Hoạt động 2 8 phút: Tìm hiểu từ thông riêng của một mạch kín Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Kiến thức cơ bản - Đặt vấn đề vào bài mới: Chúng ta đã biết khi từ thông qua m[r]
Trang 1GIÁO ÁN THỰC TẬP GIẢNG DẠY
Giáo viên hướng dẫn: Thầy Hoàng Tám
Sinh viên giảng dạy: Thái Hiền
Thời gian: Tiết 10 ngày 10/03/2010 Tại lớp 11B7
Tiết : 48 theo PPCT môn Vật lý_Chương trình chuẩn
Tiết 48: TỰ CẢM
I MỤC TIÊU
1 Kiến thức
- Phát biểu được định nghĩa từ thông riêng và viết được công thức độ
tự cảm của ống dây hình trụ
- 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 tính suất điện động tự cảm
- Nêu được bản chất và viết được công thức tính năng lượng của ống dây tự cảm
2 Kỹ năng
- Rèn luyện kỹ năng quan sát, dự đoán kết quả thí nghiệm
- Áp dụng được công thức của suất điện động tự cảm để giải được các bài tập liên quan
3 Thái độ
- Trung thực và khách quan khi tiến hành và giải thích thí nghiệm
- Tích cực tham gia xây dựng bài và trong khi hoạt động nhóm
II PHƯƠNG PHÁP, PHƯƠNG TIỆN
1 Phương pháp
- Thuyết trình, đối thoại, kết hợp thí nghiệm, hình ảnh minh họa
- Hoạt động nhóm
2 Phương tiện
a) Giáo viên
- Chuẩn bị thí nghiệm về hiện tượng tự cảm
- Chuẩn bị một số hình ảnh về các ứng dụng của hiện tượng tự cảm trong đời sống
- Chuẩn bị phiếu học tập
Trang 2Phiếu học tập Câu 1: Từ thông riêng của một mạch kín phụ thuộc vào
A cường độ dòng điện qua mạch
B điện trở của mạch
C chiều dài dây dẫn
D tiết diện dây dẫn
Câu 2: Suất điện động tự cảm của mạch điện tỉ lệ với
A điện trở của mạch B từ thông cực đại qua mạch
C từ thông cực tiểu qua mạch D tốc độ biến thiên cường độ dòng điện qua mạch
Câu 3: Năng lượng của ống dây tự cảm tỉ lệ với
A cường độ dòng điện qua ống dây
B bình phương cường độ dòng điện trong ống dây
C căn bậc hai lần cường độ dòng điện trong ống dây
D một trên bình phương cường độ dòng điện trong ống dây
Câu 4: Một ống dây tiết diện 10 cm2, chiều dài 20 cm và có 1000 vòng dây Tính hệ số tự cảm của ống dây (không lõi, đặt trong không khí)
- Đáp án: Câu 1: A; câu 2: D; câu 3: B câu 4: 2π mH
2 Học sinh
- Ôn lại phần hiện tượng cảm ứng điện từ và suất điện động cảm ứng
- Giấy và bút để làm bài tập nhóm
III TIẾN TRÌNH DẠY HỌC
Hoạt động 1 (5 phút): Ổn định lớp, kiểm tra sỉ số và kiểm tra bài cũ
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Kiến thức cơ bản
- Ổn định lớp, kiểm tra sĩ
số
- Kiểm tra bài cũ:
+ Phát biểu và viết biểu
thức của định luật
Fa-ra-đây
+ Nêu công thức xác định
từ thông qua diện tích S
đặt trong từ trường đều
+ Câu hỏi thêm: Bản chất
của sự chuyển hóa năng
lượng trong hiện tượng
cảm ứng điện từ?
- Gọi học sinh lên bảng
trả lời
- Lớp trưởng báo cáo sĩ số
- Lắng nghe câu hỏi
- Lên bảng trả lời câu hỏi của giáo viên
+ 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 đó
C
e
t
+ Φ = BScosα + Cơ năng chuyển hóa thành điện năng
Trang 3- Yêu cầu học sinh khác
nhận xét câu trả lời của
bạn
- Nhận xét các câu trả lời
và cho điểm
- Nhận xét câu trả lời của bạn
Hoạt động 2 (8 phút): Tìm hiểu từ thông riêng của một mạch kín
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Kiến thức cơ bản
- Đặt vấn đề vào bài mới:
Chúng ta đã biết khi từ
thông qua một mạch kín
biến thiên thì xảy ra hiện
tượng cảm ứng điện từ
Hôm nay chúng ta sẽ
nghiên cứu một trường
hợp đặc biệt của hiện
tượng này
- Lập luận để đưa ra biểu
thức tính từ thông riêng
Giả sử trong một mạch
kín (C) có một dòng điện
cường độ i, dòng điện này
gây ra một từ trường và
chính từ trường này gây
ra một từ thông Φ qua
(C) Từ thông này được
gọi là từ thông riêng của
mạch
Từ thực nghiệm chứng tỏ
Φ tỉ lệ với i:
- Yêu cầu học sinh tìm
mối liên hệ giữa đơn vị
của độ tự cảm và các đơn
vị khác
- Yêu cầu học sinh tính
độ tự cảm của ống dây có
chiều dài l, tiết diện S,
- Ghi nhận khái niệm
- Tìm mối liên hệ 1H = 1Wb/1A
- Tính độ tự cảm của ống dây
Tiết 48: TỰ CẢM
I Từ thông riêng của một mạch kín
Từ thông riêng của một mạch kín có dòng điện chạy qua:
Φ = Li
Trang 4gồm N vòng dây, cho
dòng điện có cường độ i
chạy qua ống dây đó
(Học sinh làm theo cặp,
gọi học sinh lên bảng
trình bày.)
