Bai 41 Hien tuong tu cam

- Viết được công thức xác định hệ số tự cảm của ống dây, công thức xác định suất điện động tự cảm2. Về Kỹ năng.[r]

GIÁO ÁN TẬP GIẢNG

Họ và tên sinh viên: Nguyễn Thị Linh

Mã sinh viên: 165TDV500165

Ngành thực tập: Sư phạm vật lý

Thực tập tại lớp: 11B5

Thực tập giảng dạy tại lớp , 11B5 ,

Trường: THPT Bỉm Sơn

Ngày soạn : 10/3/2020

Ngày dạy 13/3/2020

I MỤC TIÊU

1 Kiến thức

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

- Phát biểu được định nghĩa hiện tượng tự cảm và giải thích được hiện tượng

tự cảm khi đóng và ngắt mạch điện

- Viết được công thức xác định hệ số tự cảm của ống dây, công thức xác định suất điện động tự cảm

2 Về Kỹ năng

- Vận dụng định luật Len – xơ để giải thích hiện tượng tự cảm khi đóng ngắt mạch điện

- Vận dụng công thức tính cảm ứng từ để chứng minh biểu thức hệ số tự cảm của ống dây

- Vận dụng được các công thức trong bài để gải bài tập

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên:

a Phương tiện dạy học:

Máy tính

b Tài liệu:

Sách giáo khoa vật lý 11 nâng cao, sách bài tập, một số sách tham khảo…

2 Học sinh:

Ôn lại định luật cảm ứng điện từ, suất điện động cảm ứng, công thức tính cảm

ứng từ của một ống dây

III TIẾN TRÌNH DẠY – HỌC

Hoạt động 1 : Ổn định lớp, kiểm tra bài cũ, đặt vấn đề vào bài mới:

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh

 Kiểm tra kiến thức cũ

 Câu 1 Trong các trường hợp sau

đây, các trường hợp nào trong khối vật

dẫn có xuất hiện dòng điện Fu-cô?

A Nối vật với hai cực một nguồn

điện

B Cho vật chuyển động trong từ

trường

C Đặt vật trong từ trường không

đổi

D Cả ba trường hợp nói trên

Câu 2 Để giảm dòng điện Fucô có hại

xuất hiện trong lõi sắt của máy biến thế,

động cơ điện, … người ta làm thế nào?

A Lõi sắt phải được đúc thành một

khối liền

B Lõi sắt được ghép từ những lá

thép silic mỏng có lớp sơn cách

điện và đượcđặt vuông góc với

đường sức từ

C Lõi sắt được ghép từ những lá

thép silic mỏng có lớp sơn cách

điện và đượcđặt song song với

đường sức từ

- Đáp án B

- Đáp án C

D Không nên sử dụng lõi sắt.

Câu 3 Khi các thiết bị điện sau đây

hoạt động, trong thiết bị nào không có

có xuất hiện dòng điện Fu-cô?

A Bàn ủi điện

B Quạt điện

C Công tơ điện

D Máy phát điện

Câu 4 Phát biểu nào sau đây là sai?

A Khi một khối vật dẫn đặt trong

một từ trường biến thiên theo

thời gian thì trong vật xuất hiện

dòng điện Fu-cô

B Hiện tượng xuất hiện dòng điện

Fu-cô thực chất cũng là hiện

tượng cảm ứng điện từ

C Dòng điện Fu-cô xuất hiện trong

phanhđiện từ ở các xe có tải trọng

lớn là dòngđiện có hại

D Trong một số trường hợp, dòng

điện Fu-cô có hại, trong một số

trường hợp khác dòng điện Fu-cô

có ích

Đặt vấn đề: Hiện tượng cảm ứng điện từ xảy

ra khi có sự biến thiên từ thông qua mạch kín.

Nếu có sự biến thiên từ thông do chính sự biến

đổi dòng điện trong mạch gây ra thì hiện

tượng gì sẽ xảy ra?để trả lời câu hỏi này, hôm

nay chúng ta đi vào bài “ HIỆN TƯỢNG TỰ

CẢM”.

