+ Phỏt biểu được định luật Len-xơ theo những cỏch khỏc nhau và biết vận dụng để xỏc định chiều của dũng điện cảm ứng trong cỏc trường hợp khỏc nhau.. Kĩ năng - Vận dụng được định luật L
Trang 1CHƯƠNG V - CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ BÀI 23 TỪ THễNG – CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ
I MỤC TIấU
1 Kiến thức
+ Viết được cụng thức và hiểu được ý nghĩa vật lý của từ thụng
+ Phỏt biểu được định nghĩa và hiểu được khi nào thỡ cú hiện tượng cảm ứng điện từ
+ Phỏt biểu được định luật Len-xơ theo những cỏch khỏc nhau và biết vận dụng để xỏc định chiều của dũng điện cảm ứng trong cỏc trường hợp khỏc nhau
+ Phỏt biểu được định nghĩa và nờu được một số tớnh chất của dũng điện Fu-cụ
2 Kĩ năng
- Vận dụng được định luật Len-xơ để xỏc định được chiều dũng điện cảm ứng trong ỏcc trường hợp khỏc nhau
3 Thỏi độ
- Học sinh cú thỏi độ hứng thỳ học tập, tớch cực tỡm hiểu thực tế về vấn đề vừa học;
II CHUẨN BỊ
1 Giỏo viờn
+ Chuẩn bị cỏc hỡnh vẽ về cỏc đường sức từ trong nhiều vớ dụ khỏc nhau
+ Chuẩn bị cỏc thớ nghiệm về cảm ứng từ
2 Học sinh
+ ễn lại về đường sức từ
+ So sỏnh đường sức điện và đường sức từ
III CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
Hoạt động giỏo viờn Hoạt động học sinh Nội dung cơ bản
Hoạt động 1: Giới thiệu bài mới
- Ta biết rằng dũng điện sinh
ra từ trường Vậy từ trường cú
sinh ra dũng điện hay khụng ?
Nếu cú thỡ trong điều kiện
nào? Hụm nay chỳng ta sẽ
nghiờn cứu?
- Học sinh nhận thức vấn đề cần nghiờn cứu trong bài học
Hoạt động 2: Tỡm hiểu khỏi niệm từ thụng
- Giả sử một đường cong
phẳng kớn ( C ) là chu vi
giới hạn bởi một mặt cú diện
tớch ( S), mặt đú được đặt
trong một từ trường đều
B, trờn đường vuụng gúc mặt
(S), xỏc định vecto phỏp
tuyến ngọi là vecto phỏp
tuyến dương, gọi ( , )B n
thỡ đại lượng B S .cos
gọi là từ thụng qua mặt
S
- HS theo dừi và ghi nhận khỏi niệm từ thụng
* Nếu cú N vũng dõy kớn :
N B S
I Từ thụng
1 Định nghĩa
-Từ thụng qua một diện tớch S đặt trong từ trường đều:
= BScos
Với là gúc giữa phỏp tuyến
n và B
* Nếu cú N vũng dõy kớn :
N B S .cos
- Từ thông là 1 đại lợng đại
Trang 2- Nếu có N vòng dây kín nối
tiếp nhau thì từ thông được
tính như thế nào?
- Từ thông phụ thuộc vo
những yếu tố no?
- HS trả lời: từ thông phụ thuộc vào cảm ứng từ B, tiết diện S và góc ( , )B n
- HS biện luận:
>900 0
<900 0
BS
0
0
90 0
Vậy từ thông là một đại lượng đại số
- HS trả lời: Đơn vị của từ thông : Wb ( vê be)
sè:
>900 0 <900 0
0
0
90 0
* Đơn vị từ thông : Wb ( vê be)
Hoạt động 3: Tìm hiểu về hiện tượng cảm ứng điện từ
- GV yêu cầu HS xác định
chiều dương trên mạch kín
(C ) phù hợp với chiều đường
sức từ của nam châm S-N theo
quy tắc nắm tay phải
- GV thực hiện thí nghiệm 1,
yêu cầu HS quan sát hiện
tượng và nhận xét chiều dòng
điện trong mạch
- GV tiếp tục làm thí nghiệm
2, 3 , yêu cầu HS quan sát hiện
tượng và nêu nhận xét?
- GV làm thí nghiệm 4, yêu
cầu HS quan sát và nêu nhận
xét?
- GV hướng dẫn HS làm câu
C1, C2
- GV: trong các thí nghiệm
trên, ta thấy có nhiều nguyên
nhân dẫn đén xuất hiện dòng
điện trong mạch Vậy đâu là
nguyên nhân chung nhất để
sinh ra dòng điện trên?
