Kiến thức: - Mô tả được thí nghiệm chứng tỏ tác dụng của lực điện từ lên đoạn dây dẫn thẳng có dòng điện chạy qua đặt trong từ trường.. - Phát biểu được quy tắc bàn tay trái về chiều của
Trang 1GIÁO ÁN VẬT LÝ 9 TÊN CHỦ ĐỀ: LỰC ĐIỆN TỪ VÀ ỨNG DỤNG CỦA LỰC ĐIỆN TỪ
Thời lượng dạy học: 2 tiết (từ tiết 30 đến tiết 31)
I MỤC TIÊU
Sau khi học xong bài này, HS cần đạt:
1 Kiến thức:
- Mô tả được thí nghiệm chứng tỏ tác dụng của lực điện từ lên đoạn dây dẫn thẳng có dòng điện chạy qua đặt trong từ trường
- Phát biểu được quy tắc bàn tay trái về chiều của lực từ tác dụng lên dây dẫn thẳng có dòng điện chạy qua đặt trong từ trường đều
- Phát biểu được quy tắc bàn tay trái về chiều của lực từ tác dụng lên dây dẫn thẳng có dòng điện chạy qua đặt trong từ trường đều
- Nêu được nguyên tắc cấu tạo và hoạt động của động cơ điện một chiều
2 Kĩ năng:
- Mắc mạch điện theo sơ đồ, sử dụng các dụng cụ đo và kiểm tra mạch điện
- Biết cách xác định được chiều dòng điện chạy qua đoạn dây dẫn thẳng
- Vẽ và xác định chiều đường sức từ của nam châm hình chữ U
- Vận dụng được quy tắc bàn tay trái để xác định một trong ba yếu tố khi biết hai yếu tố kia
- Giải thích được nguyên tắc hoạt động (về mặt tác dụng lực và về mặt chuyển hoá năng lượng) của động cơ điện một chiều
3 Thái độ:
- HS rèn luyện tính trung thực, cẩn thận, hợp tác nhóm và trao đổi thông tin với các nhóm khác
- Ham hiểu biết, yêu thích khoa học nói chung và môn học Vật lý nói riêng Từ đó có định hướng đúng đắn trong học tập
- HS biết liên hệ kiến thức bài học vào thực tiễn để tìm hiểu cuộc sống xung quanh
4 Định hướng phát triển năng lực:
- Năng lực chung: Năng lực giao tiếp và hợp tác; tự học; sáng tạo, giải quyết vấn đề Năng
lực vận dụng kiến thức vào cuộc sống, năng lực quan sát
- Năng lực chuyên biệt
- Năng lực về sử dụng kiến thức: K1; K4
- Năng lực về phương pháp: P2; P4; P6; P8
- Năng lực trao đổi thông tin: X4; X5; X8
II MÔ TẢ CÁC MỨC ĐỘ NHẬN THỨC VÀ NĂNG LỰC ĐƯỢC HÌNH THÀNH
Nội dung/chủ
Lực của từ
trường tác dụng - Mô tả đượcthí nghiệm - Biết và nắmđược chiều của - Hiểu được khinào có lực điện
Trang 2lên dây dẫn có
dòng điện
chứng tỏ tác dụng của lực điện từ lên đoạn dây dẫn thẳng có dòng điện chạy qua đặt trong từ trường
lực điện từ phụ thuộc vào những yếu tố nào?
từ tác dụng lên đoạn dây dẫn thẳng có dòng điện chạy qua đặt trong từ trường
Quy tắc bàn tay
trái
- Phát biểu được quy tắc bàn tay trái
- Hiểu được cách sử dụng quy tắc bàn tay trái trong các trường hợp cụ thể
- Vận dụng được quy tắc bàn trái để xác định một trong ba yếu
tố khi biết hai yếu tố còn lại
Động cơ điện
một chiều
- Nêu được cấu tạo của động cơ điện một chiều
- Hiểu được nguyên tắc hoạt động của động
cơ điện một chiều
- Ứng dụng của lực điện từ trong các loại động cơ
III CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP
1 Nhận biết:
Câu 1: Từ trường tác dụng lực từ lên nam châm đặt trong nó, vậy từ trường có tác dụng lực lên dòng điện đặt trong nó không? [NB1]
Câu 2: Để kiểm tra tác dụng của từ trường lên dòng điện em cần yếu tố nào? Dựa trên các yếu tố đó em cần những dụng cụ gì? [NB2]
2 Thông hiểu:
Câu 1: Giả sử nếu có lực do từ trường tác dụng lên dây dẫn có dòng điện chạy qua thì đặc điểm của lực đó như thế nào? ( không xét đến độ lớn của lực) [TH1]
Câu 2: Theo em chiều của lực này có thể thay đổi không? Nếu có thay đổi thì chiều của lực phụ thuộc vào các yếu tố nào? [TH2]
3 Vận dụng
Câu 1: Em hãy xây dựng phương án kiểm tra và bố trí thí nghiệm để kiểm tra dự đoán trên? [VD1]
Câu 2: Đề xuất phương án và tiến hành làm thí nghiệm kiểm tra sự phụ thuộc của các yếu tố đó? [VD2]
Câu 3: Kết quả thu được từ thí nghiệm là gì? Em rút ra được kết luận gì qua hoạt động trên? [VD3]
4 Vận dụng cao
Câu 1: Theo em lực điện từ có cần thiết trong đời sống thực tế không? [VDC1]
Trang 3Câu 2: Hiện nay, Việt Nam đã và đang ứng dụng khoa học kĩ thuật liên quan đến lực điện từ như thế nào? Em mong muốn sự thay đổi như thế nào của Việt Nam ở lĩnh vực này trong những năm tới đây? [VDC1]
IV KẾ HOẠCH THỰC HIỆN CHỦ ĐỀ
Nội dung tổ chức dạy Hình thức
học
Thời lượng Thời điểm Thiết bị DH, Học liệu Ghi chú
Lực của từ trường
tác dụng lên dây
dẫn có dòng điện
Nhóm phút15 Tiết 1 Bộ đồ thí nghiệm điện:nguồn điện, dây đồng dài
có lớp cách điện, nam châm chữ U, công tắc, giá treo, dây dẫn, dây chỉ…
………
Chiều của lực điện
từ Cá nhân phút15 Tiết 1
Quy tắc bàn tay
10 phút Tiết 1
Máy chiếu, giấy màu
Động cơ điện một
chiều
45 phút Tiết 2
Cuộn dây đồng có vỏ bọc cách điện, nam châm tròn, pin con thỏ
V THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC
Hoạt động 1 Khởi động/mở bài (5 phút)
1 Mục tiêu:
- HS biết được mối liên hệ giữa bài học và các hiện tượng ngoài đời sống, tạo tính tò mò và tâm thế cho học sinh đi vào tìm hiểu bài mới
2 Nhiệm vụ học tập của học sinh:
- Lắng nghe và dự đoán kết quả hiện tượng xảy ra
3 Cách thức tiến hành hoạt động:
Lực từ
- Dòng điện Từ
trường
Lực điện từ
- GV nêu tình huống vào bài mới:
? [NB1]
? Nếu có thì hiện tượng đó có ứng dụng gì trong đời sống và
kĩ thuật?
- HS dự đoán :
Từ trường của dòng điện đã tác dụng lực từ lên kim nam châm đặt gần nó
Vậy từ trường cũng ( không)
tác dụng lực lên dây có dòng điện đặt trong nó
Hoạt động 2 Hình thành kiến thức mới (60 phút)
1 Mục tiêu
Trang 4- Mô tả được thí nghiệm chứng tỏ tác dụng của lực điện từ lên đoạn dây dẫn thẳng có dòng điện chạy qua đặt trong từ trường
- Phát biểu được quy tắc bàn tay trái về chiều của lực từ tác dụng lên dây dẫn thẳng có dòng điện chạy qua đặt trong từ trường đều
- Nêu được nguyên tắc cấu tạo và hoạt động của động cơ điện một chiều
2 Nhiệm vụ học tập của học sinh:
- Thiết kế phương án thí nghiệm để kiểm tra xem từ trường có tác dụng lực lên dòng điện đặt trong nó hay không?
- Dự đoán xem chiều lực điện từ có thể phụ thuộc vào những yếu tố nào? Làm thế nào để khảo sát sự phụ thuộc của lực điện từ vào mỗi yếu tố?
- Quan sát mô hình động cơ điện đơn giản, mô tả cấu tạo cũng như nguyên tắc hoạt động của nó?
3 Cách thức tiến hành hoạt động:
ND1: Lực điện từ (15 phút)
Bước 1 Giao nhiệm vụ:
- Tìm hiểu tác dụng của từ
trường lên dây dẫn có dòng
điện đặt trong từ trường
- Giáo viên phân nhóm
- Đưa các dụng cụ thí nghiệm
- Yêu cầu học sinh thiết kế phương án thí nghiệm để kiểm tra từ trường có tác dụng lên dòng điện đặt trong nó hay không?
- Yêu cầu HS quan sát và trả lời các câu hỏi:
1 Khi K mở, hiện tượng gì đã xảy ra với đoạn dây dẫn?
2 Khi K đóng, quan sát hiện tượng xảy ra? Hiện tượng đó chứng tỏ điều gì?
- Học sinh phân nhóm
- Các nhóm quan sát và lắng nghe yêu cầu của giáo viên
Bước 2 Thực hiện nhiệm vụ
được giao:
- Thiết kế thí nghiệm kiểm tra
- Giáo viên yêu cầu các nhóm thực hiện và trả lời các câu hỏi
- Các nhóm nhận thiết bị, tiến hành quan sát, thảo luận
- Các nhóm thực hiện, viết câu trả lời ra bảng phụ mà giáo viên yêu cầu
- Thiết kế được phương án thí nghiệm
+ Treo khung dây dẫn sao cho đoạn dây AB nằm trong từ trường của nam châm chữ U + Hai đầu của thanh AB nối với nguồn điện
- Trả lời câu hỏi của GV
Trang 5+ K mở: …
+ K đóng: ……
=> Rút ra nhận xét:…
Bước 3 Báo cáo kết quả và
thảo luận:
- Các nhóm báo cáo kết quả
về tác dụng của từ trường lên
dây dẫn có dòng điện đặt
trong từ trường
- Giáo viên thông báo hết thời gian, và yêu cầu các nhóm báo cáo
- Giáo viên yêu cầu các nhóm nhận xét lẫn nhau, thảo luận
- Các nhóm báo cáo
- Các nhóm nhận xét, thảo luận
Bước 4 Đánh giá kết quả: - Giáo viên đánh giá, góp ý,
nhận xét quá trình làm việc các nhóm
- Đưa ra thống nhât chung
- Từ trường tác dụng lực lên đoạn dây có dòng điện chạy qua đặt trong từ trường
- Lực điện từ: Fđt
* Lưu ý:
- Khi dòng điện đặt song song với đường sức từ không xuất hiện lực điện từ tác dụng lên dây dẫn
- Học sinh quan sát và ghi nội dung vào vở
ND2: Chiều của lực điện từ (15 phút)
Bước 1 Giao nhiệm vụ: - Giáo viên phân nhóm
- Đưa các dụng cụ thí nghiệm
- Yêu cầu học sinh đưa ra dự đoán xem chiều lực điện từ có thể phụ thuộc vào các yếu tố nào? làm thế nào để khảo sát sự phụ thuộc của lực điện từ vào mỗi yếu tố dự đoán?
- Từ TN đã bố trí, yêu cầu HS quan sát và trả lời các câu hỏi:
1 Khi đổi chiều dòng điện, quan sát chiều của lực điện từ tác dụng lên dây AB?
2 Khi đổi chiều đường sức từ, quan sát chiều của lực điện từ tác dụng lên dây AB?
3 Đồng thời thay đổi cả chiều dòng điện và chiều củ đường sức từ, dự đoán hiện tượng xả
- Học sinh phân nhóm
- Các nhóm quan sát và lắng nghe yêu cầu của giáo viên
Trang 6ra với dây dẫn AB?
Bước 2 Thực hiện nhiệm vụ
được giao: Giáo viên yêu cầu các nhóm thực hiện và trả lời các câu hỏi - Các nhóm nhận thiết bị, tiến hành quan sát, thảo luận
- Các nhóm thực hiện, viết câu trả lời ra giấy (hoặc bảng phụ) mà giáo viên yêu cầu
- Thiết kế được phương án thí nghiệm
+ Đóng khóa K, quan sát chiều lực điện từ tác dụng lên dây dẫn AB
+ Đổi chiều dòng điện bằng cách đổi cực của nguồn điện + Đổi chiều đường sức từ ( đảo ngược nam châm)
+ Đồng thời đổi chiều của cả hai yếu tố
- Trả lời câu hỏi của GV
=> Rút ra nhận xét:…
Bước 3 Báo cáo kết quả và
thảo luận: - Giáo viên thông báo hết thờigian, và yêu cầu các nhóm báo
cáo
- Giáo viên yêu cầu các nhóm nhận xét lẫn nhau, thảo luận
- Các nhóm báo cáo
- Các nhóm nhận xét, thảo luận
Bước 4 Đánh giá kết quả: - Giáo viên đánh giá, góp ý,
nhận xét quá trình làm việc các nhóm
- Đưa ra thống nhât chung
+ Chiều của lực điện từ tác dụng lên dây dẫn phụ thuộc vào chiều dòng điện chạy trong dây dẫn và chiều của đường sức từ
Học sinh quan sát và ghi nội dung vào vở
ND3: Quy tắc bàn tay trái (10 phút)
* Quy tắc bàn tay trái:
- Đặt bàn tay trái sao cho các
đường sức từ hướng vào lòng
bàn tay, chiều từ cổ tay đến
ngón tay giữa hướng theo
chiều dòng điện thì ngón tay
cái choãi ra 900 chỉ chiều của
lực điện từ
- GV cho HS đọc thông tin về quy tắc bàn tay trái
- Yêu cầu HS trả lời các câu hỏi sau:
1 Làm thế nào để xác định được chiều của lực điện từ khi biết chiều dòng điện và chiều đường sức từ?
2 Đặt bàn tay trái vào thí nghiệm vừa làm để xác định
- Học sinh đọc thông tin, quan sát và lắng nghe yêu cầu của giáo viên
- Để xác định được chiều lực điện từ ( ngón tay cái) ta cần đặt tay trái sao cho:
+ Chiều đường sức từ: hướng vào lòng bàn tay
+ Chiều dòng điện: từ cổ tay
Trang 7chiều lực điện từ đến ngón tay.
ND4: Động cơ điện một chiều (20 phút)
Bước 1 Tìm hiểu cấu tạo - Giáo viên giới thiệu về động
cơ điện một chiều
- Yêu cầu HS hãy quan sát mô hình động cơ điện một chiều và chỉ ra cấu tạo của nó
1 Các bộ phận chính của động
cơ điện một chiều?
2 Bộ phận nào đưng yên? Bộ phận nào quay?
3 Bộ phận nào đã giúp dây không bị xoắn khi khung dây quay liên tục?
- Học sinh quan sát và lắng nghe yêu cầu của giáo viên
- Trả lời câu hỏi của Gv khi
đã quan sát mô hình:
+ Có hai bộ phận chính: Nam châm và cuộn dây
+ Bộ phận đứng yên ( stato): nam châm
+ Bộ phận quay (roto): khung dây
Bước 2 Tìm hiểu nguyên lí
hoạt động
- Yêu cầu HS hãy biểu diễn lực điện từ tác dụng lên cạnh AB
và CD trong các trường hợp ( khung dây nằm ngang, nằm dọc, đổi chiều dòng điện)? Chỉ
rõ các lực này có tác dụng gì đối với khung dây?
- Giả sử khung dây quay liên tục thì điều gì xảy ra với các dây dẫn khi khung dây nối với nguồn bên ngoài? Và làm thế nào để thiết bị hoạt động rõ ràng hơn
- HS quan sát hình ảnh, vận dụng quy tắc bàn tay trái để xác định chiều của lực điện từ tác dụng lên dây dẫn AB, CD
- Từ đó xác định tác dụng của lực đó với khung dây
- Đề xuất phương án làm giảm
ma sát
Bước 3 Chốt lại nội dung
chính - Giáo viên nhận xét và chốt lạiý chính:
Động cơ điện 1 chiều gồm 2 bộ phận chính là nam châm và khung dây dẫn có bộ góp điện
a Động cơ điện 1 chiều có 2 bộ phận chính là nam châm tạo ra
từ trường (bộ phận đứng yên)
và khung dây dẫn cho dòng điện chạy qua (bộ phận quay)
Bộ phận đứng yên được gọi là stato, bộ phận quay được gọi là rôto
b Khi đặt khung dây dẫn ABCD trong từ trường và cho dòng điện chạy qua khung thì dưới tác dụng của lực điện từ,
Trang 8khung dây sẽ quay
Hoạt động 3 Luyện tập (10 phút)
1 Mục tiêu:
- Vận dụng quy tắc bàn tay trái cho đoạn dây dẫn thẳng và khung dây dẫn
2 Nhiệm vụ học tập của học sinh:.
- Vận dụng và xác định chiều của lực điện từ khi biết hai yếu tố còn lại Hoặc xác định một trong ba yếu tố đó khi biết hai yếu tố còn lại
3 Cách thức tiến hành hoạt động:
- Giáo viên chia nhóm và đưa
ra các yêu cầu cho học sinh
1 Xác định chiều lực điện từ 2
Xác định chiều đường sức từ ( cực từ của nam châm)
3
Xác định chiều dòng điện chạy trong dây dẫn
- HS chia nhóm, hoạt động nhóm trả lời các câu hỏi trên bảng phụ
Hoạt động 4 Vận dụng (10 phút)
1 Mục tiêu:
- Vận dụng quy tắc bàn tay trái cho đoạn dây dẫn thẳng và khung dây dẫn
2 Nhiệm vụ học tập của học sinh:
- Vận dụng và xác định chiều của lực điện từ khi biết hai yếu tố còn lại Hoặc xác định một trong ba yếu tố đó khi biết hai yếu tố còn lại
3 Cách thức tiến hành hoạt động:
- GV cho HS luyện tập thông qua trò chơi.
Câu 1: Theo quy tắc bàn tay trái để tìm chiều của lực điện từ tác dụng lên đoạn dây dẫn thẳng
có dòng điện đặt trong từ trường thì ngón tay giữa hướng theo:
A Chiều của lực điện từ C Chiều của cực Bắc, Nam địa lý
Trang 9B Chiều của đường sức từ D Chiều của dòng điện
→ Đáp án D Câu 2: Theo quy tắc bàn tay trái thì ngón tay cái choãi ra chỉ: A Chiều của lực điện từ
B Chiều của đường sức từ
C Chiều của cực Bắc, Nam địa lý
D Chiều của dòng điện
→ Đáp án A Câu 3: Đoạn dây dẫn AB có chiều dòng điện chạy từ A đến B đặt trong từ trường của nam châm như hình vẽ Lực điện từ có phương vuông góc với mặt phẳng hình vẽ và hướng ra phía trước A 1 là cực Bắc và 2 là cực Nam B 1 là cực Nam và 2 là cực Bắc
→ Đáp án B
Câu 4: Khi dây dẫn thẳng có dòng điện chạy qua được đặt song song với các đường sức từ thì
lực điện từ có hướng như thế nào?
A Cùng hướng với dòng điện
B Cùng hướng với đường sức từ
Hoạt động 5 Tìm tòi mở rộng (3 phút)
1 Mục tiêu
- Tìm tòi và mở rộng kiến thức, khái quát lại toàn bộ nội dung kiến thức đã học
2 Nhiệm vụ học tập của học sinh:
- Đọc, quan sát và lắng nghe
3 Cách thức tiến hành hoạt động:
? Khi hoạt động cơ điện một chiều hoạt động, tại các cổ góp
có hiện tượng gì xảy ra?
- GV giới thiệu:
- Tạo ra các tia lửa điện kèm theo mùi khét Các tia lửa điện này là tác nhân sinh ra khí NO,
NO2 có mùi hắc Sự hoạt động của động cơ điện một chiều cũng ảnh hưởng đến hoạt động của các thiết bị khác, gây nhiễu thiết bị vô tuyến truyền hình gần đó
- Biện pháp khắc phục: Sử dụng các động cơ điện xoay chiều thay thế cho động cơ điện một chiều
- Đọc ghi nhớ và " Có thể
em chưa biết"
1
Trang 10- Tránh mắc chung động cơ điện một chiều với các thiết bị thu phát sóng điện từ
Hoạt động 6 Hướng dẫn về nhà (3 phút)
- Các em hãy tự xây dựng một sơ đồ tư duy hoàn chỉnh cho toàn bộ kiến thức cần ghi nhớ trong bài học này
Làm bài tập 27.1 27.5 SBT
Tham khảo thêm mục "Có thể em chưa biết"
Đọc và chuẩn bị trước bài 28: Động cơ điện một chiều
Mỗi nhóm HS hãy tự thiết kế một mô hình đông cơ điện có sử dụng những dụng cụ đơn giản, dễ làm và nêu được:
Cấu tạo của động cơ điện
Nguyên lí làm việc
Ứng dụng của động cơ điện trong kĩ thuật và đời sống
- GV gợi ý quạt điện mini, khung dây quay ( động cơ điện) Tham khảo các trang web trên Youtube
https://www.youtube.com/watch?v=Gca3nkzqr1Y
https://www.youtube.com/watch?v=U4cwXFywG-U