GIÁO án bài HIỆN TƯỢNG tự cảm HAY NHẤT

-Nắm được công thức xác định hệ số tự cảm của ống dây và công thức xác định suất điện động cảm ứng.. -Vận dụng được các công thức để xác định hệ số tự cảm của ống dây, công thức xác đinh

GV hướng dẫn : Phùng Thị Tố Loan Bài dạy : Bài 41 Tiết: 64 Người thực hiện : Dương Thị Như Mai Lớp : SP Vật lý K10

GIÁO ÁN CHUYÊN MÔN BÀI 41: HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM I/ Mục tiêu

1.Kiến thức

-Hiểu được bản chất của hiện tượng tự cảm khi đóng mạch, khi ngắt

mạch

-Nắm được nguyên nhân làm cho đèn sáng từ từ trong thí nghiệm đóng

mạch, đèn lóe sáng lên trong thí nghiệm ngắt mạch là do ống dây

-Nắm được công thức xác định hệ số tự cảm của ống dây và công thức

xác định suất điện động cảm ứng

2.Kỹ năng

-Dự đoán một số kết quả của thí nghiệm Rút ra kết luận từ các kết quả

thu được

-Giải thích được một số hiện tượng vật lí

-Vận dụng được các công thức để xác định hệ số tự cảm của ống dây,

công thức xác đinh suất điện động tự cảm

-Vận dụng được các công thức xác định từ trường trong ống dây và

công thức xác định mật độ năng lượng từ trường

3.Thái độ

- Nghiêm túc trong giờ học

- Sôi nổi phát biểu xây dựng bài

- Có ý thức vận dụng kiến thức đã học vào cuộc sống

II/ Chuẩn bị

1.Giáo viên

-Bộ thí nghiệm về hiện tượng tự cảm khi đóng mạch và bộ thí nghiệm về hiện tượng tự cảm khi ngắt mạch

-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

* Kiểm tra kiến thức cũ:

1 Phát biểu định luật Lenxơ

2 Viết công thức suất điện động 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 nó

* e = -

∆Φ : độ biến thiên từ thông trong thời

gian ∆t

Hoạt động 2: Tìm hiểu hiện tượng tự cảm Hoạt động của GV Hoạt động của HS ND ghi bảng

 ĐVĐ:Trong các

bàihọc trước

chúng ta

đãbiết,hiệntượngcảm ứng

gây ra dòng điện

trongkhung dây,trong đoạn

dây dẫn và trong vậtdẫn

hìnhkhối.Hôm nay chúng ta

tiếp tụcnghiêncứumột

dạngnữacủahiệntượngcảmứ

ng đólàhiện tượng tự cảm

 Để nghiên cứu hiện

tượng tự cảm, cô sẽ tiến hành

thí nghiệm Giới thiệu bộ thí

nghiệm

 Dụng cụ thí nghiệm

gồm có:

Bảng mạch chứa các linh

kiện

Biến thế nguồn

Dây nối

Chân đế

Trụ thép

 Mục đích thí nghiệm:

 Lắng nghe và chú ý quan sát GV giới thiệu bộ thí nghiệm

1 Hiện tượng

tự cảm

a Thí nghiệm 1

K3

K2

K1

K

Đ3

Đ2

Đ1

R

L, R

-+

nghiên cứu hiện tượng tự

cảm khi đóng và ngắt mạch

điện

 Yêu cầu HS dựa vào

SGK và dụng cụ trên nêu

phương án thí nghiệm

 Nhận xét phương án

HS nêu và chọn phương án

khả thi

 Giới thiệu cách bố trí

TN

 Treo hình vẽ sơ đồ thí

nghiệm lên

đểcảlớpcùngquan sát

 GV tiến hành thí

nghiệm nghiên cứu hiện

tượng tự cảm khi đóng mạch

 GV lần lượt đóng K,

K1, K2 (K3 để hở)

 GV điều chỉnh biến

trở R để 2 đèn Đ1 và Đ2 sáng

như nhau rồi ngắt khoá K

 Hai bóng đèn Đ1, Đ2

giống hệt nhau, điện trở R ở

nhánh CD giống hệt điện trở

thuần của cuộn dây GV yêu

cầu học sinh dự đoán hiện

tượng xảy ra khi đóng mạch

điện?

