Giáo án Vật lý lớp 11 - Tiết 64 đến tiết 72

Kỹ năng - Vận dụng được biểu thức về độ tự cảm của ống dây hình trụ, suất điện động tự cảm và năng lượng từ trường trong ống dây để giải một số bài tập đơn giản.. Giáo dục - HS học tập t[r]

Tiết 64 + 65 CHƯƠNG V - CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ

I MỤC TIấU

1 Ki ến thức

+ Vieỏt ủửụùc coõng thửực vaứ hieồu ủửụùc yự nghúa vaọt lyự cuỷa tửứ thoõng

+ Phaựt bieồu ủửụùc ủũnh nghúa vaứ hieồu ủửụùc khi naứo thỡ coự hieọn tửụùng caỷm ửựng ủieọn tửứ

+ Phaựt bieồu ủửụùc ủũnh luaọt Len-xụ theo nhửừng caựch khaực nhau vaứ bieỏt vaọn duùng ủeồ xaực ủũnh chieàu cuỷa doứng ủieọn caỷm ửựng trong caực trửụứng hụùp khaực nhau

+ Phaựt bieồu ủửụùc ủũnh nghúa vaứ neõu ủửụùc moọt soỏ tớnh chaỏt cuỷa doứng ủieọn Fu-coõ

2 Kĩ năng

nhau

3 Thỏi độ

-

II CHUẨN BỊ

1 Giỏo viờn

+ Chuaồn bũ caực hỡnh veừ veà caực ủửụứng sửực tửứ trong nhieàu vớ duù khaực nhau

+ Chuaồn bũ caực thớ nghieọm veà caỷm ửựng tửứ

2 Học sinh

+ OÂn laùi veà ủửụứng sửực tửứ

+ So saựnh ủửụứng sửực ủieọn vaứ ủửụứng sửực tửứ

III CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

Hoạt động 1: Giới thiệu bài mới

- Ta $ %&  dũng ) sinh ra

%*+ , - %*+  cú sinh ra

dũng ) hay khụng ? 2 cú thỡ

trong  /) nào? Hụm nay

chỳng ta 5 nghiờn 1

- nghiờn

Hoạt động 2: Tỡm hiểu khỏi niệm từ thụng

-

kớn ( C ) là chu vi

 C cú ') tớch ( S), C 

*E C trong  %*+  

, trờn *+  vuụng gúc C (S),



B

vecto phỏp . '*I  

thỡ A ?*E 

( , )B n

cos  là thụng qua C S

- Neỏu coự N voứng daõy kớn noỏi tieỏp

nhau thỡ tửứ thoõng ủửụùc tớnh nhử

theỏ naứo?

- T

. M nào?

GV: Biện luận các  " hợp có

thể có của từ thông? Từ đó cho

biết từ thông có phảI đại   đại

- HS theo dừi và ghi ) thụng

* Neỏu coự N voứng daõy kớn :

cos

N B S

- HS vào 9   B,  ') S và gúc  ( , )B n 

- HS $) ? O

>900

I Tửứ thoõng

1 ẹũnh nghúa

-Tửứ thoõng qua moọt dieọn tớch S ủaởt trong tửứ trửụứng ủeàu:

 = BScos

Vụựi  laứ goực giửừa phaựp tuyeỏn n

vaứ B

* Neỏu coự N voứng daõy kớn :

 N B S .cos

- Từ thông là 1 đại   đại số: >90 0  0

 <900  0

sè kh«ng? T¹i sao?

vÞ nµo?

<900

BS





















0

0

900

- thơng là  A ?*E  A

M,

- HS tr9 ?+O Đơn vị của từ thông :

Wb ( vê be)

BS





















0

0

900

* Đơn vị từ thông : Wb ( vê be)

Hoạt động 3: Tìm hiểu về hiện tượng cảm ứng điện từ

- GV yêu

châm S-N theo quy X X tay

- GV

- GV

yêu

nêu

- GV làm thí

HS quan sát và nêu

- GV

C2

- GV: trong các thí

chung

trên?

