GIÁO ÁN GIẢNG DẠYBài 25: TỰ CẢMNgười soạn: Ngày soạn: 1592015I. Mục tiêu1. Kiến thức Phát biểu được định nghĩa từ thông riêng và viết được công thức tự cảm của ống dây hình trụ. Phát biểu được định nghĩa hiện tượng tự cảm và giải thích được hiện tượng cảm khi đóng và ngắt mạch điện. Viết được công thức tính suất điện động tự cảm. Viết được công thức tính năng lượng của ống dây tự cảm.2. Kĩ năng Vận dụng các công thức đã học để giải các bài tập liên quan. Biết vận dụng kiến thức đã học để giải thích các hiện tượng trong đời sống.3. Tình cảm, thái độCó hứng thú say mê, tự giác, chủ động trong học tập.II. Chuẩn bị1. Giáo viên: Thí nghiệm mô phỏng về hiện tượng tự cảm, hình ảnh ứng dụng.2. Học sinh: Ôn lại kiến thức về cảm ứng điện từ và suất điện động cảm ứng.III. Tiến trình dạy họcHoạt động 1: (5 phút) Kiểm tra bài cũ.
Trang 1GIÁO ÁN GIẢNG DẠY Bài 25: TỰ CẢM
Người soạn:
Ngày soạn: 15/9/2015
I Mục tiêu
1 Kiến thức
- Phát biểu được định nghĩa từ thông riêng và viết được công thức tự cảm của ống dây hình trụ
- Phát biểu được định nghĩa hiện tượng tự cảm và giải thích được hiện tượng cảm khi đóng và ngắt mạch điện
- Viết được công thức tính suất điện động tự cảm
- Viết được công thức tính năng lượng của ống dây tự cảm
2 Kĩ năng
- Vận dụng các công thức đã học để giải các bài tập liên quan
- Biết vận dụng kiến thức đã học để giải thích các hiện tượng trong đời sống
3 Tình cảm, thái độ
Có hứng thú say mê, tự giác, chủ động trong học tập
II Chuẩn bị
1 Giáo viên: Thí nghiệm mô phỏng về hiện tượng tự cảm, hình ảnh ứng dụng.
2 Học sinh: Ôn lại kiến thức về cảm ứng điện từ và suất điện động cảm ứng.
III Tiến trình dạy học
Hoạt động 1: (5 phút) Kiểm tra bài cũ.
Trang 2Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
Trả lời câu hỏi sau
Câu 1: Phát biểu định nghĩa
+ Dòng điện cảm ứng
+ Hiện tượng cảm ứng điện từ
Câu 2: Phát biểu định nghĩa
+ Suất điện động cảm ứng
+ Định luật Fa-ra-đây
+ Khi từ thông qua mạch kín biến thiên thì trong mạch xuất hiện 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 khoảng thời gian từ thông qua mạch kín biến thiên
+ Suất điện động cảm ứng là suất điện động sinh ra dòng điện cảm ứng trong mạch kín
+ Định luật Fa-ra-đây: Độ lớn của suất điện động cảm ứng xuất hiện trong mạch kín tỉ lệ với tốc độ biến thiên từ thông qua mạch kín:
tc
e
t
Hoạt động 2: (1 phút) Đặt vấn đề.
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
Như ta đã biến hiện tượng cảm ứng
điện từ là hiện tượng xuất hiện dòng
điện cảm ứng Hôm nay, chúng ta xét
một loại hiện tượng cảm ứng điện từ
đặc biệt là hiện tượng tự cảm Để hiểu
Trang 3về hiện tượng này chúng ta vào bài học
hôm nay
Bài 25: TỰ CẢM
Hoạt động 3: (10 phút) Tìm hiểu về từ thông riêng của một mạch kín.
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
- Giả sử có mạch kín I trong đó có dòng
điện i, dòng điện i này gây ra từ trường,
từ trường này gây ra từ thông qua
mạch I được gọi là từ thông riêng của
mạch Do đó từ thông tỉ lệ với cảm ứng
từ do I gây ra Nghĩa là tỉ lệ với i
= Li
Yêu cầu học sinh đọc ví dụ sách giáo
khoa và hoàn thành câu C1
+ Gợi ý: Dựa vào biểu thức (1) và biểu
thức = NBScosα ta tìm được biểu
thức tính L
- Ống dây có độ tự cảm L được gọi là
ống dây tự cảm hay cuộn cảm
2
L 4 10 S
= Li
Trong đó: : Wb
i : A
L : độ tự cảm (H)
+ Ta có:
B 4 10 i
l
Từ = Li và ɸ = NBScosα
=>
NBScos L
i
Với α = 0 nên cosα = 1
=>
2
l
Trang 4Với μ ≈ 104 được gọi là độ từ thẩm.
Hoạt động 4: (18 phút) Tìm hiểu hiện tượng tự cảm.
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
+ Hiện tượng tự cảm là 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
cường độ dòng điện trong mạch
+ Hiện tượng tự cảm trong mạch điện
xoay chiều và một chiều khác nhau ở
chổ nào?
• Tiến hành thí nghiệm ở ví dụ 1
Yêu cầu học sinh quan sát hiện tượng
sáng lên của hai đèn và giải thích kết
quả thí nghiệm
+ Gợi ý: Xét sự biến thiên từ thông
trong ống dây khi đóng khóa K, dòng
điện tự cảm có tác dụng chống lại sự
biến thiên đó sẽ tác dụng lên đèn 2 như
thế nào?