- Các câu hỏi gợi ý:
+ Công thức tính cảm ứng
từ trong lòng ống dây?
+ Kết hợp với định nghĩa
từ thông đã học, từ đó suy
ra được công thức độ tự
cảm
+ Từ thông trong lòng
ống dây N vòng
- Cuộn dây có độ tự cảm
L đáng kể được gọi là ống
dây tự cảm hay cuộn cảm
- Để tạo được các cuộn
cảm có L lớn thì phải có
N lớn, thêm vào đó đặt
trong lòng ống dây một
lõi sắt có độ từ thẩm cao
L = 4.10-7. .S
l
N2
- Cảm ứng từ trong lòng ống dây cho bởi:
B = 4π.10-7N i
l
Φ = BS (α = 0 )
Φ = NBS
- Lắng nghe và ghi nhớ
Độ tự cảm của ống dây:
L = 4.10-7 .S
l
N2
Đơn vị: henry (H) 1H = 1Wb/1A
Hoạt động 3 (15 phút): Tìm hiểu hiện tượng tự cảm
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Kiến thức cơ bản
- Giới thiệu hiện tượng tự
cảm
- Yêu cầu một vài học
sinh đọc to định nghĩa
- Hiện tượng tự cảm cũng
là hiện tượng cảm ứng
- Ghi nhận định nghĩa
II Hiện tượng tự cảm
1 Định nghĩa Hiện tượng tự cảm là hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra trong một mạch có dòng điện mà sự biến thiên của từ thông qua mạch được gây ra bởi sự biến thiên của cường
độ dòng điện trong
Trang 5điện từ nên chiều dòng
điện cảm ứng sinh ra
trong mạch cũng tuân
theo định luật Len-xơ
- Yêu cầu học sinh phát
biểu lại định luật Len-xơ
- Yêu cầu học sinh tiến
hành thí nghiệm
+ Giới thiệu dụng cụ,
trình bày cách mắc
+ Gọi hs lên làm thí
nghiệm
- Yêu cầu học sinh tiến
hành thảo luận theo nhóm
(chia lớp thành 4 nhóm,
tổ 1, 3 mô tả và giải thích
thí nghiệm 1, tổ 2, 4 phụ
trách thí nghiệm 2 ) Thảo
luận trong vòng 3 đến 4
phút Một người bất kỳ do
giáo viên chỉ định sẽ mô
tả và giải thích thí nghiệm
của nhóm mình Các
thành viên trong nhóm sẽ
giúp đỡ bạn mình hoàn
thiện câu trả lời Các
nhóm khác nêu các câu
hỏi và thắc mắc của mình
- Nêu thêm một số câu
hỏi nhỏ, hoặc giải đáp các
câu hỏi mà học sinh
không tự giải quyết được
- Tiến hành thí nghiệm
củng cố cho kết luận vừa
thu được
+ Thí nghiệm 3: hoán đổi
vị trí hai bóng đèn ở thí
nghiệm 1
Khẳng định kết quả thu
- Phát biểu định luật Len-xơ
- Làm thí nghiệm theo hướng dẫn của GV
Các hs khác chú ý quan sát để nhận xét hiện tượng
+ Tiến hành thí nghiệm
1 (Hình 25.2)
+ Tiến hành thí nghiệm
2 (Hình 25.3)
- Thảo luận nhóm mô
tả hiện tượng và giải thích được hiện tượng
- Chú ý quan sát
- Quan sát thí nghiệm
mạch.
