cầu
học sinh dé xuất phương an thí nghiệm để xuất hiện dòng điện cảm ứng trong khung - Giáo viên hướng dẫn thao luận các
phương án học sinh dé xuất va chọn các
phương án khả thi:
- Giáo viên chiếu các đoạn phim thí
nghiệm. Yêu cầu học sinh quan sát và rút
ra kết luận: Có phải lúc nào ta cho một
đoạn dây dẫn MN trượt trên hai thanh còn lại của mạch kin thì đều có suất điện động
cảm ứng trong mạch không?
- Vậy đoạn đây MN chuyền động như thể nảo trong từ trường thi sẽ xuất hiện suất
điện động cam ứng trong mach?
- Các nhóm dựa vào SGK và thảo luận đưa ra các phương án thí nghiệm.
- Đại điện mỗi nhóm lên mô tả các thí
nghiệm và đưa ra dự đoán vẻ hiện tượng
xảy ra
- Các nhóm thảo luận đưa ra câu trả lời
Khi đoạn day MN trượt cắt các đường sức từ thì xuất hiện suất hiện suất điện động
Bs |
.Gm ý: Phan tích lat các trường hợp xuat | cam ứng trên mạch.
hiện suất điện động cảm ứng trong mạch kín với số đường sức từ khi thanh MN
trượt.
Ta so sánh với hình sau đây:
- Đóng vai trẻ nhụ nguận đi
Ta thấy suất điện động cám ứng xuất hiện chủng: n
khi thanh MN chạy, vậy thanh MN đóng
vai trò gì như hình so sánh trên?
- GV yêu cầu học sinh rút ra nhận xét khi cho dây dẫn chuyển động cắt các đường
sức từ thì xảy ra hiện tượng gì?
thanh ray thì trong đây dẫn đó xảy ra hiện
tượng cảm ứng điện từ, khi đó trong dây
dẫn xuất hiện suất điện động cảm ứng.
n dé: Trong thí nghiệm trên ta đã
khăng định: MN chuyền động đóng vai trò
như một nguồn điện, vậy làm thé nào để xác định đầu nào của MN là cực dương, đầu nao là cực am?
Gợi ý: Nhắc lại kiến thức củ ta xét một | - Lực Lorent
electron chuyển động trong từ trường 8, |- Quy tắc bản tay trải: Đặt bản tay trải thi electron chịu tác dụng của lực gi? Lực | hửng các đường sức từ, chiều từ cé tay đó được xác định theo quy tắc nảo? đến ngón tay chi chiều chuyển động của
x)
Cha ý đây là electron mang điện tích âm
Vậy lúc nảy N ứng với cực gì của nguồn, Mứng với cực gi của nguồn điện”
- Giáo viên dẫn dắt học sinh đi đến quy
tắc bản tay phải. Yêu cau học sinh áp
dụng quy tắc bản tay phải để xác định cực của đoạn day dan MN, đổi chiếu với quy tắc bàn tay trái.
Đặt vấn để: Mỗi nguồn điện đều cỏ một
suất điện động đặc trưng cho nó. Theo định luật Fa-ra-đây: Độ lớn của suất điện
động cảm ứng trong mạch kin tỉ lệ với tốc
độ biến thiên của từ thông trong mạch.
Vậy độ lớn của suất điện động cảm ứng trong đoạn dây MN chuyên động có phụ thuộc vảo độ biến thiên từ thông không?
Từ đó, xây dựng biểu thức xác định suất
điện động cảm ứng trong đoạn dây dẫn
chuyển động trong tir trường?
- Hướng dẫn lập luận:
Xột ệ 1 v.(,v 1 MN), nếu ta cho MN = Í chuyển động trên 2 thanh ray với thời gian At thi lúc này A® được xác định như thé
Goi ý: độ biến thiên từ thông qua điện tích
S giới hạn bởi mach kín A® chính là tử thông được quét bởi dây MN trong thời
Hoạt động 4: Biểu thức suất điện động cảm ứng trong đoạn dây
thanh, ngĩn tay cải chội ra lực Lorentz
- Lực Lorentz hướng từ N -ằ M
N là cực (+)
M là cực (-)
- Học sinh làm việc cá nhân.
- Các nhóm học sinh thảo luận và đưa ra
câu trả lời: độ lớn suất điện động cảm ứng trong đoạn dây MN chuyển động:
lel-FS|
- Các nhóm học sinh thảo luận để xây dựng biểu thức suất điện động cảm ứng
trong đoạn dây.