- GV kết luận: mỗi khi từ
thông qua mạch kín biến thiên
thì trong mạch kín xuất hiện
dòng điện gọi là dòng điện
- HS xác định chiếu dương trên mạch kín (C )
- HS thảo luận và trả lời: khi nam châm dịch chuyển lại gần (C ) thì làm kim điện kế lệch ( có dòng điện) dòng điện i trong mạch ngược với chiều dương đã chọn
- HS thảo luận và trả lời: khi cho nam châm dịch chuyển ra
xa (C ) thì kim điện kế lệch ( có dòng điện) dòng điện này ngược chiều với dòng điện trong thí nghiệm 1
- HS thảo luận và trả lời: khi thay đổi cường độ dòng điện thì trong mạch ( C ) cũng xuất hiện dòng điện
- HS làm câu C1 và C2
- HS thảo luận và trả lời: khi
từ thông qua mạch kín thay đổi thì trong mạch xuất hiện dòng điện
- HS lĩnh hội hiện tượng cảm
II Hiện tượng cảm ứng điện từ
1 Thí nghiệm
a) Thí nghiệm 1
Cho nam châm dịch chuyển lại gần vòng dây kín (C) ta thấy trong mạch kín (C) xuất hiện dòng điện
b) Thí nghiệm 2
Cho nam châm dịch chuyển
ra xa mạch kín (C) ta thấy trong mạch kín (C) xuất hiện dòng điện ngược chiều với thí nghiệm 1
c) Thí nghiệm 3
Giữ cho nam châm đứng yên
và dịch chuyển mạch kín (C)
ta cũng thu được kết quả tương tự
d) Thí nghiệm 4
Thay nam châm vĩnh cửu bằng nam châm điện Khi thay đổi cường độ dòng điện trong nam châm điện thì trong mạch kín (C) cũng xuất hiện dòng điện
2 Hiện tượng cảm ứng điện từ
+ Mỗi khi từ thông qua mạch kín (C) biến thiên thì trong mạch kín (C) xuất hiện một dòng điện gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ
Trang 3cảm ứng hiện tượng xuất hiện
dòng điện cảm ứng gọi là hiện
tượng cảm ứng điện từ
- Vậy dòng điện cảm ứng xuất
hiện trong trường hợp nào?
ứng điện từ
- HS trả lời: dòng điện cảm ứng chỉ xuất hiện khi từ thông qua mạch kín biến thiên ( thay đổi)
+ Hiện tượng cảm ứng điện từ chỉ tồn tại trong khoảng thời gian từ thông qua mạch kín biến thiên
Hoạt động 4: Xây dựng định luật Len – xơ về chiều dòng điện cảm ứng
- GV yờu cầu HS nhắc lại
cỏch chọn chiều dương trên
mạch kớn C
- Khi đưa nam châm SN lại
gần (C) như hình 23.3a thì từ
thông qa (C) tăng hay giảm?
Kết quả thí nghiệm cho biết
dòng điện cảm ứng có chiều
như thế nào?
- Khi đưa nam châm SN ra xa
(C) như hình vẽ thì từ thông
qua (C) tăng hay giảm? Dòng
điện cảm ứng có chiều như thế
nào?
- Khi dòng điện cảm ứng xuất
hiện thì cũng sinh ra từ
trường, gọi là từ trường cảm
ứng Từ trường do nam châm
gây ra gọi là từ trường ban
đầu Vậy giữa hai từ trường
này có mối quan hệ như thế
nào?
- Qua các thí nghiệm trên ta
thấy từ trường cảm ứng luôn
xuất hiện để chống lại sự biến
thiên của từ trường ban đầu
qua mạch kín Đó chính là nội
dung định luật Len-xơ
- GV yờu cầu 1 HS đọc nội
dung định luật Len – xơ
- GV phân tích để HS thấy
được sự hỡnh thành cỏc cực
Bắc và Nam và tương tác giữa
các nam châm khi có sự dịch
chuyển
- HS nhắc lại chiều dương trên mạch kớn (C )
- HS trả lời: Từ thông tăng và dòng điện cảm ứng có chiều ngược với chiều dương trên (C)
- HS trả lời: Từ thông qua (C) giảm và dòng điện cảm ứng cùng chiều với chiều dương trên (C)
- HS thảo luận nhóm đưa ra nhận xét của mình: Khi từ thông tăng thì từ trường cảm ứng ngược chiều với từ trường ban đầu Khi từ thông giảm thì
từ trường cảm ứng cùng chiều với từ trương ban đầu
- HS nêu định luật Len - xơ
- HS theo dừi và lĩnh hội
- HS nêu cách phát biếu khác của định luật Len - xơ
III Định luật Len-xơ về chiều dòng điện cảm ứng
1 Định luật
- 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 của từ thông ban đầu qua mạch kín
2 Trường hợp Khi từ thông
qua mạch kín (C) biến thiê
- Khi từ thông qua mạch kín (C) biến thiên do kết quả của một chuyển động nào đó thì từ trường cảm ứng có tác dụng chống lại chuyển động nói trên
Trang 4- GV yêu cầu HS nêu cách
phát biếu khác của định luật
Len – xơ
Hoạt động 5: Tìm hiểu dòng điện Fu – cô ( FOUCAULT)
- GV thông báo: Thực nghiệm
cũng chứng tỏ rằng dòng điện
cảm ứng cũng xuất hiện trong
cách khối kim loại khi những
khối này chuyển động trong
một từ trường hoặc đặt trong
từ trường biến thiên theo thời
gian Những dòng điện đó gọi
là dòng điện Fu-cô
- Nêu câu hỏi: Dòng điện
Fu-cô là gì?