2 Một số ví dụ về hiện tượng tự cảm
a) Ví dụ 1
- Khi đóng khóa K, đèn 1 sáng lên ngay còn đèn 2 sáng lên từ từ
+ Giải thích: Khi đóng khóa K, dòng điện qua ống dây và đèn 2 tăng lên đột ngột, khi đó trong ống dây xuất hiện suất điện động tự cảm có tác dụng cản trở sự tăng của dòng điện qua L Do đó dòng điện qua L và đèn 2 tăng lên từ từ
b) Ví dụ 2
- Khi đột ngột ngắt khóa K, ta thấy đèn sáng bừng lên trước khi tắt
+ Giải thích: Khi ngắt
K, dòng điện iL giảm đột ngột xuống 0 Trong ống dây xuất hiện dòng điện cảm ứng cùng chiều với iL ban đầu, dòng điện này chạy qua đèn và vì
K ngắt đột ngột nên cường độ dòng cảm ứng khá lớn, làm cho đèn sáng bừng lên trước khi tắt
Trang 6được ở thí nghiệm 1
không phải do sự khác
nhau của điện trở hai
bóng đèn
+ Thí nghiệm 4: thay
cuộn cảm bằng điện trở
có độ lớn tương đương
Chứng tỏ rằng hiện tượng
xảy ra ở thí nghiệm 2 là
do sự có mặt của cuộn
cảm
- Yêu cầu các nhóm cùng
làm câu C2
- Quan sát thí nghiệm
- Thực hiện C2
- Hiện tượng tự cảm luôn xảy ra đối với các mạch điện một chiều khi cường độ dòng điện biến thiên và các mạch điện xoay chiều
Hoạt động 4 (8 phút): Tìm hiểu suất điện động tự cảm
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Kiến thức cơ bản
- Giới thiệu suất điện
động tự cảm
- Yêu cầu học sinh xây
dựng biểu thức tính suất
điện động tự cảm của ống
dây (Học sinh tiến hành
theo cặp, thiết lập biểu
thức tính suất điện động
tự cảm)
- Các câu hỏi gợi ý:
+ Yêu cầu học sinh phát
biểu và nêu biểu thức
định luật Fa-ra-đây
+ Φ ở đây được tính bằng
công thức nào?
- Yêu cầu học sinh giải
thích dấu “ - ” trong biểu
thức trên
- Yêu cầu học sinh nêu
bản chất của hiện tượng
cảm ứng điện từ
- Hiện tượng tự cảm cũng
là một quá trình chuyển
hóa năng lượng
- Ghi nhận khái niệm
- Thực hiện theo yêu cầu của GV
- Phát biểu và nêu biểu thức định luật Fa-ra-đây
- Với Φ là từ thông riêng của mạch
- Dùng định luật Len-xơ
để giải thích
- Nêu bản chất của hiện tượng cảm ứng điện từ là quá trình chuyển hóa cơ năng thành điện năng
III Suất điện động
tự cảm
1 Suất điện động tự cảm
Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong mạch do hiện tượng
tự cảm gọi là suất điện động tự cảm
etc = - L
t
i
Suất điện động tự cảm có độ lớn tỷ lệ với tốc độ biến thiên của cường độ dòng điện trong mạch
Trang 7- Yêu cầu học sinh nghiên
cứu sgk và tìm ra hai
dạng năng lượng đã
chuyển hóa lẫn nhau
trong quá trình này
- Năng lượng từ trường
mà ống dây đã tích lũy
được
- Yêu cầu học sinh làm
câu hỏi C3
- Tìm hiểu sgk
- Năng lượng điện trường và năng lượng từ trường
- Làm câu C3
Li2 = Wb.A2/A = Wb.A = J (dựa vào A = i∆Φ)
2 Năng lượng từ trường của ống dây
tự cảm
W = Li2
2 1
Hoạt động 5 (4 phút): Tìm hiểu những ứng dụng hiện tượng tự cảm
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Kiến thức cơ bản
- Yêu cầu học sinh nêu
một số ứng dụng của
hiện tượng tự cảm
- Nêu một số ứng dụng
của hiện tượng tự cảm
- Nêu một số ứng dụng của hiện tượng tự cảm
mà mình biết
- Ghi nhận các ứng dụng
IV Ứng dụng
Hiện tượng tự cảm có nhiều ứng dụng trong các mạch điện xoay chiều Cuộn cảm là phần tử quan trọng trong các mạch điện xoay chiều có mạch dao động và máy biến áp
Hoạt động 6 (5 phút): Củng cố, giao nhiệm vụ về nhà
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
- Yêu cầu học sinh tóm tắt những kiến
thức cơ bản
- Ra bài tập về nhà
+ Lập bảng so sánh các đại lượng tương
ứng của điện trường và từ trường
+ Làm các bài tập 6,7,8 trang 157 SGK
+ Chuẩn bị cho tiết bài tập
- Tóm tắt những kiến thức cơ bản
- Nhận các bài tập về nhà
GVHD chuyên môn SVTT
Thầy Hoàng Tám Thái Hiền