II. Chuẩnbị : GV:
1. Các thínghiệm
HOẠT ĐỘNG 3: TÌM HIỂU ĐỊNH LUẬT LEN-XƠ VỀ CHIỀU DÕNG ĐIỆN CẢM ỨNG
VỀ CHIỀU DÕNG ĐIỆN CẢM ỨNG
GV: (Đặt vấn đề) Chúng ta đã biết khi từ thông qua một mạch điện kín thay đổi thì
trong mạch xuất hiện và tồn tại dòng điện cảm ứng. Đồng thời cũng trong tiết trước, khi tiến hành các thí nghiệm và quan sát các TNMP chúng ta cũng đã thấy rõ là khi từ thông thay đổi thì kim của điện kế được mắc nối tiếp trong mạch (để phát hiện dòng cảm ứng) có lúc lệch về phía bên trái, lại có lúc lệch về phía ngược lại. Hiện tượng đó chứng tỏ điều gì về chiều dòng điện cảm ứng xuất hiện trong mạch? Các em hãy quan sát TNMP sau và trả lời câu hỏi trên?
Hình 2.7. Kim điện kế lệch theo hai chiều khác nhau khi có sự chuyển động tương đối giữa nam châm và vòng dây
HS (Quan sát TNMP và trả lời câu hỏi của GV): Dòng điện cảm ứng xuất hiện trong mạch có chiều thay đổi.
GV: Đúng vậy. Dựa vào chiều lệch của kim điện kế, chúng ta đi xác định chiều của
dòng điện chạy trong mạch kín. Nhưng trước tiên, các em hãy trả lời câu hỏi sau: Nếu trong một mạch kín có điện kế mắc nối tiếp với điện trở và được mắc vào hai cực của một nguồn điện,khi đổi cực nguồn điện thì chiều dòng điện và chiều lệch của kim điện kế thay đổi như thế nào?
HS: Chiều lệch của kim điện kế thay đổi theo chiều dòng điện.
GV: Như vậy có thể xác định chiều dòng điện chạy trong mạch căn cứ vào chiều
lệch của kim điện kế được không?
HS:Học sinh suy nghĩ và trả lời câu hỏi của GV.
Trên cơ sở câu trả lời của HS, GV nhắc lại phương pháp xác định chiều dòng điện nhờ vào chiều lệch của kim điện kế mắc nối tiếp trong mạch. Đồng thời GV cần nhấn mạnh chiều dòng điện tương ứng với chiều lệch của điện kế sử dụng trong các thí nghiệm và trong hình ảnh mô phỏng thí nghiệm đó).
GV: Bây giờ chúng ta cùng thực hiện lại một số TNMP đã làm trong tiết học trước,
đồng thời quan sát các hình ảnh mô phỏng những thí nghiệm đó. Các em hãy quan sát và vận dụng phương pháp xác định chiều dòng điện mà chúng ta vừa ôn tập lại ở trên để xác định chiều dòng điện cảm ứng trong các thí nghiệm đó.
Hình 2.8. Chiều dòng điện cảm ứng trong mạch kín có chiều thay đổi khi kim điện kế lệch sang phải (2.7a) và có chiều từ âm sang dương khi kim điện kế lệch sang trái (2.7b).
GV: Vậy theo các em chiều dòng điện cảm ứng có phụ thuộc vào sự thay đổi từ
thông hay không? Nếu có thì sự phụ thuộc đó như thế nào?
HS:Suy nghĩ câu hỏi của GV.
GV: Cho HS quan sát lại thí nghiệm một lần nữa.
HS:- Khi từ thông qua (C) tăng: Dòng điện cảm ứng i trong mạch kín (C) có chiều
ngược với chiều dương trên (C)
- Khi từ thông qua (C) giảm: Dòng điện cảm ứng i trong mạch kín (C) có chiều trùng với chiều dương trên (C)
GV:Sự biến thiên từ thông Φ qua mạch kín thì biến thiên đó tăng hay giảm là có
tính tương đối, phụ thuộc vào cách chọn hướng của véc tơ pháp tuyến n. Nếu cách chọn ban đầu cho kết quả là Φ biến thiên tăng, thì cũng với quá trình đó nếu chọn n có hướng ngược lại sẽ cho kết quả là Φ biến thiên giảm. Còn sự tăng hay giảm của |Φ| không phụ
thuộc vào hướng của n.
GV: Cho học sinh quan sát TNMP rồi yêu cầu xác định chiều của từ trường B’ do
dòng điện cảm ứng gây ra và so sánh chiều của B’ so với chiều của từ trường B?
HS: Khi |Φ| qua mạch kín tăng thì dòng điện cảm ứng có chiều sao cho từ trường
B’ mà nó sinh ra có chiều ngược với chiều của từ trường B. Ngược lại khi |Φ| qua mạch
kín giảm thì dòng điện cảm ứng có chiều sao cho từ trường B’ mà nó sinh ra có chiều cùng với chiều của từ trường B (B là từ trường có từ thông biến thiên sinh ra dòng cảm ứng)(Giả thuyết 1).
Hình 2.9. So sánh chiều của vectơ cảm ứng từ 𝐵 ′ của từ trường cảm ứng với chiều của vectơ cảm ứng từ 𝐵 của nam châm
GV: Kết quả trên được rút ra chỉ từ một thí nghiệm. Vậy kết quả đó có đúng trong
các trường hợp khác hay không? Để trả lời câu hỏi này theo các em chúng ta cần phải làm thế nào?
HS: Suy nghĩ câu hỏi của GV.
GV: Thực hiện lại các TNMP để HS quan sát. Trong các thí nghiệm này cũng yêu
cầu HS trả lời các câu hỏi sau:
- |Φ| qua cuộn dây, khung dây dẫn tăng hay giảm?
- Chiều dòng điện cảm ứng? Chiều từ trường B’ do dòng cảm ứng gây ra? - So sánh chiều của B’ với B?
Sau khi đã cùng với học sinh phân tích các thí nghiệm trên GV đề nghị học sinh nêu nhận xét và trả lời câu hỏi:
- Qua quan sát, phân tích các thí nghiệm chúng ta có thể kết luận như thế nào đối với giả thuyết về mối quan hệ giữa chiều dòng điện cảm ứng với từ trường tạo ra nó mà chúng ta đã đưa ra?
HS: Giả thuyết đã nêu ra là đúng.
GV: Như tiết trước chúng ta đã tìm hiểu, khi giải thích hiện tượng cảm ứng điện từ để
đơn giản và thuận tiện người ta đã đưa vào khái niệm từ thông Φ. Vậy chiều dòng cảm ứng quan hệ như thế nào với sự biến thiên từ thông Φ?
HS: Dòng điện cảm ứng có chiều sao cho từ trường B ' mà nó sinh ra luôn chống
lại sự biến thiên từ thông Φ sinh ra nó.
GV: Nhận xét mà các em vừa nêu lên là hoàn toàn chính xác và đó cũng chính là
nội dung Định luật Lenxơ về chiều dòng cảm ứng. (GV có thể yêu cầu một học sinh đọc nội dung định luật trong SGK).
Hoạt động 4: VẬN DỤNG, CỦNG CỐ KIẾN THỨC
GV: Cho HS quan sát một số bài tập sử dụng TNMP và đặt câu hỏi cho HS trả lời.
HS: Quan sát các bài tập dựa trên TNMP và trả lời câu hỏi của GV.