ĐÁP ÁN A

ĐÁP ÁN C

Hoạt động 2 : Tìm hiểu hiện tượng tự cảm.

Hoạt động của giáo

viên

Hoạt động của học sinh Nội dung ghi bảng

Ghi bảng tiêu đề mục 1

SGK

+ Trình bày thí nghiệm

1:

- (?) Dụng cụ của thí

nghiệm trên?

Để tiến hành thí nghiệm

này chúng ta cần có 2

đèn, cuộn cảm L, biến

trở R để điều chỉnh cho 2

đèn sáng bằng nhau,

khóa K và dây dẫn Lưu

ý cho học sinh cuộn dây

có cùng điện trở với biến

trở R Đèn 1 và đèn 2

giống nhau

- Tiến hành thí nghiệm

(?) Em nào có thể mô tả

hiện tượng mà các em

vừa quan sát được?

(?) Nguyên nhân nào

ngăn cản không cho

dòng điện trong nhánh

(2)tănglên nhanh?

- Ghi vở tiêu đề mục 1 SGK

- Tìm hiểu và trả lời:

+ 2 bóng đèn + Cuộn cảm L + Biến trở R + Khóa K, nguồn

 Chú Ý quan sát, theo dõi

 Mô tả hiện tượng: Khi đóng khóa K, đèn 1 sáng lên ngay còn đèn 2 sáng lên từ từ

 Do cuộn dây

 Giải thích: Khi đóng khóa K, dòng điện qua

1 Hiện tượng tự cảm.

a) Thí nghiệm 1

- Dụng cụ:

+ 2 bóng đèn + Cuộn cảm L + Biến trở R + Khóa K, nguồn -Tiến hành thí nghiệm: -Hiện tượng:

Khi đóng khóa K, đèn 1 sáng lên ngay còn đèn 2 sáng lên từ từ

-Giải thích: Ban đầu i =0,

đóng K thì i≠0 

xuất hiện i C, theo định luật Lenxơ i c ngược chiều i→

đèn 2 sáng lên từ từ

Giải thích?

Gợi ý: Các em vận dụng

định luật Lenxơ để giải

thích hiện tượng trên

- Nhận xét và kết luận lại

ý kiến của HS

- Nêu câu hỏi C1

SGK/197 Sau khi đóng

khóa K ít lâu, độ sang

hai bóng đèn Đ1 và Đ2 có

giống nhau không? Giải

thích tại sao?

- Ta thấy đóng mạch thì

xuất hiện dòng điện cảm

ứng chống lại sự tăng

của dòng điện Vậy nếu

ta ngắt mạch thì sẽ thế

nào? Chúng ta cùng đi

qua phần b.

b.Trình bày thí nghiệm

2

-(?) Dụng cụ của thí

cuộn dây tăng, từ thông trong ống dây biến đổi, trong cuộn dây xuất hiện dòng điện cảm ứngi c , i c có tác dụng chống lại nguyên nhân gây ra nó i c ngược chiều i  Đèn 2 sáng từ từ

- Suy nghĩ và đưa ra câu trả lời:

+ Sau khi đóng khóa K ít lâu thì độ sáng của 2 đèn

là như nhau

+ Vì khi dòng điện trong các nhánh đạt đến giá trị không đổi thì từ thông qua ống dây cũng có giá trị không đổi, nên suất điện động cảm ứng trong ống dây bằng 0, do đó 2 đèn có

độ sáng như nhau

b) Thí nghiệm 2

-Dụng cụ thí nghiệm:

+ Bóng đèn + Cuộn cảm L

b) Thí nghiệm 2

nghiệm trên?

