Giáo án Vật lí Lớp 11 theo CV5512 - Chương trình học kì 2

155 trang nhungbui22 09/08/2022 2770

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo án Vật lí Lớp 11 theo CV5512 - Chương trình học kì 2", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

giao_an_vat_li_lop_11_theo_cv5512_chuong_trinh_hoc_ki_2.docx

Nội dung text: Giáo án Vật lí Lớp 11 theo CV5512 - Chương trình học kì 2

Giáo viên giảng dạy: Lớp dạy: Ngày soạn: Ngày dạy: Tiết 35: BÀI 19: TỪ TRƯỜNG I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức - Nêu được từ trường tồn tại ở đâu và có tính chất gì. - Nêu được các đặc điểm của đường sức từ của thanh nam châm thẳng, của nam châm chữ U. - Vẽ được các đường sức từ biểu diễn và nêu các đặc điểm của đường sức từ của dòng điện thẳng dài, của ống dây có dòng điện chạy qua và của từ trường đều. 2. Năng lực a. Năng lực chung - Năng lực tự học và nghiên cứu tài liệu. - Năng lực trình bày và trao đổi thông tin. - Năng lực nêu và giải quyết vấn đề. - Năng lực hoạt động nhóm. b. Năng lực đặc thù môn học - Biết cách xác định chiều các đường sức từ của: dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài, dòng điện chạy trong dây dẫn uốn thành vòng tròn. - Biết cách xác định mặt Nam hay mặt Bắc của một dòng điện chạy trong mạch kín. 3. Phẩm chất - Có thái độ hứng thú trong học tập. - Có ý thức tìm hiểu và liên hệ các hiện tượng thực tế liên quan. - Có tác phong làm việc của nhà khoa học. II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU 1. Giáo viên a. Phiếu học tập Phiếu học tập số 1 Câu 1: Nam châm là gì? Câu 2:Hãy kể tên các cực của nam châm? Câu 3:Hiện tượng gì xảy ra khi ta đưa các cực của hai thanh nam châm lại gần nhau? Câu4: Hoàn thành yêu cầu C1,C2 trong SGK Phiếu học tập số 2 Quan sát thí nghiệm dòng điện tác dụng lực lên nam châm, nam châm tác dụng lực lên dòng điện và thí nghiệm tương tác giữa hai dòng điện và trả lời các câu hỏi: Câu 1:TN1: hướng dịch chuyển của các cực nam châm khi đóng khóa K? Câu 2:TN2: Sự thay đổi của dây dẫn mang điện khi đặt gần nam châm cố định Câu 3:TN3: Tương tác giữa hai dây dẫn mang điện song song cùng chiều, ngược chiều Câu 4: Lực từ có thể xuất hiện ở đâu? Phiếu học tập số 3 Câu 1: Nhắc lại khái niệm điện trường? Câu 2: Tương tự khái niệm điện trường, định nghĩa từ trường?
Câu 3: Làm thế nào để phát hiện ra từ trường tại một điểm trong không gian? Câu 4: Nêu qui ước hướng của từ trường tại một điểm? Phiếu học tập số 4 Quan sát TN từ phổ và trả lời các câu hỏi sau: Câu 1: Nhận xét về sự sắp xếp của các mạt sắt trong TN Câu 2: Giải thích kết quả TN Phiếu học tập số 5 Câu 1: Nhắc lại qui tắc nắm tay phải thể hiện mối liên hệ giữa chiều dòng điện và chiều đường sức từ trong lòng ống dây đã học ở THCS Câu 2:Qui tắc nắm tay phải có thể vận dụng với từ trường của dòng điện thẳng dài, dòng điện tròn. Đọc SGKvà hoàn thành bảng sau: Dòng điện thẳng rất dài Dòng điện tròn Dạng của đường sức từ Qui tắc xác định chiều đường sức từ Xác định chiều đường sức ở các trường hợp sau Phiếu học tập số 6 Từ hình vẽ đường sức từ của một số dòng điện, hãy nêu một số tính chất của đường sức từ? Từ trường của dòng điện thẳng rất dài Từ trường của dòng điện tròn
Phiếu học tập số 7 Hoàn thành bảng sau: Điện trường Từ trường Định nghĩa Tồn tại ở đâu? Phương pháp phát hiện sự tồn tại? Tính chất So sánh tính chất đường sức điện và đường sức từ b. Thí nghiệm chứng minh về lực tương tác tác từ và thí nghiệm từ phổ (hoặc các video thí nghiệm). 2. Học sinh - Ôn lại kiến thức về từ trường đã học ở THCS - SGK, vở ghi bài, giấy nháp. III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC Hoạt động 1:Mở đầu: Ôn tập lại về nam châm và làm nảy sinh, phát biểu vấn đề tìm hiểu về từ trường a. Mục tiêu: -Giúp HS nhớ lại những kiến thức về nam châm đã học trong chương trình Vật lí THCS - Kích thích HS tìm hiểu thêm về từ trường. b. Nội dung: Học sinh tiếp nhận vấn đề từ giáo viên c. Sản phẩm: ý kiến của các nhóm. d. Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung các bước hiện Bước 1 GV giúp HS nhớ lại những kiến thức về nam châm đã học trong chương trình Vật lí THCS bằng cách yêu cầu các nhóm hoàn thành phiếu học tập số 1 Bước 2 -Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm -Báo cáo kết quả và thảo luận + Đại diện 1 nhóm trình bày. + Học sinh các nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả lời của nhóm đại diện. -Giáo viên tổng kết đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập của học sinh Bước 3 GV đặt vấn đề: Trong chương trình Vật lí THCS, ta đã biết sơ lược về nam châm, từ trường. Bài học hôm nay sẽ giúp chúng ta hiểu sâu hơn về từ trường, đường sức từ và từ tính của dây dẫn có dòng điện Bước 4 HS nhận thức được vấn đề cần nghiên cứu Hoạt động 2: Hình thành kiến thức Hoạt động 2.1: Tìm hiểu về từ tính của dây dẫn có dòng điện
a. Mục tiêu: - Nắm được các trường hợp sinh ra lực từ - Hiểu được từ tính của nam châm và dòng điện. b. Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm hoàn thành yêu cầu dựa trên gợi ý của giáo viên c. Sản phẩm: Từ tính của dây dẫn có dòng điện - Giữa nam châm với nam châm, giữa nam châm với dòng điện, giữa dòng điện với dòng điện có sự tương tác từ. - Dòng điện và nam châm có từ tính. d. Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung các bước hiện Bước 1 Sử dụng kĩ thuật mảnh ghép. Cả lớp chia là 3 nhóm chuyên gia và 6 nhóm mảnh ghép (mỗi nhóm mảnh ghép phải có ít nhất 3 người từ 3 nhóm chuyên gia) Ba nhóm chuyên gia sẽ tiến hành 3 thí nghiệm (hoặc quan sát video 3 thí nghiệm): TN1: hướng dịch chuyển của các cực nam châm khi đóng khóa K? TN2: Sự thay đổi của dây dẫn mang điện khi đặt gần nam châm cố định TN3: Tương tác giữa hai dây dẫn mang điện song song cùng chiều, ngược chiều Các thành viên nhóm chuyên gia sẽ chia sẻ kiến thức tìm hiểu được với các thành viên trong nhóm mảnh ghép và hoàn thành phiếu học tập số 2 - GV quan sát và lựa chọn hai nhóm: chính xác nhất, sai sót nhiều nhất, để trình bày trước lớp. - HS các nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả lời của nhóm đại diện. - GV tổng kết đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập của học sinh và đưa ra nội dung kiến thức chính: Giữa hai nam châm, giữa dòng điện với nam châm và giữa hai dòng điện đều có lực tương tác, những lực tương tác ấy gọi là lực từ. Ta nói dòng điện và nam châm có từ tính. - Yêu cầu HS về nhà hoàn thành tiếp phiếu học tập số 3 để tìm hiểu về thêm về từ trường Hoạt động 2.2: Tìm hiểu về đường sức từ a. Mục tiêu: - Nêu được các đặc điểm của đường sức từ của thanh nam châm thẳng, của nam châm chữ U. - Vẽ được các đường sức từ biểu diễn và nêu các đặc điểm của đường sức từ của dòng điện thẳng dài, của ống dây có dòng điện chạy qua và của từ trường đều.
b. Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm hoàn thành yêu cầu dựa trên gợi ý của giáo viên c. Sản phẩm: Đường sức từ 1. Định nghĩa -Đường sức từ là những đường vẽ ở trong không gian có từ trường, sao cho tiếp tuyến tại mỗi điểm có hướng trùng với hướng của từ trường tại điểm đó. -Qui ước chiều của đường sức từ tại mỗi điểm là chiều của từ trường tại điểm đó. 2. Các ví dụ về đường sức từ + Dòng điện thẳng rất dài - Có đường sức từ là những đường tròn nằm trong những mặt phẵng vuông góc với dòng điện và có tâm nằm trên dòng điện. - Chiều đường sức từ được xác định theo qui tắc nắm tay phải: Để bàn tay phải sao cho ngón cái nằm dọc theo dây dẫn và chỉ theo chiều dòng điện, khi đó các ngón tay kia khum lại chỉ chiều của đường sức từ. + Dòng điện tròn - Qui ước: Mặt nam của dòng điện tròn là mặt khi nhìn vào đó ta thấy dòng điện chạy theo chiều kim đồng hồ, còn mặt bắc thì ngược lại. - Các đường sức từ của dòng điện tròn có chiều đi vào mặt Nam và đi ra mặt Bắc của dòng điện tròn ấy. 3. Các tính chất của đường sức từ - Qua mỗi điểm trong không gian chỉ vẽ được một đường sức. - Các đường sức từ là những đường cong khép kín hoặc vô hạn ở hai đầu. - Chiều của đường sức từ tuân theo những qui tắc xác định. - Qui ước vẽ các đường sức mau (dày) ở chổ có từ trường mạnh, thưa ở chổ có từ trường yếu. d. Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung các bước hiện Bước 1 - GV đặt vấn đề: cũng giống như điện trường, ta không thể nhìn thấy sự tồn tại của từ trường trong không gian, để nhận biết được sự tồn tại đó, người ta phải thông qua một khái niệm khác, đó là đường sức từ - GV định nghĩa khái niệm đường sức từ: Đường sức từ là những đường vẽ ở trong không gian có từ trường, sao cho tiếp tuyến tại mỗi điểm có hướng trùng với hướng của từ trường tại điểm đó - GV yêu cầu HS quan sát hình 19.6 để thấy sự sắp xếp kim nam châm trên một đường sức từ và chiều của đường sức từ Bước 2 - GV giới thiệu thí nghiệm từ phổ: Rắc mạt sắt lên một tấm nhựa trong, nhẵn và đưa vào trong một từ trường. Yêu cầu HS quan sát TN và hoàn thành phiếu học tập số 4 - GV theo dõi cá nhân và các nhóm học sinh, quan sát vở ghi để phát hiện khó khăn của HS trong quá trình học tập, ghi vào sổ theo dõi những trường hợp cần lưu ý (nếu cần). - Báo cáo kết quả và thảo luận + Đại diện mỗi nhóm trình bày một bài lên bảng
+ Học sinh các nhóm thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả lời của nhóm đại diện. - Giáo viên tổng kết đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập của học sinh Bước 3 - GV yêu cầu HS hoàn thành phiếu học tập số 5 -Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm -Báo cáo kết quả và thảo luận + Đại diện 1 nhóm trình bày. + Học sinh các nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả lời của nhóm đại diện. -Giáo viên tổng kết đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập của học sinh Bước 4 GV yêu cầu HS tìm hiểu tính chất của đường sức từ Sử dụng kĩ thuật khăn trải bàn. GV phát cho mỗi nhóm 1 phiếu học tập số 6, trên khổ A0 Mỗi HS làm việc đọc lập trong 3 phút, ghi câu trả lời của mình trên phiếu học tập Trên cơ sở của phiếu cá nhân, các thành viên trao đổi, thảo luận và thống nhất ý kiến ghi vào phần giữa của phiếu học tập - GV quan sát và lựa chọn hai nhóm: chính xác nhất, sai sót nhiều nhất, để trình bày trước lớp. - HS các nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả lời của nhóm đại diện. - GV tổng kết đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập của học sinh và nhấn mạnh lại các tính chất đường sức từ: + Qua mỗi điểm trong không gian chỉ vẽ được một đường sức từ. + Các đường sức từ là những đường cong khép kín hoặc vô hạn ở hai đầu + Chiều của các đường sức từ tuân theo những quy tắc xác định. + Nơi nào từ trường mạnh thì các đường sức từ vẽ mau và nơi nào từ trường yếu thì các đường sức từ vẽ thưa Bước 5 - GV có thể tổ chức cho HS đánh giá lẫn nhau thông qua các tiêu chí trong quá trình báo cáo kết quả hoạt động (thời gian thực hiện, số lượng ý kiến, mức độ hoàn thành, ghi chép). - Căn cứ vào sản phẩm học tập và thái độ học tập, GV đánh giá được sự tiến bộ của HS Hoạt động 3: Luyện tập a. Mục tiêu: HS hệ thống hóa lại kiến thức về từ trường b. Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm hoàn thành yêu cầu dựa trên gợi ý của giáo viên c. Sản phẩm: Kiến thức được hệ thống và hiểu sâu hơn các định nghĩa. d. Tổ chức thực hiện:
Bước thực Nội dung các bước hiện Bước 1 - GV yêu cầu HS làm việc nhóm hoàn thành phiếu học tập số 7 để hệ thống hóa các kiến thức đã học Bước 2 Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm Bước 3 GV theo dõi cá nhân và các nhóm học sinh, quan sát vở ghi để phát hiện khó khăn của HS trong quá trình học tập, ghi vào sổ theo dõi những trường hợp cần lưu ý (nếu cần). Bước 4 - GV quan sát và lựa chọn hai nhóm: chính xác nhất, sai sót nhiều nhất, để trình bày trước lớp. Bước 5 - HS các nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả lời của nhóm đại diện. Bước 6 Giáo viên tổng kết đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập của học sinh Hoạt động 4: Vận dụng a. Mục tiêu: - Giúp học sinh tự vận dụng, tìm tòi mở rộng các kiến thức trong bài học và tương tác với cộng đồng. Tùy theo năng lực mà các em sẽ thực hiện ở các mức độ khác nhau. b. Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ ở nhà theo nhóm hoặc cá nhân c. Sản phẩm: Bài tự làm vào vở ghi của HS. d. Tổ chức thực hiện: Nội dung 1: - Tìm hiểu về từ trường Trái Đất Nội dung 2: - Làm bài tập trong SGK Vận dụng kiến thức V. ĐIỀU CHỈNH, THAY ĐỔI, BỔ SUNG (NẾU CÓ)