- GV / ? O _ khi thơng

qua

là dịng

là

- - dịng ) 9   F

- HS xác

- HS châm làm kim

- HS nam châm thì kim

- HS

a *+   dịng ) thì trong

) ,

- HS làm câu C1 và C2

- HS thơng qua trong

- HS

)

- HS %9 ?+O dịng ) 9  

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 + 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 dịng điện cảm ứng

- GV yêu

(C)  h×nh 23.3a th× tõ th«ng qa

- HS

- HS tr¶ lêi: Tõ th«ng t¨ng vµ dßng

III Định luật Len-xơ về chiều dòng điện cảm ứng

1 §Þnh luËt

- Dòng điện cảm ứng xuất hiện

nghiệm cho biết dòng điện cảm

ứng có chiều  thế nào?

 hình vẽ thì từ thông qua (C)

tăng hay giảm? Dòng điện cảm

ứng có chiều  thế nào?

- Khi dòng điện cảm ứng xuất hiện

thì cũng sinh ra từ  " S gọi là từ

 " cảm ứng Từ  " do nam

châm gây ra gọi là từ  " ban

đầu Vậy giữa hai từ  " này có

mối quan hệ  thế nào?

- Qua các thí nghiệm trên ta thấy

từ  " cảm ứng luôn xuất hiện

để chống lại sự biến thiên của từ

 " ban đầu qua mạch kín Đó

chính là nội dung định luật

Len-xơ

- GV yờu 7 1 HS   dung

- GV phõn tớch

 hỡnh thành cỏc  PX và Nam

và *I  tỏc L! cỏc nam chõm

khi cú

- GV yờu 7 HS nờu cỏch phỏt

- HS trả lời: Từ thông qua (C) giảm và dòng điện cảm ứng cùng chiều với chiều  trên (C)

xét của mình: Khi từ thông tăng với từ  " ban đầu Khi từ thông giảm thì từ  " cảm ứng cùng chiều với từ   ban đầu

- HS nờu

- HS theo dừi và

- HS nờu cỏch phỏt $ khỏc V!

trong maùch kớn coự chieàu sao cho tửứ trửụứng caỷm ửựng coự taực duùng choỏng laùi sửù bieỏn thieõn cuỷa tửứ thoõng ban ủaàu qua maùch kớn

2 Trường hợp từ thông qua (C) biến thiên do chuyển động

- Khi tửứ thoõng qua maùch kớn (C) bieỏn thieõn do keỏt quaỷ cuỷa moọt chuyeồn ủoọng naứo ủoự thỡ tửứ trửụứng caỷm ửựng coự taực duùng choỏng laùi chuyeồn ủoọng noựi treõn

Hoạt động 5: Tỡm hiểu dũng điện Fu – cụ ( 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  "

hoặc đặt trong từ  " 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  " S

yêu cầu HS quan sát hiện   &

- Nêu câu hỏi: Hãy mô tả hiện

khi có dòng điện vào nam châm?

- Làm thí nghiệm với khối kim

loại chuyển động trong từ  " &

- Nêu câu hỏi: Hãy mô tả hiện

khicó dòng điện chạy vào nam

châm?

- 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  " hoặc gọi là dòng điện Fu-cô

- Quan sát GV làm thí nghiệm

chạy vào nam châm bánh xe quay bình " & Khi có dòng điệnn vào nam châm bánh xe quay chậm lại và bị hãm lại

- Trả lời:

vào nam chõm quanh mỡnh nú 2 cú dũng )

IV Doứng ủieọn Fu-coõ

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  " biên thiên theo thời gian

2 Thớ nghiệm

3 Tớnh chaỏt vaứ coõng duùng cuỷa doứng Fu-coõ

a Tớnh

- Làm

hóm ) ,

- Gõy

b h  'K 

- D: 'K  ? hóm ) trong

- Hãy giải thích hiện   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 dòng

