bai 41 hien tuong tu cam1

2.Viết công thức suất điện động cảm ứng?*Dẫn nhập: Đó là những kiến thức trọng tâm mà ta cần nắm về hiện tượng cảm ứng điện từ, và dựa trên những kiến thức đó nhà bác học Hen-ri đã phát

Bài 41: HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM

I Mục tiêu

1 Về kiến thức

-Hiểu được bản chất và phân biệt hiện tượng tự cảm khi đóng mạch, khi ngắt mạch

-Hiểu được nguyên nhân và bản chất của hiện tượng tự cảm

-Hiểu được khái niệm hệ số tự cảm

-Nắm được biểu thức tính hệ số tự cảm của ống dây dài và suất điện động tự cảm

2 Về kỹ năng

-Giải thích được kết quả thí nghiệm từ đó rút ra kết luận từ các kết quả thu được -Vận dụng được các công thức trong bài để giải bài tập

3 Về thái độ

-Nghiêm túc trong giờ học, có tinh thần hăng say học tập và tham gia bài học -Rèn luyện tinh thần tự giác trong học tập

II Chuẩn bị

1 Giáo viên

- Bộ thí nghiệm về hiện tượng tự cảm

- Các hình vẽ thí nghiệm về hiện tượng tự cảm khi đóng mạch và khi ngắt mạch

- Một số bài tập vận dụng

2 Học sinh

- Ôn lại định luật Lenxơ về xác định chiều của dòng điện cảm ứng

- Biểu thức suất điện động cảm ứng

III/ Tiến trình dạy học

Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ, dẫn nhập (5 phút).

* Kiểm tra kiến thức cũ:

1 Phát biểu định luật Lenxơ Nguyên nhân

sinh ra dòng điện cảm ứng

* Định luật Lenxơ: Dòng điện cảm ứng có chiều sao cho từ trường do nó sinh ra có tác dụng chống lại nguyên nhân đã sinh ra

2.Viết công thức suất điện động cảm ứng?

*Dẫn nhập: Đó là những kiến thức trọng tâm

mà ta cần nắm về hiện tượng cảm ứng điện từ,

và dựa trên những kiến thức đó nhà bác học

Hen-ri đã phát hiện và giải thích được hiện

tượng tự cảm Đó là một hiên tượng rất thú vị

về điện học Để biết hiện tượng đó như thế

nào?, nó có những đặc trưng gì? thì hôm nay

chúng ta sẽ học Bài 41: Hiện tượng tự cảm

nó Φ biến thiên → xuất hiện IC

*

c

ΔΦ

e = -

Δt

∆Φ : độ biến thiên từ thông trong thời gian ∆t

Hoạt động 2: Tìm hiểu hiện tượng tự cảm (15 phút) Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung bài học

Mô tả thí nghiệm ở hình

41.1 về hiện tượng tự cảm

khi đóng mạch.

Dụng cụ thí nghiệm: Hai

bóng đèn Đ1 và Đ2 giống

hệt nhau,1 bóng đèn neon,

biến trở R, cuộn dây có

điện trở, khóa K, nguồn

điện một chiều và dây dẫn

điện

Bố trí thí nghiệm:

− Sơ đồ: và tiến hành thí

nghiệm

− Bóng đèn Đ1 mắc nối tiếp

với cuộn dây có lõi sắt tạo

-Quan sát sơ đồ mạch điện

- Chú ý lắng nghe để nắm được cách bố trí thí nghiệm và câu hỏi của GV

1 Hiện tượng tự cảm

a Thí nghiệm 1: Khi đóng mạch

+ Kết quả:

Đèn Đ2 sáng lên ngay

Đèn Đ1 sáng lên từ từ Giải thích:

dòng điện i1 qua cuộn dây tăng →B tăng →từ thông qua cuộn dây tăng→xuất hiện iC

thành nhánh (1).Bóng đèn

Đ2 mắc nối tiếp với biến trở

R tạo thành nhánh (2),

Nhánh (1) và (2) mắc song

song với nhau Khóa K mở,

2 đèn không sáng

Yêu cầu h/s dự đoàn hiện

tượng khi đóng khóa K

Làm thí nghiệm chú ý vào

độ sáng của 2 bóng đèn,

đưa ra nhận xét

Thí nghiệm 1:

Đèn Đ2 sáng lên ngay

Đèn Đ1 sáng lên từ từ

Khi đóng K ít lâu thì độ

sáng 2 bóng đèn như nhau

(?) Hãy giải thích hiện

tượng trong thí nghiệm

trên? Chú ý vận dụng định

luật Len-xơ Cho H/s thảo

luận nhóm

Gợi ý:

+ Khi K đóng thì dòng điện

chạy qua cuộn dây như thế

nào?thì cảm ứng từ xuyên

qua cuộn dây và từ thông

biến thiên như thế nào?