Giáo viên giảng dạy: Lớp dạy: Ngày soạn: Ngày dạy: Tiết 36, 37: CHỦ ĐỀ: LỰC TỪ - TỪ TRƯỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN CHẠY TRONG CÁC DÂY DẪN CÓ HÌNH DẠNG ĐẶC BIỆT I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức - Phát biểu được định nghĩa véc tơ cảm ứng từ, đơn vị của cảm ứng từ. - Nắm được biểu thức tổng quát của lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện. - Nắm được cách xác định phương, chiều và công thức tính cảm ứng từ B của dòng điện chạy trong dây dẫn thẳn dài, dòng điện chạy trong dây dẫn tròn và dòng điện chạy trong ống dây. 2. Năng lực a. Năng lực chung - Năng lực tự học và nghiên cứu tài liệu. - Năng lực trình bày và trao đổi thông tin. - Năng lực nêu và giải quyết vấn đề. - Năng lực hoạt động nhóm. b. Năng lực đặc thù môn học - Mô tả được một thí nghiệm xác định véc tơ cảm ứng từ. - Nắm được quy tắc xác định lực tác dụng lên phần tử dòng điện. - Vận dụng được nguyên lí chồng chất từ trường để giải các bài tập. 3. Phẩm chất - Có thái độ hứng thú trong học tập. - Có ý thức tìm hiểu và liên hệ các hiện tượng thực tế liên quan. - Có tác phong làm việc của nhà khoa học. II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU 1. Giáo viên a. Phiếu học tập và phiếu trợ giúp Phiếu học tập số 1 Câu 1: Điện trường đều là gì? Câu 2: Từ trường tạo thành giữa hai cực của thanh nam châm chữ U là từ trường đều. Từ trường đều là gì? Phiếu học tập số 2 Câu 1: Đề xuất phương án thí nghiệm khảo sát lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn mang điện đặt trong từ trường? Câu 2:Nêu các dụng cụ thí nghiệm cần có? Câu 3: Tiến hành TN và nhận xét về hướng của dòng điện, hướng của từ trường và hướng của lực từ? Phiếu trợ giúp số phiếu học tập số 2 Dự đoán kết quả TN
Biểu diễn hướng của từ trường, hướng của lực và chiều cường độ dòng điện Qui tắc bàn tay trái : Đặt bàn tay trái duỗi thẳng sao cho các đường cảm ứng từ xuyên vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón giữa là chiều dòng điện, khi đó ngón cái choãi ra 900chỉ chiều của lực từ tác dụng lên dòng điện Phiếu học tập số 3 Tiếp tục tiến hành TN, thay đổi lần lượt giá trị I, l và hoàn thành bảng sau : Thí nghiệm 1: l = cm = const Nhận xét mối quan hệ giữa F và I khi l không đổi? Thí nghiệm 2: I = A = const Nhận xét mối quan hệ giữa F và l khi I không đổi? Kết luận: Từ kết quả hai thí nghiệm trên, nhận xét về mối liên hệ giữa lực từ tác dụng lên một cạnh của khung dây với cường độ dòng điện và chiều dài của cạnh khung dây? Phiếu học tập số 4
Câu 1: Xét đoạn dây dẫn M1M2 = l. Tích I l gọi là vectơ phần tử dòng điện, cùng hướng với dòng điện. Dựa vào kết quả thí nghiệm, xác định lực từ F tác dụng lên một phần tử dòng điện I l khi đặt trong từ trường đều, cảm ứng  từ B : + Điểm đặt: + Phương: + Chiều: + Độ lớn Phiếu học tập số 5 Hoàn thành bảng sau : Dây dẫn thẳng dài Dây dẫn uốn Ống dây dẫn hình thành vòng tròn trụ Dạng đường sức từ Nêu qui tắc xác định chiều đường sức từ Công thức tính độ lớn cảm ứng từ Phiếu trợ giúp phiếu học tập số 5 Dạng Dạng đường sức từ của từ Qui tắc xác định chiều đường sức dòng trường từ điện Dây dẫn Qui tắc nắm tay phải thẳng dài Dây dẫn Qui tắc nắm tay phải Qui tắc vào Nam ra Bắc uốn thành vòng tròn Dây dẫn Qui tắc nắm tay phải hình trụ
Qui tắc vào Nam ra Bắc Phiếu học tập số 6 Câu 1: Nhắc lại nguyên lí chồng chất điện trường Câu 2: Tương tự đối với cường độ điện trường gây ra bởi nhiều điện tích điểm, từ trường do nhiều dòng điện gây tuân theo nguyên lí chồng chất gì? Câu 3: Viết biểu thức tính cảm ứng từ B trong trường hợp sau? Phiếu học tập số 7 Câu 1: Hoàn thành bảng sau: Lực điện Lực từ Ý nghĩa Điểm đặt Phương Chiều Biểu thức tính Câu 2: Hoàn thành các câu hỏi trắc nghiệm sau: 1. Trong các hình vẽ sau, hình vẽ nào biểu diễn đúng hướng của đường cảm ứng từ của dòng điện trong dây dẫn thẳng dài vô hạn vuông góc với mặt phẳng hình vẽ: A. I B B. I B C. I B D. B và C 2. Hình vẽ nào dưới đây xác định đúng hướng của véc tơ cảm ứng từ tại M gây bởi dòng điện trong dây dẫn thẳng dài vô hạn: I I B B M M A. B. 3. Trong các hình vẽ sau, hình vẽ nào biểu diễn sai hướng của đường cảm ứng từ của dòng điện trong ống dây gây nên:
D. A và B b. Thí nghiệm về lực từ. 2. Học sinh - Ôn lại kiến thức về từ trường, qui tắc bàn tay trái, hợp các lực đồng qui, - SGK, vở ghi bài, giấy nháp. III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC Hoạt động 1: Mở đầu: Làm nảy sinh và phát biểu vấn đề tìm hiểu về cảm ứng từ a. Mục tiêu: - Kiểm tra kiến thức cũ, chuẩn bị điều kiện xuất phát để nghiên cứu kiến thức mới - Từ kiến thức đã biết: đặc trưng cho điện trường là cường độ điện trường, kích thích HS tìm hiểu về đại lượng đặc trưng cho từ trường. b. Nội dung: Học sinh tiếp nhận vấn đề từ giáo viên c. Sản phẩm: ý kiến của các nhóm. d. Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung các bước hiện Bước 1 GV nêu câu hỏi kiểm tra kiến thức cũ: Điện trường là gì? Đại lượng nào đặc trưng cho điện trường ? Từ trường là gì ? Bước 2 HS suy nghĩ cá nhân tìm câu trả lời Bước 3 GV đặt vấn đề: Trong chương 1 ta đã biết, đại lượng đặc trưng cho điện trường là cường độ điện trường. Vậy đại lượng đặc trưng cho từ trường là gì? Bước 4 HS nhận thức được vấn đề cần nghiên cứu Hoạt động 2: Hình thành kiến thức Hoạt động 2.1: Tìm hiểu về khái niệm lực từ, cảm ứng từ a. Mục tiêu: - Thiết kế được phương án TN xác định lực từ - Phát biểu được định nghĩa cảm ứng từ, cách xác đinh lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn mang điện đặt trong từ trường b. Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm hoàn thành yêu cầu dựa trên gợi ý của giáo viên c. Sản phẩm: Từ trường đều -Từ trường đều là từ trường mà đặc tính của nó giống nhau tại mọi điểm; các đường sức từ là những đường thẳng song song, cùng chiều và cách đều nhau. Lực từ
Lực từ F tác dụng lên phần tử dòng điện I l đặt trong từ trường đều, tại đó có cảm ứng từ là B : + Có điểm đặt tại trung điểm của l; + Có phương vuông góc với l và B ; + Có chiều tuân theo qui tác bàn tay trái; + Có độ lớn F = IlBsinα Cảm ứng từ - Cảm ứng từ tại một điểm trong từ trường là đại lượng đặc trưng cho độ mạnh yếu của từ trường. - Hướng của vec tơ cảm ứng từ trùng với hướng của từ trường tại điểm đó - Đơn vị cảm ứng từ là tesla (T). d. Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung các bước hiện Bước 1 GV đặt vấn đề: Đầu tiên, ta tìm hiểu lực từ trong từ trường có đặc điểm như thế nào. Để dễ dàng đo đạc và khảo sát lực từ, trước hết ta tạo ra một từ trường đều. Vậy thế nào là từ trường đều và có thể tạo ra từ trường đều bằng cách nào? Bước 2 - Yêu cầu HS hoàn thành phiếu học tập số 1 -Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm -Báo cáo kết quả và thảo luận + Đại diện 1 nhóm trình bày. + Học sinh các nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả lời của nhóm đại diện. -Giáo viên tổng kết đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập của học sinh, nhấn mạnh lại định nghĩa từ trường đều: Từ trường đều là từ trường mà đặc tính của nó giống nhau tại mọi điểm; các đường sức từ là những đường thẳng song song, cùng chiều và cách đều nhau. Bước 3 - GV giao nhiệm vụ mới: yêu cầu HS hoàn thành phiếu học tập số 2 - HS thực hiện nhiệm vụ theo nhóm. Trong quá trình hoạt động, HS có thể sử dụng các phiếu trợ giúp hoặc yêu cầu sự trợ giúp của giáo viên nếu thấy cần thiết - GV quan sát và lựa chọn hai nhóm: chính xác nhất, sai sót nhiều nhất, để trình bày trước lớp. - HS các nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả lời của nhóm đại diện. - GV đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập của học sinh. Tổng kết nội dung kiến thức chính cần nắm: hướng của dòng điện, hướng của từ trường và hướng của lực từ tạo thành một tam diện thuận Bước 4 - GV đặt vấn đề mới cần tìm hiểu: yêu cầu HS hoàn thành phiếu học tập số 3 - Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm - Báo cáo kết quả và thảo luận + Đại diện 1 nhóm trình bày.
+ Học sinh các nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả lời của nhóm đại diện. - Giáo viên tổng kết đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập của học sinh và đưa ra định nghĩa cảm ứng từ: Từ TN ta thấy thương số F/Il không đổi. Thương số đó chỉ phụ thuộc vào tác dụng của từ trường tại vị trí đặt đoạn dây dẫn. Nói cách khác, có thể coi thương số đó đặc trưng cho từ trường tại vị trí khảo sát. Trong trường hợp tổng quát, gọi α là góc tạo bởi chiều dòng điện và từ trường, thương số F/Ilsinα đặc trưng cho tác dụng của từ trường tại điểm khảo sát, gọi là cảm ứng từ B. Đơn vị là Tesla (T) Véc tơ cảm ứng từ B sẽ có hướng trùng với hướng của từ trường tại điểm đó Bước 5 - GV giao nhiệm vụ mới: yêu cầu HS hoàn thành phiếu học tập số 4 - HS thực hiện nhiệm vụ theo nhóm. - GV quan sát và lựa chọn hai nhóm: chính xác nhất, sai sót nhiều nhất, để trình bày trước lớp. - HS các nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả lời của nhóm đại diện. - GV đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập của học sinh. Tổng kết kiến thức chính: Lực từ F tác dụng lên phần tử dòng điện I l đặt trong từ trường đều, tại đó có cảm ứng từ là B :  Có điểm đặt tại trung điểm của l;  Có phương vuông góc với l và B ;  Có chiều tuân theo qui tác bàn tay trái;  Có độ lớn F = IlBsinα  α là góc tạo bởi B và l Hoạt động 2.2: Tìm hiểu về từ trường của dòng điện chạy trong các dây dẫn có hình dạng đặc biệt a. Mục tiêu: - Nắm được cách xác định phương, chiều và công thức tính cảm ứng từ B của dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài, dòng điện chạy trong dây dẫn uốn thành vòng tròn và dòng điện chạy trong ống dây dẫn hình trụ. b. Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm hoàn thành yêu cầu dựa trên gợi ý của giáo viên c. Sản phẩm: Cảm ứng từ Dây dẫn thẳng dài Dây dẫn uốn Ống dây dẫn hình thành vòng tròn trụ Dạng đường sức là những đường tròn Đường sức từ đi qua + Trong ống dây các từ nằm trong những tâm O của vòng tròn đường sức từ là mặt phẵng vuông là đường thẳng vô những đường thẳng góc với dòng điện hạn ở hai đầu còn song song cùng các đường khác là
và có tâm nằm trên những đường cong chiều và cách đều dây dẫn. có chiều di vào mặt nhau. Nam và đi ra mặt Bác của dòng điện tròn đó. Chiều đường sức Để bàn tay phải sao Qui tắc vào Nam ra Tưởng tượng dùng từ cho ngón cái nằm Bắc: Đường sức từ bàn tay phải nắm lấy dọc theo dây dẫn và đi vào mặt Nam, đi ống dây sao cho các chỉ theo chiều dòng ra mặt Bắc của dòng ngón trỏ, ngón điện, khi đó các điện tròn giữa, hướng theo ngón kia khum lại Mặt Nam: dòng điện chiều dòng điện, khi cho ta chiều của chạy theo chiều kim đó ngón cái choãi ra đường sức từ đồng hồ cho ta chiều của Mặt Bắc: dòng điện đường sức từ chạy theo chiều ngược chiều kim đồng hồ Độ lớn I I N B = 2.10-7. B = 2 .10-7 B = 4 .10-7 I r R l = 4 .10-7nI d. Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung các bước hiện Bước 1 GV đặt vấn đề: Thực nghiệm và lý thuyết đã xác định được cảm ứng từ B tại một điểm cho trước trong từ trường của một dòng điện chạy trong một dây dẫn có hình dạng nhất định. Kết quả cho thấy rằng, cảm ứng từ B tại một điểm M: - Tỉ lệ với cường độ dòng điện I gây ra từ trường - Phụ thuộc vào dạng hình học của dây dẫn - Phụ thuộc vào vị trí điểm M - Phụ thuộc vào môi trường xung quanh Sau đây chúng ta sẽ xét một số dòng điện với giải thiết môi trường là chân không Bước 2 - Yêu cầu HS đọc SGK và hoàn thành phiếu học tập số 5. Sử dụng kĩ thuật mảnh ghép. - Cả lớp chia là 3 nhóm chuyên gia và 6 nhóm mảnh ghép (mỗi nhóm mảnh ghép phải có ít nhất 3 người từ 3 nhóm chuyên gia) Ba nhóm chuyên gia sẽ tiến hành tìm hiểu về từ trường của dòng điện trong ba trường hợp (mỗi nhóm một trường hợp) Trường hợp 1: Dòng điện thẳng dài Trường hợp 2: dây dẫn uốn thành vòng tròn Trường hợp 3: Ống dây dẫn hình trụ
