Thiết kế bài giảng vật lý 11 nâng cao tập 2 part 2 pdf

— Dạng các đường sức từ ở bên trong và bên ngoài một ống dây có dòng điện.. - Công thức xác định cảm ứng từ của dòng điện thang, cla dong điện tròn, của dòng điện trong ống dây.. - Xác đ

- Quan sát, ghi số liệu và xử lí số :

Cường độ dòng điện chạy qua

nam cham dién [ = 1,1A

KL : Ti bang số liệu ta thấy, đối :

với từ trường khác, thương số :

- tính chất gì của từ trường ? _— Gợi ý tìm câu trả lời

+ Lam thí nghiệm : giữ nguyên tích số

-lisinz, tăng từ trường bằng cách tăng

dòng điện chạy qua nam châm điện,

thấy khung dây bị lệch nhiều hơn

+ Cùng một tích I/sinø, nếu từ trường - càng lớn thì lực từ tác dụng lên dòng

điện càng lớn, vậy thương số F/1/sinz

- đặc trưng cho tính chất gì của từ trường ?

.— Khái quát hoá kiến thức + Với mỗi từ trường nhất định thì thương

: cho từ trường về phương diện tác dụng

: lực

HS tiếp thu, ghi nhớ

HS tiếp thu, ghi nhớ

của nam châm thứ nhất là B,, chi cua

- GV bổ sung kiến thức -— Hằng số B gọi là cảm ứng từ của từ

- trường Đơn vị là tesla, kí hệu là T Biểu thức của B chính là độ lớn của véc tơ

: — Đây cũng chính là công thức của định

: luật Ampe về lực từ tác dụng lên dòng

- nam châm thi n 1A B, Goi BIA tir

- trường của hệ tai M thi:

nhiệm vụ học tập tiếp theo

- GV nêu câu hỏi định hướng

- Quy tắc xác định chiều các đường sức từ của dòng điện tròn

— Dạng các đường sức từ ở bên trong và bên ngoài một ống dây có dòng điện Quy tắc xác định chiều các đường sức từ bên trong ống dây

- Công thức xác định cảm ứng từ của dòng điện thang, cla dong điện tròn, của dòng điện trong ống dây

2 Về kĩ năng

— Quan sát GV tiến hành thí nghiệm và rút ra kết luận

- Xác định chiều đường sức từ của dòng điện thắng, dòng điện tròn, trong ống dây

Il — THIET KE HOAT DONG DẠY HỌC

HS suy nghĩ cá nhân tìm câu trả lời : cảm ứng từ tại một điểm trong từ trường ?

— Phương của vectơ cảm ứng từ tại :

một điểm trong từ trường là:

phương của nam châm thử nằm :

cân bằng tại điểm đó và chiều của :

vectơ cảm ứng từ là chiều từ cực :

Nam sang cực Bắc của nam châm :

thử

— Độ lớn của cảm ứng từ : 3

E : ÐVĐ: Chúng ta đã biết xung quanh

lsindœ - : biểu diễn bằng các đường sức từ Từ

trường phụ thuộc vào các dạng mạch

- điện nên đường sức từ cũng phụ thuộc

- vào các dạng mạch điện Bài này chúng

- ta đi tìm hiểu đường sức từ của một số

Cá nhân nhận thức được vấn để : | - ,

: : dang mach dién đơn giản

cua bai hoc

- GV thông báo cho HS biết thế nào là

dòng điện thắng : Ta gọi dòng điện

- chạy trong dây dẫn thẳng đài vô hạn là

Tìm hiểu từ trường của dòng :

điện thẳng

HS tiếp thu, ghi nhớ P : - dòng điện thăng as ;

: : GV nêu câu hỏi về vấn đề cần nghiên cứu

HS thảo luận nhóm, sau đó đại: : Ty true aa done dién thả „

oa ee we áa - ;— Từ trường của dòng điện thăng có diện nhóm lên báo cáo kết quả : dạng như thế nào ? Làm thí nghiệm như ` ` ề ey ề

- thế nào để biết được dạng từ trường của

- đồng điện thẳng 2

- Dùng dây dẫn thẳng cho dòng :

điện chạy qua, bìa cứng, mạt sắt

- Xuyên dây dẫn thăng đứng qua :

tấm bìa cứng, cho dòng điện chạy :

qua dây dẫn, rắc mạt sắt lên tấm :

bìa và gõ nhẹ vào tấm bìa Hình :