 GV tiến hành đóng

khóa K và yêu cầu học sinh

quan sát sự sáng lên của 2

đèn ( GV thực hiện TN vài

lần để học sinh quan sát rõ

hơn)

 GV nhận xét câu trả

lời của học sinh

 GV tiến hành đổi vị trí

của 2 bóng đèn cho nhau rồi

lại đóng mạch như trên GV

lại yêu cầu HS quan sát sự

sáng lên của 2 bóng đèn

 HS đọc sách suy nghĩ và nêu phương án thí nghiệm

 Quan sát cách

bố trí TN

 Quan sát hình vẽ

 HS chú ý quan sát GV tiến hành thí nghiệm

 HS lắng nghe sau đó đưa ra dự đoán hện tượng xảy

ra khi đóng mạch:

khi đóng mạch các

* Kết quả thí nghiệm: Khi

đóng khóa K thì + Đèn Đ2 sáng

ổn định ngay lập tức

+ Đèn Đ1 sáng lên từ từ và ổn định

* Giải thích

- Khi đóng K : dòng điện iAB qua ống dây L tăng

 B tăng 

từ thông qua L tăng  xuất hiện iC chống lại sự tăng của

iAB iAB tăng chậm  Đ1

sáng lên từ từ

- iCD tăng nhanh vì không

có iC cản trở 

Đ2 sáng ngay

 Yêu cầu HS nêu nhận

xét về kết quả thu được từ thí

nghiệm

 GV đưa ra kết luận:

dòng điện ở 2 nhánhtăng

lênkhôngnhư nhau,

ởnhánhABtăngchậm hơn ở

nhánh CD

 GV nêu tên hiện

tượng mà học sinh vừa mới

quan sát được là “ hiện

tượng tự cảm khi đóng

mạch”.

 GV đưa ra câu hỏi:

(?)Nguyênnhânnào

ngăncảnkhôngcho dòng điện

trong nhánh ABtănglên

nhanh?

Giải thích

 GV gợi ý cho học sinh

bằng hệ thống câu hỏi sau:

+ Sự khác biệt giữa hai đoạn

mạch điện là gì?

+ Khi ta đổi vị trí của hai

bóng đèn, hiện tượng vẫn xảy

ra như cũ, phải chăng nguyên

nhân là do cuộn dây?

+ Dựa trên kiến thức đã học

về hiện tượng cảm ứng điện

từ và định luật Len-xơ hãy

giải thích hiện tượng trên

-bóng đèn sẽ sáng lên

 HS quan sát sau đó trả lời: khi đóng mạch, đèn Đ2

sáng lên ngay, đèn Đ1

sáng lên từ từ

 HS quan sát sau đó trả lời: bóng đèn ở nhánh CD vẫn sáng lên ngay, bóng đèn ở nhánh AB vẫn sáng lên từ từ

 Suy nghĩ và nêu nhận xét:

Dòng điện ở 2 nhánh tănglênkhôngnhư nhau,

ởnhánhABtăngchậm hơn ở nhánh CD

 HS lắng nghe, tiếp thu

 GV nhận xét cách giải

thích của học sinh sau đó giải

thích hiện tượng 1 cách chính

xác

 NêucâuhỏiC1

SGK/197

 HS suy nghĩ trả lời:

+ Sự khác biệt ở 2 đoạn mạch là ở Đoạn

AB có cuộn dây + Nguyên nhân chính

là do cuộn dây

KhiđóngkhóaK, dòng điện i tăng lên

từ i = 0đếni # 0.Trong nhánhAB dòngđiện tăng làm cho từ thông qua ống dây biến đổi vì vậyxuất hiệndòng điện cảm ứng trong ống dây,theođịnhluật Lenxơ dòng này có tác dụng chống lại nguyên nhân đã gây

ra nó, tức làdòngcảmứngnày cóchiềungượcvới dòngđiệndonguồn sinhra.Dođódòng điệntrong nhánhAB tăngchậm hơntrong nhánh CD do đó đèn

Đ1sáng lên từ từ

 HS lắng nghe, tiếp thu

 Suynghĩvàđưa

ra câu trả lời:

+ Sau khi đóng khóa

K ít lâu thì độ sáng

của 2 đèn là như nhau

+Vìkhidòngđiện trong các nhánh đạt đến giá trị không đổi thì từ

thôngquaốngdây cũng cógiá trịkhông đổi, nên suất điện động cảm ứng trong ống dây bằng 0, do

đó 2 đèn có độ sáng như nhau

 GV tiến hành thí

nghiệm nghiên cứu hiện

tượng tự cảm khi ngắt mạch

 GV bố trí thí nghiệm

như sơ đồ

 GV lần lượt ngắt K2,

đóng K, K1, K3 Sau đó ngắt

khóa K

 GV yêu cầu học sinh

quan sát và cho biết hiện

tượng xảy ra

 GV nhận xét câu trả

lời của HS và nêu tên hiện

tượng mà học sinh quan sát

được là “hiện tượng tự cảm

khi ngắt mạch”.