Các thành viên nhóm chuyên gia sẽ chia sẻ kiến thức tìm hiểu được với các thành viên trong nhóm mảnh ghép và hoàn thành phiếu học tập số 5. Các nhóm có thể sử dụng phiếu trợ giúp nếu cần thiết Bước 3 - GV quan sát và lựa chọn hai nhóm: chính xác nhất, sai sót nhiều nhất, để trình bày trước lớp. Bước 4 - HS các nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả lời của nhóm đại diện. Bước 5 - GV tổng kết đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập của học sinh và đưa ra đáp án của phiếu học tập số 5 Hoạt động 3: Luyện tập a. Mục tiêu: HS hệ thống hóa kiến thức chính của bài học b. Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm hoàn thành yêu cầu dựa trên gợi ý của giáo viên c. Sản phẩm: Kiến thức được hệ thống và hiểu sâu hơn các định nghĩa. d. Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung các bước hiện Bước 1 - GV yêu cầu HS làm việc nhóm hoàn thành phiếu học tập số 6 để hệ thống hóa các kiến thức đã học về lực từ, cảm ứng từ Bước 2 Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm Bước 3 GV theo dõi cá nhân và các nhóm học sinh, quan sát vở ghi để phát hiện khó khăn của HS trong quá trình học tập, ghi vào sổ theo dõi những trường hợp cần lưu ý (nếu cần). Bước 4 - GV quan sát và lựa chọn hai nhóm: chính xác nhất, sai sót nhiều nhất, để trình bày trước lớp. Bước 5 - HS các nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả lời của nhóm đại diện. Bước 6 Giáo viên tổng kết đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập của học sinh Hoạt động 4: Vận dụng a. Mục tiêu: - Tự mình có thể dựng một bài tập đơn giản để đố các bạn và tự mình đưa ra hướng giải cho các bạn. - Giúp học sinh tự vận dụng, tìm tòi mở rộng các kiến thức trong bài học và tương tác với cộng đồng. Tùy theo năng lực mà các em sẽ thực hiện ở các mức độ khác nhau. b. Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ ở nhà theo nhóm hoặc cá nhân c. Sản phẩm: Bài tự làm vào vở ghi của HS. d. Tổ chức thực hiện: Nội dung 1: - Từ nội dung ba bài tập trong phiếu học tập sô 7, hãy tự ra đề 3 bài tập Rèn khả năng tương ứng cùng dạng với 3 bài tập đó (kèm hướng giải) ra đề Nội dung 2: - Làm bài tập trong SGK
Vận dụng kiến thức V. ĐIỀU CHỈNH, THAY ĐỔI, BỔ SUNG (NẾU CÓ)
Giáo viên giảng dạy: Lớp dạy: Ngày soạn: Ngày dạy: Tiết 38: BÀI TẬP I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức - Củng cố lại các kiến thức liên quan đến lực từ, từ trường 2. Năng lực a. Năng lực chung - Năng lực tự học và nghiên cứu tài liệu. - Năng lực trình bày và trao đổi thông tin. - Năng lực nêu và giải quyết vấn đề. - Năng lực hoạt động nhóm. b. Năng lực đặc thù môn học - Làm được một số bài tập trong SGK về lực từ, từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn có hình dạng đặc biệt - Rèn luyện kĩ năng tính toán và suy luận cho học sinh. 3. Phẩm chất - Có thái độ hứng thú trong học tập. - Có ý thức tìm hiểu và liên hệ các hiện tượng thực tế liên quan. - Có tác phong làm việc của nhà khoa học. II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU 1. Giáo viên - Game câu cá với 10 câu hỏi trắc nghiệm - Phiếu học tập Phiếu học tập số 1
Câu hỏi:Hai dòng điện cường độ I1 = 10A, I2 = 20A chạy trong hai dây dẫn thẳng song song dài vô hạn có chiều ngược nhau, đặt trong không khí cách nhau một khoảng a = 20cm. Xác định cảm ứng từ tại a. Điểm M cách I1: 10cm, cách I2: 10cm b. Điểm N cách I1: 5cm, cách I2: 25cm c.Điểm P cách I1: 20cm, cách I2: 20cm 2. Học sinh - Ôn lại các xác định lực từ, từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn có hình dạng đặc biệt, nguyên lí chồng chất từ trường - SGK, vở ghi bài, giấy nháp. III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC Hoạt động 1: Mở đầu: Ôn tập lại kiến thức cũ a. Mục tiêu: -Giúp HS nhớ lại công thức, kiến thức của bài học trước để làm các bài tập liên quan b. Nội dung: Học sinh tiếp nhận vấn đề từ giáo viên c. Sản phẩm: -Hệ thống lại công thức lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang điện đặt trong từ trường, cách xác định cảm ứng từ của dòng điện chạy trong các dây dẫn có hình dạng đặc biệt, nguyên lí chồng chất từ trường. d. Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung các bước hiện Bước 1 GV yêu cầu HS nhắc lại cách xác định lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang điện đặt trong từ trường, cách xác định cảm ứng từ của dòng điện chạy trong các dây dẫn có hình dạng đặc biệt, nguyên lí chồng chất từ trường Bước 2 HS trả lời câu hỏi để ôn tập lại kiến thức cũ Hoạt động 2: Hình thành kiến thức Hoạt động 2.1: Giải một số bài tập trắc nghiệm thông qua trò chơi: Câu cá a. Mục tiêu: - Xác định lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang điện đặt trong từ trường - Xác định cảm ứng từ của dòng điện chạy trong các dây dẫn có hình dạng đặc biệt - Rèn luyện kĩ năng tính toán và suy luận cho học sinh b. Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm hoàn thành yêu cầu dựa trên gợi ý của giáo viên c. Sản phẩm: CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM Câu 1: Hình nào biểu diễn đúng hướng lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn thẳng mang dòng điện I có chiều như hình vẽ đặt trong từ trường đều, đường sức từ có hướng như hình vẽ:
Câu 2: Hình nào biếu diễn đúng hướng lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn thẳng mang dòng điện I có chiều như hình vẽ đặt trong từ trường đều, đường sức từ có hướng như hình vẽ: Câu 3: Một đoạn dây dẫn dài 1,5 m mang dòng điện 10 A, đặt vuông góc trong một từ trường đều có độ lớn cảm ứng từ 1,2 T. Nó chịu một lực từ tác dụng là A. 18 N. B. 1,8 N. C. 1800 N. D. 0 N. Câu 4: Hình vẽ nào dưới đây xác định đúng hướng của véc tơ cảm ứng từ tại M gây bởi dòng điện trong dây dẫn thẳng dài vô hạn: I B I B B B M M M M M M M M A. B. C. D. I I Câu 5: Trong các hình vẽ sau, hình vẽ nào biểu diễn đúng hướng của véc tơ cảm ứng từ tại tâm vòng dây của dòng điện trong vòng dây tròn mang dòng điện: A. B I B. B I C. B I D. B và C Câu 6: Trong các hình vẽ sau, hình vẽ nào biểu diễn đúng hướng của đường cảm ứng từ của dòng điện trong ống dây gây nên: C. A. B. D. A và C I I I Câu 7: Một dòng điện có cường độ I = 5 (A) chạy trong một dây dẫn thẳng, dài. Cảm ứng từ do dòng điện này gây ra tại điểm M có độ lớn B = 4.10-5 (T). Điểm M cách dây một khoảng A. 25 (cm) B. 10 (cm) C. 5 (cm) D. 2,5 (cm) Câu 8: Cảm ứng từ của một dòng điện thẳng tại điểm N cách dòng điện 2,5cm bằng 1,8.10 - 5T. Tính cường độ dòng điện: A. 1A B. 1,25A C. 2,25A D. 3,25A Câu 9: Khung dây tròn đặt trong không khí bán kính 30 cm có 100 vòng dây. Cường độ dòng điện qua khung dây là 0,3/π A. Độ lớn cảm ứng từ tại tâm khung dây là A.4.10-5 T. B.2.10 -5 T. C.6,28.10 -5 T. D.9,42.10-5 T Câu 10: Một ống dây có dòng điện 10 A chạy qua thì cảm ứng từ trong lòng ống là 0,2 T. Nếu dòng điện trong ống là 20 A thì độ lớn cảm ứng từ trong lòng ống là A. 0,4 T. B. 0,8 T. C. 1,2 T. D. 0,1 T. d. Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung các bước hiện Bước 1 GV chia lớp thành 4 đội và thông qua luật chơi: Có 10 câu hỏi trắc nghiệm. Mỗi câu hỏi có 4 đáp án gắn liền với 4 con cá, trong đó có 1 đáp án đúng. Mỗi câu hỏi đưa ra, đội nào giơ tay giành quyền trả lời
trước sẽ được trả lời bằng cách chọn cá đang mang đáp án đúng, nếu câu trả lời đúng cá sẽ thuộc về đội đó, nếu trả lời sai ba đội còn lại được tiếp tục giành quyền trả lời, sau hai lượt mà không có đội trả lời đúng thì cá ở câu hỏi đó không được câu, GV đưa ra đáp án đúng và chuyển sang câu hỏi khác. Sau 10 câu trắc nghiệm, đội nào câu được cá nhiều nhất sẽ là đội chiến thắng. Bước 2 Các đội chơi lần lượt trả lời các câu hỏi Bước 3 Sau mỗi câu hỏi, GV giải thích nhanh đáp án cho HS. Bước 4 Kết thức 10 câu hỏi, GV thông báo đội giành chiến thắng và có hình thức tuyên dương, khen thưởng (tuyên dương trước lớp, một tràng pháo tay, điểm cộng, ) Hoạt động 2.2: Giải bài tập tự luận về tổng hợp cảm ứng từ a. Mục tiêu: - Có được phương pháp giải bài toán tổng hợp cảm ứng từ b. Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm hoàn thành yêu cầu dựa trên gợi ý của giáo viên c. Sản phẩm: CÂU HỎI TỰ LUẬN Bài tập: Hai dòng điện cường độ I1 = 10A, I2 = 20A chạy trong hai dây dẫn thẳng song song dài vô hạn có chiều ngược nhau, đặt trong không khí cách nhau một khoảng a = 20cm. Xác định cảm ứng từ tại a. Điểm M cách I1: 10cm, cách I2: 10cm b. Điểm N cách I1: 5cm, cách I2: 25cm c.Điểm P cách I1: 20cm, cách I2: 20cm Bài giải: a.   - Cảm ứng từ do I1 và I2 gây ra tại M là B1 ; B2 có phương, chiều như hình: 7 I1 -5 - Độ lớn: B1 2.10 = 2.10 T r1 I B 2.10 7 2 = 4.105 T 2 r 2     - Cảm ứng từ tổng hợp BM là: BM = B1 B2 có phương chiều như hình -5 a. Độ lớn: BM = B1 + B2 = 6.10 T b. BM B1 B2 2 2 2 c. B B1 B2 2B1B2 cos d. Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung các bước hiện Bước 1 GV yêu cầu HS hoàn thành phiếu học tập số 2 Bước 2 Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm Bước 3 GV quan sát, theo dõi, hỗ trợ HS khi cần thiết Bước 4 - GV quan sát và lựa chọn hai nhóm: chính xác nhất, sai sót nhiều nhất, để trình bày trước lớp.
- HS các nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả lời của nhóm đại diện. Bước 5 GV tổng kết đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập của HS, đưa ra cách xác định cảm ứng từ tổng hợp: Nguyên lí chồng chất từ trường: B B1 B2 (quy tắc hình bình hành) - Nếu B  B : B  B1  B2 B B 1 2 1 B B1 B2 B  B1 khi B1 B2 B 2 - Nếu B1 B2 : B  B2 khi B2 B1 B B1 B2 2 2 - Nếu B1  B2 : B B1 B2 và B hợp với B1 một góc sao cho: B tan 2 B 1 - Nếu B1 = B2: HBH tạo bởi B1, B2 là hình thoi B là đường chéo cũng là phân giác: B = 2B1cos 2 2 2 2 - Tổng quát: B B1 B2 2B1B2 cos với (B1;B2 ) Hoạt động 4: Vận dụng a. Mục tiêu: - Tự mình có thể dựng một bài tập đơn giản để đố các bạn và tự mình đưa ra hướng giải cho các bạn. - Giúp học sinh tự vận dụng, tìm tòi mở rộng các kiến thức trong bài học và tương tác với cộng đồng. Tùy theo năng lực mà các em sẽ thực hiện ở các mức độ khác nhau. b. Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ ở nhà theo nhóm hoặc cá nhân c. Sản phẩm: Bài tự làm vào vở ghi của HS. d. Tổ chức thực hiện: Nội dung 1: Từ nội dung bài tập và phương pháp giải bài tập ở phiếu học tập số 2, Rèn khả năng hay tự ra đề 1 bài tập tương ứng cùng dạng với bài tập đó (kèm hướng ra đề giải) Nội dung 3: Ôn lại kiến thức về:từ tác dụng lên dòng điện đặt trong từ trường, quy Chuẩn bị cho tắc bàn tay trái. tiết sau V. ĐIỀU CHỈNH, THAY ĐỔI, BỔ SUNG (NẾU CÓ)
Giáo viên giảng dạy: Lớp dạy: Ngày soạn: Ngày dạy: Tiết 39: BÀI 22: LỰC LO-REN-XƠ I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức - Nêu được lực Lo-ren-xơ là gì và viết được công thức tính lực này. - Xác định được cường độ, phương, chiều của lực Lo-ren-xơ tác dụng lên một điện tích q r chuyển động với vận tốc v trong mặt phẳng vuông góc với các đường sức của từ trường đều. 2. Năng lực a. Năng lực chung - Năng lực tự học và nghiên cứu tài liệu. - Năng lực trình bày và trao đổi thông tin. - Năng lực nêu và giải quyết vấn đề. - Năng lực hoạt động nhóm. b. Năng lực đặc thù môn học - Xác định được chiều của lực từ, lực Lo-ren-xơ bằng quy tắc bàn tay trái - Làm được một số bài tập đơn giản về lực Lo-ren-xơ. 3. Phẩm chất - Có thái độ hứng thú trong học tập. - Có ý thức tìm hiểu và liên hệ các hiện tượng thực tế liên quan. - Có tác phong làm việc của nhà khoa học. II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU 1. Giáo viên - Thí nghiệm về chuyển động của của hạt tích điện trong từ trường đều (VD màn hình ti vi, nam châm vĩnh cửu để chứng minh: mọi hạt điện tích chuyển động trong một từ trường, đều chịu tác dụng của lực từ). - Bài giảng Powerpoint có thí nghiệm về chuyển động của êlectron trong từ trường. - Phiếu học tập và phiếu trợ giúp Phiếu học tập Câu 1: a. Lực từ có tác dụng lên các hạt điện tích đứng yên không? b. Lực Lo-ren-xơ là gì? Câu 2: Từ qui tắc bàn tay trái, biểu diễn vec tơ  lực từ F tác dụng lên đoạn dây dẫn mang điện đặt trong từ trường như hình vẽ? Từ đó biểu diễn  véc tơ lực Lo-ren-xơ f tác dụng lên các hạt mang điện chuyển động? Câu 3: Với chiều dòng điện như trên hình vẽ, hãy biểu diễn hướng của vec tơ vận tốc v của các hạt mang điện trong hai trường hợp q0 0. Từ đó suy ra phương của lực Lo-ren-xơ và phát biểu qui tắc bàn tay trái để xác định chiều của lực Lo-ren-xơ? Câu 4: Viết biểu thức tính lực Lo-ren-xơ. Khi nào lực Lo-ren-xơ bằng 0? Câu 5: Xác định lực Lo-ren-xơ trên hình sau?
Phiếu trợ giúp phiếu học tập - Game powerpoint bắt bướm với 8 câu hỏi trắc nghiệm Hệ thống câu hỏi trong game: Câu 1: Lực Lo – ren – xơ là A.lực Trái Đất tác dụng lên vật.B.lực điện tác dụng lên điện tích. C.lực từ tác dụng lên dòng điện.D.lực từ tác dụng lên điện tích chuyển động trong từ trường. Câu 2: Chiều của lực Lorenxơ được xác định bằng: A.Qui tắc bàn tay trái.B.Qui tắc bàn tay phải.