ảnh thu được chính là từ phổ của :

với dòng điện Tâm của các đường :

sức là giao điểm của mặt phẳng và :

dây dẫn

- Để xác định chiều của các đường :

sức từ ta dùng nam châm thử

Giơ ngón cái của bàn tay phải :

hướng theo chiều dòng điện, khum :

bốn ngón kia xung quanh dây dẫn :

thì chiều từ cổ tay đến các ngón là :

chiều của đường sức từ

- GV nêu các câu hỏi gợi ý

-= Muốn biết từ trường của dòng điện

thắng ta phải biết được dạng của các đường sức từ của từ trường đó Đối với - nam châm thắng người ta làm thế nào

- để biết được dạng đường sức từ của nó? Liệu có thể áp dụng cách đó để tìm

- hình dạng đường sức từ của dòng điện

- thẳng được không ?

.— Cẩn phải có những dụng cụ thí

- nghiệm gì để làm được điều đó ?

- — Phải tiến hành thí nghiệm như thế nào ?

GV tiến hành thí nghiệm, yêu cầu HS

- quan sát và rút ra kết luận về dạng của

các đường sức từ của từ trường của dòng điện thẳng

GV yêu cầu HS tìm cách xác định chiều

- của các đường sức từ

_ GV néu cau hỏi dé HS xây dựng qui tắc nắm tay phải và quy tắc cái định ốc _— Dé thuận tiện trong quá trình nghiên cứu, chúng ta xây dựng quy tắc để xác

“định chiều của các đường cảm ứng (tương tự như quy tắc bàn tay trái) ? -— Nếu biết chiều dòng điện, liệu có thể

dùng bàn tay phải để xác định chiều các

đường cảm ứng được không ?

- - Giơ ngón tay cái của bàn tay phải theo

chiều dòng điện thì chiều của các đường Sức từ theo chiều nào ?

Đặt cái định ốc dọc theo dây dẫn :

Quay cái định ốc sao cho nó tiến :

theo chiều dòng điện, thì chiều :

quay của cái đinh ốc là chiều của :

các đường sức từ

: được tính theo công thức: B= aor”

: — Có thể sử dụng chiều quay của đỉnh : ốc và chiều tiến của nó để xác định : chiều đường sức từ nếu biết chiều dòng

- điện không ?

: GV thông báo

- Người ta đã chứng minh cảm ứng từ của

- dòng điện thắng đặt trong không khí

HS tiếp thu, ghi nhớ

HS thảo luận nhóm, sau đó đại :

diện nhóm lên báo cáo kết quả

Tương tự như dòng điện thẳng, ta :

có thể tiến hành thí nghiệm như :

Sau

-GV thông báo cho HS biết thế nào là

- dòng điện thắng: Ta gọi dòng điện chạy

trong dây dẫn uốn thành vòng tròn là

_ dong điện tròn

-GV nêu câu hỏi về vấn đề cần nghiên

: cứu

- = Từ trường của dòng điện tròn có dạng

- như thế nao ? Lam thí nghiệm như thế nào để biết được dạng từ trường của

- đồng điện tròn 2

— Cho vòng dây dẫn nằm trong

mặt phẳng thang đứng xuyên qua :

HS thảo luận nhóm, sau đó đại :

diện nhóm lên báo cáo kết quả

- Khum bàn tay phải theo vòng :

dây của khung sao cho chiều từ cổ 7

tay đến các ngón tay trùng với :

chiều dòng điện trong khung; ngón 3

tay cái choãi ra chỉ chiều các :

đường sức từ xuyên qua mặt phẳng :

dòng điện

- Đặt cái định ốc dọc theo trục của :

khung dây Quay cái đinh ốc theo :

chiều dòng điện, thì cái đinh ốc :

- GV tiến hành thí nghiệm, yêu cầu HS

: quan sát và vẽ các đường sức từ của

- dòng điện tròn

-GV dùng nam châm thử để xác định

- chiều các đường sức từ, sau đó yêu cầu

- HS sử dụng bàn tay phải và các đinh ốc

để xây dựng một quy tắc để xác định

- chiều đường sức từ của dòng điện tròn

tiến theo chiều của đường sức từ :

xuyên qua mặt phẳng dòng điện

HS tiếp thu, ghi nhớ

^ +¬—7

: B- +zr

- GV thông báo

- Người ta đã chứng minh cảm ứng từ ở

tam dong dién tron N vong, dat trong

‘khong khi duoc tính theo công thức:

Ni Trong đó R bán kính

- của dòng điện, I là cường độ dòng điện

chạy trong dây dan

HS thảo luận nhóm, sau đó đại :

diện nhóm lên báo cáo kết quả

Tiến hành thí nghiệm tương tự như :

thí nghiệm nghiên cứu từ trường :

của dòng điện tròn

HS chú ý quan sát và tiến hành vẽ :

dạng đường sức từ của dòng điện :

trong ống dây

¬ Việc xác định chiều của các :

đường sức từ của dòng điện trong :

ống dây giống với việc xác định :

chiều của các đường sức từ của :

dòng điện tròn Tức là dùng quy :

tắc nắm tay phải hoặc quy tắc cái :

đinh ốc 2 để xác định chiểu của :

các đường sức từ của dòng điện

- nghiệm như thế nào để biết được dạng

- từ trường của dòng điện trong ống dây?

GV tiến hành thí nghiệm, yêu cầu HS

- quan sát và vẽ các đường sức từ của

- dòng điện trong ống dây

-GV dùng nam châm thử để xác định

chiều các đường sức từ, sau đó yêu cầu

HS sit dung ban tay phải và các đỉnh ốc

để xây dựng một quy tắc để xác định

- chiều đường sức từ của dòng điện trong

- ống dây

- Các đường sức từ bên trong lòng :

ống dây giống các đường sức từ :

bên trong lòng nam châm chữ U

- Các đường sức từ của ống dây :

giống các đường sức từ của nam :

: nam châm thẳng ?

- GV thông báo

- — Bên trong ống dây, các đường sức từ

- song song với trục của ống dây và cách

- đều nhau Nếu ống dây là đủ dai (/ ~ d,

-_J là chiều dài của ống dây, d là đường

- kính của ống dây), thì từ trường bên

3 trong ống dây là từ trường đều

— Bên ngoài ống, dạng và sự phân bố

- các đường sức từ giống như ở một nam

- châm thẳng Do đó có thể coi một ống

: dây mang dòng điện cũng có hai cực,

- đầu ống mà các đường sức từ đi ra là : cực Bac, đầu kia là cực Nam

-— Người ta đã chứng minh cảm ứng từ

‘ trong long ống dây đặt trong không khí

- được tính theo công thức

-B= “x10 ”nL Trong đó n là số vồng

dây trên 1m chiểu dài của ống, I là

cường độ dòng điện chạy trong ống dây

Hoạt động 5 si

Củng cố bài học và định hướng ¡GV nêu câu hỏi củng cố bài học

nhiệm vụ học tập tiếp theo : : - Cho một điểm M nằm gần dòng điện

_; thắng Hãy vẽ một đường sức từ đi qua

điểm M Có thể vẽ được bao nhiêu

: đường sức từ đi qua điểm M ?

- Làm các bài tập 1, 2, 3, 4, 5 SGK

: Ôn tập các kiến thức về từ trường

BAI30

BAI TAP VE TU TRUONG

I- MỤC TIỂU

1 Về kiến thức

— Luyện tập việc vận dụng các công thức tính cảm ứng từ của dòng điện

- Luyện tập việc vận dụng nguyên lí chồng chất từ trường để tính cảm ứng từ

tổng hợp

2 Về kĩ năng

— Rèn luyện kĩ năng øgiải toán về cảm ứng từ

— Rèn luyện kĩ năng hoạt động nhóm

II~ CHUAN BI

Gido vién

— Phiéu hoc tap

Hoc sinh

- Ôn tập các kiến thức về từ trường

Il — THIET KE HOAT DONG DẠY HOC

Hoạt động củahọcsinh : | Trợ giúp của giáo viên

Hoạt động 1

Kiểm tra, chuẩn bi diéu kien GV éu cau hoi kiểm tra kiến thức cũ

xuất phát : :— Viết biểu thức của nguyên lí chồng

HS suy nghĩ cá nhân tìm câu trả lời : : chất từ trường ?

: — Viết công thức tính cảm ứng từ tại

- tâm của dòng diện tròn đặt trong không

- khí ?

