- 2 dòng điện ngược chiều thì hút nhau
Độ lớn lực tương tác được tính bằng công thức nào?
Giải pháp: suy luận từ công thưc Am-pe,công thức tính cảm ứng từ của dòng điện thẳng Ta có: B = 2. 10-7. I1/r
Mà F = B.I2. l => F =2. 10-7. I1 .I2.l/r
=> Tính trên mỗi đơn vị chiều dài dòng điện:
F =2. 10-7. I1 .I2 / r
Độ lớn lực từ tính trên mỗi đơn vị chiều dài dòng điện: F =2. 10-7. I1 .I2 / r
Ôn lại kiến thức về cảm ứng từ của dòng điện thẳng, quy tắc nắm bàn tay phải xác định B của dòng điện thẳng, quy tắc bàn tay trái xác định F
3.2.5. Tiến trình hoạt động dạy học cụ thể
I, Kiểm tra chuẩn bị điều kiện xuất phát
: Tương tác từ gồm tương tác của những vật nào?
HS: Tương tác từ là tương tác giữa nam châm với nam châm, giữa dòng điện với dòng điện, giữa dòng điện với nam châm
II, Đặt vấn đề:
Hai dòng điện thẳng song song tương tác từ với nhau
Câu hỏi đăt ra là: Lực tương tác giữa chúng như thế nào?Độ lớn lực tương
tác được tính bằng công thức nào?
HS: Nhận thức vấn đề cần nghiên cứu.
III, Giải quyết vấn đề
• Vấn đề 1: Tìm hiểu về lực tương tác giữa hai dòng điện thẳng song song
1. Định hướng mục tiêu hoạt động.
Hai dòng điện thẳng song song cùng chiều hay ngược chiều thì lực tương tác giữa chúng xác định như thế nào?
2. Định hướng giải quyết nhiệm vụ.
a, Xác định giải pháp.
Để giải quyết vấn đề đặt ra có những cách nào?
HS: Có thể làm theo hai cách:
- Làm thí nghiệm với hai dòng điện thẳng song song, quan sát tương tác giữa chúng.
- Suy luận từ những kiến thức đã học để xác định lực từ tác dụng lên mỗi dây dẫn.
b, Thực hiện giải pháp.
GV yêu cầu lớp chia thành hai nhóm lớn ( mỗi nhóm lớn chia thành ba nhóm nhỏ làm việc độc lập ), mồi nhóm thực hiện một cách để tìm hiểu lực tương tác giữa hai dòng điện. Từ đó đưa ra kết luận
HS:
Như vậy hai dòng điện song song song cùng chiều thì hút nhau, ngược chiều thì đẩy nhau. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
3, Khái quát củng cố kết quả.
Bằng thí nghiệm và bằng suy luận từ những kiến thức đã học, chúng ta đã tìm ra lực tương tác giữa hai dòng điện thẳng song song
• Vấn đề 2: Xây dựng công thức độ lớn lực tương tác giữa hai dòng điện thẳng song song
1. Định hướng mục tiêu hoạt động.
Độ lớn lực tương tác được tính bằng công thức nào?
Nhóm 1: Làm thí nghiệm
- Cho dòng điện chạy qua 2 dây dẫn thẳng, song song với hai trường hợp:
+ 2 dòng điện cùng chiều + 2 dòng điện ngược chiều - Kết quả: Hai dây dẫn mang hai dòng điện cùng chiều thì hút nhau, ngược chiều thì đẩy nhau
Nhóm 2 : Suy luận lý thuyết
- Xác định B1 do I1 tác dụng lên I2 => chiều F12
- Xác định B2 do I2 tác dụng lên I1 => chiều F21
Trong hai trường hợp: - I1, I2 cùng chiều - I1, I2 ngược chiều.
- Kết luận: : Hai hai dòng điện thẳng song song cùng chiều thì hút nhau, ngược chiều thì đẩy nhau.
2. Định hướng giải quyết nhiệm vụ.
a, Xác định giải pháp.
HS sử dụng các kiến thức cũ ( công thức Ampe, công thức tính cảm ứng từ của dòng điện thẳng )để giải quyết vấn đề đặt ra.
b, Thực hiện giải pháp
Từ các kiến thức đã học về lực từ tác dụng lên đoạn dòng điện , từ trường của dòng điện thẳng xây dựng công thức tính lực tương tác giữa hai dây dẫn thẳng song song mang dòng điện có chiều dài l?