C.Qui tắc cái đinh ốc.D.Qui tắc vặn nút chai. Câu 3: Độ lớn của lực Lorexơ được tính theo công thức A.f=/q/vBB.f=/q/vBsinα C.f=qvBtanαD.f=/q/vBcosα Câu 4: Phương của lực Lorenxơ A.Trùng với phương của vectơ cảm ứng từ. B.Trùng với phương của vectơ vận tốc của hạt mang điện. C.Vuông góc với mặt phẳng hợp bởi vectơ vận tốc của hạt và vectơ cảm ứng từ. D.Trùng với mặt phẳng tạo bởi vectơ vận tốc của hạt và vectơ cảm ứng từ. Câu 5: Hình nào chỉ đúng hướng của lực Lorenxơ tác dụng lên hạt mang điện dương chuyển động trong từ trường đều: B B v v F v B A. B. C. D. F v F B F Câu 6: Trong hình vẽ sau hình nào chỉ đúng hướng của lực Lorenxơ tác dụng lên hạt mang điện dương chuyển động trong từ trường đều: N S F v F q A. N S B. S N C. D. > v F = v F v S 0 N 0 Câu 7: Một electron bay vào trong từ trường đều, cảm ứng từ B 1,26 T. Lúc lọt vào trong từ trường vận tốc của hạt là 10 7 m/s và hợp thành với đường sức từ góc 53 0. Lực Lo – ren - xơ tác dụng lên electron là A.1,61.10 12 N. B.0,32.10 12 N. C.0,64.10 12 N. D.0,96.10 12 N. Câu 8: Một electron bay vuông góc với các đường sức vào một từ trường đều độ lớn 100 mT thì chịu một lực Lo – ren – xơ có độ lớn 1,6.10-12 N. Vận tốc của electron là A.109 m/s.B.10 8 m/s. C.1,6.106 m/s.D.1,6.10 9 m/s. 2. Học sinh - Ôn lại kiến thức về lực từ tác dụng lên dòng điện đặt trong từ trường, quy tắc bàn tay trái. - SGK, vở ghi bài, giấy nháp. III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC Hoạt động 1: Mở đầu: Làm nảy sinh và phát biểu vấn đề tìm hiểu về lực Lo-ren-xơ a. Mục tiêu: - Kiểm tra kiến thức cũ, chuẩn bị điều kiện xuất phát để nghiên cứu kiến thức mới - Từ kiến thức đã biết: đặt dòng điện trong từ trường thì dòng điện chịu tác dụng của lực từ, kích thích HS tìm hiểu thêm về lực từ tác dụng lên các hạt mang điện chuyển động trong từ trường b. Nội dung: Học sinh tiếp nhận vấn đề từ giáo viên c. Sản phẩm: ý kiến của các nhóm. d. Tổ chức thực hiện:
Bước thực Nội dung các bước hiện Bước 1 GV nêu câu hỏi kiểm tra kiến thức cũ: Nêu cách xác định phương, chiều, độ lớn của lực từ tác dụng lên dòng điện? Bước 2 HS suy nghĩ cá nhân tìm câu trả lời Bước 3 Nếu có điều kiện thì GV có thể làm TN: Đưa nam châm lại gần máy thu hình đang hoạt động thì thấy hình ảnh trên màn hình bị nhiễu loạn hoặc nếu có một màn hình đang bị nhiễu loạn về màu (một góc màn hình bị vàng), có thể đặt nam châm lên góc đó, màu vàng sẽ bị kéo lệch lên. GV đặt vấn đề: Khi đặt dòng điện trong từ trường thì dòng điện chịu tác dụng của lực từ. Mặt khác, dòng điện là dòng chuyển dời có hướng của các hạt mang điện. Liệu các hạt mang điện chuyển động trong từ trường thì chúng có chịu lực tác dụng không? Bài hôm nay chúng ta sẽ nghiên cứu điều đó. Bước 4 HS nhận thức được vấn đề cần nghiên cứu Hoạt động 2: Hình thành kiến thức Hoạt động 2.1: Tìm hiểu về lực Lo-ren-xơ a. Mục tiêu: - Nêu được lực Lo-ren-xơ là gì và viết được công thức tính lực này. - Xác định được cường độ, phương, chiều của lực Lo-ren-xơ tác dụng lên một điện tích q r chuyển động với vận tốc v trong mặt phẳng vuông góc với các đường sức của từ trường đều. b. Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm hoàn thành yêu cầu dựa trên gợi ý của giáo viên c. Sản phẩm: Định nghĩa lực Lo-ren-xơ -Mọi hạt mang điện tích chuyển động trong một từ trường, đều chịu tác dụng của lực từ. Lực này được gọi là lực Lo-ren-xơ. Xác định lực Lo-ren-xơ -Lực Lo-ren-xơ do từ trường có cảm ứng từ B tác dụng lên một hạt điện tích q0 chuyển động với vận tốc v :  Có phương vuông góc với v và B ;  Có chiều theo qui tắc bàn tay trái: để bàn tay trái mở rộng sao cho từ trường hướng vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón giữa là chiều của v khi q0> 0 và ngược chiều v khi q0< 0. Lúc đó chiều của lực Lo-ren-xơ là chiều ngón cái choãi ra;  Có độ lớn: f = |q0|vBsinα d. Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung các bước hiện Bước 1 GV thông báo: Ta đã biết, dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các electrôn. Khi dây dẫn có dòng điện đặt trong từ
trường, người ta giải thích lực từ tác dụng lên dây dẫn chính là tổng hợp các lực do từ trường tác dụng lên các êlectron tạo thành dòng điện Một cách tổng quát, mọi hạt điện tích chuyển động trong một từ trường đều đều chịu tác dụng của lực từ. Lực từ này được gọi là lực Lo-ren- xơ Bước 2 - Yêu cầu HS hoàn thành phiếu học tập - HS thực hiện nhiệm vụ theo nhóm. Trong quá trình hoạt động, HS có thể sử dụng các phiếu trợ giúp hoặc yêu cầu sự trợ giúp của giáo viên nếu thấy cần thiết - GV theo dõi cá nhân và các nhóm học sinh, quan sát vở ghi để phát hiện khó khăn của HS trong quá trình học tập, ghi vào sổ theo dõi những trường hợp cần lưu ý (nếu cần). - GV quan sát và lựa chọn hai nhóm: chính xác nhất, sai sót nhiều nhất, để trình bày trước lớp. - HS các nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả lời của nhóm đại diện. - GV đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập của học sinh. Tổng kết nội dung kiến thức chính cần nắm: Mọi hạt mang điện tích chuyển động trong một từ trường, đều chịu tác dụng của lực từ. Lực này được gọi là lực Lo-ren-xơ. Lực Lo-ren-xơ do từ trường có cảm ứng từ B tác dụng lên một hạt điện tích q0 chuyển động với vận tốc v : - Có phương vuông góc với v và B ; - Có chiều theo qui tắc bàn tay trái: để bàn tay trái mở rộng sao cho từ trường hướng vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón giữa là chiều của v khi q0> 0 và ngược chiều v khi q0< 0. Lúc đó chiều của lực Lo- ren-xơ là chiều ngón cái choãi ra; - Có độ lớn: f = |q0|vBsinα Hoạt động 3: Luyện tập a. Mục tiêu: -HS hệ thống hóa kiến thức chính của bài học, luyện làm một số bài tập thông qua trò chơi bắt bướm b. Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm hoàn thành yêu cầu dựa trên gợi ý của giáo viên c. Sản phẩm: Câu trả lời của các đội d. Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung các bước hiện Bước 1 GV chia lớp thành 4 đội và thông qua luật chơi: Có 8 câu hỏi trắc nghiệm gắn liền với 8 con bướm. Mỗi đội lần lượt chọn số câu hỏi. Mỗi câu hỏi đưa ra, đội nào giơ tay giành quyền trả lời trước sẽ được trả lời, nếu câu trả lời đúng coi như đội đã bắt được một con bướm,
nếu trả lời sai ba đội còn lại được tiếp tục giành quyền trả lời, sau hai lượt mà không có đội trả lời đúng thì GV đưa ra đáp án đúng và chuyển sang câu hỏi khác. Sau 8câu trắc nghiệm, đội nào bắt được nhiều bướm nhất sẽ là đội chiến thắng. Bước 2 Các đội chơi lần lượt trả lời các câu hỏi Bước 3 Sau mỗi câu hỏi, GV giải thích nhanh đáp án cho HS. Bước 4 Kết thức 8 câu hỏi, GV thông báo đội giành chiến thắng và có hình thức tuyên dương, khen thưởng (tuyên dương trước lớp, một tràng pháo tay, điểm cộng, ) Hoạt động 4: Vận dụng a. Mục tiêu: - Giúp học sinh tự vận dụng, tìm tòi mở rộng các kiến thức trong bài học và tương tác với cộng đồng. Tùy theo năng lực mà các em sẽ thực hiện ở các mức độ khác nhau. b. Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ ở nhà theo nhóm hoặc cá nhân c. Sản phẩm: Bài tự làm vào vở ghi của HS. d. Tổ chức thực hiện: Nội dung 1: - Làm bài tập trong SGK Vận dụng kiến - Tìm hiểu một số ứng dụng của lực Lo-ren-xơ như đo lường điện từ, thức ống phóng điện tử trong truyền hình, khối phổ kế, các máy gia tốc, Nội dung 2: Ôn tập lại kiến thức đã học trong chương 4, chuẩn bị cho tiết ôn tập Chuẩn bị bài tiếp theo cho tiết sau V. ĐIỀU CHỈNH, THAY ĐỔI, BỔ SUNG (NẾU CÓ)
Giáo viên giảng dạy: Lớp dạy: Ngày soạn: Ngày dạy: Tiết 40: BÀI TẬP I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức -Củng cố lại các kiến thức liên quan đến chương 4 Từ trường 2. Năng lực a. Năng lực chung - Năng lực tự học và nghiên cứu tài liệu. - Năng lực trình bày và trao đổi thông tin. - Năng lực nêu và giải quyết vấn đề. - Năng lực hoạt động nhóm. b. Năng lực đặc thù môn học - Thực hiện được các bài tập cơ bản có liên quan đến từ trường của các dòng điện có dạng đặc biệt. - Giải được các bài toán về xác định cảm ứng từ tổng hợp do nhiều dòng diện gây ra. - Làm được một số bài tập đơn giản về lực từ, lực Lorenxơ - Rèn luyện kĩ năng tính toán và suy luận cho học sinh. 3. Phẩm chất - Có thái độ hứng thú trong học tập. - Có ý thức tìm hiểu và liên hệ các hiện tượng thực tế liên quan. - Có tác phong làm việc của nhà khoa học. II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU 1. Giáo viên - Game powerpoint cờ cá ngựa với 20 câu hỏi trắc nghiệm - Phiếu học tập Phiếu học tập
Từ trường của dòng điện có dạng đặc Lực từ biệt Dây dẫn Dây dẫn Ống dây Lực từ tác Lực Lo-ren- thẳng dài uốn thành dẫn hình trụ dụng lên xơ vòng tròn đoạn dây dẫn mang điện Qui tắc xác định chiều Công thức 2. Học sinh - Ôn lại công thức xác định cảm ứng từ của dòng điện trong các trường hợp đặc biệt, công thức xác định lực từ, Lực lorenxơ - SGK, vở ghi bài, giấy nháp III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC Hoạt động 1: Mở đầu: Ôn tập lại kiến thức cũ a. Mục tiêu: Giúp HS nhớ lại công thức, kiến thức của bài học trước để làm các bài tập liên quan b. Nội dung: Học sinh tiếp nhận vấn đề từ giáo viên c. Sản phẩm: Báo cáo kết quả hoạt động nhóm và nội dung vở ghi của HS d. Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung các bước hiện Bước 1 GV yêu cầu HS hoàn thành phiếu học tập để ôn lại các công thức đã học trong chương 4 từ trường Bước 2 Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm Bước 3 GV quan sát, theo dõi, hỗ trợ HS khi cần thiết Bước 4 - GV quan sát và lựa chọn hai nhóm: chính xác nhất, sai sót nhiều nhất, để trình bày trước lớp. - HS các nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả lời của nhóm đại diện. Bước 5 GV khái quát lại các công thức chính và qui tắc xác định chiều các đại lượng đã học chương từ trường Hoạt động 2: Hình thành kiến thức Hoạt động 2.1: Giải một số bài tập trắc nghiệm thông qua trò chơi Cờ cá ngựa a. Mục tiêu: - Giải được các bài tập cơ bản có liên quan đến từ trường của các dòng điện có dạng đặc biệt. - Làm được một số bài tập đơn giản về lực từ, lực Lorenxơ b. Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm hoàn thành yêu cầu dựa trên gợi ý của giáo viên
c. Sản phẩm: NỘI DUNG Câu 11: đoạn dây dẫn thẳng mang dòng điện I có chiều như hình vẽ đặt trong từ trường đều, đường sức từ có hướng như hình vẽ: Câu 12: Hình nào biểu diễn đúng hướng lực tù tác dụng lên một đoạn dây dẫn thẳng mang dòng điện I có chiều như hình vẽ đặt trong tù trường đều, đường sức từ có hướng như hình vẽ: Câu 13: Đặt một đoạn dây dẫn thẳng dài 120 cm song song với từ trường đều có độ lớn cảm ứng từ 0,8 T. Dòng điện trong dây dẫn là 20 A thì lực từ có độ lớn là A.19,2 N.B.1920 N. C.1,92 N.D.0 N. Câu 14: Một đoạn dây dẫn dài 0,80 m đặt nghiêng một góc 600 so với hướng của các đường sức từ trong một từ trường đều có cảm ứng từ 0,50 T. Khi dòng điện chạy qua đoạn dây dẫn này có cường độ 7,5 A, thì đoạn dây dẫn bị tác dụng một lực từ bằng bao nhiêu? A.4,2 N.B.2,6 N.C.3,6 N.D.1,5 N. Câu 15: Một đoạn dây dẫn thẳng dài 128 cm được đặt vuông góc với các đường sức từ trong một từ trường đều có cảm ứng từ 0,83 T. Xác định lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn khi dòng điện chạy qua đoạn dây dẫn này có cường độ 18A. A.19 N.B.1,9 N.C.191 N.D.1910 N. Câu 16: Một dây dẫn thẳng dài 1,4 m đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ 0,25 T. Khi dòng điện cường độ 12 A chạy qua dây dẫn thì dây dẫn này bị tác dụng một lực bằng 2,1 N. Góc hợp bới hướng của dòng điện chạy qua dây dẫn và hướng của cảm ứng từ gần giá trị nào nhất sau đây? A.300 B.560 C.450 D.900 Câu 17: Trong các hình vẽ sau, hình vẽ nào biểu diễn đúng hướng của véc tơ cảm ứng từ tại tâm vòng dây của dòng điện trong vòng dây tròn mang dòng điện: B B B A. B. C. D. B I I I I Câu 18: Trong các hình vẽ sau, hình vẽ nào biểu diễn sai hướng của đường cảm ứng từ của dòng điện trong ống dây gây nên: D. A và B A. C. I B. I I Câu 19: Dòng điện chạy qua một dây dẫn thẳng dài đặt nằm ngang trong không khí gây ra tại một điểm cách nó 4,5 cm một cảm ứng từ có độ lớn 2,8.10 4 T. Cường độ của dòng điện chạy qua dây dẫn là A.56 A. B.44 A. C.63 A. D.8, 6 A
Câu 20: Dòng điện chạy qua một dây dẫn thẳng dài đặt nằm ngang trong không khí gây ra tại một điểm cách nó 4,5 cm một cảm ứng từ có độ lớn 2,8.10 5 T. Độ lớn của cảm ứng từ do dòng điện này gây ra tại điểm cách nó 10 cm là A.1,26.10 5 T. B.1,24.10 5 T. C.1,38.10 5 T. D.8,6.10 5 T Câu 21: Một dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài vô hạn có độ lớn 10 A đặt trong chân không sinh ra một từ trường có độ lớn cảm ứng từ tại điểm cách dây dẫn 50 cm là : A.4.10-6 T.B.2.10 -7/5 T. C.5.10-7 T.D.3.10 -7 T. Câu 22: Tại một điểm cách một dây dẫn thẳng dài vô hạn mang dòng điện 5 A thì có cảm ứng từ 0,4 μT. Nếu cường độ dòng điện trong dây dẫn tăng thêm 10 A thì cảm ứng từ tại điểm đó có giá trị là A.0,8 μT.B.1,2 μT. C.0,2 μT.D.1,6 μT. Câu 23: Một vòng dây tròn đặt trong chân không có bán kính R mang dòng điện có cường độ I thì cảm ứng từ tại tâm vòng dây là 10T. Nếu cho dòng điện trên qua vòng dây có bán kính 4R thì cảm ứng từ tại tâm vòng dây có độ lớn là A.6.10 6 T. B.1,2.10 6 T. C.15.10 6 T.D.2,5.10 6 T. Câu 24: Khi cho dòng điện cường độ chạy 10 A qua một vòng dây dẫn đặt trong không khí thì cảm ứng từ tại tâm của vòng dây dẫn có độ lớn là 2,1.10-4 T. Bán kính của vòng dây là A.5,0 cm. B.0,3 cm. C.3,0 cm. D.2,5 cm. Câu 25: Ống dây hình trụ dài 30cm đặt trong không khí có 100 vòng dây. Cường độ dòng điện qua ống dây là 0,3/π A. Độ lớn cảm ứng từ trong lòng ống dây là A.4.10 5 T. B.2.10 5 T. C.6,26.10 5 T. D.9,42.10 5 T. Câu 26: Một ống dây dài 20 cm, có 1200 vòng dây đặt trong không khí. Độ lớn cảm ứng từ bên trong ống dây là 75.10 3 T. Cường độ dòng điện chạy trong ống dây là A.5A. B.9,9 A. C.15A. D.20 A. Câu 27: Trong hình vẽ sau hình nào chỉ đúng hướng của lực Lorenxơ tác dụng lên electron chuyển động trong từ trường đều: N S v v v v A. B. C. D. N e S S e N F e F e F F S N Câu 28: Trong hình vẽ sau hình nào chỉ đúng hướng của lực Lorenxơ tác dụng lên electron và hạt mang điện dương chuyển động trong từ trường đều: S S F v e v v D. A. S N B. N S C. F q> e F q> v F 0 N0 N
Câu 29: Một điện tích có độ lớn 10 μC bay với vận tốc 105 m/s vuông góc với các đường sức vào một từ trường đều có độ lớn cảm ứng từ bằng 1 T. Độ lớn lực Lo – ren – xơ tác dụng lên điện tích là A.1 N. B.10 4 N.C.0,1 N.D.0 N. Câu 30: Một điện tích bay vào một từ trường đều với vận tốc 2.105 m/s thì chịu một lực Lo – ren – xơ có độ lớn là 10 mN. Nếu điện tích đó giữ nguyên hướng và bay với vận tốc 5.105 m/s vào thì độ lớn lực Lo – ren – xơ tác dụng lên điện tích là A.25 mN.B.4 mN. C.5 mN.D.10 mN. d. Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung các bước hiện Bước 1 GV chia lớp thành 4 đội, các đội bốc thăm chọn màu cá ngựa và thông qua luật chơi: Mỗi đội lần lượt trả lời các câu hỏi của đội mình. Mỗi câu trả lời đúng ngựa của đội được tiến lên 1 ô. Đội nào tiến đến cúp đầu tiên là đội giành chiến thắng Bước 2 Các đội chơi lần lượt trả lời các câu hỏi Bước 3 Sau mỗi câu hỏi, GV giải thích nhanh đáp án cho HS. Bước 4 Kết thức 20 câu hỏi, GV thông báo đội giành chiến thắng và có hình thức tuyên dương, khen thưởng (tuyên dương trước lớp, một tràng pháo tay, điểm cộng, ) Hoạt động 4: Vận dụng a. Mục tiêu: - Chuẩn bị nội dung kiến thức cho tiết sau. b. Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ ở nhà theo nhóm hoặc cá nhân c. Sản phẩm: Bài tự làm vào vở ghi của HS. d. Tổ chức thực hiện: Nội dung Ôn lại kiến thức về cảm ứng từ đã học ở THCS chuẩn bị bài mới Chuẩn bị cho tiết sau V. ĐIỀU CHỈNH, THAY ĐỔI, BỔ SUNG (NẾU CÓ) Giáo viên giảng dạy: Lớp dạy: Ngày soạn: Ngày dạy: Tiết 41, 42:
CHỦ ĐỀ: TỪ THÔNG – CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức - Viết được công thức và hiểu được ý nghĩa vật lý của từ thông. - Phát biểu được định nghĩa và hiểu được khi nào thì có hiện tượng cảm ứng điện từ. - Phát biểu được định luật Len-xơ theo những cách khác nhau và biết vận dụng để xác định chiều của dòng điện cảm ứng trong các trường hợp khác nhau. - Phát biểu được định nghĩa và nêu được một số tính chất của dòng điện Fu-cô. - Viết được công thức tính suất điện động cảm ứng. 2. Năng lực a. Năng lực chung - Năng lực tự học và nghiên cứu tài liệu. - Năng lực trình bày và trao đổi thông tin. - Năng lực nêu và giải quyết vấn đề. - Năng lực hoạt động nhóm. b. Năng lực đặc thù môn học - Vận dụng định luật Len xơ xác định chiều dòng điện cảm ứng - Vận dụng các công thức đã học để tính được từ thông, suất điện động cảm ứng trong một số trường hợp đơn giản. 3. Phẩm chất - Có thái độ hứng thú trong học tập. - Có ý thức tìm hiểu và liên hệ các hiện tượng thực tế liên quan. - Có tác phong làm việc của nhà khoa học. II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU 1. Giáo viên - Thí nghiệm về hiện tượng cảm ứng điện từ, bao gồm: + Điện kế + Khung dây dẫn kín + Nam châm - Thí nghiệm về dòng điện Fu-cô, gồm: + 2 khối kim loại, một khối nguyên vẹn và một khối đã khoét lỗ + 1 nam châm điện a. Phiếu học tập và phiếu trợ giúp Phiếu học tập số 1 Câu 1:Từ thông phụ thuộc vào những yếu tố nào? Câu 2: Xác định giá trị của từ thông trong các trường hợp sau: Phiếu học tập số 2
Nêu các phương án có thể làm thay đổi từ thông qua một mạch kín? a. Thí nghiệm với nam châm vĩnh cửu b. Thí nghiệm với nam châm điện c. Thí nghiệm Faraday Phiếu học tập số 3 Thí nghiệm 1: Cho nam châm dịch chuyển lại gần, ra xa vòng dây hoặc vòng dây chuyển động lại gần, ra xa nam châm - Biểu diễn chiều dương của mạch kín (Chọn chiều dương trên mạch kín phù hợp với chiều đường sức từ của nam châm) - Giải thích sự biến thiên của từ thông qua mạch kín? - Quan sát độ lệch của kim điện kế và nhận xét về sự xuất hiện của dòng điện khi: + Nam châm hoặc vòng dây chuyển động? + Nam châm và vòng dây ngừng chuyển động? - So sánh chiều của dòng điện sinh ra trong mạch kín với chiều dương của mạch kín trong hai trường hợp: + Nam châm lại gần vòng dây hoặc vòng dây lại gần nam châm
+ Nam châm ra xavòng dây hoặc vòng dây ra xa nam châm - Thay đổi tốc độ chuyển động của nam châm hoặc vòng dây, so sánh độ lệch kim điện kế trong các trường hợp, từ đó dự đoán mối quan hệ giữa tốc độ dịch chuyển của nam châm, độ lệch kim điện kế và độ lớn cường độ dòng điện xuất hiện trong cuộn dây Phiếu học tập số 4 Thí nghiệm 2: Cho vòng dây quanh quanh một trục song song với mặt phẳng chứa mạch hoặc là làm biến dạng vòng dây, hoặc cho nam châm quay - Giải thích sự biến thiên của từ thông qua mạch kín? - Quan sát độ lệch của kim điện kế và nhận xét về sự xuất hiện của dòng điện khi: + Nam châm hoặc vòng dây chuyển động? + Nam châm và vòng dây ngừng chuyển động? - Thay đổi tốc độ chuyển động của nam châm hoặc vòng dây, so sánh độ lệch kim điện kế trong các trường hợp, từ đó dự đoán mối quan hệ giữa tốc độ dịch chuyển của nam châm, độ lệch kim điện kế và độ lớn cường độ dòng điện xuất hiện trong cuộn dây Phiếu học tập số 5 Thí nghiệm 3: Thay đổi cường độ dòng điện của nam châm điện bằng cách thay đổi điện trở của biến trở. - Giải thích sự biến thiên của từ thông qua mạch kín? - Quan sát độ lệch của kim điện kế và nhận xét về sự xuất hiện của dòng điện khi: + Dòng điện của nam châm điện thay đổi? + Dòng điện của nam châm điện ngừng thay đổi? - Dịch chuyển con chạy của biến trở với các tốc độ khác nhau, nhận xét mối quan hệ giữa tốc độ dịch chuyển của con chạy và góc lệch của kim điện kế và cường độ dòng điện? Phiếu học tập số 6 Thí nghiệm 4: Thí nghiệm Fa-ra-day Thí nghiệm gồm hai ống dây như hình vẽ. Ống dây 1 nối với khóa K hoặc biến trở, ống dây 2 nối với điện kế G
Trong khi đóng, ngắt khóa K hoặc khi đang thay đổi điện trở của biến trở, kim điện kế G bị lệch. Sau khi đã đóng hoặc ngắt khóa K hoặc không thay đổi điện trở của biến trở, kim điện kế ở vạch 0. Hãy: - Giải thích sự biến thiên của từ thông qua ống dây 2 - Kim điện kế bị lệch khi đóng ngắt khóa K hoặc khi thay đổi điện trở của biến trở chứng tỏ điều gì? - Dòng điện trong ống dây 2 chỉ xuất hiện khi nào? Phiếu học tập số 7: Tổng kết Câu 1: Nêu các đặc điểm chung trong thí nghiệm 1, thí nghiệm 2, thí nghiệm 3, thí nghiệm 4? Câu 2:So sánh chiều của dòng điện xuất hiện trong mạch kín với chiều dương của mạch tương ứng với hai trường hợp: Từ thông tăng, từ thông giảm  Câu 3:Đại lượng gọi là tốc độ biến thiên của từ thông. Từ mối quan hệ giữa tốc độ t dịch chuyển của nam châm với cường độ dòng điện xuất hiện trong mạch kín, dự đoán mối quan hệ giữa tốc độ biến thiên của từ thông với cường độ dòng điện trong mạch? Phiếu học tập số 8 Câu 1: Đọc SGK và tìm mối quan hệ giữa suất điện động cảm ứng và định luật Len- xơ? Câu 2:Hoàn thành yêu cầu C3 S N Câu 3: Bản chất của hiện tượng cảm ứng điện từ là gì? Phiếu học tập số 9 TN1:Một bánh xe kim loại có dạng một đĩa tròn quay xung quanh trục O của nó trước một nam châm điện. Quan sát TN và nhận xét về sự quay của bánh xe khi chưa cho dòng điện chạy vào nam châm và khi có dòng điện chạy vào nam châm TN2: Hai con lắc bằng khối kim loại, một xẻ rảnh, một không xẻ rảnh đặt dao động trong từ trường của một nam châm điện. So sánh thời gian dao động của hai con lắc Giải thích kết quả của hai thí nghiệm trên Phiếu học tập số 10
Nêu một số tính chất và công dụng của dòng Fu-cô Phiếu trợ giúp phiếu học tập số 10 Dòng Fu-cô có lợi: 1. Khi chuyển động trong từ trường, khối kim loại xuất hiện những lực từ có tác dụng cản trở chuyển động của chúnggọi là lực hãm điện từ. Tính chất này được ứng dụng trong các bộ phanh điện từ của những ô tô hạng nặng 2. Dòng điện Fu-cô gây ra hiệu ứng tỏa nhiệt khi khối kim loại chuyển động trong từ trường hoặc đặt trong từ trường biến thiên. Ứng dụng trong các lò cảm ứng để nung nóng kim loại và chế tạo bếp từ. DòngFu-cô có hại: Trong những thiết bị điện như động cơ điện, máy biến áp, dòng Fu-cô gây nên những tổn hao năng lượng vô ích. Để giảm tác dụng của dòng Fu-cô, người ta tăng điện trở của khối kim loại như khoét lỗ bánh xe, các lõi sắt được làm bằng nhiều lá tôn Silic ghép cách điện với nhau, những lá thép mỏng này được đặt song song với đường sức từ. Lúc đó dòng điện Fu- cô chạy trong từng lá mỏng điện trở lớn nên có cường độ nhỏ làm giảm hao phí điện năng và lõi sắt ít bị nóng. 2. Học sinh - Ôn lại kiến thức về đường sức điện, đường sức từ và khái niệm từ thông đã học THCS - SGK, vở ghi bài, giấy nháp. III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC Hoạt động 1:Mở đầu: Làm nảy sinh và phát biểu vấn đề tìm hiểu về
a. Mục tiêu: - Kiểm tra kiến thức cũ, chuẩn bị điều kiện xuất phát để nghiên cứu kiến thức mới - Từ kiến thức đã biết: dòng điện gây ra từ trường, kích thích HS tìm hiểu khi nào từ trường gây ra dòng điện b. Nội dung: Học sinh tiếp nhận vấn đề từ giáo viên c. Sản phẩm: ý kiến của các nhóm. d. Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung các bước hiện Bước 1 GV nêu câu hỏi kiểm tra kiến thức cũ: Từ trường là gì? Từ trường tồn tại ở những đâu? Bước 2 HS suy nghĩ cá nhân tìm câu trả lời: - Từ trường là dạng vật chất tồn tại trong không gian mà biểu hiện cuh thể là sự xuất hiện của lực từ tác dụng lên một dòng điện hay một nam châm đặt trong đó - Từ trường tồn tại xung quanh nam châm hoặc xung quanh dòng điện Bước 3 GV đặt vấn đề: Xung quanh một dây dẫn có dòng điện tồn tại một từ trường. Vậy trong điều kiện nào từ trường gây ra dòng điện? Cách đâu rất lâu, nhà bác học M. Fa-ra-đay đã đặt ra câu hỏi này và ông đã tiến hành nghiên cứu, giải đáp. Vậy câu trả lời cho câu hỏi đó là gì? Đó là nội dung của bài học ngày hôm nay Bước 4 HS nhận thức được vấn đề cần nghiên cứu Hoạt động 2: Hình thành kiến thức Hoạt động 2.1: Tìm hiểu khái niệm về từ thông a. Mục tiêu: - Viết được công thức và hiểu được ý nghĩa vật lý của từ thông. b. Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm hoàn thành yêu cầu dựa trên gợi ý của giáo viên c. Sản phẩm: Từ thông a. Định nghĩa: Xét một diện tích S nằm trong từ trường đều B có véc tơ pháp tuyến n tạo với từ trường một góc α thì đại lượngΦ = Bscosα gọi là từ thông qua diện tích S đã cho. b. Đơn vị: vêbe (Wb). d. Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung các bước hiện Bước 1 GV vẽ hình và giới thiệu cho HS khái niệm từ thông: Xét một diện tích S nằm trong từ trường đều B có véc tơ pháp tuyến n tạo với từ trường một góc α thì đại lượngΦ = Bscosα gọi là từ thông qua diện tích S đã cho. Bước 2 GV yêu cầu HS hoàn thành phiếu học tập số 1
Bước 3 - Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm Bước 4 - Báo cáo kết quả và thảo luận + Đại diện 1 nhóm trình bày. + Học sinh các nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả lời của nhóm đại diện. Bước 5 - Giáo viên tổng kết đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập của học sinh và đưa ra giải thích ý nghĩa của từ thông, thông báo đơn vị từ thông Hoạt động 2.2: Tìm hiểu về hiện tượng cảm ứng điện từ a. Mục tiêu: - Phát biểu được định nghĩa và hiểu được khi nào thì có hiện tượng cảm ứng điện từ. - Phát biểu được định luật Len-xơ theo những cách khác nhau và biết vận dụng để xác định chiều của dòng điện cảm ứng trong các trường hợp khác nhau. b. Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm hoàn thành yêu cầu dựa trên gợi ý của giáo viên c. Sản phẩm: Hiện tượng cảm ứng điện từ - Mỗi khi từ thông qua mạch kín biến thiên thì trong mạch kín xuất hiện một dòng điện gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ. - Hiện tượng cảm ứng điện từ chỉ tồn tại trong khoảng thời gian từ thông qua mạch kín biến thiên. Định luật Len – xơ về chiều dòng điện cảm ứng: a. Định luật Len-xơ: Dòng điện cảm ứng xuất hiện trong mạch kín có chiều sao cho từ trường cảm ứng có tác dụng chống lại sự biến thiên từ thông ban đầu qua mạch kín. b. Nếu sự biến thiến từ thông xảy ra do chuyển động thì từ trường cảm ứng chống lại chuyển động nói trên. Suất điện động cảm ứng trong mạch kín. a. Định nghĩa: Suất điện động cảm ứng là suất điện động sinh ra dòng điện cảm ứng trong mach kín. b. Định luật Faraday: Độ lớn suất điện động suất hiện trong mạch kín tỉ lệ với tốc độ biến thiên từ thông qua mạch kín đó.  e (1) c t  Độ lớn: e (2) c t Trong biểu thức (1), dấu (-) là để phù hợp với định luật Len – xơ. + Nếu Φ tăng thì ec 0, dòng điện cảm ứng cùng chiều với chiều của mạch. d. Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung các bước hiện Bước 1 GV đặt vấn đề và giới thiệu các dụng cụ TN: Bây giờ, ta sẽ xét một mạch kín cụ thể (khung dây), đặt trong một từ trường (từ trường do nam châm vĩnh cửu, nam châm điện, dòng điện sinh ra)
GV: Từ biểu thức từ thông, nêu các phương án có thể làm thay đổi từ thông qua một mạch kín? Sử dụng kĩ thuật khăn trải bàn. GV phát cho mỗi nhóm 1 phiếu học tập số 2, trên khổ A0 Mỗi HS làm việc đọc lập trong 3 phút, ghi câu trả lời của mình trên phiếu học tập Trên cơ sở của phiếu cá nhân, các thành viên trao đổi, thảo luận và thống nhất ý kiến ghi vào phần giữa của phiếu học tập - GV quan sát và lựa chọn hai nhóm: chính xác nhất, sai sót nhiều nhất, để trình bày trước lớp. - HS các nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả lời của nhóm đại diện. - GV tổng kết đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập của học sinh và nhấn mạnh lại các phương án có thể thay đổi từ thông qua một mạch kín: Từ thông phụ thuộc vào B, S và α. Nếu một trong ba đại lượng này thay đổi thì từ thông sẽ thay đổi. +Thay đổi B bằng cách thay đổi khoảng cách giữa khung dây và nam châm vĩnh cửu, thay đổi cường độ dòng điện của nam châm điện, thay đổi cường độ dòng điện ở TN Faraday bằng cách đóng ngắt khóa K, thay đổi biến trở + Thay đổi α bằng cách cho nam châm hoặc khung dây quay + Thay đổi S bằng cách bóp méo khung dây Bước 2 - GV đưa ra các phương án tối ưu có thể tiến hành TN, yêu cầu các nhóm tiến hành TN và hoàn thành phiếu học tập số 3, 4, 5, 6 (Tùy vào điều kiện, có thể cho HS tiến hành với TN thật, TN ảo hoặc đọc SGK để hoàn thành phiếu học tập) Sử dụng kĩ thuật mảnh ghép. - Cả lớp chia là 4 nhóm chuyên gia và 4 nhóm mảnh ghép (mỗi nhóm mảnh ghép gồm 4 thành viên từ 4 nhóm chuyên gia) Bốn nhóm chuyên gia sẽ tiến hành tìm hiểu 4 thí nghiệm ứng với 4 phiếu học tập 3,4,5,6 Các thành viên nhóm chuyên gia sẽ chia sẻ kiến thức tìm hiểu được với các thành viên trong nhóm mảnh ghépvà mỗi nhóm phải hoàn thành hết các phiếu học tập số 3,4,5,6. - Sau khi các nhóm đã hoàn thành được 4 phiếu học tập 3,4,5,6, giáo viên yêu cầu các nhóm hoàn thành phiếu học tập số 7 Bước 3 - GV quan sát và lựa chọn hai nhóm: chính xác nhất, sai sót nhiều nhất, để trình bày trước lớp. - HS các nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả lời của nhóm đại diện. Bước 4 - GV tổng kết đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập của học sinh và tổng kết kiến thức chính: +Tất cả 4 thí nghiệm trên đều có đặc điểm chung là khi một trong các đại lượng B, S, α thay đổi thì từ thông qua mạch kín biến thiên, khi từ
thông trong mạch kín biến thiên thì trong mạch xuất hiện dòng điện. + Nếu từ thông không biến thiên nữa (nam châm, vòng dây dừng lại, ) thì dòng điện cũng không còn. - GV đưa ra kết luận về hiện tượng cảm ứng điện từ  Khi từ thông qua mạch kín biến thiên thì trong mạch xuất hiện một dòng điện gọi là dòng điện cảm ứng. Hiện tượng xuất hiện dòng điện cảm ứng trong mạch kín gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ  Hiện tượng cảm ứng điện từ chỉ tồn tại trong thời gian khi từ thông qua mạch kín biến thiên - Ở TN1, khi từ thông tăng, dòng điện cảm ứng ngược chiều với chiều dương, khi từ thông giảm, dòng điện cảm ứng cùng chiều với chiều dương. Khi dòng điện cảm ứng xuất hiện cũng sinh ra từ trường gọi là từ trường cảm ứng. Có thể suy ra: Khi từ thông tăng, từ trường cảm ứng ngược chiều với từ trường ban đầu và khi từ thông giảm, từ trường cảm ứng cùng chiều với từ trường ban đầu Từ đây, ta có thể phát biểu định luật Len-xơ về chiều dòng điện cảm ứng là: Dòng điện cảm ứng xuất hiện trong mạch kín có chiều sao cho từ trường cảm ứng có tác dụng chống lại sự biến thiên từ thông ban đầu qua mạch kín. - GV phân tích để HS thấy được sự hình thành các cực Bắc, Nam và tương tác nam châm khi có sự dịch chuyển. Từ đó đưa ra cách phát biểu dạng khác của định luật Len-xơ: Nếu sự biến thiến từ thông xảy ra do chuyển động thì từ trường cảm ứng chống lại chuyển động nói trên.  Sự xuất hiện dòng điện cảm ứng trong mạch kín chứng tỏ tồn tại một nguồn điện trong mạch đó. Suất điện động của nguồn này được gọi là suất điện động cảm ứng  Từ các TN trên ta thấy, khi tốc độ biến thiên từ thông càng lớn thì cường độ dòng điện cảm ứng càng lớn, nghĩa là suất điện động cảm ứng càng lớn. Từ các TN định lượng chính xác đã rút ra biểu thức về mối quan hệ giữa tốc độ biến thiên từ thông và suất điện động cảm ứng trong mạch:  e c t Bước 5 - GV yêu cầu HS hoàn thành phiếu học tập số 8 - Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm - Báo cáo kết quả và thảo luận + Đại diện 1 nhóm trình bày. + Học sinh các nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả lời của nhóm đại diện. - Giáo viên tổng kết đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập của học sinh: Sự xuất hiện dấu (-) trong biểu thức của e C là phù hợp với định luật Len-xơ.