8Lv->cosz=l~ằđ= 8S
|A®|=|®.-®,|
=|B(S-AS)-B.S|
=|-B.AS|= BAS = BilvAr)
le A® = Bly
At
ey x Ves
gian Ar .Từ đó thay vào tim |e |?
Xột (8,v) = ỉ thỡ |e,|=Bivsing
Yêu cầu học sinh vẻ nhà tự chứng minh công thức nảy. Gợi ý: xem phan chữ nhỏ
trong SGK/191.
- Phát cho mỗi nhóm học sinh một phiếu học tập nhóm (phiếu số 2) để các nhóm làm bài tập củng cd áp dụng biểu thức suất điện động cảm ứng trong đoạn dây din chuyển động trong từ trường
- Giáo viên xác nhận kết quả
Hoạt động 5: Máy phát điện
- Dat van dé: Hiện tượng cam ứng điện từ
được ứng dụng như thế nảo ?
- Hướng dẫn thảo luận và xác nhận ý kiến
đúng: nghiên cứu một ứng dụng của hiện tượng cảm ứng điện từ là máy phát điện.
- Cho học sinh xem mô hình máy phat
điện. Đồng thời yêu cầu học sinh đọc mục
“May phát điện” trong SGK và trả lời các
câu hỏi:
+ Cấu tạo và nguyén tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiêu.
+ Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của may phát điện một chiều.
Chú ý: cách để lấy dòng điện ra mạch
ngoài lả dong điện xoay chiều hay một chiẻu.
- Các nhóm học sinh thảo luận va dự
đoán: hiện tượng cảm ứng được ứng dụng
để chế tạo máy phát điện, máy biến thế...
- Học sinh làm việc nhóm, trình bay kết
quả nghiên cứu của nhóm mình và tham gia thảo luận chung với lớp.
- 14 -
Hoạt động 6: Tông kết bài học và giao nhiệm vụ về nhà
-Yêu cau học sinh trả lời các câu hỏi: - Học sinh trả lời
+ Phát biểu quy tắc bản tay phar?
tBiêu thức xác định suất điện động cảm
img trong đoạn day?
+ Sự giống và khác nhau của máy phát điện xoay chiều va một chiều?
- Giao nhiệm vụ vẻ nhả. - Ghi cầu hỏi vẻ nhà
- Chuân bị bài 40 - Ghi những chuan bị cho bai sau
Phiếu kiếm tra học tập
Câu 1: Phát biểu nao sai: “Suat điện động cảm ứng xuất hiện trong một đoạn
dây dẫn chuyên động trong từ trưởng” phụ thuộc
A. hướng của từ trường
B. độ dài của đoạn dây dẫn
C. độ lớn tiết điện của đoạn dây dẫn
D. vận tốc chuyển động của đoạn dây dẫn
Câu 2: Đặt khung dây din ABCD cạnh một đây dẫn thẳng có dòng điện chạy qua như hình vẽ. Thanh AB có thể trượt trên hai thanh DE va CF. Điện tro R không
đổi va bỏ qua điện trở của các thanh. AB song song với dòng điện thing và chuyển
động thăng đều với vận tốc vuông góc với AB. Dòng
điện cảm img có |
A. chiều tir A đến B, độ lớn không đôi B. chiêu từ B đến A, độ lớn không đôi C. chiều từ A đến B. độ lớn thay đối
D. chiều từ B đến A, đỏ lớn thay đôi
Câu 3: Máy phát điện hoạt động theo nguyên tắc dựa trên hiện tượng
A. mao dẫn. B. cám ứng điện từ.
C. điện phân. D. khúc xạ ánh sáng.
-75-
Câu 4: Hình vẽ nào xác định đúng chiều dong điện cam ứng trong đoạn day
‘isos MR
eae fs iT vứ eex
dain chuyển động trong từ trường?
iA: 7 he
“4 5
a 2k wwe . i Ese x eR *x xh * x%* * x%
Câu 5: Một thanh dan điện dai 40 (cm), chuyên động tịnh tiền trong từ trường đều, cảm ứng từ bang 0,4 (T). Vectơ vận tốc của thanh vuông góc với thanh và hợp
với các đường sức từ một góc 30°. Suat điện động giữa hai đầu thanh bằng 0,2 (V).