+ Theo định luật Len-xơ thì

trong cuộn dây sẽ xuất hiện

gì?

TN2 về hiện tượng tự cảm

khi ngắt mạch.

Bố trí thí nghiệm sơ đồ

Ban đầu khóa K đang đóng,

đèn Đ1 đang sáng, đèn

neon không sáng

Nhận xét kết quả thí nghiệm:

Thí nghiệm 1: Khi đóng

khóa K ta nhận thấy bóng đèn Đ2 sáng lên ngay và bóng đèn Đ1 sáng lên từ từ

Khi đóng K ít lâu thì độ sáng 2 bóng đèn như nhau Giải thích hiện tượng:

Thí nghiệm 1: Khi đóng

công tắc, dòng điện trong

cả hai nhánh đều tăng

Trong nhánh (1) do dòng điện tăng làm từ thông biến thiên qua cuộn dây làm xuất hiện dòng điện cảm ứng ngược chiều dòng điện (theo định luật Len-xơ) làm cho dòng điện trong nhánh (1) không tăng lên nhanh chóng vì vậy Đ1 sáng lên từ từ

Nhận xét kết quả TN

Thí nghiệm 2: Khi ngắt

khóa K, ta nhận thấy bóng đèn không tắt ngay mà lóe sáng lên rồi mới tắt dần

Giải thích hiện tượng:

Thí nghiệm 2: khi ngắt công

chống lại sự tăng của i1 → i1 tăng chậm→Đ1 sáng lên từ từ

Còn i1 tăng nhanh vì không

có iC cản trở→Đ2 sáng ngay

b Thí nghiệm 2: Khi ngắt mạch

+ Kết quả: khi ngắt khóa K đèn sáng lóe lên rồi tắt

+ Giải thích:

Khi ngắt K: dòng điện i1 qua

Yêu cầu h/s quan sát Khi

ngắt khóa K, chú ý vào độ

sáng của bóng đèn

Làm lại thí nghiệm lần nữa

Yêu cầu h/s dự đoàn hiện

tượng khi đóng khóa K

Làm thí nghiệm chú ý vào

độ sáng của 2 bóng đèn,

đưa ra nhận xét

Rút ra kết quả:

Thí nghiệm 2:

Đèn neon lóe sáng rồi sau

đó mới tắt

(?) Hãy giải thích hiện

tượng trong thí nghiệm

trên? Chú ý vận dụng định

luật Len-xơ Cho H/s thảo

luận nhóm

Gợi ý:

+ Khi K đóng, ngắt thì dòng

điện chạy qua cuộn dây

như thế nào?thì cảm ứng

từ xuyên qua cuộn dây và

từ thông biến thiên như

thế nào?

+ Theo định luật Len-xơ thì

trong cuộn dây sẽ xuất hiện

gì?

*Nhận xét và kết luận lại ý

kiến của HS

Y/c h/s trả lời câu hỏi C1.

Gợi ý:

Sau 1 khoảng thời gian

cường độ dòng điện chạy

trong mạch như thế nào?

Cường độ dòng điện chạy

trong mạch đạt cực đại và

ổn định, từ thông qua cuộn

dây như thế nào?

tắt, dòng điện trong mạch giảm, làm cho từ thông qua cuộn dây biến thiên, làm xuất hiện dòng điện cảm ứng cùng chiều dòng điện (theo định luật Len-xơ) dòng này đi qua bóng đèn làm bóng đèn lóe sáng

Trả lời câu hỏi C1:

Sau khi đóng khóa K ít lâu,

độ sáng hai bóng đèn Đ 1 và

Đ 2 sáng như nhau Vì sau ít lâu dòng điện trong mạch đạt giá trị không đổi, từ thông xuyên qua ống dây không biến thiên vì thế không xuất hiện dòng điện

cuộn dây giảm→B giảm→Φ qua cuộn dây giảm→xuất hiện iC rất lớn chống lại sự giảm của i1→iC phóng qua đèn → bóng đèn neon lóe sáng lên rồi tắt

c Hiện tượng tự cảm Hiện tượng tự cảm là hiện tượng cảm ứng điện từ trong một mạch điện do chính sự biến đổi của dòng điện trong mạch đó gây ra

Hiện tượng như trên gọi là

hiện tượng tự cảm, vậy

hiện tượng tự cảm là gì?

? Trong 2 thí nghiệm trên,

hiện tượng làm xuất hiện

dòng điện cảm ứng là hiện

tượng gì?

? Nguyên nhân dẫn đến các

hiện tượng đó là?

?

