Bài giảng Vật lý 11 - Tiết 56-57: Khái niệm từ thông. Hiện tượng cảm ứng điện từ

TiÕt 56-57: Kh¸I niÖm tõ th«ng.HiÖn t­îng c¶m øng ®iÖn tõGIÁO VIÊN: Lª V¨n §iÖpTRƯỜNG THPT T©n Trµo1. Mục đích yêu cầu.TiÕt 56-57: Kh¸I niÖm tõ th«ng.HiÖn t­îng c¶m øng ®iÖn tõa) Về kiến thức: Học sinh hiểu được nội dung định luật cảm ứng điện từ và vận dụng được định luật để giải thích các hiện tượng có liên quan. Hiểu định luật Lenxơ về chiều của dòng điện cảm ứng và vận dụng được định luật Lenxơ dể xác định chiều của dòng điện cảm ứng trong các trường hợp có liên quan.1. Mục đích yêu cầu.b) Về năng lực, tư duy :- Quan sát thí nghiệm, rút ra các kết quả thí nghiệm và nhận xét về điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng trong mạch.- Tham gia đề xuất dự đoán về điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng trong vòng dây dẫn kín.- Đề xuất phương án thí nghiệm kiểm tra dự đoán về điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng.- Tham gia đề xuất dự đoán về chiều của dòng điện cảm ứng.- Vận dụng được định luật để giải thích các hiện tượng có kiên quan.c) Về thái độ:- Giáo dục tinh thần trung thực, tôn trọng thực tế khách quan, lấy thực tiến khách quan làm tiêu chuẩn của chân lí để kiểm tra những suy luận lý thuyết. Vật lí học giúp ta hiểu thực tế đồng thời giúp ta cải tạo thực tế theo hướng có lợi cho con người.2. Phương pháp:- Phương pháp thực nghiệm, vấn đáp, thuyết trình.	 3. Phương tiện dạy học.- Bộ thí nghiệm về hiện tượng cảm ứng điện từ: Ống dây dẫn, điện kế, nam châm vĩnh cửu, nam châm điện, biến trở con chạy, biến thế, dây dẫn,...4. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC CỤ THỂCHÚC CÁC EM MỘT BUỔI HỌC ĐẦY BỔ ÍCH VÀ LÝ THÚĐường cảm ứng từ là những đường mà tiếp tuyến với nó tại mỗi điểm trùng với phương của véc tơ cảm ứng từ và có chiều trùng với chiều của véc tơ cảm ứng từ tại điểm đó. KiÓm tra bµI còNSC©u 1: §­êng c¶m øng tõ lµ g×? Tr×nh bµy c¸ch biÓu diÔn tõ tr­êng cña nam ch©m th¼ng b»ng c¸c ®­êng c¶m øng tõ?BM.MNêu đặc điểm từ trường của dòng điện trong ống dây dài? RTõ tr­êng cña dßng ®iÖn trong èng d©y dµi:B = 4.10-7.n.I SN B ~ Ièng d©y dµi lµ mét nam ch©m ®iÖn, t­¬ng tù mét nam ch©m th¼ngCH­¬NG viiiTiÕt 56-57: Kh¸I niÖm tõ th«ng.HiÖn t­îng c¶m øng ®iÖn tõC¶m øng ®iÖn tõ1. KHÁI NIỆM TỪ THÔNG2. HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ 3. CHIỀU CỦA DÒNG ĐIỆN CẢM ỨNG. ĐỊNH LUẬT LENXƠa) Định nghĩa từ thôngb) Đơn vị từ thônga) Thí nghiệm 1b) Thí nghiệm 2.c) Phân tích thí nghiệmd) Định luật cảm ứng điện từa) Thí nghiệm về chiều của dòng cảm ứngb) Định luật LenxơNỘI DUNG BÀI HỌCVẬN DỤNGnBnB1. tõ th«ngqua diÖn tÝch S giíi h¹n bëi vßng d©y dÉn kÝn trong trong tõ tr­êng ®Òu B:  = B.S.cos = ( B , n )a) §Þnh nghÜa:B 0n >  2  =  2  < 0  = 0Tõ th«ngVẽ các đường cảm ứng từ sao cho số đường cảm ứng từ qua một đơn vị diện tích đặt vuông góc với chúng bằng độ lớn cảm ứng từ tại điểm đang xét.Quy ­íc: Đé lín từ thông () bằng số đường cảm ứng từ qua S và vuông góc với S= B.S.cos =B.S = N ( số đường cảm ứng từ vu«ng gãc qua S )b) §¬n vÞ tõ th«ng:1 ®¬n vÞ tõ th«ng = 1T.1m2 = 1Vªbe (Wb)Tõ  = B.S, lÊy B = 1T, S = 1m2 suy raNS1Wb =1T.1m2S=1m2S=2m2 B=2T B= 1T = 2 đơn vị = 2 đơn vị* TN1a: Nối ống dây với một điện kế thµnh m¹ch kÝn. §Æt èng d©y dÉn cè ®Þnh. §­a nam ch©m l¹i gÇn hoặc ra xa èng dây.2. HiÖn t­îng c¶m øng ®iÖn tõa) ThÝ nghiÖm 1* TN 1b: §Æt nam ch©m cè ®Þnh. Di chuyÓn èng d©y l¹i gÇn nam ch©m. KÕt qu¶ TN:Trong èng d©y dÉn xuÊt hiÖn dßng ®iÖn khi nam ch©m chuyÓn ®éng.KÕt qu¶ TN:Trong èng d©y dÉn xuÊt hiÖn dßng ®iÖn khi èng d©y chuyÓn ®éng.Tõ tr­êng cã kh¶ n¨ng t¹o ra dßng ®iÖn hay kh«ng?Hiện tượng trên gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ.Dòng điện xuất hiện trong hiện tượng cảm ứng điện từ gọi là dòng điện cảm ứng.Nhận xét:Trong hai thí nghiệm trên: Dòng điện chỉ xuất hiện khi có sự chuyển động tương đối giữa nam châm và ống dây.Dßng ®iÖn c¶m øng xuÊt hiÖn khi cã sù chuyÓn ®éng t­¬ng ®èi gi÷a nam ch©m vµ èng d©y.Gi¶ thuyÕt 1Nguyªn nh©n lµm xuÊt hiÖn dßng ®iÖn c¶m øng trong èng d©y dÉn lµ g×?GTb) ThÝ nghiÖm 2:§Æt nam ch©m (®iÖn) ®øng yªn gÇn vßng d©y. Di chuyÓn con ch¹y cña biÕn trë.KÕt qu¶Trong èng d©y xuÊt hiÖn dßng ®iÖn c¶m øng khi con ch¹y di chuyÓn. Nguyªn nh©n chung lµm xuÊt hiÖn dßng ®iÖn c¶m øng trong vßng d©y lµ g×?Lµm thÕ nµo ®Ó biÕt sù biÕn ®æi cña tõ tr­êng ®èi víi èng d©y?VËy: Dßng ®iÖn c¶m øng chØ xuÊt hiÖn khi cã sù biÕn thiªn tõ th«ng qua diÖn tÝch giíi h¹n bëi c¸c vßng d©y dÉn kÝn.Dßng ®iÖn c¶m øng xuÊt hiÖn khi cã sù biÕn thiªn tõ th«ng qua diÖn tÝch giíi h¹n bëi c¸c vßng d©y.Gi¶ thuyÕt 2Ph¶i lµm thÝ nghiÖm nh­ thÕ nµo ®Ó kiÓm tra gi¶ thuyÕt trªn? Khi di chuyÓn nam ch©m (hoÆc èng d©y)  sè ®­êng c¶m øng tõ qua S thay ®æi  Tõ th«ng Φ qua S thay ®æi theo thêi gian.Sè ®­êng c¶m øng tõ qua èng d©y biÕn ®æi nh­ thÕ nµo khi cã chuyÓn ®éng t­¬ng ®èi gi÷a nam ch©m vµ èng d©y?c) Ph©n tÝch thÝ nghiÖm:ThÝ nghiÖm 2 Khi di chuyÓn con ch¹y  c¶m øng tõ B biÕn thiªn theo thêi gian Tõ th«ng Φ qua S thay ®æi theo thêi gian.ThÝ nghiÖm 134GTCã nh÷ng c¸ch nµo cã thÓ lµm biÕn ®æi tõ th«ng qua m¹ch kÝn?Nguyªn nh©n chung lµm xuÊt hiÖn dßng ®iÖn c¶m øng trong èng d©y lµ g×?d) §Þnh luËt c¶m øng ®iÖn tõ	Khi cã sù biÕn thiªn tõ th«ng qua diÖn tÝch giíi h¹n bëi mét m¹ch ®iÖn kÝn th× trong m¹ch xuÊt hiÖn dßng ®iÖn c¶m øng.VËn dôngBài tập 1Bài tập 2Bài tập 3Bài tập 4Bài tập 5Bài tập 6Cñng cèMét khung dây dẫn ph¼ng giíi h¹n diÖn tÝch S ®ặt trong tõ tr­êng ®Òu của na châm móng ngựa. NÕu tÞnh tiÕn vßng d©y dÉn trong tõ tr­êng ®ã th× trong khung d©y cã dßng ®iÖn hay kh«ng? Giải thích?Khi khung dây tịnh tiến trong từ trường đều của nam châm, số đường cảm ứng từ qua diện tích khung dây không thay đổi, do đó không có sự biến thiên từ thông qua mạch. Vì vậy không có dòng điện cảm ứng trong khung dây. Khi khung d©y quay, tõ th«ng qua mÆt ph¼ng khung d©y biÕn thiªn liªn tôc do ®ã theo ®Þnh luËt c¶m øng ®iÖn tõ, trong m¹ch cã dßng ®iÖn c¶m øng.NSNSGi¶i thÝch?Khi nam châm quay, từ thông qua khung dây niến thiên liên tục, do đó trong vòng dây xuất hiện dòng điện cảm ứng. kÕt thóc tiÕt 1Trong c¸c yÕu tè sau ®©y, tõ th«ng qua 1 vßng d©y kÝn, ph¼ng ®Æt trong tõ tr­êng ®Òu phô thuéc vµo c¸c yÕu tè nµo? A. DiÖn tÝch S ®­îc giíi h¹n bëi vßng d©y. B. C¶m øng tõ cña tõ tr­êng. C. Khèi l­îng cña vßng d©y D. Gãc giữa mÆt ph¼ng vßng d©y vµ ®­êng c¶m øng tõ. E. Cả ba trường hợp A, B, D. H·y chän c©u ®óng A, B, C hoÆc D:§¸P ¸N2. Tr­êng hîp nµo sau ®©y, trong èng d©y dÉn xuÊt hiÖn dßng ®iÖn c¶m øng?èng d©y vµ nam ch©m chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn cïng chiÒu nhau víi cïng mét vËn tèc.èng d©y ®øng yªn, nam ch©m chuyÓn ®éng xuèng d­íi hoÆc lªn trªn.èng d©y vµ nam ch©m chuyÓn ®éng ng­îc chiÒu nhau.C¶ hai tr­êng hîp B vµ C.SNH·y chän c©u ®óng A, B, C hoÆc D:§¸P ¸N3. Cho biÕt tõ th«ng qua vßng d©y kÝn biÕn thiªn theo thêi gian nh­ h×nh vÏ. ABC0103040Φ (Wb)t(s)0,2Hái dßng ®iÖn c¶m øng xuÊt hiÖn trong vßng d©y trong nh÷ng kho¶ng thêi gian nµo? §¸P ¸NTrong c¸c kho¶ng thêi gian:- Tõ 0 ®Õn 10 gi©y.- Tõ 30 ®Õn 40 gi©yNS3. ChiÒu cña dßng ®iÖn c¶m øngThÝ nghiÖm vÒ chiÒu dßng ®iÖn c¶m øng Thay ®æi chiÒu biÕn thiªn tõ th«ng b»ng c¸ch ®­a nam ch©m l¹i gÇn hoÆc ra xa vßng d©y.KÕt qu¶: ChiÒu dßng ®iÖn c¶m øng trong vßng d©y thay ®æi vµ ®­îc x¸c ®Þnh nh­ h×nh vÏ.NhËn xÐt: ChiÒu dßng ®iÖn c¶m øng phô thuéc vµo chiÒu biÕn thiªn tõ th«ng trong m¹ch. NSKhi nam cham l¹i gÇn vßng d©y, tõ tr­êng cña dßng c¶m øng cã chiÒu nh­ thÕ nµo so víi chiÒu tõ tr­êng ngoµi? Tõ tr­êng ®ã cã ¶nh h­ëng g× ®Õn ®é lín tõ th«ng qua m¹ch?`-Khi nam ch©m ra xa vßng d©y ( gi¶m), tõ tr­êng cña dßng c¶m øng ng­îc chiÒu tõ tr­êng cña nam ch©m  chèng l¹i sù gi¶m tõ th«ng qua vßng d©y.ChiÒu dßng ®iÖn c¶m øng trong vßng d©y cã quan hÖ g× víi chiÒu biÕn thiªn cña tõ th«ng qua diÖn tÝch vßng d©y ®ã?b) ChiÒu cña dßng ®iÖn c¶m øng. §Þnh luËt Lenx¬-Khi nam ch©m l¹i gÇn vßng d©y ( t¨ng), tõ tr­êng cña dßng c¶m øng ng­îc chiÒu tõ tr­êng cña nam ch©m  chèng l¹i sù t¨ng tõ th«ng qua vßng d©y.Dßng ®iÖn c¶m øng trong m¹ch lu«n sinh ra tõ tr­êng chèng l¹i sù biÕn thiªn (t¨ng, gi¶m) tõ th«ng qua m¹ch.KÕt luËn:Dßng ®iÖn c¶m øng trong mét m¹ch kÝn ph¶i cã chiÒu sao cho tõ tr­êng mµ nã sinh ra chèng l¹i sù biÕn thiªn tõ th«ng qua m¹ch (chèng l¹i nguyªn nh©n sinh ra nã).§Þnh luËt Lenx¬Mét èng d©y ®Æt gÇn mét nam ch©m ®iÖn nh­ h×nh vϧ­a dßng ®iÖn vµo nam ch©m ®iÖn b»ng c¸ch ®ãng kho¸ K.Hái khi ®ãng kho¸ K th× trong èng dây cã dßng c¶m øng kh«ng ?NÕu cã h·y x¸c ®inh chiÒu cña dßng c¶m øng ®ã.Hái t­¬ng tù víi tr­êng hîp ng¾t kho¸ K.KÕT QU¶TN3BnCho khung d©y quay trong tõ tr­êng cña nam ch©m ch÷ U KÕt qu¶ TN Trong m¹ch cã dßng ®iÖnThay ®æi gãc  gi÷a c¶m øng tõ B vµ ph¸p tuyÕn nTN 4Thay ®æi diÖn tÝch khung d©y trong tõ tr­êngBãp mÐo khung d©y trong tõ tr­êng cña nam ch©mKÕt qu¶ TNTrong m¹ch cãdßng ®iÖnNSNS§­a èng d©y l¹i gÇn hoÆc ra xa nam ch©mĐưa nam ch©m l¹i gÇn hoÆc ra xa èng d©yTN1aTN1BVIDEOPt TN§Æt nam ch©m ®iÖn ®øng yªn so víi khung d©y. Di chuyÓn con ch¹y cña biÕn trë. RVIDEOTN 2Pt TN