Vân tóc của thanh là
A.v= 0/0125 (m/s) B. v - 0,025 (m/s) C. v= 2,Š(m⁄4). D.v = 1,25 (m/s).
1
lệ
2.2.3 Thiết kế tiến trình day học bài “Dong điện Fu-cô”
2.2.3.1 Mục tiêu của bài học:
Kiến thức
- Để xuất được các phương ản thí nghiệm, bố trí, tiến hành được các thi
nghiệm.
- Hiểu được mục đích các thí nghiệm khối vật dẫn trong tir trường biến thiên hoặc chuyên động trong từ trường đều.
~ Tra lời được câu hỏi dòng điện Fu-cé là gì? Khi nao phát sinh dòng điện Fu-
cô?
- Nêu được nhừng cai lợi vả cai hai của dòng điện Fu-cd
- Nêu được một số trường hợp có lợi và có hại của dòng điện Fu-cô trong đời
sông và kỉ thuật
Kĩ năng
ie
- Dé xuất phương an thí nghiệm va tiền hanh thi nghiệm
- Nhận biết khi nào dong Fu-cé xuất hiện từ đó biết cách tăng cường hoặc han chế dòng Fu-cõ.
- Giải thích ứng dụng của dòng Fu-cỏ.
- Hoạt động nhóm trả lời được các câu hỏi trong SGK va các câu hỏi củng cố bài, mở rộng của giáo viên, phát triển kĩ năng diễn đạt thông tin bằng lời nói.
Thái độ:
- Hợp tác với bạn bẻ và giáo viên khi hoạt động nhóm - Học sinh tích cực tự chủ trong học tập
- Học sinh hứng thú hoc mỏn vật lý nói chung và chương “Cam ứng điện từ”
nói riêng
2.2.3.2 Nội dung kiến thức của bài học
L/ Dong điện Fu-cô
Dòng điện Fu-cô là dòng điện cảm ứng được sinh ra ở trong khối vật dẫn chuyên động trong từ trường hay đặt trong từ trường biến đổi theo thời gian.
Đặc tính chung của đòng điện Eu-cô là tính chất xoáy. Dòng điện Fu-cô chạy dọc theo các đường cong kín trong khối vật dẫn.
2/ Tác dụng của dỏng điện Fu-cô
- Do tác dụng của đòng điện Fu-cô, mọi khếi kim loại chuyển động trong từ trường đều chịu tác dụng của những lực hãm điện từ. Tinh chat nay được img dụng
trong các bộ phận phanh điện từ.
- Dòng điện Fu-cô cũng gây ra hiệu ứng tỏa nhiệt, làm cho khối kim loại nóng
lên khi nó chuyên động trong từ trường hoặc đặt trong từ trường biến thiên. Tính chat này được dùng trong các lò cam img dé nung nóng kim loại hoặc trong lò tôi
kim loại.
- Trong một số trường hợp khác sự xuất hiện cúa dòng điện Fu-cô lại gây nên những tỏn hao năng lượng vô ích va khi đó, người ta phải tìm cách làm giảm tác dụng của dòng điện Fu-cô. Dòng điện Fu-cô chống lại sự quay của các động cơ điện nên làm giảm công suất, hay dong điện Fu-cô làm nóng lõi sắt trong máy biến thẻ.
i
Người ta thay lõi sắt băng các lá thép silic mỏng có phủ son cách điện ghép sát
nhau.
2.2.3.3 Sơ đồ tiến trình hình thành kiến thức của bài học:
Thí nghiệm: với tắm kim loại xé rãnh chuyển động trong từ trường
Định nghĩa dòng Tính chất xoáy
điện Fu-cô của đòng Fu-cô
(5)
Cách làm giảm dòng Fu-cô khi nó có hại
Diễn giải sơ đồ:
Đặt vẫn đẻ: Khi từ thông qua một vòng dây thay đổi thì trong vòng dây xuất hiện dong điện cảm img. Bây giờ néu ta thay vòng day bằng khối vật dẫn thi trong khối vật dẫn sẽ có dòng điện cảm ứng không? Nếu có, thi dòng điện nay gọi là gì?
Điều kiện có déng điện này lả gì? Đặc tính của dòng điện nay ra sao? Dòng điện này có tac dụng lợi hay hại trong các dụng cụ điện hang ngay? Nếu cỏ hại thì cách hạn chế như thé nào?