Kết luận hiện tượng tự cảm

là…yêu cầu một học sinh

khác nhắc lại khái niệm

Thông báo:

TN 1 Hiện tượng tự cảm

khi đóng mạch

TN 2 Hiện tượng tự cảm

khi ngắt mạch

cảm ứng, khi đó hai bóng đèn sáng bình thường như nhau.

Trả lời Trong hai thí nghiệm trên:

Đều là hiện tượng cảm ứng điện từ

Nguyên nhân sinh ra là do

sự biến đổi dòng điện trong mạch

Nhắc lại khái niệm hiện tượng tự cảm là?

Hiện tượng tự cảm là hiện tượng cảm ứng điện từ trong một mạch điện do chính sự biến đổi của dòng điện trong mạch đó gây ra

Hoạt động 3: Tìm hiểu hệ số tự cảm và suất điện động tự cảm(10 phút)

Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung bài học

Suất điện động xuất hiện do

hiện tượng tự cảm gọi là

suất điện động tự cảm Vậy

sđđtc được tính như thế

nào? Để thành lập công

thức tính sđđtc ta cần thành

lập công thức tính từ thông

Φ

Y/c h/s nhắc lại công thức

tính từ trường trong ống

dây và từ thông qua ống

dây có N vòng dây?

Lắng nghe Tiếp thu và ghi nhớ

Từ trường trong ống dây:

B = 4π.10-7 i ⇒ B~i

Từ thông qua ống dây :

2 Suất điện động tự cảm

a Hệ số tự cảm + Từ thông do dòng điện gây ra trong mạch:

Φ = Li L: Hệ số tự cảm (H)Henri i: Cường độ dòng điện (A) Φ: Từ thông (Wb)

Hệ số tự cảm của mạch điện:

Gợi ý:

-Từ biểu thức tính cảm ứng

từ B trong ống dây, hãy cho

biết mối quan hệ giữa B và

i?

-Từ biêu thức tính từ thông

hãy cho mối quan hệ giữa

Φ và B?

-Rút ra mối quan hệ giữa Φ

và i?

Thông báo: Từ thông qua

diện tích giới hạn bởi mạch

điện tỉ lệ với cường độ

dòng điện trong mạch

*Yêu cầu HS làm câu hỏi

C2 SGK/198

Gợi ý:

Từ thông của ống dây có N

vòng: Φ = NBS

Số vòng dây trên 1 đơn vị

độ dài: n=N/l

Thể tích: V=l.S

(?) Suất điện động tự cảm là

gì?

*Yêu cầu một HS khác

nhắc lại sđđtc

Xây dựng công thức tính

suất điện động tự cảm:

∆Φ = L.∆i

Φ= NBS ⇒Φ~B Kết luận: Φ∼i

Trả lời C2:

Từ thông của ống dây:

Φ = nlBS = nBV + Từ (29.3): B = 4π.10-7nI

=> Φ = 4π.10-7n2IV + Từ (41.1): Φ = Li

=>

-7 2 Φ

L = 4π.10 n V

I = Đây là biểu thức tính hệ số

tự cảm của ống dây

Suất điện động tự cảm là suất điện động sinh ra do hiện tượng tự cảm

Theo dõi, nắm biểu thức tính suất điện động tự cảm

L=Φ/i

+ Biểu thức độ tự cảm của ống dây đặt trong không khí:

L = 4π.10-7.n2V V: thể tích ống dây n: số vòng dây trên 1đơn vị chiều dài ống dây

b Suất điện động tự cảm Suất điện động được sinh ra

do hiện tượng tự cảm gọi là suất điện động tự cảm

c

tc

ΔΦ

Mà e

Δt Δi

Δt

= −

→ = −

Dấu (-) phù hợp với định

luật Len-xơ

c

tc

ΔΦ

Mà e

Δt Δi

Δt

= −

Hoạt động 4: Củng cố và giao nhiệm vụ học tập (5 phút)

+ Từ thông tự cảm: Φ = Li

+ Sđđ tự cảm:

tc

Δi

Δt

= −

+ Độ từ cảm của ống dây dẫn dài:

L = 4π.10-7.n2V

- Nhiệm vụ:

Bt: Một cuộn cảm có dòng điện tăng từ

0,5→1A Có độ tự cảm L= 0,03 H ∆t=0,01

s Tính sđđ cảm ứng của cuộn dây?

Btvn: + làm câu hỏi C3 SGK/198

+Làm bài tập

+1,2,3 SGK/199

+Học bài đầy đủ

+Chuẩn bị bài 42: năng lượng từ trường

- Chú ý lắng nghe

- Nhận nhiệm vụ học tập

Tóm tắt:

L= 0,03 H

∆t=0,01 s

i1= 0,5 A, i2= 1A

etc=?

Giải

∆i= 0.5 A => etc =1,5 V