Bài giảng Tiết 58: hiện tượng cảm ứng điện từ. suất điện động cảm ứng

GIÁO ÁN CHI TIẾT Giáo viên hướng dẫn: Lê Thị Quỳnh Trang Người soạn: Phạm Tùng Lâm Ngày tháng 02 năm 2012 Dạy lớp 11A3 Tiết 58: HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ. SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG (T1) I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức: Phát biểu được định nghĩa và ý nghĩa từ thông. Nắm được hiện tượng cảm ứng điện từ, dòng điện cảm ứng. 2. Kĩ năng: Nhận biết được sự xuất hiện của dòng điện cảm ứng trong mạch kín. 3. Thái độ: - Học sinh tập trung nghe giảng, tích cực phát biểu xây dựng bài học - Có tinh thần hợp tác xây dựng bài học. II.CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: - Dụng cụ thí nghiệm gồm: một ống dây, một thanh nam châm thẳng, một điện kế, một vòng dây, biến trở, điện kế G, nguồn điện một chiều, các dây nối. 2. Học sinh: Ôn lại những kiến thức về hiện tượng cảm ứng điện từ đã học ở lớp 9. III. PHƯƠNG PHÁP CHỦ ĐẠO Thí nghiệm biểu diễn, đàm thoại và diễn giải IV. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC Hoạt động 1: Giới thiệu vào bài. Tìm hiểu thí nghiệm (15 phút) Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung ghi bảng - ĐVĐ: Như các em đã biết: Dòng điện sinh ra từ trường. Một giả thiết đặt ra liệu từ trường có thể sinh ra dòng điện hay không? Vào năm 1831 Fa-ra-day nhà bác học người Anh đã khẳng định giả thiết trên, hiện tượng mà ông khám phá ra có vị trí quan trọng trong lĩnh vực điện từ, chúng ta sẽ đi tìm hiểu hiện tượng đó trong chương V. * Tiến hành thí nghiệm 1: + Mô tả thí nghiệm: thí nghiệm gồm một nam châm và một ống dây được nối với một điện kế.. - Bước 1: Giữ nguyên vị trí tương đối giữa ống dây và thanh nam châm + Yêu cầu HS quan sát kim điện kế lúc này thế nào? + Thế thì từ trường có sinh ra dòng điện không? - Bước 2: di chuyển thanh nam châm lại gần hay ra xa ống dây. Yêu cầu HS quan sát kỹ kim điện kế. + Để có dòng điện xuất hiện trong ống dây thì chúng ta cần phải làm như thế nào? + Khi di chuyển thanh nam châm lại gần hay ra xa ống dây thì số đường sức từ xuyên qua ống dây sẽ thế nào? + Từ hai thí nghiệm trên chúng ta rút ra được nhận xét gì? - Từ trường có sinh ra dòng điện hay không? * Tiến hành thí nghiệm 2: + Mô tả thí nghiệm: Một mạch điện gồm một ống dây, một biến trở và một nguồn điện một chiều được nối với nhau và một vòng dây được nối với kim điện kế. Chúng ta luồn vòng dây qua ống dây.. + Tiến hành thí nghiệm dịch chuyển con chạy trên biến trở. - Yêu cầu HS quan sát kim điện kế rồi giải thích. -GV gợi ý HS giải thích: + Khi di chuyển con chạy thì dòng điện trong ống dây sẽ thế nào? + Từ trường trong ống dây có biến đổi không? + Số đường sức từ xuyên qua vòng dây sẽ như thế nào? - Yêu cầu HS khác nhắc lại. + Rút ra nhận xét: Số đường sức từ xuyên qua vòng dây biến đổi thì trong vòng dây xuất hiện dòng điện. - Yêu cầu HS trả lời câu hỏi C1 - Nghe đặt vấn đề - Quan sát thí nghiệm, trả lời: + Kim điện kế không lệch, trong ống dây không có dòng điện. + Từ trường không sinh ra dòng điện. + Khi di chuyển thanh nam châm lại gần hay ra xa ống dây thì kim điện kế bị lệch + Dòng điện xuất hiện khi dịch chuyển nam châm lại gần hay ra xa so với ống dây + Số đường sức từ qua ống dây thay đổi. + Khi số đường sức qua ống dây thay đổi thì có dòng điện xuất hiện trong ống dây - Quan sát thí nghiệm, trả lời: Khi con chạy di chuyển thì từ trường trong ống dây biến đổi => số đường sức biến đổi => có xuất hiện dòng điện trong vòng dây. - Dòng điện trong ống dây sẽ thay đổi. - Từ trường trong ống dây sẽ biến đổi. - Số đường sức từ xuyên qua vòng dây sẽ biến đổi. - HS nhắc lại. - HS trả lời câu C1: Khi đóng hay ngắt điện thì từ trường trong ống dây biến đổi, nghĩa là số đường sức qua vòng dây biến đổi. Vì vậy kim điện kế sẽ lệch khỏi vạch số 0. CHƯƠNG V. CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ Tiết 58. HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ, SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG 1. Thí nghiệm a. Thí nghiệm 1: + Mô tả thí nghiệm + Quan sát hiện tượng + Nhận xét: - Từ trường không sinh ra dòng điện. - Khi số đường sức từ xuyên qua ống dây thay đổi thì có dòng điện qua ống dây. b. Thí nghiệm 2 + Mô tả thí nghiệm + Quan sát hiện tượng + Nhận xét Khi số đường sức từ xuyên qua vòng dây biến đổi thì trong vòng dây xuất hiện dòng điện. Hoạt động 2:Tìm hiểu khái niệm từ thông (15 phút) Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung ghi bảng - Lời dẫn: Qua hai thí nghiệm trên ta biết được từ trường biến thiên sinh ra dòng điện. Bây giờ ta sẽ tìm hiểu khái niệm từ thông. Chúng ta đi vào mục 2. - Thông báo cho HS và vẽ hình lên bảng. Giả sử có một mặt phẳng diện tích S được đặt trong từ trường đều . Vẽ véc tơ pháp tuyến của S, chiều của có thể chọn tùy ý. Góc hợp bởi và là . Ta đặt F = BScosa (1) Với Ta gọi F là từ thông - Hỏi HS: Từ công thức , dấu của phụ thuộc vào đại lượng nào? Trường hợp đặc biệt : • Lúc này đường sức từ  và mặt phẳng khung dây sẽ như thế nào ? - Dấu của phụ thuộc nghĩa là phụ thuộc cách chọn chiều của . - Chú ý HS: • Thông thường người ta chọn chiều của để góc nhọn khi đó là đại lượng dương. • Chiều của để góc tù khi đó là đại lượng âm. - Nhận xét : có khi là đại lượng dương, có khi là giá trị dương, có khi là giá trị âm suy ra là đại lượng có giá trị đại số. * Dẫn: Từ thông có ý nghĩa như thế nào? Chúng ta vào phần b + Từ công thức, lấy a=0; S=1m2 thì F=? + Chúng ta rút ra được ý nghĩa gì? -Yêu cầu HS: Từ ý nghĩa của từ thông một em hãy trả lời cho thầy câu C2 trong SGK. c. Đơn vị từ thông - Thông báo cho HS: Trong hệ đơn vị SI, đơn vị của từ thông là vêbe, ký hiệu là Wb. Nếu Lúc này - Ghi nhận kiến thức, ghi công thức vào vở - Dấu của phụ thuộc Các đường sức từ và mặt phẳng khung dây song song với nhau. (hay là: đường sức từ nằm trong mặt phẳng khung dây) + + + Từ thông qua diện tích S bằng số đường sức từ xuyên qua diện tích S đặt vuông góc với đường sức - HS trả lời câu C2: Do từ thông qua diện tích S bằng số đường sức từ qua S trong trường hợp S đặt vuông góc với đường sức từ nên theo câu C2 từ thông qua diện tích S tăng hai lần thì số đường sức từ qua diên tích đó tăng hai lần 2. Khái niệm từ thông a. Định nghĩa từ thông - Giả sử có một mp(S) được đặt trong từ trường đều + Vẽ (chiều tùy ý) + F = BScosa (1) Ta đặt : từ thông. - Xét dấu của Từ thông là đại lượng đại số. b. Ý nghĩa của từ thông Từ (1): Nếu ; Chọn - Từ thông qua diện tích S bằng số đường sức từ qua S trong trường hợp S đặt vuông góc với đường sức từ (hay ) C. Đơn vị từ thông: - Trong hệ đơn vị SI : (vebe), ký hiệu là Wb. - Từ F = BScosa Nếu: Thì Hoạt động 3: Tìm hiểu hiện tượng cảm ứng điện từ (10 phút) Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung ghi bảng - Đặt câu hỏi: + Trong thí nghiệm 1,2 khi nào thì xuất hiện dòng điện trong ống dây (hay vòng dây)? + Mà đại lượng nào đặc trưng số đường sức từ xuyên qua diện tích S. + Vậy ta có thể kết luận được gì? - Kết luận: Khi có sự biến đổi từ thông qua mạch kín thì trong mạch xuất hiện dòng điện. Dòng điện đó gọi là dòng điện cảm ứng. - Hỏi: trong mạch xuất hiện dòng điện cảm ứng thì phải tồn tại đại lượng gì để sinh ra dòng điện đó? Suất điện động sinh ra dòng điện cảm ứng gọi là suất điện động cảm ứng. + Vậy suất điện động cảm ứng xuất hiện khi nào? - thông báo : hiện tượng xuất hiện suất điện động cảm ứng gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ. Năm 1831, Nhà bác học người Anh là Faraday đã phát minh ra hiện tượng cảm ứng điện từ và có ứng dụng quan trọng trong lĩnh vực điện từ, và ông đã phát minh ra máy phát điện quay tay đầu tiên thế giới, mà chúng ta sẽ được nghiên cứu ở tiết sau. - trả lời: + Khi có sự thay đổi số đường sức từ qua ống dây( hay vòng dây) + Từ thông + Khi có sự biến đổi từ thông qua mạch kín theo thời gian thì xuất hiện dòng điện - Ghi vào vở - Suất điện động. - Khi có sự biến đổi từ thông qua mặt giói hạn bởi một mạch kín thì trong mạch xuất hiện suất điện động cảm ứng 3. Hiện tượng cảm ứng điện từ a. Dòng điện cảm ứng (SGK) b. Suất điện động cảm ứng - Định nghĩa: (SGK) - Hiện tượng xuất hiện suất điện động cảm ứng được gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ. Hoạt động 4: Củng cố, vận dụng (5 phút) Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh - Nhắc lại kiến thức trọng tâm của bài + Các em phải nắm được định nghĩa và ý nghĩa từ thông + Hiện tượng xuất hiện suất điện động cảm ứng hay là hiện tượng xuất hiện dòng điện cảm ứng trong mạch điện kín khi qua mặt giới hạn bởi mạch kín đó biến thiên thì dược gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ. - Yêu cầu HS về làm bài 1,4,5(SGK) - Củng cố, ghi nhớ - Đánh dấu bt về nhà Sinh viên thực hiện Giáo viên hướng dẫn Phạm Tùng Lâm Lê Thị Quỳnh Trang