Tác dụng có lợi của dòng Fu-cô
- 78 -
(1) Tiến hành hai thi nghiệm: tam kim loại liên và tam kim loại xé rảnh dao động trong từ trưởng và giải thích bằng định luật Len-xơ
(2) Từ kiến thức hiện tượng cảm ứng điện từ va hai thí nghiệm ở trên dé đưa
ra khái niệm dòng điện Fu-cỏ,
(3) So sảnh: dong diện Fu-cé của tam kim loại có xẻ rảnh nhỏ hon dong diện Fu-cô cua tắm kim loại liên khối do điện trở trong trường hợp có rảnh lớn hơn dé suy ra tính chất xoáy của dong Fu-co.
(4) Sau khi hình thành khai niệm va tính chat xoáy của dong Fu-cd, vận dụng dòng Fu-cé vao trong thực tế cuộc sông làm cho học sinh thấy việc học có ý nghĩa.
Bước nay có thẻ phát huy tính tích cực học tập của học sinh tùy vao khả nang của
học sinh ma học sinh tim được nhiều hay ít ví dụ tac dụng có hai vả có lợi
(5) Vận dụng tính chat xóay của dòng Fu-cô, công thức từ thông, độ biến thiên
tử thông dé đưa ra cách làm giảm dong Fu-cô khi nó có hại.
2.2.3.4 Các câu hỏi định hướng hoạt động học của học sinh và các phiếu
học tập
2.2.3.4.1 Các câu hỏi định hướng hoạt động học của học sinh
l/ Dòng điện Fu-cô
Câu hỏi: Dòng điện Fu-cô là gì? Nó có đặc tính gì?
Trả lời:
- Dòng điện Fu-cô là dòng điện cảm ứng được sinh ra ở trong khối vật dẫn
chuyên động trong từ trường hay đặt trong từ trường biến đổi theo thời gian.
- Đặc tính chung của dong diện Fu-cé là tinh chất xoáy. Dòng điện Fu-cô chạy đọc theo các đường cong kin trong khối vật dẫn.
2/ Tác dụng của đòng điện Fu-cô
Câu hỏi: Dòng điện Fu-cô có các tính chất vả công dụng gì?
Tra lời:
- Do tac dụng của dong điện Fu-cé. mọi khối kim loại chuyên động trong từ trường đều chịu tác dụng của những lực hầm điện từ. Tính chat nay được ứng dụng
trong các bộ phận phanh điện từ của công tơ điện.
.19-
- Dong điện Fu-cô cũng gây ra hiệu ứng tỏa nhiệt Jun, lam cho khối kim loại nóng lên khi nó chuyển động trong từ trường hoặc đặt trong từ trường biến thiên.
Tinh chat này được dùng trong các lò cảm ứng dé nung nóng kim loại hoặc trong lò
tốt kim loại,
- Trong một số trường hợp khác sự xuất hiện của dòng điện Fu-cé lại gây nên
những ton hao năng lượng vỏ ích và khi đó. người ta phải tim cách lam giảm tác
dụng của dòng điện Fu-cỏ. Dòng điện Fu-cô chống lại sự quay của các động cơ điện nên lam giảm công suất, hay dòng điện Fu-cô làm nóng lõi sắt trong máy bién thé
người ta thay lồi sắt bằng các lá thép silic mỏng cd phủ sơn cách điện ghép sát nhau.
2.2.3.4.2 Các phiếu học tập cá nhân và phiếu học tập theo nhóm cho học sinh
1.Dong điện Fu-cỏ:
Bé trí thí Hiện tượng
xảy ra
nghiệm
CRON NER RRR ... (an taaididda
II. Tác dụng của dòng điện Fu-cô:
Tinh chất
- 80 -
Phiếu học tập nhóm 2
Câu hỏi: Lam thí nghiệm sau:
Hai tâm kim loại được được treo bởi hai sợi dây lên giá cô định.
Cho hai tấm kim loại cùng dao động trong từ trường ngoải của
nam chân hình chữ U:
+ Một tắm kim loại liền khối
Khi ta cân một vật bang -
: Đĩa kim loại quay .
cân nhạy, thi kim của cân Dòng điện Fu-cô trong từ trường sẽ xia
thường dao động kha lâu. - - trong lỗi sat của : sinh ra hiện tượng š
Muôn tránh tình trạng đó, máy biên ap có
; . . gi? Khi nao dia
người ta khắc phục bang tác dụng gì?
quay đều?
cách nao? Vì sao