Mô tả thí nghiệm gồm:

- Mô tả thí nghiệm ở

hình trên về hiện tượng

tự cảm khi ngắt mạch

+ Mạch điện gồm đèn Đ

mắc song song với cuộn

dây

+ Ban đầu khóa K đang

đóng, đèn Đ đang sáng

+ Ngắt khóa K

(?) Hãy dự đoán hiện

tượng sẽ xảy ra

- Tiến hành thí nghiệm

- Thông báo kết quả thí

nghiệm: Đèn Đ không tắt

ngay mà lóe sáng rồi sau

đó mới tắt

(?) Hãy giải thích hiện

tượng trên

Gợi ý: Vận dụng định

luật Len –xơ để giải

thích

+ Khóa K, dây dẫn

- Chú ý quan sát, theo dõi

- Suy nghĩ và nêu dự đoán:

+ Đèn Đ không tắt ngay

mà lóe sáng rồi sau đó mới tắt

+ Đèn Đ tắt ngay

- Chú ý quan sát

 Chú ý lắng nghe

 Suy nghĩ và Giải thích: Khi ngắt K, dòng điện qua cuộn dây iL giảm đột ngột xuống 0 Trong ống dây xuất hiện dòng điện cảm ứng, iC có tác dụng chống lại nguyên nhân gây ra nó, tức là chống lại sự giảm của i 

iC cùng chiều i  vì ngắt K đột ngột nên cường độ dòng điện khá lớn, làm cho

- Dụng cụ:

+ bóng đèn + Cuộn cảm L + Khóa K, dây dẫn

- Tiến hành thí nghiệm

- Hiện tượng:

Khi đột ngột ngắt khóa K,

ta thấy đèn sáng bừng lên trước khi tắt

Giải thích: Ban đầu i ≠0, ngắt K thì i=0 

xuất hiện i C, theo định luật Len –xơ, i c cùng chiều với

i → Làm cho đèn Đ sáng bừng lên trước khi tắt

2 Định nghĩa:

(SGK)

- Nhận xét và kết luận lại

ý kiến của HS

- Thông báo: Các hiện

tượng xảy ra ở 2 thí

nghiệm trên đều là hiện

tượng cảm ứng từ, nhưng

nguyên nhân dẫn đến các

hiện tượng đó lại chính

là sự biến đổi dòng điện

trong mạch ta đang khảo

sát, người ta gọi đó là

hiện tượng tự cảm Hiện

tượng tự cảm là gì? Ta

qua phần c

c Hiện tượng tự cảm

kết hợp sgk hãy trả lời

khái niệm về hiện tượng

tự cảm?

đèn sáng bừng lên trước khi tắt

- Nhận xét câu trả lời của bạn

- Tiếp thu và ghi nhớ

- Trả lời

+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

Hoạt động 3: Tìm hiểu hệ số tự cảm và suất điện động tự cảm

-Tự cảm là một trường hợp

riêng của hiện tượng cảm

ứng điện từ Vì vậy mà khi

có hiện tượng tự cảm xảy ra

trong mạch thì trong mạch

cũng xuất hiện 1 suất điện

động và suất điện động này

người ta gọi là suất điện

động tự cảm và giá trị của

suất điện động này được xác

định như thế nào chúng ta

cùng đi vào phần 2 “ suất

điện động tự cảm”

(?) Viết công thức xác định

cảm ứng từ của dòng điện

tròn và dòng điện trong ống

dây

(?) Có nhận xét gì về mối

quan hệ giữa B và i?

(?) Rút ra mối quan hệ giữa

 và i?

- Thông báo: Từ thông qua

diện tích giới hạn bởi mạch

điện tỉ lệ với cường độ dòng

điện trong mạch đó nên ta

có thể viết:  = Li với L là

hệ số tỉ lệ và được gọi là hệ

số tự cảm

- Đơn vị của L trong hệ SI

là Henri, kí hiệu là H

- yêu cầu HS làm câu hỏi

C2 SGK/198 Thành lập

công thức tính L của ống

dây dài đặt trong không khí?