• Tiến hành thí nghiệm ở ví dụ 2
+ Dòng điện một chiều: Hiện tượng tự cảm xảy ra khi đóng và ngắt mạch
+ Dòng điện xoay chiều: Hiện tượng tự cảm luôn luôn xảy ra vì cường độ dòng điện xoay chiều biến thiên liên tục theo thời gian
+ Hiện tượng: Đèn 1: sáng lên ngay
Đèn 2: sáng lên từ từ
+ Giải thích: Khi đóng khóa K, dòng điện qua đèn 2 và ống dây tăng đột ngột, trong ống dây xảy ra hiện tượng
(2)
, R
Trang 5Yêu cầu học sinh quan sát hiện tượng
của đèn neon và giải thích kết quả thí
nghiệm
+ Gợi ý: Xét sự biến thiên từ thông
trong ống dây khi ngắt khoa K, dòng
điện tự cảm có tác dụng chống lại sự
biến thiên đó sẽ có tác dụng lên đèn
như thế nào?
tự cảm có tác dụng chống lại sự tăng từ thông do đó dòng điện qua K và đèn 2 tăng lên từ từ
+ Hiện tượng: Đèn neon sáng lóe lên rồi mới tắt
+ Giải thích:
Khi ngắt khóa K, dòng điện qua đèn giảm đột ngột làm từ thông qua dây cũng giảm đột ngột, trong ống dây xảy
ra hiện tượng tự cảm, dòng điện tự cảm
có tác dụng chống lại sự giảm từ thông
đó, do đó dòng điện qua đèn tăng vọt lên trước khi tắt
Hoạt động 5: (6 phút) Tìm hiểu suất điện động tự cảm.
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của sinh viên
Sự xuất hiện hiện tượng tự cảm nghĩa
là trong mạch tồn tại một suất điện
động tự cảm
- Gọi học sinh rút ra công thức xác định
suất điện động tự cảm
- Từ thông riêng = Li với L = hằng
tc
e
t
Trang 6số hãy tìm.
- Năng lượng từ trường của ống dây tự
cảm:
2
1
2
- Ứng dụng của hiện tượng tự cảm
Hiện tượng tự cảm có nhiều ứng dụng
quan trọng trong mạch điện xoay chiều
như cuộn cảm trong mạch điện xoay
chiều có mạch dao động và các máy
biến áp
nên L i
=> tc
i
t
=> Suất điện động tự cảm có độ lớn tỉ
lệ với tóc độ biến thiên của cường độ dòng điện trong mạch
Hoạt động 6: (5 phút) Củng cố bài học.
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
- Hướng dẫn học sinh nhắc lại kiến
thức quan trọng của bài đã được tóm tắt
ở cuối bài
- Học bài và làm bài tập về nhà
6,7/157sgk
IV Rút kinh nghiệm
V Nội dung ghi bảng
Bài 25: TỰ CẢM
Trang 7I Từ thông riêng của một mạch kín
- Từ thông riêng của một mạch kín là từ thông gây ra bởi từ trường do dòng điện trong mạch sinh ra
= Li (1)
Trong đó: là từ thông của mạch kín (Wb)
i là cường độ dòng điện (A)
L là độ tự cảm (H)
+ L phụ thuộc cấu tạo, kích thước của mạch
+ Ký hiệu của L khi gặp trong mạch điện là
- Độ tự cảm
2
l
- Độ tự cảm của ống dây có lõi sắt
2
l
II Hiện tượng tự cảm
1 Định nghĩa
Hiện tượng tự cảm là hiện tưởng cảm ứng điện từ xảy ra trong một mạch 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
Hiện tượng tự cảm luôn xảy ra ở mạch điện xoay chiều và trong mạch điện một chiều khi đóng và ngắt mạch
2 Một số ví dụ về hiện tượng tự cảm
a) Ví dụ 1
- Hiện tượng khi đóng khóa K
Trang 8+ Đèn 1: sáng lên ngay.
+ Đèn 2: sáng lên từ từ
- Giải thích: Khi đóng khóa K, dòng điện qua đèn 2 và ống dây tăng đột ngột, trong ống dây xảy ra hiện tượng tự cảm có tác dụng chống lại sự tăng từ thông do đó dòng điện qua đèn 2 tăng lên từ từ
b) Ví dụ 2
- Hiện tượng khi ngắt khóa K: Đèn neon lóe lên rồi mới tắt
- Giải thích: Khi ngắt khóa K, dòng điện qua đèn giảm đột ngột làm từ thông qua đèn cũng giảm đột ngột, trong ống dây xảy ra hiện tượng tự cảm, dòng điện tự cảm có tác dụng chống lại sự giảm từ thông đó, do đó có dòng điện tăng vọt lên trước khi tắt
III Suất điện động tự cảm
1 Suất điện động tự cảm
Biểu thức của suất điện động tự cảm: tc
i
t
Đơn vị của suất điện động tự cảm là Vôn (V)
Phát biểu: suất điện động tự cảm có độ lớn tỉ lệ với tốc độ biến thiên của cường
độ dòng điện trong mạch
2 Năng lượng từ trường của ống dây
Năng lượng từ trường của ống dây được tính bằng công thức:
2
1
2
VI Ứng dụng
Hiện tượng tự cảm có nhiều ứng dụng trong mạch điện xoay chiều Cuộn cảm là một phần tử quan trọng trong các mạch điện xoay chiều có mạch dao động và trong máy biến áp
(2)
, R