Trước hết mạch kín (C) phải được định hướng. Dựa vào chiều đã chọn trên (C), ta chọn chiều pháp tuyến dương để tính từ thông qua mạch kín. Nếu  tăng thì eC 0: chiều của suất điện động cảm ứng (chiều của dòng điện cảm ứng) cùng chiều với chiều của mạch. Bản chất của hiện tượng cảm ứng điện từ là quá trình chuyển hóa cơ năng thành điện năng. Hoạt động 2.3: Tìm hiểu về dòng điện Fu-cô a. Mục tiêu: - Phát biểu được định nghĩa và nêu được một số tính chất của dòng điện Fu-cô. b. Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm hoàn thành yêu cầu dựa trên gợi ý của giáo viên c. Sản phẩm: Dòng điện Fu-cô a. Dòng Fu-côlà dòng điện cảm ứng xuất hiện trong các khối kim loại khi khối này chuyển động trong một từ trường hoặc đặt trong một từ trường biến thiên theo thời gian. b. Giải thích: Khi khối kim loại chuyển động trong từ trường thì trong thể tích của chúng xuất hiện dòng điện cảm ứng, gọi là dòng điện Fu-cô. Theo định luật Len-xơ, dòng điện cảm ứng này luôn có tác dụng chống lại sự chuyển động của chúng, nên xuất hiện một lực hãm điện từ cản trở chuyển động. c. Tính chất và công dụng của dòng điện Fu-cô: - Khi vật dẫn chuyển động trong từ trường nó chịu tác dụng của lực hãm điện từ rất lớn. Tác dụng này ứng dụng để chế tạo phanh điện từ. - Dòng Fu-cô gây ra tác dụng tỏa nhiệt. Ứng dụng trong các lò cảm ứng để nung nóng kim loại. Để giảm tỏa nhiệt năng mất mát do dòng Fu-cô, người ta tăng điện trở của khối kim loại bằng cách khoét lỗ, ghép nhiều lá kim loại liền nhau, d. Tổ chức thực hiện: Bước 1 - GV đặt vấn đề: Thực nghiệm chứng tỏ rằng dòng điện cảm ứng cũng xuất hiện trong các khối kim loại khi những khối này chuyển động trong một từ trường hoặc đặt trong một từ trường biến thiên theo thời gian. Những dòng điện cảm ứng đó gọi là dòng điện Fu - cô - Yêu cầu HS hoàn thành phiếu học tập số 9 Bước 2 - Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm - Báo cáo kết quả và thảo luận + Đại diện 1 nhóm trình bày. + Học sinh các nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả lời của nhóm đại diện. - Giáo viên tổng kết đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập của học sinh: TN1: Khi chưa có dòng điện chạy vào nam châm, bánh xe bình thường Khi cho dòng điện chạy vào nam châm, bánh xe quay chậm và bị hãm dừng lại
TN2: Khi chưa có dòng điện chạy vào nam châm, hai con lắc dao động giống nhau. Khi có dòng điện chạy vào nam châm, con lắc xẻ rảnh dao động lâu hơn con lắc nguyên khối Giải thích: Khi bánh xe hoặc khối kim loại chuyển động trong từ trường thì trong thể tích của chúng xuất hiện dòng điện cảm ứng, gọi là dòng Fu-cô. Theo định luật Len-xơ, dòng điện này luôn có tác dụng chống lại sự chuyển dời. Do đó, ở TN 1, bánh xe sẽ quay chậm và bị hãm dừng lại. Ở TN 2, cả hai con lắc xẻ rãnh và nguyên khối đều có dòng Fu-cô nhưng con lắc xẻ rảnh có diện tích nhỏ hơn con lắc nguyên khối, điện trở thấp hơn, do đó dòng Fu-cô nhỏ hơn nên dao động được lâu hơn so với con lắc nguyên khối Bước 3 - GV giao nhiệm vụ mới: yêu cầu HS hoàn thành phiếu học tập số 10 - HS thực hiện nhiệm vụ theo nhóm. Trong quá trình thực hiện, có thể sử dụng phiếu trợ giúp nếu cần thiết - GV quan sát và lựa chọn hai nhóm: chính xác nhất, sai sót nhiều nhất, để trình bày trước lớp. - HS các nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả lời của nhóm đại diện. - GV đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập của học sinh. Tổng kết kiến thức chính:  Khi vật dẫn chuyển động trong từ trường nó chịu tác dụng của lực hãm điện từ rất lớn. Tác dụng này ứng dụng để chế tạo phanh điện từ.  Dòng Fu-cô gây ra tác dụng tỏa nhiệt. Ứng dụng trong các lò cảm ứng để nung nóng kim loại. Để giảm tỏa nhiệt năng mất mát do dòng Fu-cô, người ta tăng điện trở của khối kim loại bằng cách khoét lỗ, ghép nhiều lá kim loại liền nhau, Hoạt động 3: Luyện tập a. Mục tiêu: HS hệ thống hóa kiến thức chính của bài học b. Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm hoàn thành yêu cầu dựa trên gợi ý của giáo viên c. Sản phẩm: Kiến thức được hệ thống và hiểu sâu hơn các định nghĩa. d. Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung các bước hiện Bước 1 GV yêu cầu HS làm việc nhóm, tóm tắt kiến thức về chủ đề Từ thông – cảm ứng điện từ. Gợi ý HS dùng bản đồ tư duy hoặc bảng để trình bày (không bắt buộc) Bước 2 Nhóm học sinh thực hiện nhiệm vụ tổng kết kiến thức Bước 3 HS giới thiệu sản phẩm của nhóm trước lớp và thảo luận. GV nhận xét, tổng kết Bước 4 GV yêu cầu HS giải câu 3,4,5 trang 147 SGK VL11 Bước 5 Học sinh thực hiện nhiệm vụ. GV nhận xét bài giải của HS Hoạt động 4: Vận dụng
a. Mục tiêu: - Giúp học sinh tự vận dụng, tìm tòi mở rộng các kiến thức trong bài học và tương tác với cộng đồng. Tùy theo năng lực mà các em sẽ thực hiện ở các mức độ khác nhau. b. Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ ở nhà theo nhóm hoặc cá nhân c. Sản phẩm: Bài tự làm vào vở ghi của HS. d. Tổ chức thực hiện: Nội dung 1: - Làm bài tập trong SGK Vận dụng kiến - Tìm hiểu thêm một số ứng dụng của dòng điện Fu-cô trong thực tế thức Nội dung 2: Đọc trước bài 25 Tự cảm Chuẩn bị cho tiết sau V. ĐIỀU CHỈNH, THAY ĐỔI, BỔ SUNG (NẾU CÓ)
Giáo viên giảng dạy: Lớp dạy: Ngày soạn: Ngày dạy: Tiết 43: BÀI TẬP I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức - Củng cố lại các kiến thức liên quan đến từ thông, hiện tượng cảm ứng điện từ 2. Năng lực a. Năng lực chung - Năng lực tự học và nghiên cứu tài liệu. - Năng lực trình bày và trao đổi thông tin. - Năng lực nêu và giải quyết vấn đề. - Năng lực hoạt động nhóm. b. Năng lực đặc thù môn học - Làm được một số bài tập xác định chiều dòng điện cảm ứng. - Giải các bài tập liên quan đến từ thông và hiện tượng cảm ứng điện từ. - Rèn luyện kĩ năng tính toán và suy luận cho học sinh 3. Phẩm chất - Có thái độ hứng thú trong học tập. - Có ý thức tìm hiểu và liên hệ các hiện tượng thực tế liên quan. - Có tác phong làm việc của nhà khoa học. II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU 1. Giáo viên - Game ngôi sao may mắn với 10 câu hỏi trắc nghiệm - Phiếu học tập Phiếu học tập Bài tập 1: Một khung dây chữ nhật ABCD gồm 20 vòng cạnh là 5 cm và 4 cm. Khung đặt trong từ trường đều B = 3.10-3T, đường sức vuông góc với mặt khung. a) Tịnh tiến khung dây trong từ trường thì từ thông qua khung thay đổi như thế nào? b) Quay khung 600 quanh cạnh AB, tính độ biến thiên từ thông qua khung Bài tập 2: Một khung dây dẫn phẳng, gồm 10 vòng dây, diện tích mỗi vòng dây là 25 cm2 đặt trong từ trường đều, mặt phẳng khung dây vuông góc với các đường sức. Vì một lý do nào đó, cảm ứng từ đột ngột giảm từ 2,4.10 -3T về 0 trong 0,4 s. Xác định độ lớn suất điện động cảm ứng trong khung, từ đó, xác định cường độ dòng điện cảm ứng biết mỗi vòng dây có điện trở là 1Ω.