- Hướng dẫn: sử dụng 3

công thức:

+ B = 4.10-7ni

+  = NBS

+  = Li

- Suy nghĩ trả lời

+ Cảm ứng từ của dòng điện tròn:

-7

B = 2π.10

R

i

+ Cảm ứng từ của dòng điện trong ống dây:

B = 4.10-7ni

- Suy nghĩ trả lời

+ B tỉ lệ với i

- Suy nghĩ trả lời

B tỉ lệ với i,  tỉ lệ với B, suy ra:  tỉ lệ với i

- Tiếp thu và ghi nhớ

+ Nếu ống dây có N vòng

và diện tích mỗi vòng là S thì:

 = NBS + Gọi l là chiều dài ống dây, n là số vòng dây trên 1 đơn vị độ dài thì: N = nl

  = nlBS = nBV + Từ trên: B = 4.10-7ni

  = 4.10-7n2iV + Từ (1)



-7 2 Φ

L = 4π.10 n V

i 

-Cả lớp cùng theo dõi

- Nhận xét

- 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:

 = Li (1) 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 = 4.10-7.n2V V: thể tích ống dây n: số vòng dây trên 1đơn vị chiều dài ống dây

+ Nếu đặt trong môi trường khác thì:

L = 4.10-7.n2Vμ

(μ là hệ số từ thẩm) + Hệ số tự cảm của một mạch điện phụ thuộc vào dạng của mạch điện đó

-Gọi học sinh lên bảng trình

bày bài làm

- Đánh giá và kết luận lại

câu trả lời của HS

- 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

môi trường không khí

- Yêu cầu học sinh nêu nội

dung định nghĩa suất điện

động tự cảm

- Yêu cầu HS xây dựng

công thức tính suất điện

động tự cảm

Gợi ý: Suất điện động tự

cảm thực chất là suất điện

động cảm ứng Nên ta có

thể sử dụng công thức tính

suất điện động cảm ứng

Công thức này được phát

biểu như sau: Suất điện

động tự cảm có độ lớn tỉ lệ

với tốc độ biến thiên của

cường độ dòng điện trong

mạch.

+ Lưu ý với học sinh dấu

(-) trong biểu thức để phù

hợp với định luật Len – xơ:

Dòng điện cảm ứng xuất

hiện trong mạch kín có

chiều sao cho từ trường cảm

- Lắng nghe và ghi nhớ

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

- Suy nghĩ và phát biểu

Từ (1):  = Li   = L.i

c

tc

ΔΦ Mà: e

Δt Δi

Δt



+ Học sinh ghi lưu ý vào vở

b Suất điện động tự cảm:

- Định nghĩa: (SGK)

- Biểu thức:

 = L.i

c

tc

ΔΦ

Mà e

Δt Δi

Δt



-Về độ lớn tc

i

t







ứng có tác dụng chống lại

sự biến thiên của từ thông

ban đầu qua mạch kín

Hoạt động 4: Củng cố nội dung

Trong bài này thì các em cần nắm những nội

dung chính sau:

Thứ nhất: Nắm vững định nghĩa hiện tượng

tự cảm (Cần phải nắm được hiện tương tự cảm

là một trường hợp riêng của hiện tượng cảm

ứng điên từ)

Thứ hai: Hiểu được ý nghĩa của hệ số tự cảm

L và biết được hệ số tự cảm trong các đoạn

mạch có dạng mạch khác nhau là không giống

nhau

Thứ ba: Thành lập được công thức tính suất

điện động tự cảm

-Tiếp thu và ghi nhớ

Hoạt động 5: Bài tập vận dụng và giao nhiệm vụ về nhà:

Câu 1: Chọn câu trả lời đúng nhất:

Độ tự cảm L phụ thuộc vào:

A) Dòng điện trong ống dây hay một phần của mạch điện

B) Dạng mạch điện hay một phần của mạch điện

C) Dạng hình học của ống dây hay mạch điện

D) Dạng hình học của ống của ống dây hay một phần của mạch điện Đáp án D

Câu 2: Biểu thức suất điện động tự cảm là:

A)

B) e = L.i

C) e = 4π 10-7 n2.V

e=−L Δii

Δit

L=−e Δii

Δit

Đáp án A

Câu 3: bài tập 4 trong sgk

Đáp án : e 1 = 2 e 2

Về nhà: các em làm bài tập 1,2,3 Tìm hiểu một số hiện tượng tự cảm trong thực tế và tìm hiểu trước bài 42 ( năng lượng từ trường)

Thanh Hóa, ngày 10 tháng 3 năm 2016

Giáo viên hướng dẫn Sinh viên thực tập

Nguyễn Mạnh Hùng Nguyễn Thị Linh