— Viết công thức tính cảm ứng từ trong

‘long của ống dây đủ dài đặt trong

HS suy nghĩ cá nhân, sau đó thảo :

luận nhóm và đại diện nhóm lên :

báo cáo kết quả

Dưới tác dụng của từ trường tổng :

hợp, nam châm thử nằm cân bằng :

theo phương của vectơ cảm ứng từ :

tổng hợp

Góc hợp bởi phương của trục ống |

dây và nam châm thử được xác :

- véctơ cảm ứng từ của các thành phần từ

- trường đó trên hình vẽ '

: - Muốn biết nam châm thử nằm cân

- bằng theo phương hợp với ống dây một

- sóc œ thì ta cần phải xác định được đại

- lượng nào 2

thang đứng có chiều hướng từ dưới :

lên trên, còn B; có phương nằm :

ngang và có chiều hướng ra phía :

trước mặt phăng dòng điện L, :

—

B.Ạ TT" "2 t

Vectơ cảm ting tr B taidiémO 1a: }

téng vecto cua B, va B, Suyra: |

B=" ,+B,

2 I,

: — Tại tâm của hai vòng dây có những : thành phần từ trường nào ? Biểu diễn các vectơ cảm ứng từ của các thành

Mat khac:

R

= 3,14.10°T Véc tơ B hướng ra phía trước mặt :

-— Biểu thức của nguyên lí chồng chất

điện trường viết dưới dạng véctơ, làm

cách nào để đưa biểu thức đó về dạng

- đại số ? -— Liệu có thể sử dụng tính chất hình

- học nào dé đưa biểu thức trên về dang

- đại số ? -— Do lớn của các vectơ cảm ứng từ thành phần được xác định như thé nao ?

Hoạt động 3

Tìm hiểu khái niệm hệ quy chiếu :

và chuyển động tịnh tiến

HS suy nghĩ cá nhân, sau đó thảo :

luận nhóm và đại diện nhóm lên :

báo cáo kết quả

Câu 3:

Cảm ứng từ trong ống dây dài được :

tính theo công thức :

B= “z.10 “nI

Vì có thể bỏ qua chiều dài của lớp

3 GV yéu cau HS lam bai tap 1, 2 trong

- phiếu học tập

GV nêu câu hỏi gợi ý

— Cam ứng từ trong ống dây dài được

xác định bằng công thức nào ? Trong

| đó đại lượng nào đã biết, đại lượng nào

chưa biết ?

_ — Phải tính I như thế nào ? Liệu rằng có thé sit dung định luật Ôm cho đoạn

mạch để tính I không ? Muốn vậy cần

sơn cách điện nên n = Goi R 1a :

điện trở của dây đồng thì l=—: : ` _ `

R : : phải xác định thêm đại lượng nào ?

._: Và điện trở suất của dây dẫn ?

Đồng thời ta có thể viết : :

Ỉ 4i

` Td

Thay biểu thức của R vào công :

thức vừa viết ta được :

Câu 1 Đặt một ống dây dài sao cho trục của nó nằm ngang và vuông góc với

thành phần từ trường nằm ngang của Trái Dat (B,)

a) Cho dòng điện cường độ l; qua ống dây thi cam ứng từ Bị trong ống dây gấp V3 lan Bạ

Cau 2

Cau 3

Hỏi khi đó một kim nam châm thử trong ống dây nằm cân bằng theo phương hợp với trục của ống dây một góc bằng bao nhiêu ? Coi rằng nam châm thử nằm cân bằng trên mặt phẳng song song với mặt đất

b) Điều chỉnh cho dòng điện qua ống dây thay doi tir 1, dén I, = k1,, sao cho kim nam châm thử nằm cần bằng theo hướng Đông Bắc Hỏi k bằng

bao nhiêu ?

Cho hai vòng tròn dây dẫn bán kính bằng nhau và bằng R = 10 cm Vòng

dây thứ nhất có dòng điện cường độ l; = 3 A, vòng dây thứ hai có dòng dién I, = 4A Vong dây thứ nhất đặt trong mặt phẳng nằm ngang, vòng dây

thứ hai đặt trong mặt phẳng thắng đứng, sao cho tâm của hai vòng dây

trùng nhau Hãy tìm phương, chiều, độ lớn cua vecto cảm ứng từ tại tâm O của hai vòng tròn

Dùng một dây đồng có đường kinh d = 1,2mm để quấn thành một ống dây dài Dây có phủ một lớp sơn cách điện móng Các vòng dây được quấn sát

nhau Khi cho dòng điện qua ống dây, người ta đo được cảm ứng từ trong ống day 1a B = 0,004 T Tinh hiệu điện thế U đặt vào hai đầu ống dây Cho

biết dây dài ¡ = 60m, điện trở suất của đồng bằng 1,76.10 °Qm