điện Fu-cô

3 Nêu cách khắc phục dòng điện

Fu –cô

- Xác nhận câu trả lời đúng

kim '  ?A,

- 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   các câu

- HS ghi các kết luận của GV

cỏc $ phanh ) ,

- cỏc lũ 9    nung  kim

?3A,

c i 9 hao phớ j  ?*E  do dũng

Hoạt động 6: Củng cố, dặn dũ

- Giỏo viờn yờu

- Giỏo viờn yờu

- Giỏo viờn yờu

- Làm cỏc bài O 3, 4, 5 trong SGK và cỏc bài  trong SBT

IV RÚT KINH NGHIỆM SAU TIẾT DẠY

Tiết 66 BÀI TẬP

I MỤC TIÊU

1 Kiến thức

- Giúp

2 Kỹ năng

-

-

3 Giáo dục

- HS

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên

- Các bài

2 Học sinh

- Làm

III CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ

- GV

- GV  HS lên %9 ?+

- GV

GV

- HS nghe GV bài b,

- HS lên $9  %9 ?+

- HS nghe GV

Câu hỏi

- ) *E  9   ) ?4 gì? Phát

Hoạt động 2 : Hệ thống kiến thức

- GV yêu

tính thơng qua C S

- GV yêu

pháp xác

- HS

 = BScos

Với  là góc giữa pháp tuyến n

và B

- HS

I Hệ thống kiến thức và phương pháp giải bài tập

1 Từ thơng

 = BScos

Với  là góc giữa pháp tuyến n

và B

2 Phương pháp xác định chiều dịng điện cảm ứng

- 2  tj  thì dịng ) ic A3 %*+  Bc

%*+  ban 7 B

- 2  gi9 thì dịng ) ic A3 %*+  Bccùng

%*+  ban 7,B

Hoạt động 3: Giải bài tập

Bài 1: r khung dây cĩ 500

vịng, ') tích _ vịng là

20cm2 iC khung dây vào trong

%*+   B

o # thơng xuyên qua khung dây là 0,45

Wb Tính  ?@ 9   ,

- HS ghi chép bài  vào B và  hành 9 bài ,

- HS thơng

Giải

Ta cĩ:  = N.BScos

os

B

B Sc







 , 90 60 30o

B n

       -.O

- GV yêu 7 HS ghi chép bài

 và  hành 9 bài ,

- GV yêu 7 HS : 'K  công

  B

Bài 2:

trong %*+   có B = 0,1T

@ vecto  góc 30º Tính B

thông qua ') tích S

- GV yêu 7 HS ghi chép bài

 và  hành 9 bài ,

- GV yêu

xác

Bài tập 3: r khung dây tròn

C trong %*+   có 9

  B = 0,06T sao cho C

*+   , # thông qua

khung dây là 1,2.10-5 Wb Tính

bán kính vòng dây

- GV yêu 7 HS ghi chép bài

 và  hành 9 bài ,

- GV yêu 7 HS : 'K  công

L! ') tích và bán kính vòng

dây  tìm / J9,

Bài 4: Xác

9   trong khung dây kín

ABCD, $ %&  9   B

!  9 '7 ,

- GV yêu 7 HS ghi chép bài

 và  hành 9 bài ,

4

0,45

0,3 3 3

500.20.10

2



- HS ghi chép bài  vào B và  hành 9 bài ,

- HS xác

 , 90 30 60o

B n

      

- HS tính 9   B:

 = BScos

= 0,1.10-4 cos60 = 25.10-6T

- HS ghi chép bài  vào B và  hành 9 bài ,

- HS dùng công  = BS = B .r 2

Suy ra:

5

3

1.2.10

8.10 0,06.3,14

B









- HS ghi chép bài  vào B và  hành 9 bài ,

- HS xác

4

0,45

0,3 3 3

500.20.10

2



Giải

- Vecto B



dây  góc 30º nên

 , 90 30 60o

B n

      

Ta có: = BScos

= 0,1.10-4 cos60 = 25.10-6T

Giải

- Theo bài ra thì  , 0o

B n

    

Ta có:  = BS = B .r 2

Suy ra:

5

3

1.2.10

8.10 0,06.3,14

B









Giải

-

  

Hoạt động 4: Củng cố, dặn dò

-

- Làm

-

IV RÚT KINH NGHIỆM SAU TIẾT DẠY

C

B

B



D A

Tiết 67 BÀI 24 - SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG

I MỤC TIấU

1 Kiến thức

- Phaựt bieồu ủửụùc ủũnh nghúa suaỏt ủieọn ủoọng caỷm ửựng

- Vieỏt ủửụùc bieồu thửực e C NB S





.cos

- Naộm ủửụùc qui ửụực veà daỏu cuỷa eC theo 

-

2 Kĩ năng

3 Thỏi độ

-

trong

II CHUẨN BỊ

1 Giỏo viờn

- Chuaồn bũ moọt soỏ thớ nghieọm veà suaỏt ủieọn ủoọng caỷm ửựng.