 GV yêu cầu HS giải

thích hiện tượng xảy ra dựa

trên các gợi ý:

+ Khi ta ngắt khóa K thì yếu

tố nào đã thay đổi trong

mạch điện?

+ Đây có phải là nguyên

nhân gây ra hiện tượng trên

không?

+ Dựa trên kiến thức đã học

về hiện tượng cảm ứng điện

từ và định luật Len-xơ hãy

giải thích hiện tượng trên

 HS chú ý quan sát

 HS quan sát sau đó trả lời: khi ngắt khóa K đèn Đ3

lóe sáng lên rồi tắt

 HS lắng nghe

 HS lắng nghe câu hỏi và gợi ý của

GV sau đó trả lời:

+ Khi ngắt khóa K, dòng điện trong mạch giảm về 0

+ Dòng điện trong mạch giảm là nguyên

b Thí nghiệm 2

*Kết quả thí nghiệm

+ Khi ngắt khóa

K thì bóng đèn

Đ3 sáng lóe lên rồi tắt

* Giải thích hiện tượng:

+ Khi ngắt khóa K: dòng điện trong mạch giảm

 Bgiảmbiến thiên từ thông qua ống dâytrong ống dây sinh ra dòng điện cảm ứng cùng chiều với chiều dòng điện ngoài, cùng chạy

K

K1

K2

K3

Đ3

Đ2

Đ1

R

L, R

-+

nhân gây ra hiện tượng

+ HS giải thích hiện tượng:khingắtkhóaK, dòngđiện trongmạch giảm làm cho từ thông qua ống dây biến đổi Vì vậy trongốngdây xuấthiệndòngđiện cảm ứng, theo định luật

Lenxơ, dòng này cùng

chiềuvớidòngđiện trongmạchdonguồn sinh ra, dòng điện này

điquabóngđènlàm cho bóng đèn lóe sáng

rồi mới tắt

qua bóng đèn làm bóng lóe sáng

 GV thông báo cho học

sinh biết các hiện tượng trên

đều là hiện tượng tự cảm.

 GV yêu cầu HS suy

nghĩ và bằng ngôn ngữ của

mình hãy định nghĩa hiện

tượng tự cảm

- GV nhận xét câu trả lời của

học sinh sau đó phát biểu

chính xác hiện tượng tự cảm

 HS lắng nghe

 HS suy nghĩ trả lời

- HS lắng nghe và ghi chép

* Kết luận

+ Hiện tượng tự cảm là

hiệntượngcảmứn

g điện từ trong một mạch điện do chính sự biến

đổi của dòng điện trongmạch

đó gây ra

Hoạt động 3: Tìm hiểu hệ số tự cảm và suất điện động tự cảm Hoạt động của GV Hoạt động của HS ND ghi bảng

 Thông báo:

Suất điện động xuất

hiện do hiện tượng tự

cảm gọi là suất điện

động tự cảm

(?) Viết công thức

xác

địnhcảmứngtừcủa

dòng điện tròn và

dòng điện trong ống

dây?

 Cónhậnxétgìv

ề mối quan hệ giữa B

và I?

 Rút ra mối

quan hệ giữa Φ và I?

 Thông báo: Từ

thôngqua diện tích

giới hạn bởi mạch

điện tỉ lệ với cường

độdòngđiện trong

mạch đó nên ta có thể

viết: Φ = Li với L là

hệ số tỉ lệ và được

gọi là hệ số tự cảm

Đơn vị của L trong hệ

 Lắngnghevàgh

i nhớ

 Suy nghĩ trả lời

+ Cảmứngtừcủa dòngđiệntròn:

B = 210-7

+Cảmứngtừcủa dòngđiệntrongống dây:

B = 410-7nI

 Suy nghĩ trả lời

B tỉ lệ với I

 Suy nghĩ trả lời

B~ I Φ~B

Φ~ I

 Tiếp thu và ghi nhớ

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 Đơn vị của L (hệ SI):