2. Học sinh - Ôn lại kiến thức về từ thông và cảm ứng điện từ - SGK, vở ghi bài, giấy nháp III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC Hoạt động 1: Mở đầu: Ôn tập lại kiến thức cũ a. Mục tiêu: -Giúp HS nhớ lại công thức, kiến thức của bài học trước để làm các bài tập liên quan b. Nội dung: Học sinh tiếp nhận vấn đề từ giáo viên c. Sản phẩm: d. Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung các bước hiện Bước 1 GV yêu cầu HS trả lời câu hỏi: - Từ thông là gì? Thế nào là hiện tượng cảm ứng điện từ? - Chiều dòng điện cảm ứng được xác định như thế nào? - Dòng Fu-cô là gì? Nêu các tính chất và ứng dụng của dòng Fu-cô. Bước 2 HS trả lời câu hỏi để ôn tập lại kiến thức cũ Hoạt động 2: Hình thành kiến thức Hoạt động 2.1: Giải một số bài tập trắc nghiệm thông qua trò chơi: Ngôi sao may mắn a. Mục tiêu: - Giải được một số bài tập đơn giản về xác định từ thông, suất điện động cảm ứng, chiều dòng điện cảm ứng b. Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm hoàn thành yêu cầu dựa trên gợi ý của giáo viên c. Sản phẩm: CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM Câu 1: Mộtkhungdâycứng, đặttrongtừ trườngtăngdần đềunhư hìnhvẽ. Dòng điện cảm ứng trong khung có chiều: B B B B I I I I Câu 2: Hình vẽ nào sau đây xác định đúng chiều dòng điện cảm ứng khi cho vòng dây dịch chuyển lại gần hoặcA. ra xa nam châm:B. C. D. v v v v Icư Icư A. S N B. S N C. S N D. S N Icư I =0 Câu 3: Hình vẽ nào xác định đúng chiều dòng điện cảm ứng khi cho nam châm rơi thẳngcư đứng xuống tâm vòng dây đặt trên bàn: N N S S S S N N A. v B. v C. v D. v Icư =0 Ic Ic Ic ư ư ư
Câu 4: Một khung dây phẳng giới hạn diện tích S = 5 cm 2 gồm 20 vòng dây đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ từ B = 0,1T sao cho mặt phẳng khung dây hợp với vectơ cảm ứng từ một góc 600. Tính từ thông qua diện tích giới hạn bởi khung dây. A.8,66.10-4 Wb B.5.10 -4 Wb C.4,5.10-5 Wb D.2,5.10-5 Wb Câu 5: Một hình vuông cạnh 5cm, đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 4.10 -4 (T). Từ thông qua hình vuông đó bằng 10-6 (Wb). Góc hợp bởi vectơ cảm ứng từ và vectơ pháp tuyến với hình vuông đó là: A.α= 00.B.α= 30 0.C.α = 600.D.α = 90 0. Câu 6: Một khung dây hình chữ nhật có chiều dài 25cm, được đặt vuông góc với các đường sức từ của một từ trường đều có B=4.10-3T. Từ thông xuyên qua khung dây là 10-4Wb, chiều rộng của khung dây nói trên là A. 1cm B. 10cm C. 1m D. 10m Câu 7: Một vòng dây dẫn kín, phẳng được đặt trong từ trường đều. Trong khoảng thời gian 0,04 s, từ thông qua vòng dây giảm đều từ giá trị 6.10 -3 Wb về 0 thì suất điện động cảm ứng xuất hiện trong vòng dây có độ lớn là A.0,12 V. B.0,15 V. C.0,30 V. D.0,24V. Câu 8: Một vòng dây dẫn hình vuông, cạnh a = 10 cm, đặt cố định trong một từ trường đều có vectơ cảm ứngtừ vuông góc với mặt khung. Trong khoảng thời gian 0,05 s, cho độ lớn của cảm ứng từ tăng đều từ 0 đến 0,5 T. Xác định độ lớn của suất điện động cảm ứng xuất hiện trong vòng dây. A.100 (V). B. 0,1 (V). C.l,5 (V). D.0,15 (V). Câu 9: Một khung dây dẫn hỉnh chữ nhật có diện tích 200 cm2, ban đầu ở vị trí song song với các đường sức từcủa một từ trường đều có độ lớn B = 0,01 T. Khung quay đều trong thời gian Δt = 0,04 s đến vị trí vuông gócvới các đường sức từ. Độ lớn suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung là A.5 mV. B.12 mV. C.3.6V. D.4,8 V. Câu 10: Một khung dây dẫn điện trở 2 Ω hình vuông cạch 20 cm nằm trong từ trường đều các cạnh vuông góc với đường sức.Khi cảm ứng từ giảm đều từ 1 T về 0 trong thời gian 0,1 s thì cường độ dòng điện trong dây dẫn là A.0,2 A.B.2 A.C.2 mA.D.20 mA. d. Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung các bước hiện Bước 1 GV thông qua luật chơi: Có 10 câu hỏi trắc nghiệm ứng với 10 ngôi sao. Trong mỗi ngôi sao có một phần quà (điểm, tràng pháo tay, điểm cộng, ) Mỗi bàn (2 HS) sẽ chọn 1 ngôi sao và trả lời câu hỏi ứng với ngôi sao đó. Nếu trả lời đúng sẽ được mở hộp quà và nhận phần quà tương ứng Bước 2 Các nhóm HS lần lượt trả lời các câu hỏi Bước 3 Sau mỗi câu hỏi, GV giải thích nhanh đáp án cho HS. Bước 4 Kết thức 10 câu hỏi, GV nhận xét chung về phần trả lời của các nhóm HS Hoạt động 2.2: Giải bài tập tự luận về hiện tượng cảm ứng điện từ a. Mục tiêu:
-Có được phương pháp giải một số bài toán về hiện tượng cảm ứng điện từ b. Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm hoàn thành yêu cầu dựa trên gợi ý của giáo viên c. Sản phẩm: CÂU HỎI TỰ LUẬN Bài tập 1: Một khung dây chữ nhật ABCD gồm 20 vòng cạnh là 5 cm và 4 cm. Khung đặt trong từ trường đều B = 3.10-3T, đường sức vuông góc với mặt khung. a) Tịnh tiến khung dây trong từ trường thì từ thông qua khung thay đổi như thế nào? b) Quay khung 600 quanh cạnh AB, tính độ biến thiên từ thông qua khung Giải: a) Khi tịnh tiến khung dây trong từ trường đều thì số đường sức qua khung dây không thay đổi do đó, từ thông không thay đổi. Hoặc ta có thể dựa vào công thức:  BS cos Ở đây, B, S, đều không đổi, do đó, mà từ thông không đổi. b) Độ biến thiên từ thông:  sau trc NBS(cos sau cos trc ) o o Dựa vào hình vẽ, ta thấy: trước = 60 ; sau = 0 . S = 0,05m.0,04m = 20.10-4m2 Suy ra:  60.10 6Wb Bài tập 2: Một khung dây dẫn phẳng, gồm 10 vòng dây, diện tích mỗi vòng dây là 25 cm2 đặt trong từ trường đều, mặt phẳng khung dây vuông góc với các đường sức. Vì một lý do nào đó, cảm ứng từ đột ngột giảm từ 2,4.10-3T về 0 trong 0,4 s. Xác định độ lớn suất điện động cảm ứng trong khung, từ đó, xác định cường độ dòng điện cảm ứng biết mỗi vòng dây có điện trở là 1Ω.  - Áp dụng định luật Fa-ra-đây, độ lớn suất điện động cảm ứng: e = 0,15mA c t e e - ADCT của định luật Ohm, ta có cường độ dòng điện: I c c 0,015mA c R N.r d. Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung các bước hiện Bước 1 GV yêu cầu HS hoàn thành phiếu học tập số 2 Bước 2 Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm Bước 3 GV quan sát, theo dõi, hỗ trợ HS khi cần thiết Bước 4 - GV quan sát và lựa chọn hai nhóm: chính xác nhất, sai sót nhiều nhất, để trình bày trước lớp. - HS các nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả lời của nhóm đại diện. Bước 5 GV tổng kết đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập của HS, Hoạt động 4: Vận dụng a. Mục tiêu: - Tự mình có thể dựng một bài tập đơn giản để đố các bạn và tự mình đưa ra hướng giải cho các bạn.
- Giúp học sinh tự vận dụng, tìm tòi mở rộng các kiến thức trong bài học và tương tác với cộng đồng. Tùy theo năng lực mà các em sẽ thực hiện ở các mức độ khác nhau. b. Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ ở nhà theo nhóm hoặc cá nhân c. Sản phẩm: Bài tự làm vào vở ghi của HS. d. Tổ chức thực hiện: Nội dung 1: Từ nội dung bài tập và phương pháp giải bài tập ở phiếu học tập số 2, Rèn khả năng hay tự ra đề 1 bài tập tương ứng cùng dạng với bài tập đó (kèm hướng ra đề giải) Nội dung 3: Ôn lại kiến thức về cảm ứng điện từ, chuẩn bị cho tiếp học tiếp theo Chuẩn bị cho tiết sau V. ĐIỀU CHỈNH, THAY ĐỔI, BỔ SUNG (NẾU CÓ)
Giáo viên giảng dạy: Lớp dạy: Ngày soạn: Ngày dạy: Tiết 44: TỰ CẢM I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức - Phát biểu được định nghĩa từ thông riêng và viết được công thức độ tự cảm của ống dây hình trụ - Phát biểu được định nghĩa hiện tượng tự cảm và giải thích được hiện tượng tự cảm khi đóng và ngắt mạch điện. - Viết được công thức tính suất điện động tự cảm - Nêu được bản chất của năng lượng dự trữ trong ống dây 2. Năng lực a. Năng lực chung - Năng lực tự học và nghiên cứu tài liệu. - Năng lực trình bày và trao đổi thông tin. - Năng lực nêu và giải quyết vấn đề. - Năng lực hoạt động nhóm. b. Năng lực đặc thù môn học - Vận dụng được công thức để giải các bài toán liên quan 3. Phẩm chất - Có thái độ hứng thú trong học tập. - Có ý thức tìm hiểu và liên hệ các hiện tượng thực tế liên quan. - Có tác phong làm việc của nhà khoa học. II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU 1. Giáo viên - Các thí nghiệm về tự cảm - Phiếu học tập và phiếu trợ giúp Phiếu học tập số 1 Giả sử có một mạch kín trong đó có dòng điện cường độ i. Dòng điện i gây ra một từ trường, từ trường này gây ra một từ thông, gọi là từ thông riêng của mạch. Câu hỏi: Tìm mối quan hệ giữa từ thông riêng và cường độ dòng điện i trong mạch kín? Phiếu trợ giúp học tập số 1 - Viết biểu thức từ thông của một mạch kín đặt trong từ trường? Suy ra mối quan hệ giữa từ thông Φ và cảm ứng từ B? - Viết công thức xác định cảm ứng từ của dòng điện tròn, công thức xác định cảm ứng từ trong ống dây dẫn. Suy ra mối quan hệ giữa cảm ứng từ B và cường độ dòng điện i? - Từ đó suy ra mối quan hệ giữa từ thông Φ và cường độ dòng điện i? Phiếu học tập số 2 Bài toán: Xét một ống dây chiều dài l, tiết diện S, gồm N vòng dây, trong có dòng điện cường độ i chạy qua. Xác định biểu thức tính hệ số tự cảm của ống dây?
Phiếu học tập số 3 Câu 1: Trong mạch kín có dòng điện cường độ i, nếu i biến thiên thì trong mạch có hiện tượng gì xảy ra? Câu 2: Thế nào là hiện tượng tự cảm? Câu 3:Hiện tượng tự cảm ở dòng điện một chiều và dòng xoay chiều khác nhau như thế nào? Phiếu học tập số 4 TN tự cảm xảy ra khi đóng mạch: Đóng khóa K, quan sát sự sáng lên của hai bóng đèn, nhận xét về hiện tượng quan sát được và giải thích TN tự cảm xảy ra khi ngắt mạch: Mở khóa K, nhận xét về hiện tượng quan sát được, giải thích 2. Học sinh - Ôn lại kiến thức về cảm ứng điện từ và suất điện động cảm ứng. - SGK, vở ghi bài, giấy nháp. III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC Hoạt động 1: Mở đầu: Làm nảy sinh và phát biểu vấn đề tìm hiểu về hiện tượng tự cảm a. Mục tiêu: - Kiểm tra kiến thức cũ, chuẩn bị điều kiện xuất phát để nghiên cứu kiến thức mới - Tạo mâu thuẫn giữa kiến thức hiện có của HS với những kiến thức mới bằng cách cho HS quan sát thí nghiệm về hiện tượng tự cảm b. Nội dung: Học sinh tiếp nhận vấn đề từ giáo viên c. Sản phẩm: HS xác định được vấn đề bài học cần nghiên cứu. d. Tổ chức thực hiện:
Bước thực Nội dung các bước hiện Bước 1 GV nêu câu hỏi kiểm tra kiến thức cũ: -Thế nào là hiện tượng cảm ứng điện từ. -Viết công thức từ thông, công thức xác định cảm ứng từ trong lòng ống dây? Bước 2 HS suy nghĩ cá nhân tìm câu trả lời Bước 3 - GV tạo tình huống học tập bằng cách tiến hành thí nghiệm tự cảm khi đóng mạch. Giới thiệu TN: + Cho HS quan sát bộ TN tự cảm + Đóng K, K1 và K2. K3 để hở. Cho HS xem sơ đồ thí nghiệm tương ứng. Mạch điện gồm 2 nhánh mắc song song. Hai bóng đèn giống nhau. Chỉnh biến trở để hai đèn Đ 1 và Đ2 sáng giống nhau, tức là lúc này điện trở thuần ở cả hai nhánh đã bằng nhau. Ngắt K. + Đóng khóa K. Yêu cầu HS quan sát sự sáng lên của hai bóng đèn. Tiến hành TN vài lần và yêu cầu HS nhận xét về sự sáng lên của hai bóng đèn - HS: Đèn 1 sáng lên ngay, đèn 2 sáng lên từ từ. - Đặt vấn đề: tại sao hai bóng đèn giống nhau, ban đầu sáng như nhau. Mà khi đóng khóa K, đèn 1 sáng lên ngay, đèn 2 sáng lên từ từ? Ở những bài trước, các em đã học về hiện tượng cảm ứng điện từ. Bài học hôm nay chúng ta sẽ xét một loại hiện tượng cảm ứng từ đặc biệt vừa xảy ra trong thí nghiệm trên. Đó là hiện tượng tự cảm. Bước 4 HS nhận thức được vấn đề cần nghiên cứu Hoạt động 2: Hình thành kiến thức Hoạt động 2.1: Tìm hiểu về từ thông riêng của mạch kín a. Mục tiêu: - Tìm hiểu từ thông riêng của một mạch kín. - Xây dựng được công thức tính độ tự cảm của ống dây hình trụ b. Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm hoàn thành yêu cầu dựa trên gợi ý của giáo viên c. Sản phẩm: Từ thông riêng qua một mạch kín Từ thông riêng của một mạch kín có dòng điện chạy qua:  = Li Độ tự cảm của một ống dây: N 2 L = 4 .10-7.. .S l 1W Đơn vị của độ tự cảm là henri (H) 1H = b 1A d. Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung các bước hiện
Bước 1 GV đặt vấn đề: Giả sử có một mạch kín trong đó có dòng điện cường độ i. Dòng điện i gây ra một từ trường, từ trường này gây ra một từ thông, gọi là từ thông riêng của mạch. Câu hỏi: Tìm mối quan hệ giữa từ thông riêng và cường độ dòng điện i trong mạch kín? Bước 2 - Yêu cầu HS hoàn thành phiếu học tập số 1 - HS thực hiện nhiệm vụ theo nhóm. Trong quá trình hoạt động, HS có thể sử dụng các phiếu trợ giúp hoặc yêu cầu sự trợ giúp của giáo viên nếu thấy cần thiết -Báo cáo kết quả và thảo luận + Đại diện 1 nhóm trình bày: Từ thông của 1 mạch kín đặt trong từ trường:  NBS cos Suy ra mối quan hệ giữa từ thông Φ và cảm ứng từ B: Φ tỉ lệ với B NI Công thức xác định cảm ứng từ của dòng điện tròn: B 2 10 7 R Công thức xác định cảm ứng từ trong ống dây dẫn B 4 .10 7 nI Suy ra mối quan hệ giữa cảm ứng từ B và cường độ dòng điện i: B tỉ lệ với i Suy ra mối quan hệ giữa từ thông Φ và cường độ dòng điện i: Φ tỉ lệ với i + Học sinh các nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả lời của nhóm đại diện. - Giáo viên đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập của học sinh, và tổng kết lại nội dung kiến thức chính: Φ tỉ lệ với i, đặt hệ số tỉ lệ là L, ta có biểu thức  Li Hệ thức  Li không chỉ đúng với hai trường hợp trên mà đúng với dòng điện trong các mạch có dạng khác nhau. Hệ số tỉ lệ L gọi là hệ số tự cảm, hay độ tự cảm, phụ thuộc vào cấu tạo và kích thước của mạch kín. Trong hệ SI, cường độ dòng điện đơn vị A, từ thông đơn vị là Wb , độ tự cảm có đơn vị henry (H) Bước 3 - GV giao nhiệm vụ mới: yêu cầu HS hoàn thành phiếu học tập số 2 - GV quan sát và lựa chọn hai nhóm: chính xác nhất, sai sót nhiều nhất, để trình bày trước lớp. N Cảm ứng từ trong lòng ống dây hình trụ: B 4 .10 7 i (1) l Kết hợp công thức tính từ thông riêng và công thức tính từ thông trong trường hợp tổng quát: NBS cos Li . Trong lòng ống dây: α = 0 NBS N 2 Suy ra: L (2)Thay (1) vào (2) ta được: L 4 .107 S i l - HS các nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả lời của nhóm đại diện. - GV đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập của học sinh. Tổng kết nội dung kiến thức chính cần nắm:
N 2 Độ tự cảm của ống dây: L 4 .107 S l Công thức này áp dụng đối với một ống dây điện hình trụ có chiều dài l khá lớn so với đường kính tiết diện S. Ống dây có độ tự cảm L đáng kể, gọi là ống dây tự cảm hay cuộn cảm Để ống dây có độ tự cảm lớn, người ta phải cuốn nhiều vòng (N lớn), sau đó ống dây phải có một lõi sắt. Độ tự cảm của ống dây có lõi sắt N 2 được tính theo công thức L 4 .107  S l  gọi là độ từ thẩm, đặc trưng cho từ tính lõi sắt Hoạt động 2.2: Tìm hiểu về hiện tượng tự cảm a. Mục tiêu: - Tìm hiểu hiện tượng tự cảm và giải thích được hiện tượng tự cảm trong hai trường hợp đóng và ngắt mạch b. Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm hoàn thành yêu cầu dựa trên gợi ý của giáo viên c. Sản phẩm: 1. Hiện tượng tự cảm a. Định nghĩa Hiện tượng tự cảm là hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra trong một mạch có dòng điện mà sự biến thiên của từ thông qua mạch được gây ra bởi sự biến thiên của cường độ dòng điện trong mạch. b. Một số ví dụ về hiện tượng tự cảm Ví dụ 1 Khi đóng khóa K, đèn 1 sáng lên ngay còn đèn 2 sáng lên từ từ. Giải thích: Khi đóng khóa K, dòng điện qua ống dây và đèn 2 tăng lên đột ngột, khi đó trong ống dây xuất hiện suất điện động tự cảm có tác dụng cản trở sự tăng của dòng điện qua L. Do đó dòng điện qua L và đèn 2 tăng lên từ từ. Ví dụ 2 Khi đột ngột ngắt khóa K, ta thấy đèn sáng bừng lên trước khi tắt. Giải thích: Khi ngắt K, dòng điện iL giảm đột ngột xuống 0. Trong ống dây xuất hiện dòng điện cảm ứng cùng chiều với iL ban đầu, dòng điện này chạy qua đèn và vì K ngắt đột ngột nên cường độ dòng cảm ứng khá lớn, làm cho đén sáng bừng lên trước khi tắt. 2. Suất điện động tự cảm Suất điện động cảm ứng trong mạch xuát hiện do hiện tượng tự cảm gọi là suất điện động tự cảm. i Biểu thức suất điện động tự cảm:e tc = - L t Suất điện động tự cảm có độ lớn tỉ lệ với tốc độ biến thiên của cường độ dòng điện trong mạch. 3. Ứng dụng Hiện tượng tự cảm có nhiều ứng dụng trong các mạch điện xoay chiều. Cuộn cảm là một phần tử quan trọng trong các mạch điện xoay chiều có mạch dao động và các máy biến áp.
d. Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung các bước hiện Bước 1 GV đặt vấn đề: Trong mạch kín có dòng điện cường độ i, nếu i biến thiên thì trong mạch có hiện tượng gì xảy ra? Bước 2 - Yêu cầu HS đọc SGK và hoàn thành phiếu học tập số 3. - GV quan sát và lựa chọn hai nhóm: chính xác nhất, sai sót nhiều nhất, để trình bày trước lớp. - HS các nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả lời của nhóm đại diện. Bước 3 GV đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập của học sinh và đưa tổng kết nội dung kiến thức chính: Từ công thức  Li . Nếu i biến thiên ->  biến thiên -> trong mạch xảy ra hiện tượng cảm ứng điện từ Hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra trong một mạch kín có dòng điện mà sự biến thiên từ thông qua mạch được gây ra bởi sự biến thiên của cường độ dòng điện trong mạch gọi là hiện tượng tự cảm Trong các mạch điện một chiều, hiện tượng tự cảm thường xảy ra khi đóng mạch (dòng điện tăng lên đột ngột) và khi ngắt mạch (dòng điện giảm xuống 0) Trong các mạch điện xoay chiều, luôn xảy ra hiện tượng tự cảm vì dòng điện xoay chiều biến thiên liên tục theo thời gian Bước 4 - GV đặt vấn đề: Trong các mạch điện một chiều, hiện tượng tự cảm thường xảy ra khi đóng và khi ngắt mạch.Bây giờ ta sẽ tiến hành hai TN tự cảm xảy ra khi đóng mạch và ngắt mạch. TN tự cảm khi đóng mạch chính là TN đã làm ở đầu tiết. Giới thiệu TN tự cảm khi ngắt mạch. Yêu cầu HS hoàn thành phiếu học tập số 4 Bước 5 - HS thảo luận theo nhóm. 2 nhóm giải thích TN 1, 2 nhóm giải thích TN 2 - Trong quá trình hoạt động nhóm, GV quan sát HS tự học, thảo luận, trợ giúp kịp thời khi các em cần hỗ trợ. - GV yêu cầu 2 nhóm lên trình bày. 2 nhóm còn lại nhận xét - GV hệ thống lại kiến thức chính: TN 1: Khi đóng khóa K, đèn 1 sáng lên ngay còn đèn 2 sáng từ từ TN2: Khi ngắt K, đèn Neon sáng bừng lên trước khi tắt Giải thích: TN1: Khi đóng K, dòng điện trong cả hai nhánh đều tăng. Riêng trong nhánh 2, dòng điện tăng làm cho trong ống dây xảy ra hiện tượng tự cảm. Theo định luật Len-xơ, dòng điện cảm ứng có chiều sao có tác dụng cản trở nguyên nhân sinh ra nó, nghĩa là cản trở sự tăng của dòng điện qua ống dây, nên dòng điện trong nhánh 2 không tăng lên nhanh chóng như đèn 1. Vì vậy, ta thấy đèn 1 sáng lên ngay, đèn 2 sáng lên từ từ.
TN2: Ban đầu có dòng điện i chạy qua ống dây, khi ngắt K, dòng điện i giảm đột ngột xuống 0. Trong ống dây xảy ra hiện tượng tự cảm. Dòng điện cảm ứng có tác dụng chống lại sự giảm của i, tức là cùng chiều với i ban đầu. Dòng điện này chạy qua đèn và vì ngắt K đột ngột nên cường độ dòng điện khá lớn, làm cho đèn sáng bừng lên trước khi tắt. - GV tiến hành TN ngắt K2. Đóng K3, K1 và K. Sau đó ngắt K. Thấy đèn không lóe lên. Chứng tỏ nguyên nhân làm đèn lóe lên ở TN 2 là do ống dây - GV thông báo: Khi có hiện tượng tự cảm xảy ra trong mạch điện thì suất điện động cảm ứng xuất hiện trong mạch được gọi là suất điện động tự cảm - GV yêu cầu các nhóm thiết lập công thức tính suất điện động tự cảm. Từ đó phát biểu mối quan hệ giữa suất điện động tự cảm và tốc độ biến thiên của cường độ dòng điện - HS thảo luận nhóm để đưa ra báo cáo của nhóm về nhiệm vụ này. Thống nhất cách trình bày kết quả thảo luận. Trong quá trình hoạt động nhóm, GV quan sát HS tự học, thảo luận, trợ giúp kịp thời khi các em cần hỗ trợ. - GV hệ thống và cùng HS chốt kiến thức:  i Suất điện động tự cảm: e L tc t t Suất điện động tự cảm có độ lớn tỉ lệ với tốc độ biến thiên của cường độ dòng điện trong mạch i Ta chỉ xét trường hợp cường độ dòng điện biến đổi đều. Tức là t không thay đổi theo thời gian Dấu (-) trong biểu thức để phù hợp với định luật Len-xơ - GV thông báo: Khi đóng khóa K, nguồn điện đã cung cấp năng lượng cho đèn, làm cho đèn sáng. Khi ngắt K, nguồn không cung cấp năng lượng cho đèn nữa. Mạch coi như chỉ còn ống dây nối tiếp với bóng đèn thành mạch kín. Bóng đèn lóe sáng chứng tỏ ống dây này đã cung cấp năng lượng cho đèn. Năng lượng này đã được tích lũy trong ống dây khi có dòng điện chạy qua. Người ta cũng chứng minh được rằng năng lượng tích lũy trong ống dây chính là năng lượng của từ trường tồn tại trong ống dây. Và không chỉ từ trường trong ống dây mang năng lượng mà mọi từ trường đều mang năng lượng. - GV giới thiệu một số ứng dụng của hiện tượng tự cảm: Hiện tượng tự cảm có nhiều ứng dụng trong các mạch điện xoay chiều. Cuộn cảm là một phần tử quan trọng trong các mạch điện xoay chiều có mạch dao động và các máy biến áp, Hoạt động 3: Luyện tập a. Mục tiêu: HS hệ thống hóa kiến thức chính của bài học
b. Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm hoàn thành yêu cầu dựa trên gợi ý của giáo viên c. Sản phẩm: Kiến thức được hệ thống và hiểu sâu hơn các định nghĩa. d. Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung các bước hiện Bước 1 GV yêu cầu HS làm việc nhóm, tóm tắt kiến thức về. Gợi ý HS dùng bản đồ tư duy hoặc bảng để trình bày (không bắt buộc) Bước 2 Nhóm học sinh thực hiện nhiệm vụ tổng kết kiến thức Bước 3 HS giới thiệu sản phẩm của nhóm trước lớp và thảo luận. GV nhận xét, tổng kết Bước 4 GV yêu cầu HS giải câu 5 trang 157 SGK VL11 Bước 5 Học sinh thực hiện nhiệm vụ. GV nhận xét bài giải của HS Hoạt động 4: Vận dụng a. Mục tiêu: Giúp học sinh tự vận dụng, tìm tòi mở rộng các kiến thức trong bài học và tương tác với cộng đồng. Tùy theo năng lực mà các em sẽ thực hiện ở các mức độ khác nhau. b. Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ ở nhà theo nhóm hoặc cá nhân c. Sản phẩm: Bài tự làm vào vở ghi của HS. d. Tổ chức thực hiện: Nội dung 1: - Làm bài tập trong SGK Vận dụng kiến - Tìm hiểu thêm một số ứng dụng của hiện tượngtự cảm trong thực tế thức Nội dung 2: Ôn tập lại các bài đã học trong chương 5 Chuẩn bị cho tiết sau V. ĐIỀU CHỈNH, THAY ĐỔI, BỔ SUNG (NẾU CÓ)
Giáo viên giảng dạy: Lớp dạy: Ngày soạn: Ngày dạy: Tiết 45: BÀI TẬP I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức - Củng cố lại các kiến thức liên quan đến từ thông, hiện tượng cảm ứng điện từ, tự cảm 2. Năng lực a. Năng lực chung - Năng lực tự học và nghiên cứu tài liệu. - Năng lực trình bày và trao đổi thông tin. - Năng lực nêu và giải quyết vấn đề. - Năng lực hoạt động nhóm. b. Năng lực đặc thù môn học - Làm được một số bài tập xác định chiều dòng điện cảm ứng. - Giải các bài tập liên quan đến từ thông và hiện tượng cảm ứng điện từ. - Xác định được hệ số tự cảm, suất điện động tự cảm - Rèn luyện kĩ năng tính toán và suy luận cho học sinh 3. Phẩm chất - Có thái độ hứng thú trong học tập. - Có ý thức tìm hiểu và liên hệ các hiện tượng thực tế liên quan. - Có tác phong làm việc của nhà khoa học. II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU 1. Giáo viên - Game Hái hoa dân chủ với 10 câu hỏi trắc nghiệm - Phiếu học tập Phiếu học tập BT1:Một cuộn dây phẳng có 100 vòng, bán kính cuộn dây là 0,1m. Cuộn dây đặt trong từ trường và vuông góc với các đường cảm ứng từ. Ban đầu B 1 = 0,2T. Tìm suất điện động cảm ứng trong cuộn dây nếu trong thời gian 0,1s:
a/ B tăng gấp đôi b/ B giảm dần đến 0 BT2: Ống dây hình trụ có lõi chân không , chiều dài 20cm, có 1000 vòng, diện tích mỗi vòng S = 1000cm2. a. Tính độ tự cảm của ống dây. b. Dòng điện qua ống dây tăng đều từ 0 đến 5A trong 0,1s; tính suất điện động tự cảm xuất hiện trong ống dây. 2. Học sinh - Ôn lại công thức tính suất điện động cảm ứng, định luật Len-xơ xác đinh chiều dòng điện cảm ứng, công thức tính từ thông riêng của mạch kín, hệ số tự cảm của ống dây, công thức tính suất điện động tự cảm - SGK, vở ghi bài, giấy nháp III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC Hoạt động 1: Mở đầu: Ôn tập lại kiến thức cũ a. Mục tiêu: Giúp HS nhớ lại công thức, kiến thức của bài học trước để làm các bài tập liên quan b. Nội dung: Học sinh tiếp nhận vấn đề từ giáo viên c. Sản phẩm: Câu trả lời của HS d. Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung các bước hiện Bước 1 GV yêu cầu HS nhắc lại công thức tính suất điện động cảm ứng, định luật Len-xơ xác đinh chiều dòng điện cảm ứng, công thức tính từ thông riêng của mạch kín, công thức xác định hệ số tự cảm của ống dây, công thức tính suất điện động tự cảm Bước 2 HS trả lời câu hỏi để ôn tập lại kiến thức cũ Hoạt động 2: Hình thành kiến thức Hoạt động 2.1: Giải một số bài tập trắc nghiệm thông qua trò chơi: Hái hoa dân chủ a. Mục tiêu: - Giải được một số bài tập đơn giản về xác định từ thông, suất điện động cảm ứng, chiều dòng điện cảm ứng, tự cảm b. Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm hoàn thành yêu cầu dựa trên gợi ý của giáo viên c. Sản phẩm: CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM Câu 1. Một vòng dây phẳng giới hạn diện tích S = 5 cm2 đặt trong từ trường đều cảm ứng từ B = 0,1T. Mặt phẳng vòng dây làm thành với từ trường một góc α = 30°. Tính từ thông qua S. A. 3.10-4Wb B. 3.10-5 Wb C. 4,5.10-5 Wb D. 2,5.10-5 Wb  Lời giải:  +  BScos n;B 0,1.5.10 4.cos600 2,5.10 5 Wb Chọn đáp án D
Câu 2. Một khung dây hình tròn đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 0,06 T sao cho mặt phẳng khung dây vuông góc với các đường sức từ. Từ thông qua khung dây là 1,2.10 - 5Wb.Bán kính vòng dây gần giá trị nào nhất sau đây? A. 12 mm. B. 6 mm. C. 7 mm. D. 8 mm.  Lời giải:   1,2.10 5 +  BScos n;B B. R 2.1 R 7,98.10 3 m B .0,06 Chọn đáp án D Câu 3. Một khung dây phẳng giới hạn diện tích S = 5 cm2 gồm 20 vòng dây đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ từ B = 0,1T sao cho mặt phẳng khung dây hợp với vectơ cảm ứng từ một góc 60°. Tính từ thông qua diện tích giới hạn bởi khung dây. A. 8,66.10-4 Wb B. 5.10-4 Wb C. 4,5.10-5 Wb D. 2,5.10-5 Wb  Lời giải:  +  NBScos n;B 20.0,1.5.10 4 cos300 8,66.10 4 Wb Chọn đáp án A Câu 4. Một khung dây hình vuông cạnh 5 cm đặt trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 8.10-4 T. Từ thông qua hình vuông đó bằng 10-6 Wb.Tính góc hợp giữa vectơ cảm ứng từ và Vectơ pháp tuyến của hình vuông đó. A. α = 0°. B. α = 30°. C. α = 60°. D. α = 90°.  Lời giải:  +  BScos n;B 10 6 8.10 4.0,052.cos 600 Chọn đáp án C Câu 5. Một vòng dây dẫn kín, phẳng có diện tích 10 cm2. Vòng dây được đặt trong từ trường đều có vectơ cảm ứng từ hợp với vectơ pháp tuyến của mặt phẳng vòng dây một góc 60° và có độ lớn là 1,5.10-4 T. Từ thông qua vòng dây dẫn này có giá trị là A. 1,3.10-3 Wb. B. 1,3.l0-7 Wb. C. 7,5.10-8 Wb. D. 7,5.10-4 Wb.  Lời giải: +  BScos 1,5.10 4.10.10 4 cos600 7,5.10 8 Wb Chọn đáp án C Câu 6. Một vòng dây dẫn kín, phẳng được đặt trong từ trường đều. Trong khoảng thời gian 0,04 s, từ thông qua vòng dây giảm đều từ giá trị 6.10 -3 Wb về 0 thì suất điện động cảm ứng xuất hiện trong vòng dây có độ lớn là A. 0,12 V. B. 0,15 V. C. 0,30 V. D. 70,24V.  Lời giải:    0 6.10 3 + e 2 1 0,15 V cu t t 0,04 Chọn đáp án B Câu 7. Tính độ tự cảm của một ống dây hình trụ có chiều dài 0,5 m gồm 1000 vòng dây, mỗi vòng dây có đường kính 20 cm. A. 0,088 H. B. 0,079 H. C. 0,125 H. D. 0,064 H.  Lời giải: N2 1002 + L 4 .10 7 S 4 .10 7. . .0,12 0,079 H  0,5