2 Học sinh

- OÂn laùi khaựi nieọm veà suaỏt ủieọn ủoọng cuỷa moọt nguoàn ủieọn

III CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

Hoạt động 1: Giới thiệu bài mới

- Trong bài

khi

thiờn thỡ trong

dũng

dũng

kớn *I  *I  @  x A

 )   9  , - 

nào?

- HS nghiờn

Hoạt động 2: Tỡm hiểu khỏi niệm suất điện dộng cảm ứng và định luật Fa – ra – đay.

- GV yờu

*E  9   ) là gỡ?

-

trong

-

là  )   9  ,

- GV  HS làm cõu C1

- Nêu vấn đề: Độ lớn của suất điện

động cảm ứng có phụ thuộc vào sự

biến thiên từ thông không? Nếu có

thì phụ thuộc  thế nào?

+ Giả sử có mạch kín (C) dịch

chuyển trong từ  " S từ thông

- HS

kớn $ thiờn

- HS

 sinh ra dũng ) ,

- HS -HS làm cõu C1

- HS

I Suaỏt ủieọn ủoọng caỷm ửựng trong maùch kớn

1 ẹũnh nghúa

- Suaỏt ủieọn ủoọng caỷm ửựng laứ suaỏt ủieọn ủoọng sinh ra doứng ủieọn caỷm ửựng trong maùch kớn

2 ẹũnh luaọt Fa-ra-ủaõy

- Suaỏt ủieọn ủoọng caỷm ửựng:

eC = -

t





Neỏu chổ xeựt veà ủoọ lụựn cuỷa eC

thỡ:

qua mach biến thiên một  

 trong khoảng thời gian t,

trong mạch xuất hiện dòng điện

cảm ứng i

+ Trong sự dịch chuyển này lực từ

tác dụng lên mạch thực hiện một

công A = i cản trở chuyển

động của mạch, Để thực hiện sự

dịch chuyển này phải có ngoại lực

sinh công A/ = - A = - i (1)

+ Công A/ có độ lớn bằng phần

năng   bên ngoài cung cấp

thành điện năng của suất điện

động cảm ứng ec, nên:

A/ = ec.i t (2)

+ Từ (1) và (2) , có ec = - (3)

t





- Tỉ số cho biết điều gì?

t





- Hỏi: Độ lớn của suất điện động

cảm ứng phụ thuộc yếu tố nào?

Viết công thức tính suất điện động

cảm ứng?

- Thông báo: 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 Phát

biểu này là nội dung cơ bản của

hiện   cảm ứng điện từ, là nội

dung định luật Fa-ra-đây

- HS chỳ ý nghe 9 ,

- HS chỳ ý nghe GV 9 ,

- HS theo dừi bài 9 ,

- Trả lời: Tốc độ biến thiên từ thông qua mạch

- Trả lời: Tốc độ biến thiên từ thông

t

e c







- HS ghi day

|eC| = | |

t





ẹoọ lụựn cuỷa suaỏt ủieọn ủoọng caỷm ửựng xuaỏt hieọn trong maùch kớn tổ leọ vụựi toỏc ủoọ bieỏn thieõn tửứ thoõng qua maùch kớn ủoự

dõy M  nhau thỡ:

eC = - N

t





Hoạt động 3: Tỡm hiểu quan hệ giữa suất điện động cảm ứng và định luật Len – xơ

- Nêu câu hỏi: Dấu ( - ) trong công

thức ec = - nói lên điều gì?

t





- Hỏi: Tại sao khi xác định từ

thông trong mạch kín ta phải chọn

chiều ( + ) trên mạch đó?

- Yeõu caàu hoùc sinh xaực ủũnh

chieàu cuỷa doứng ủieọn caỷm ửựng

xuaỏt hieọn trong (C) trong 2

t

+ Xột khi  tăng

+Xột khi  9,

- HS Trả lời: Dấu ( - ) chứng tỏ chiều  điện   cảm ứng thông

- HS trả lời: Việc chọn chiều ( + ) trên (C) , để tính từ thông  qua mạch kín (C)

+ Nếu  tăng thì ec < 0 : Chiều chiều với chiều  trên mạch

+ Nếu  giảm thì ec > 0: Chiều của suất điện động cảm ứng là chiều  của mạch

II Quan heọ giửừa suaỏt ủieọn ủoọng caỷm ửựng vaứ ủũnh luaọt Len-xụ

Nếu  tăng thì ec<0: chiều của chiều của mạch

Nếu  giảm thì ec>0: chiều của suất điện động cảm ứng cùng với chiều của mạch

Suất điện dộng cảm ứng hoàn

 toàn phù hợp với định luật Len-xơ

Yeõu caàu hoùc sinh thửùc hieọn

C3

- HS làm cõu C3

Hoạt động 4: Tỡm hiểu sự chuyển húa năng lượng trong hiện tượng cảm ứng điệ từ

- Phaõn tớch cho hoùc sinh thaỏy

baỷn chaỏt cuỷa hieọn tửụùng caỷm ửựng

ủieọn tửứ vaứ sửù chuyeồn hoựa naờng

lửụùng trong hieọn tửụùng caỷm ửựng

ủieọn tửứ

- Giỏo viờn

- HS Naộm ủửụùc baỷn chaỏt cuỷa hieọn tửụùng caỷm ửựng ủieọn tửứ

- Bieỏt caựch lớ giaỷi caực ủũnh luaọt caỷm ửựng ủieọn tửứ baống ủũnh luaọt baỷo toaứn vaứ chuyeồn hoựa naờng lửụùng (

thành ) j >,

- Naộm ủửụùc yự nghúa to lụựn cuỷa ủũnh luaọt Fa-ra-ủaõy

III Chuyển hoá năng lượng trong hiện tượng cảm ứng điện từ

- Bản chất của hiện   cảm ứng

điện từ trong các hiện   trên

là quá trình hcuyển hóa cơ năng thành điện năng

Hoạt đụng 5: Củng cố, dặn dũ

- Định nghĩa suất điện động, Định luật Fa-ra-đây

- Quan

- Làm cỏc bài  trong SGK và cỏc bài  trong SBT

IV RÚT KINH NGHIỆM SAU TIẾT DẠY

Tiết : 68 + 69 BÀI TẬP

I MỤC TIÊU

1 Kiến thức

- Giúp HS

-

2 Kỹ năng

-

3 Giáo dục

- HS

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên

- Các bài  trong SGK và  M bài    )   9  ,

2 Học sinh

- Làm %*@ các bài  B nhà và  M bài    )   9  ,

III CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ

- GV

- GV  HS lên %9 ?+

- GV

GV

- HS nghe GV bài b,

- HS lên $9  %9 ?+

- HS nghe GV

Câu hỏi

Hoạt động 2 : Hệ thống kiến thức

- GV

9   ) ,

- GV nêu

bài toán xác

9   và dòng ) 9  ,

- HS

- HS pháp 9 'A  bài    )

  9   và dòng ) 9

 ,

I Hệ thống kiến thức và phương pháp giải bài tập

Dạng: Xác định suất điện động cảm ứng và cường độ dòng điện cảm ứng.

- Tính  $ thiên thông 

- Xác

  |eC| = N | |

t





- Tính dòng ) 9   $&  cách dùng

thì c c

e i R



Hoạt đông 3: Giải bài tập

- GV  HS 9 bài  4 trang

152 trong SGK

- GV yêu 7 HS tính  )

  9  ,

- GV yêu 7 HS : 'K  công

- HS lên $9  9 bài ,

- HS tính  )   9  ,

ec = r.i = 2.5 = 10V

BT4/ 152 – sgk

Giải

- D )   9  O

ec = r.i = 2.5 = 10V

-

- GV yêu

châm S-N theo quy X X tay

- GV

- GV

yêu

nêu

- GV làm thí

HS quan sát nêu

- GV

C2

- GV: thí

chung...

trên?

- GV / ? O _ thơng

qua

là dịng

là

- - dịng ) 9   F

- HS xác

- HS châm làm kim

- HS nam châm kim

- HS

a... cũ

- GV

- GV  HS lên %9 ?+

- GV

GV

- HS nghe GV b,

- HS lên $9  %9 ?+

- HS nghe GV

Câu hỏi

- ) *E  9