Henri (H) + Biểu thức độ tự cảm của ống dây đặt trong không khí:

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

vị chiều dài ống dây

b Suất điện động tự cảm:

+ Định nghĩa: suất điện động được sinh ra do hiện tượng tự cảm gọi là suất điện động tự cảm

+ Biểu thức:

e tc= -L

SI là Henri, kí hiệu là

H

 Yêu cầu học

sinh làm câu hỏi C2

SGK /198

 Đánh giá và

kết luận lại câu trả lời

của HS

 Yêu cầu HS

suy nghĩ và trả lời

câu hoi C3

SGK/198

 Lưu ý HS:

+ Công thức 41.1

đúng cho mọi dòng

điện có dạng khác

nhau

+ Công thức 41.2

Chỉ áp dụng cho

ống dây đặt trong

 Suy nghĩ trả lời câu hỏi

+ Nếu ống dây có N

vòng và diện tích mỗi

vòng là S thì:

Φ = NBS + Gọi l là chiều dài

ống dây, n là số vòng

dây trên 1 đơn vị độ dài thì: N = nl

→ Φ = nlBS = nBV

+ Từ (29.3):

B = 4π10-7nI

→ Φ = 4π10 -7 n 2 IV

+ Từ (41.1)

→L = 4π.10-7 n2V

 Tiếp thu và ghi nhớ

 Suy nghĩ và nêu câu trả lời.+ Chỉ

áp dụng cho trường hợp ống dây không

có lõi sắt nghĩa là hình 41.3a Vì công thức 41.2 được thiết lập chỉ cho trường hợp ống dây đặt trong môi trường không khí

 Tiếp thu và ghi nhớ

môi trường không

khí

 Thông báo

nội dung định

nghĩa suất điện

động tự cảm

 Yêu cầu HS

xây dựng công thức

tính suất điện động tự

cảm

 Suy nghĩ và phát biểu

Từ (41.1) → ∆Φ = L.∆i

e tc= -L

Hoạt động 4: Củng cố và giao nhiệm vụ học tập

 GV yêu cầu học sinh củng cố

kiển thức vừa học bằng việc thực hiện

các nhiệm vụ trong phiếu học tập

 GV giao nhiệm vụ về nhà trong

học sinh

 Nhận nhiệm vụ học tập

PHIẾU HỌC TẬP VẬN DỤNG Câu 1.Phát biểu nào sau đây là không đúng?

A Hiện tượng cảm ứng điện từ trong một mạch điện do chính sự biến đổi của

dòng điện trong mạch đó gây ra gọi là hiện tượng tự cảm

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

cảm

C Hiện tượng tự cảm là một trường hợp đặc biệt của hiện tượng cảm ứng điện

từ

D Suất điện động cảm ứng cũng là suất điện động tự cảm.

Câu 2.Đơn vị của hệ số tự cảm là:

A Vôn (V) B Tesla (T) C Vêbe (Wb) D Henri (H) Câu 3.Biểu thức tính suất điện động tự cảm là:

I

L

e









B e = L.I C e = 4 10-7.n2.V D. I

t L e









Câu 4.Biểu thức tính hệ số tự cảm của ống dây dài là:

I

e

L









B L = .I C L = 4 10-7.n2.V D I

t e L









Câu 5.Một ống dây có hệ số tự cảm L = 0,1 (H), cường độ dòng điện qua ống

dây giảm đều đặn từ 2 (A) về 0 trong khoảng thời gian là 4 (s) Suất điện động

tự cảm xuất hiện trong ống trong khoảng thời gian đó là:

A 0,03 (V) B 0,04 (V) C 0,05 (V) D 0,06 (V) Câu 6.Một ống dây dài 50 (cm), diện tích tiết diện ngang của ống là 10 (cm2) gồm 1000 vòng dây Hệ số tự cảm của ống dây là:

A 0,251 (H) B 6,28.10-2 (H).C 2,51.10-2 (mH) D 2,51 (mH) Câu 7.Một ống dây được quấn với mật độ 2000 vòng/mét Ống dây có thể tích

500 (cm3).Ống dây được mắc vào một mạch điện Sau khi đóng công tắc, dòng điện trong ống biến đổitheo thời gian như đồ trên hình 5.35 Suất điện động tự cảm trong ống từ thời điểm 0,05 (s) về sau là:

A 0 (V) B 5 (V) C 10 (V).D 100 (V).