HS: Từ công thức: F = B. I. l. sinα - Lực từ do dòng I1 tác dụng lên dòng I2 là: F12 = B1. I2. l Mặt khác: Cảm ứng từ của dòng I1 là B = 2. 10-7. I1/r => F12 =2. 10-7. I1 .I2.l / r - Tương tự, lực từ do dòng I2 tác dụng lên dòng I1 là: F21 = 2. 10-7. I2 .I1.l / r
Như vậy lực tương tác giữa hai dòng điện thẳng song song là: F =2. 10-7. I1 .I2.l / r
=> Lực từ tính trên mỗi đơn vị chiều dài dòng điện: F =2. 10-7. I1 .I2 / r
3, Khái quát củng cố kết quả.
Bằng suy luận từ những kiến thức đã học chúng ta đã tìm ra độ lớn lực tương tác giữa hai dòng điện thẳng song song, từ đó suy ra được công thức tính lực từ trên mỗi đơn vị chiều dài dòng điện.
• Vấn đề 3: Xây dựng định nghĩa đơn vị Ampe
1. Định hướng mục tiêu hoạt động.
Từ công thức tính lực tương tác giữa hai dây dẫn thẳng song song mang dòng điện có thể định nghĩa đơn vị Ampe như thế nào?
2. Định hướng giải quyết nhiệm vụ.
HS biến đổi toán học.
b, Thực hiện giải pháp
Yêu cầu học sinh giải bài toán sau: “ Cho hai dây dẫn thẳng song song có chiều dài l = 1m mang hai dòng điện có cường độ I1 = I2 = I, đặt cách nhau một khoảng r = 1m trong không khí và chịu tác dụng của lực từ F =2. 10-7N. Tính I ”. HS: Từ công thức: F =2. 10-7. I1 .I2.l / r (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Với I1 = I2 = I; l = 1m; r = 1m; F =2. 10-7N => I2 = 1A => I = 1A.
Vậy có thể định nghĩa đơn vị Ampe như thế nào?
HS: Ampe là cường độ của dòng điện không đổi khi chạy trong hai dây dẫn song song dài vô hạn, tiết diện ngang rất nhỏ đặt cách nhau 1m trong chân không thì mỗi mét chiều dài của mỗi dây có một lực từ tác dụng là 2. 10-7N.
3, Khái quát củng cố kết quả.
Như vậy từ công thức tính độ lớn lực tương tác giữa hai dòng điện thẳng song song ta đã định nghĩa được đơn vị Ampe.
IV, Tổng kết, củng cố, giao nhiệm vụ về nhà
GV nhắc lại những kiến thức cần nhớ trong bài học
Yêu cầu HS học bài và làm các bài tập 1,2,3,4 (Trang 160,161 SGK). HS: Ghi nhớ, nhận nhiệm vụ
3.3. BÀI 32: “ LỰC LO-REN-XƠ ”.
3.3.1. Các câu hỏi cơ bản và kết luận tương ứng với từng đơn vị kiến thức cần dạyCâu hỏi : Phương, chiều, độ lớn của lực từ tác dụng lên một hạt mang điện chuyển Câu hỏi : Phương, chiều, độ lớn của lực từ tác dụng lên một hạt mang điện chuyển động trong từ trường đều được xác định như thế nào?
Kết luận tương ứng: Lực mà từ trường tác dụng lên một hạt mang điện chuyển động trong nó gọi là lực Lo-ren-xơ. Lực này có:
+ Phương: vuông góc với mặt phẳng chứa véc tơ vận tốc của hạt mang điện và véctơ cảm ứng từ tại điểm khảo sát.
+ Chiều: xác định theo quy tắc bàn tay trái với quy ước chiều dòng điện là chiều chuyển động của các điện tích dương.
+ Độ lớn: f = |q|vBsinα
Với α là góc hợp bởi véctơ vận tốc của hạt và véctơ cảm ứng từ
3.3.2. Sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức
SƠ ĐỒ TIẾN TRÌNH GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ XÂY DỰNG KIẾN THỨC“ LỰC LO-REN-XƠ ”. “ LỰC LO-REN-XƠ ”.
57
Từ trường tác dụng lực từ lên dòng điện đặt trong nó. Dòng điện là dòng chuyển dời có hướng của các hạt mang điện
Phương, chiều , độ lớn của lực từ tác dụng lên hạt mang điện chuyển động đó như thế nào?
Giải pháp: