Thiết kế bài giảng vật lý 11 cơ bản 2

TRÇn thuý h»ng



ThiÕt kÕ bμi gi¶ng










Nhμ xuÊt b¶n Hμ Néi
www.VNMATH.com
Chơng IV.


từ trờng


Bi 19
từ trờng
I Mục tiêu
1. Về kiến thức
Củng cố, khắc sâu kiến thức về nam châm, lực từ, từ tính của nam châm.
Bổ sung kiến thức về từ tính của dây dẫn.
Phát biểu đợc định nghĩa về từ trờng và quy ớc về hớng của từ trờng tại
một điểm.

Phát biểu đợc định nghĩa đờng sức từ, các tính chất của đờng sức từ và
nêu một vài ví dụ về đờng sức từ.
2. Về kĩ năng
Biết cách xác định chiều các đờng sức từ của : dòng điện chạy trong dây
dẫn thẳng dài vô hạn ; dòng điện chạy trong dây dẫn tròn.
Biết cách xác định mặt Nam hay Bắc của một dòng điện chạy trong một
mạch kín.
Có kĩ năng quan sát thí nghiệm, phân tích, tổng hợp để rút ra các kết luận
cần thiết.
II Chuẩn bị
Giáo viên
Các thí nghiệm chứng minh về lực tơng tác từ và từ phổ.
Hình vẽ 19.3, 19.4 phóng to.
Học sinh
www.VNMATH.com
Đọc SGK THCS để ôn lại những kiến thức đã học về từ trờng.
III Thiết kế hoạt động dạy học
Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên
Hoạt động 1
: Ôn lại những kiến
thức đã biết về nam châm
Nhớ lại những kiến thức đã học
trong chơng trình Vật lí
THCS, phát biểu chung :
Nam châm là những vật có
khả năng hút sắt hoặc bị sắt
hút. Mỗi nam châm bao giờ
cũng có hai cực phân biệt là cực
Nam và cực Bắc.
Hai cực của nam châm đặt

gần nhau sẽ đẩy nhau khi
chúng cùng tên và sẽ hút nhau
khi chúng khác tên. Lực tơng
tác đó đợc gọi là lực từ và các
nam châm đợc gọi là có từ
tính.
C1. Phơng án B. Đồng ôxit.
C2. a) Thanh nam châm thứ hai
đặt trong cùng mặt phẳng với
thanh M (mặt phẳng thẳng
đứng) : ở phía dới thanh M,
cực Bắc gần cực N hay gần cực
S của M hoặc ở phía trên thanh
M, cực Nam gần cực N hay gần
cực S của M.
b) Tơng tự câu a.
c) Thanh nam châm thứ hai



O. Nam châm là gì ? Đặc điểm của
nam châm ? Các nam châm tơng tác
với nhau nh thế nào ? Lực tơng tác
đó gọi là gì ? Tại sao nói nam châm có
từ tính ?

O. Hoàn thành yêu cầu C1, C2.










www.VNMATH.com
nằm trong cùng mặt phẳng
ngang chứa thanh M, có một
cực gần cực N hoặc cực S của
M.

Cá nhân nhận thức đợc vấn đề
cần nghiên cứu.

. Trong chơng trình vật lí THCS
chúng ta đã biết sơ lợc về nam châm,
từ trờng. Bài học hôm nay sẽ giúp
chúng ta hiểu sâu hơn về từ trờng,
đờng sức từ và từ tính của dây dẫn có
dòng điện.
Hoạt động 2 :
Tìm hiểu về từ tính
của dây dẫn có dòng điện

Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ.




Cá nhân sử dụng SGK và kết
hợp với lời giảng của GV, trao
đổi nhóm, rút ra kết luận : Lực
từ có thể xuất hiện trong tơng
tác giữa hai dây dẫn có dòng
điện (gọi tắt là hai dòng điện),
giữa hai nam châm, giữa một
dòng điện và một nam châm.
Ta nói dòng điện, nam châm có
từ tính.

. Thực nghiệm đã chứng tỏ rằng dây
dẫn có dòng điện chạy qua cũng có từ
tính nh nam châm. Cụ thể là :
Dòng điện có thể tác dụng lực lên
nam châm và ngợc lại.
Hai dòng điện có thể tơng tác với
nhau.
GV giới thiệu thí ngiệm hình 19.3, 19.4
và 19.5.
O. Lực từ có thể xuất hiện ở những đâu
?
Hoạt động 3
: Định nghĩa từ

trờng và hớng của từ trờng tại
một điểm
Cá nhân trả lời : Điện trờng là
một môi trờng (dạng vật chất)
bao quanh điện tích và gắn liền


O. Điện trờng là gì ?


www.VNMATH.com
với điện tích. Điện trờng tác
dụng lực lên các điện tích khác
đặt trong nó.

Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ.





Dùng kim nam châm nhỏ, đặt
tại những vị trí bất kì trong
không gian đó.
Quy ớc : Hớng của từ
trờng tại một điểm là hớng
Nam Bắc của kim nam châm
nhỏ nằm cân bằng tại điểm đó.

. Nh vậy, điện trờng là môi trờng
truyền tơng tác điện giữa những vật
nhiễm điện. Tơng tự nh thế, xung
quanh dòng điện hoặc một nam châm
tồn tại một từ trờng. Chính từ trờng
này đã gây ra lực từ tác dụng lên một
dòng điện khác hay một một nam
châm khác đặt trong đó.
Yêu cầu HS đọc SGK để tìm hiểu định
nghĩa từ trờng.
O. Làm thế nào để phát hiện ra từ
trờng tại một điểm trong một khoảng
không gian ?
O. Nêu quy ớc hớng của từ trờng
tại một điểm ?


. Cũng giống nh điện trờng, chúng
ta không thể nhìn thấy đợc sự tồn tại
của từ trờng trong không gian, để
nhận biết đợc sự tồn tại đó, ngời ta
phải thông qua một khái niệm khác,
đó là đờng sức từ.
Hoạt động 4 :
Tìm hiểu khái
niệm đờng sức từ

Cá nhân hoàn thành yêu cầu

. Đờng sức từ là những đờng vẽ ở
trong không gian có từ trờng, sao cho
tiếp tuyến tại mỗi điểm có hớng trùng
với hớng của từ trờng tại điểm đó.
Ngời ta quy ớc chiều của đờng sức
từ tại một điểm là chiều của điện
trờng tại điểm đó.
Yêu cầu HS quan sát hình 19.6 để thấy
www.VNMATH.com
của GV.



Thí nghiệm : Rắc mạt sắt lên
một tấm nhựa trong (hoặc một
tấm bìa cứng), nhẵn và đa vào
trong từ trờng cần quan sát.
Các mạt sắt bị từ hoá, trở thành
những nam châm nhỏ và sắp
xếp theo những đờng sức từ.
đợc cách sắp xếp kim nam châm trên
một đờng sức từ và chiều của đờng
sức từ.

. Có thể quan sát hình dạng của
những đờng sức từ bằng hình ảnh của

từ phổ.
O. Mô tả thí nghiệm từ phổ và giải
thích kết quả thí nghiệm.
Hoạt động 5 :
Tham khảo một số
ví dụ về đờng sức từ và các tính
chất của đờng sức từ




Quy tắc nắm tay phải : Nắm
bàn tay phải, rồi đặt sao cho
bốn ngon stay hớng theo chiều
dòng điện chạy qua các vòng
dây thì ngón tay cái choãi ra chỉ
chiều của đờng sức từ trong
lòng ống dây.






. Trong chơng trình vật lí lớp 9
THCS, chúng ta đã tìm hiểu về từ
trờng của ống dây có dòng điện chạy
qua và quy tắc nắm tay phải nêu lên
mối quan hệ giữa chiều dòng điện
trong ống dây và chiểu của đờng sức

từ trong lòng ống dây.
O. Hãy phát biểu lại nội dung của quy
tắc đó ?




. Quy tắc nắm tay phải cũng có thể
áp dụng đối với từ trờng của dòng
điện thẳng rất dài. Tuy nhiên, cách
phát biểu sẽ khác đi : Để bàn tay phải
sao cho ngón cái nằm dọc theo dây
dẫn và chỉ theo chiều dòng điện, khi
đó các ngón kia khum lại cho ta chiều
của các đờng sức từ.
www.VNMATH.com

Cá nhân đọc SGK để thu thập
thông tin.






Tính chất của đờng sức từ :
+ Qua mỗi điểm trong không
gian chỉ có thể vẽ đợc duy
nhất một đờng sức từ.

+ Các đờng sức từ là những
đờng cong khép kín hoặc vô
hạn ở hai đầu.
+ Chiều của các đờng sức từ
tuân theo những quy tắc xác
định tuỳ thuộc vào hình dạng
của dòng điện.
+ Quy ớc vẽ các đờng sức từ :
nơi có từ trờng mạnh thì vẽ
mau, nơi có từ trờng yếu thì vẽ
tha.
C3. Nhìn từ trên xuống, dòng
điện chạy trong vòng tròn C có
chiều ngợc chiều kim đồng hồ.
Yêu cầu HS đọc SGK để tìm hiểu về từ
trờng của dòng điện thẳng rất dài và
yêu cầu một số HS lên bảng xác định
một trong hai yếu tố (chiều dòng điện
trong dây dẫn và chiều đờng sức từ)
trong một số ví dụ cụ thể.
Tiếp tục yêu cầu HS tìm hiểu về từ
trờng của dòng điện tròn. Đặc biệt,
cho HS đọc kĩ và áp dụng vào ví dụ cụ
thể cách xác định nhanh chiều dòng
điện của một dòng điện tròn tại mặt
Nam hay mặt Bắc.
O. Đờng sức từ có những đặc điểm
gì ? (Gợi ý : số đờng sức từ tại một
điểm trong không gian, hình dạng các
đờng sức từ, chiều của các đờng sức

từ,).









O. Hoàn thành yêu cầu C3.
Hoạt động 6 :
Tìm hiểu từ trờng
của Trái Đất

Phần này yêu cầu HS tự đọc SGK tại
lớp, hoặc nếu không đủ thời gian có
thể giao về nhà cho HS đọc và tìm
www.VNMATH.com


Quy tắc nắm tay phải

hiểu.
Lu ý cho HS các khái niệm : địa từ
trờng (từ trờng Trái Đất), địa từ
trờng trung bình và địa cực từ.
Hoạt động 7 :
Củng cố, vận dụng

Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ.

















Cá nhân hoàn thành bài tập 5,
6.
GV có thể dùng bảng so sánh sau để
khắc sâu kiến thức cho HS (cũng có
thể yêu cầu HS tự lập bảng so sánh).
Điện trờng Từ trờng
- Là môi trờng
vật chất bao
quanh điện tích.
- Là môi trờng

vật chất bao
quanh nam
châm và dòng
điện.
- Để phát hiện ra
điện trờng,
ngời ta dùng
điện tích thử.
- Để phát hiện
ra từ trờng,
ngời ta dùng
nam châm thử.
- Điện tích gây
ra điện trờng.
- Dòng điện
gây ra tù
trờng.
- Vectơ cờng độ
điện trờng đặc
trng cho điện
trờng tại một
điểm.
- Vectơ cảm
ứng từ đặc
trng cho từ
trờng tại một
điểm.
- Trong điện
trờng có các
đờng sức điện.

- Trong từ
trờng có các
đờng sức từ.
- Điện trờng tác
dụng lực điện lên
các điện tích
khác đặt trong
nó.
- Từ trờng tác
dụng lực từ lên
các nam châm
hoặc dòng điện
khác đặt trong
www.VNMATH.com
Bài 5. Phơng án B. Lực từ
không phải là lực tơng tác
giữa hai điện tích.
Bài 6. Phơng án B. Từ trờng
không tơng tác với các điện
tích đứng yên.

nó.
O. Hoàn thành yêu cầu của bài tập 5, 6
SGK.
Hoạt động 8 :
Tổng kết bài học


Cá nhân nhận nhiệm vụ học
tập.

GV nhận xét, đánh giá giờ học.
Yêu cầu HS :
Về nhà làm bài tập 7, 8 SGK.
Đọc SGK THCS để ôn lại những
kiến thức đã học về từ trờng, quy tắc
bàn tay trái.
Ôn kiến thức về hợp các lực đồng
quy, tích các vectơ.
Bi 20


Lực từ - cảm ứng từ
I Mục tiêu
1. Về kiến thức
Phát biểu đợc định nghĩa từ trờng đều, biết đợc cách để tạo ra từ trờng
đều. Xác định đợc lực từ do từ trờng đều tác dụng lên một đoạn dây dẫn có
dòng điện.
Phát biểu đợc định nghĩa vectơ cảm ứng từ
,B
G
đơn vị của cảm ứng từ. Mô
tả đợc một thí nghiệm xác định cảm ứng từ.
Viết đợc biểu thức xác định cảm ứng từ tại vị trí đang xét.
Phát biểu đợc định nghĩa phần tử dòng điện.
Viết đợc biểu thức tổng quát của lực từ
F
G
theo
.B

G

www.VNMATH.com
Từ công thức :
FIlB=
GG
suy ra đợc quy tắc xác định lực từ
F
G
tác dụng
lên phần tử dòng điện.
2. Về kĩ năng
Biết cách xác định chiều các đờng sức từ của : dòng điện chạy trong dây
dẫn thẳng dài vô hạn ; dòng điện chạy trong dây dẫn tròn.
Biết cách xác định mặt Nam hay Bắc của một dòng điện chạy trong một mạch
kín.
Có kĩ năng quan sát thí nghiệm, phân tích, tổng hợp để rút ra các kết luận cần
thiết.
II Chuẩn bị
Giáo viên
Các thí nghiệm chứng minh về lực tơng tác từ và từ phổ.
Hình vẽ 19.3, 19.4 phóng to.
Học sinh
Đọc SGK THCS để ôn lại những kiến thức đã học về từ trờng, quy tắc bàn
tay trái.
Ôn kiến thức về hợp các lực đồng quy, tích các vectơ.
III Thiết kế hoạt động dạy học
Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên
Hoạt động 1
: Kiểm tra kiến thức

cũ và nhận thức vấn đề mới
Nhớ lại những kiến thức đã học,
trả lời chung :
Điện trờng là môi trờng vật
chất bao quanh điện tích. Đại
lợng đặc trng cho điện trờng
là cờng độ điện trờng.


O. Điện trờng là gì ? Đại lợng nào
đặc trng cho điện trờng ?




. Trong chơng I chúng ta đã biết
www.VNMATH.com

Cá nhân nhận thức đợc vấn đề
cần nghiên cứu.
đại lợng đặc trng cho điện trờng
là cờng độ điện trờng. Vậy đại
lợng đặc trng cho từ trờng là gì ?
Đó là nội dung nghiên cứu của bài
học hôm nay.
Trớc hết chúng ta tìm hiểu lực từ
trong từ trờng có đặc điểm nh thế
nào.
Hoạt động 2
: Tìm hiểu khái niệm

lực từ




Đọc SGK, trả lời chung :
Có thể tạo ra từ trờng đều
bằng cách dùng nam châm hình
chữ U và xét từ trờng giữa hai
cực của nam châm đó.



. Để dễ dàng đo đạc và khảo sát lực
từ, trớc hết chúng ta tạo ra một từ
trờng đều.
O. Thế nào là từ trờng đều ? Chúng
ta có thể tạo ra từ trờng đều bằng
cách nào ?

. Từ trờng đều là từ trờng mà đặc
tính của nó giống nhau tại mọi điểm ;
các đờng sức từ là những đờng
thẳng song song, cùng chiều và cách
đều nhau.
GV giới thiệu thí nghiệm hình 20.2a,
chú ý cho HS phơng đặt dây dẫn
M
1
M

2
= l trong từ trờng đều, có
dòng điện I chạy qua.





C1. Khi cân bằng, ta có :
Fmg T
+=
GG
G

Với
T
G
là lực căng tổng cộng của
GV cần lu ý rằng thí nghiệm này HS
đã đợc tiến hành ở lớp 9 THCS nên
khi dạy phần này GV có thể tiến
hành nhanh lại thí nghiệm hoặc chỉ
cần dùng tranh vẽ hình 20.2a phóng
to và yêu cầu HS nhắc lại các bớc
thực hành.
Cần vẽ hình 20.2b lên bảng, phân tích
www.VNMATH.com
hai dây. Do đó ta có : phơng
của hợp lực
Fmg+

G
G
thẳng hàng
với dây treo.
Gọi

là góc lệch giữa dây treo
và phơng thẳng đứng, ta có :
tan tan
F
Fmg
mg

==


Quy tắc bàn tay trái : Đặt bàn
tay trái sao cho các đờng sức từ
hớng vào lòng bàn tay, chiều từ
cổ tay đến ngón tay giữa hớng
theo chiều dòng điện thì ngón
tay cái choãi ra 90
o
chỉ chiều của
lực điện từ.
và yêu cầu HS hoàn thành câu C1.

. Dễ dàng nhận thấy, hớng của
dòng điện
1
2
,M M
JJJJJJG
hớng của từ
trờng và hớng của lực
F
G
tuân theo
quy tắc bàn tay trái.
O. Phát biểu quy tắc bàn tay trái ?





. Ba vectơ
1
2
M M
JJJJJJG

,
B
G
và
F
G
không
đồng phẳng tạo nên một tam diện
thuận khi chúng thoả mãn quy tắc
bàn tay trái.
O. Hãy nghiệm lại nhận xét trên.
Nếu HS gặp khó khăn, có thể đa ra
hình vẽ sau :

www.VNMATH.com






Hoạt động 3
: Tìm hiểu khái niệm
cảm ứng từ
HS quan sát thí nghiệm, thu
thập và xử lí số liệu theo yêu cầu
của GV.
Có thể đa ra nhận xét : khi tích
số Il tăng thì F cũng tăng và
ngợc lại.

Cá nhân tiếp thu khái niệm cảm
ứng từ B.









Cá nhân đọc SGK tham khảo
Tiếp tục làm thí nghiệm nh ở trên và
thay đổi các giá trị I và l. Yêu cầu HS
ghi lại các giá trị I, l, và đo góc

để
tính giá trị F.
O. Có nhận xét gì về tích số Il và F ?




. Có thể thấy rằng thơng số
F
Il

không thay đổi (khi bỏ qua những sai
số có thể chấp nhận đợc). Thơng số
đó chỉ phụ thuộc vào tác dụng của từ
trờng tại vị trí đặt đoạn dây dẫn
M
1
M
2
. Nói cách khác, có thể coi
thơng số đó đặc trng cho tác dụng
của từ trờng tại vị trí khảo sát.
Ngời ta goi đại lợng đặc trng đó là
cảm ứng từ tại vị trí đang xét, kí hiệu
là B.
F
B
Il
=

Trong công thức trên, ta đã chọn đơn
vị đo các đại lợng sao cho hệ số tỉ lệ
bằng 1. Nghĩa là F có đơn vị là N
www.VNMATH.com
một số giá trị cảm ứng từ của
một số từ trờng.

(niutơn), I có đơn vị là A (ampe), l có
đơn vị là m (mét), do đó B có đơn vị là
T (tesla).

. Nh chúng ta đã biết từ lớp 9, có
thể biểu diễn cảm ứng từ bằng một
vectơ, kí hiệu là
B.
G

Vectơ cảm ứng từ
B
G
tại một điểm có
hớng trùng với hớng của từ trờng
tại điểm đó, và có độ lớn đợc tính
bởi công thức :
F
B
Il
=

Hoạt động 4
: Viết biểu thức tổng
quát của lực từ
G
F
theo
G
B

. Trớc hết, ta định nghĩa vectơ
phần tử dòng điện
Il
G
là vectơ
1
2
IM M ,
JJJJJG
cùng hớng với dòng điện và
có độ lớn bằng Il.
O. Dựa vào những kết quả thực
nghiệm đã nêu ở trên, hãy xác định
lực từ
F
G

tác dụng lên một phần tử
dòng điện
12
IM M Il=
JJJJJJJG
G
, khi đặt trong
từ trờng đều, cảm ứng từ
B
G
?
Gợi ý : có thể sử dụng kiến thức về
tích vectơ.
Nhắc lại : cho hai vectơ cùng gốc
a
G

và
b
G
; gọi tích vectơ của
a
G
và
b
G
là
một vectơ
c
G

, kí hiệu là
cab=
G
GG
,
đợc xác định nh sau :

Gốc : cùng gốc với
a
G
và
b
G
;

Phơng : vuông góc với mặt
phẳng chứa
a
G
và
b
G
;

Chiều : thuận với chiều quay từ
www.VNMATH.com



Nhớ lại những kiến thức về tích

các vectơ.
Lực từ
F
G
có điểm đặt tại trung
điểm của M
1
M
2
, có phơng
vuông góc với
l
G
và
B
G
, có chiều
tuân theo quy tắc bàn tay trái và
có độ lớn :
F = IBlsin


trong đó

là góc tạo bởi
l
G
và
B
G

.
a
G
sang
b
G
;

Độ lớn :
sin
cab

=
G
G G
(với


là góc giữa
a
G
và
b
G
.




Hoạt động 5

: Củng cố, vận dụng
Hoàn thành yêu cầu của GV.
Bảng so sánh lực điện và lực từ.
Lực điện Lực từ
Đợc dùng
để xác định
vectơ cờng độ
điện trờng
E
G

tại một điểm.
Đợc dùng
để xác định
vectơ cảm ứng
từ
B
G
tại một
điểm.
Biểu thức
tính :
0
FqE=
GG


Biểu thức
tính :
F Idl B=

G
GG

Cùng
phơng, cùng
chiều với
E
G

Vuông góc
với
Idl
G
và
B
G
,
chiều tuân
Yêu cầu HS :

Phát biểu định nghĩa từ trờng đều,
lực từ, cảm ứng từ.

Biểu diễn các vectơ
,,
EFB
G GG
và
l
G

.

Phát biểu định nghĩa đơn vị Tesla.

Lập bảng so sánh lực điện và lực từ
(điểm đặt, phơng, chiều, độ lớn,
v.v...).







www.VNMATH.com
khi q > 0 và
ngợc chiều
với
E
G
khi q <
0.
theo quy tắc
bàn tay trái.
Cá nhân hoàn thành bài tập 4, 5.
Bài 4. Câu B. Lực từ không tác
dụng lên phần tử dòng điện cùng
hớng với từ trờng.
Bài 5. Câu B. Cảm ứng từ tại
một điểm trong từ trờng nằm

theo hớng của đờng sức từ.




O. Hoàn thành bài tập 4, 5 (SGK).

Hoạt động 6
: Tổng kết bài học


Cá nhân nhận nhiệm vụ học tập.
GV nhận xét, đánh giá giờ học.
Yêu cầu HS về nhà :
Làm bài tập 6, 7 SGK.
Ôn lí thuyết bài 19, 20. Chú ý đến
quan hệ giữa chiều dòng điện và
chiều cảm ứng từ (chiều đờng sức
từ).



www.VNMATH.com
Bi 21
từ trờng của dòng điện trong các dây dẫn
có hình dạng đặc biệt
I Mục tiêu
1. Về kiến thức
Phát biểu đợc cách xác định phơng, chiều và viết đợc công thức tính
cảm ứng từ

B
G
của :
+ dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài.
+ dòng điện chạy trong dây dẫn uốn thành vòng tròn.
+ dòng điện chạy trong ống dây dẫn hình trụ.
Phát biểu đợc nguyên lí chồng chất từ trờng.
2. Về kĩ năng
Biết vận dụng các biểu thức tính cảm ứng từ B của các loại dòng điện và
nguyên lí chồng chất từ trờng để giải các bài toán đơn giản.

II Chuẩn bị
Giáo viên
Các thí nghiệm về từ phổ và kim nam châm nhỏ để xác định hớng của cảm
ứng từ.
Nếu có điều kiện thì vẽ sẵn các hình 21.1, 21.3, 21.4 trên giấy khổ to.
Học sinh
Ôn lí thuyết bài 19, 20. Chú ý đến quan hệ giữa chiều dòng điện và chiều
cảm ứng từ (chiều đờng sức từ).

www.VNMATH.com

III Thiết kế hoạt động dạy học
Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên
Hoạt động 1
: Kiểm tra kiến thức
cũ và nhận thức vấn đề mới
Nhớ lại những kiến thức đã học,
trả lời chung.

Cá nhân nhận thức đợc vấn đề
cần nghiên cứu.


O. Vectơ cảm ứng từ
B
G
tại mỗi điểm
trong không gian có từ trờng có đặc
điểm gì ? Các yếu tố của lực từ
F
G
tác
dụng lên phần tử dòng điện
Il
G
đặt
trong từ trờng đều mà tại đó cảm ứng

từ là
B
G
?

. Xung quanh một dây dẫn có dòng
điện tồn tại một từ trờng. Tại một
điểm trong không gian đó, vectơ cảm
tứng từ
B
G
xác định từ trờng phụ
thuộc vào những yếu tố nào ? Đó là
nội dung nghiên cứu của bài học hôm
nay.
Thực nghiệm với dòng điện chạy trong
một dây dẫn có hình dạng nhất định
cho kết quả nh sau : cảm ứng từ
B
G

tại một điểm M :
Tỉ lệ với cờng độ dòng điện I gây ra
từ trờng.
Phụ thuộc vào dạng hình học của
dây dẫn.
Phụ thuộc vào vị trí của điểm M.
www.VNMATH.com
Phụ thuộc vào môi trờng xung
quanh.

Sau đây chúng ta sẽ xét một số dòng
điện với giả thiết môi trờng là chân
không.
Hoạt động 2
: Tìm hiểu từ trờng
của dòng điện chạy trong dây dẫn
thẳng dài


Nhớ lại kiến thức bài 19, trả lời
chung :
Đờng sức đi qua M là đờng
tròn nằm trong mặt phẳng đi
qua M vuông góc với dây dẫn,
có tâm O nằm tren dây dẫn.
Vectơ cảm ứng từ
B
G
tiếp xúc
với đờng tròn đó tại M.






Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ.

. Ta sẽ xác định cảm ứng từ
B
G
tại
một điểm M gây bởi dòng điện có
cờng độ I chạy trong dây dẫn PQ
thẳng dài (có thể coi là dài vô hạn).
Trớc hết ta xác định đờng sức từ
qua M.
O. Hình dạng đờng sức từ đi qua M ?




GV sử dụng hình 21.1 phóng to.

. Vì tiếp tuyến vuông góc với bán
kính tại tiếp điểm nên
B OM
G
. Vì
B
G

nằm trong mặt phẳng vuông góc với
dây dẫn nên
B
G

cũng vuông góc với
dây dẫn. Nh vậy,
B
G
vuông góc với
mặt phẳng tạo bởi M và dây dẫn.
GV vẽ hình 21.2.a để cho HS thấy
đợc cách xác định chiều của
B
G
.

. Khi xác định chiều của cảm ứng từ
B
G
thì chú ý cân nhắc việc chọn mặt
phẳng hình vẽ là chứa dây dẫn hay
vuông góc với dây dẫn đó.
GV sử dụng hình vẽ sau để minh hoạ
cho HS cách lựa chọn mặt phẳng hình
www.VNMATH.com
vẽ.

Cá nhân hoàn thành C1.









Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ và
đọc mục ví dụ trong sgk.

O. Hoàn thành yêu cầu C1.

. Thực nghiệm và lí thuyết đã chứng
minh đợc rằng : cảm ứng từ B của
dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng
dài vô hạn tỉ lệ thuận với cờng độ
dòng điện I và tỉ lệ nghịch với khoảng
cách r = OM từ M đến dây dẫn :
l
B k
r
=

Trong hệ SI, hệ số tỉ lệ k có giá trị là
2.10

7


7
2.10
I
B
r

=

Trong đó đơn vị của I là ampe (A),
đơn vị của r là mét (m), đơn vị của B là
Tesla (T).

Hoạt động 3
: Tìm hiểu từ trờng
của dòng điện chạy trong dây dẫn
uốn thành vòng tròn
Nhớ lại kiến thức bài 19, trả lời
chung :
GV vẽ hình 21.3 lên bảng nhng chỉ vẽ
mặt phẳng và dòng điện mà cha vẽ
các đờng sức từ.
O. Hình dạng của đờng sức từ của
dòng điện tròn ? Điểm đặc biệt của các
www.VNMATH.com
Đờng sức từ của dòng điện
tròn là những đờng cong có
chiều đi vào mặt Nam, đi ra

mặt Bắc của dòng điện tròn ấy.
Đặc biệt là đờng sức từ đi qua
tâm của hình tròn là đờng
thẳng vô hạn ở hai đầu.


đờng sức đó là gì ?
GV sử dụng hình vẽ 21.3 phóng to.

O. Chỉ rõ chiều của vectơ cảm ứng từ
B
G
tại tâm O của hình tròn ?
GV dùng hình vẽ sau để hớng dẫn
HS cách xác định chiều của cảm ứng
từ
B
G
tại tâm O của hình tròn.

Chiều của vectơ cảm ứng từ
B
G
tại tâm O có phơng vuông
góc với mặt phẳng chứa dòng
điện và có chiều đi vào mặt
Nam, đi ra mặt Bắc của dòng
điện tròn đó.



Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ.



. Theo kết quả tính toán, độ lớn của
cảm ứng từ tại O đợc xác định bởi
công thức :
7
2.10
I
B
R


=

với R là bán kính của khung dây tròn.
Nếu khung dây tròn tạo bởi N vòng
dây sít nhau thì ta có :

www.VNMATH.com


7
2.10
I
B N
R


=

Hoạt động 4
: Tìm hiểu từ trờng
của dòng điện chạy trong ống dây
dẫn hình trụ

Nhớ lại kết quả TN ở lớp 9
(THCS), trả lời chung :
Trong ống dây các đờng sức
từ là những đờng thẳng song
song cùng chiều và cách đều
nhau.


. Trong vật lí và kĩ thuật, ngời ta
thờng lấy một dây dẫn quấn đều
quanh một lõi hình trụ. Lõi này
thờng có chiều dài lớn hơn nhiều so
với đờng kính tiết diện.

O. Hình dạng các đờng sức từ trong
lòng ống dây khi cho dòng điện I đi
vào dây dẫn ?






Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ.




Chiều các đờng sức từ của
ống dây dẫn hình trụ cũng có
thể đợc xác định bằng quy tắc
nắm tay phải : Nắm bàn tay
phải, rồi đặt sao cho bốn ngón
tay hớng theo chiều dòng điện
chạy qua các vòng dây thì ngón
tay cái choãi ra chỉ chiều của
đờng sức từ trong lòng ống
dây.


. Từ trờng trong lòng ống dây là từ
trờng đều. Ngời ta đã tính toán
đợc, cảm ứng từ trong lòng ống dây
có dòng điện I chạy qua đợc tính nh

biểu thức sau :
7
4.10
N
BI
l


=

trong đó N là tổng số vòng dây, l là độ
dài hình trụ.
nếu gọi
N
n
l
=
= số vòng dây quấn trên
một đơn vị dài của lõi, ta có :
7
4.10
B nI


=

O. Chiều các đờng sức từ của ống dây
dẫn hình trụ đợc xác định bằng cách
nào ?

. Trong chơng trình vật lí lớp 9
chúng ta đã biết, khi ống dây có dòng
điện chạy qua thì có tác dụng nh một
nam châm thẳng.
O. Hãy hoàn thành yêu cầu C2.
GV vẽ lên bảng một số trờng hợp ống
www.VNMATH.com



Cá nhân hoàn thành yêu cầu
của GV.
dây có dòng điện chạy qua, thay đổi
chiều dòng điện chạy qua các vòng dây
và cho HS nghiệm lại rằng, chiều các
đờng sức từ của ống dây điện hình
trụ cũng đợc xác định bằng quy tắc
nắm tay phải.
Đờng sức từ trong lòng ống
dây có chiều từ trái sang phải.
Bên trái của ống dây (phần xa
nam châm) là cực từ Nam, bên
phải của ống dây (phần gần
nam châm) là cực từ Bắc.
Nam châm bị hút về phía ống
dây.
a) Hãy xác định chiều đờng sức từ,
cực từ của ống dây và tác dụng của
ống dây lên nam châm trong hình vẽ
sau :

b) Hãy xác định cực của ống dây và
cực của kim nam châm trong hình vẽ
sau :













+

A
B
N S
+

a)
+

b)

+
c)
+

a)
S N
+

b)
N S

+
c)
S N
www.VNMATH.com


Hoạt động 5
: Tìm hiểu nguyên lí
chồng chất từ trờng


Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ.

. Phơng pháp tính toán đợc áp
dụng tơng tự cho trờng hợp điện
trờng gây bởi nhiều điện tích điểm,

nghĩa là từ trờng do nhiều dòng điện
gây ra tuân theo nguyên lí chồng chất,
nội dung đợc phát biểu nh sau :
Vectơ cảm ứng từ tại một điểm do
nhiều dòng điện gây ra bằng tổng các
vectơ cảm ứng từ do từng dòng điện
gây ra tại điểm ấy.
Hoạt động 6
: Củng cố Vận
dụng


Yêu cầu HS nhắc lại công thức tính
cảm ứng từ của dòng điện thẳng dài,
cảm ứng từ tại tâm của khung dây
điện tròn, cảm ứng từ trong lòng ống
dây điện hình trụ dài và phát biểu
nguyên lí chồng chất điện truờng.
Cá nhân trả lời câu hỏi của GV
và đọc bài tập ví dụ trong SGK.
Chú ý : HS thờng hay bị nhầm khi xác
định chiều của vectơ cảm ứng từ gây bởi
hai dòng điện song song cùng chiều hoặc
ngợc chiều. Gv có thể dùng hình vẽ sau
để giúp HS dễ dàng hơn trong việc xác
định.

www.VNMATH.com


Làm việc cá nhân.
C3. Điểm phải tìm nằm tại
trung điểm của O
1
O
2
.
Bài 3. Câu A. Độ lớn cảm ứng
từ tại tâm của một dòng điện
tròn tỉ lệ với cờng độ dòng
điện.
Bài 4. Câu C. Cảm ứng từ trong
lòng ống dây điện hình trụ là
đồng đều (hay nói cách khác từ
trờng đó là từ trờng đều).
O. Hoàn thành yêu cầu C3 và bài tập 3,
4.
Hoạt động 7
: Tổng kết bài học


Cá nhân nhận nhiệm vụ học

tập.

GV nhận xét, đánh giá giờ học.
Yêu cầu về nhà đối với HS :
Làm bài tập 5, 6,7 SGK.
Ôn lại về chuyển động tròn đều, lực
hớng tâm, định lí động năng và
thuyết elêctron về dòng điện trong kim
loại.
Ôn lại về tác dụng của từ trờng lên
dây dẫn có dòng điện, quy tắc bàn tay
trái.
Bi 22
lực lo-ren-xơ
I Mục tiêu
1. Về kiến thức
www.VNMATH.com