- Làm thí nghiệm với bánh xe
kim loại chuyển động trong từ
trường, yêu cầu HS quan sát
hiện tượng
- Nêu câu hỏi: Hãy mô tả hiện
tượng khi chưa có dòng điện
và khi có dòng điện vào nam
châm?
- Làm thí nghiệm với khối kim
loại chuyển động trong từ
trường
- Nêu câu hỏi: Hãy mô tả hiện
tượng khi chưa có dòng điện
và khicó dòng điện chạy vào
nam châm?
- Hãy giải thích hiện tượng nói
trên?
- Yêu cầu HS đọc mục tính
chất và công dụng của dòng
điện Fu-cô và trả lời các câu
hỏi sau:
1 Dòng điện Fu-cô có những
tính chất gì?
2 Kể những ứng dụngcủa
- Nghe GV thông báo kiến thức, đọc SGK để trả lời câu hỏi của GV
- Trả lời: Dòng điện cảm ứng xuất hiện trong khối kim loại khi nó chuyển động trong từ trường hoặc được đặt trong từ trường biến thiên gọi là dòng điện Fu-cô
- Quan sát GV làm thí nghiệm
- Trả lời : Khi chưa có dòng điện chạy vào nam châm bánh
xe quay bình thường Khi có dòng điệnn vào nam châm bánh xe quay chậm lại và bị hãm lại
- Trả lời: nếu chưa cú dũng điện đi vào nam chõm điện, khi thả ra khối kim loại quay nhanh xung quanh mỡnh nú
Nếu cú dũng điện đi vào nam chõm, khi thả ra khối kim loại quay chậm và bị hóm dừng lại
- HS vận dụng kiến thức về dòng điện F-cô và định luật Len-xơ để giải thích Suy ra lực hãm điện từ
- Đọc SGK thảo luận nhóm,
cử đại diện nhóm trả lời lần lượt các câu hỏi đưa ra
- HS ghi các kết luận của GV
IV Dòng điện Fu-cô
1 Định nghĩa
Dòng điện Fu-co: là dòng điện cảm ứng xuất hiện trong các khối kim loại khi những khối này chuyển động trong một từ trường hoặc được đặt trong 1
từ trường biên thiên theo thời gian
2 Thí nghiệm
3 Tính chất và công dụng của dòng Fu-cô
a Tính chất
- Làm xuất hiện ở khối kim loại chuyển động trong từ trường lực hãm điện từ
- Gây hiệu ứng tỏa nhiệt
b Ứng dụng
- Sử dụng lực hãm điện từ trong các bộ phanh điện từ
- Sử dụng hiệu ứng tỏa nhiệt trong các lò cảm ứng để nung nấu kim loại
c Để giảm hao phí năng lượng
do dòng điện Fu – cô cớ thể tăng điện trở khối kim loại
Trang 5dòng điện Fu-cô.
3 Nêu cách khắc phục dòng
điện Fu –cô
- Xác nhận câu trả lời đúng
Hoạt động 6: Củng cố, dặn dò
- Giáo viên yêu cầu học sinh nhắc lại khái niệm từ thông?
- Giáo viên yêu cầu học sinh nhắc lại khái niệm về hiện tượng cảm ứng điện từ?
- Giáo viên yêu cầu học sinh nhắc lại khái niệm về dòng điện Foucault và những ảnh hưởng của nó trong kĩ thuật
- Làm các bài tập: 3, 4, 5 trong SGK và các bài tập trong SBT
IV RÚT KINH NGHIỆM SAU TIẾT DẠY