Bài 42: NĂNG LƯỢNG TỪ TRƯỜNG

Giáo viên hướng dẫn: Trương Văn Ngọc
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Thùy Dương
Lớp: 11B7
Bài 42: NĂNG LƯỢNG TỪ TRƯỜNG
I. MỤC TIÊU:
1. Về kiến thức:
- Vận dụng kiến thức được công thức xác đinh năng lượng từ trường trong
ống dây và công thức xác định mật độ năng lượng từ trường .
- Hiểu rằng năng lượng tích trữ trong ống dây chính là năng lượng từ
trường.Do đó thành lập được công thức xác định mật độ năng lượng từ
trường.
2. Về kĩ năng:
- Giải thích sự tồn tại của năng lượng từ trường.
- Áp dụng của năng lượng từ trường để giải thích 1 số bài tập.
II. CHUẨN BỊ:
1.Giáo viên: Video thí nghiệm ngắt mạch điện ở bài 41 Hiện tượng tự
cảm.
2.Học sinh: Ôn tập về hiện tượng tự cảm.
III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC:
1.Ổn định lớp :
2. Kiểm tra kiến thức cũ:
Thời
gian
5’

Hoạt động giáo viên

Hoạt động học sinh

- Trình bày hiện tượng
tự cảm?

- Hiện tượng tự cảm là
hiện tượng cảm ứng
điện từ trong 1 mạch
điện do chính sự biến
đổi của dòng điện
trong mạch đó gây ra.
- L = 4π.10-7n2v
n: Số vòng dây/1 đơn
vị chiều dài
V: Thể tích của ống
Đơn vị: henri (H)

- Viết biểu thức độ tự
cảm của ống dây?

Nội dung ghi bảng


3.Bài mới
Hoạt động 1: Tìm hiểu về năng lượng từ trường của ống dây có dòng
điện
Thời
Hoạt động giáo viên
Hoạt động học sinh
Nội dung ghi bảng
gian
(10')
Cho HS xem video thí
nghiệm

Đặt vấn đề: Khi ngắt
mạch, bóng đèn vẫn
sáng trong một khoảng
thời gian rồi mới tắt.
Năng lượng cung cấp
cho bóng đèn là lấy ở
đâu ra? Bài học hôm
nay đi nghiên cứu vấn
đề này.
1. Năng lượng của
- Năng lượng cung cấp - Năng lượng này tích ống dây có dòng điện
cho bóng đèn là lấy ở trữ trong ống dây từ a. Nhận xét:
đâu ra?
trước khi ngắt mạch b. Công thức tính năng
- Người ta chứng minh điện.
lượng của ống dây có
rằng, khi có dòng điện
dòng điện
có cường độ i chạy qua
1
ống dây có hệ số tự
W = Li 2
cảm L thì năng lượng
2
trong ống dây là :

W=

1
Li 2

2

Hoạt động 2: Tìm hiểu về năng lượng từ trường
Thời
Hoạt động giáo viên
Hoạt động học sinh
gian
(15')
- Lập bản so sánh giữa
tụ điện được tích điện
và ống dây có dòng
điện chạy qua để HS có

Nội dung ghi bảng
2. Năng lượng từ
trường
- Năng lượng của ống
dây là năng lượng từ


thể rút ra được sự
tương tự.
- Khi cho dòng điện
chạy qua ống dây thì
trong ống dây có từ
trường. Vì vậy, người
ta quan niệm rằng năng
lượng của ống dây
chính là năng lượng
của từ trường trong ống

dây đó.
- Năng lượng từ trường
trong ống dây dài có
quan hệ như thế
nào với từ trường trong
ống dây? Hãy xây
dựng biểu thức toán
học biểu diễn mối quan
hệ đó .
- Để tính năng lượng từ
trường trong ống dây ta
phải sử dụng công thức
w=

trường
- Công thức:
W=

1 7 2
10 B V
8π

- Mật độ năng lượng
từ trường:
w=

1 2
Li , trong đó L, i
2

được xác định như thế
nào ?
- Viết công thức tính hệ - L = 4π.10-7n2v
số tự cảm trong ống n: Số vòng dây/1 đơn
dây dài ?
vị chiều dài
V: Thể tích của ống
Đơn vị: henri (H)
- Viết công thức xác - Công thức xác định
định cảm ứng từ trong cảm ứng từ trong ống
ống dây dài ?
dây dài ?
B = 4π .10−7 nI

n:số vòng dây trên 1
mét chiều dài.
- Chứng minh rằng - Thay (1) và (2) vào
năng lượng từ trường công thức tính từ

1 7 2
10 B
8π


được tính bằng công trường trong ống dây
thức
ta được
WL =

1 7 2

10 B V
8π

- Công thức
w=

W=

1 7 2
10 B V
8π

- Gọi w là mật độ
năng lượng từ trường
đều trong ống dây,ta
có
W= w.v
Suy ra w =

1 7 2
10 B
8π

1 7 2
10 B
8π

đúng cho tất cả trường
hợp từ trường không
đều và từ trường phụ

thuộc thời gian.
-Yêu cầu HS trả lời câu
- Trả lời câu hỏi C1,C2
hỏi C1,C2
Hoạt động 3: Vận dụng, củng cố, dặn dò
Hoạt động giáo viên
Hoạt động học sinh
15’
- Nhắc lại kiến thức
- Tóm tắt:
- Phát phiếu học tập
l=40 cm
- Hướng dẫn HS làm N=800 vòng
câu 6/PHT
I=4 (A)
Một ống dây dài 40 Cường độ qua ống dây
cm có tất cả 800 vòng i: 0→4(A)
dây. Diện tích tiết diện - Khi cường độ qua
ngang của ống dây ống dây bằng 0 thì
bằng 10 cm2. Cường năng lượng của ống
độ qua ống tăng từ 0 dây bằng 0.
dến 4 (A). Hỏi nguồn - Khi cường độ qua
điện đã cung cấp cho ống dây bằng 4 thì
ống dây một năng năng lượng của ống
lượng bằng bao nhiêu? dây là:
1
Điện trở của ống dây
= .4π.10-7n2V.i 2
2
rất nhỏ có thể bỏ qua.

Nội dung ghi bảng
- Khi cường độ qua
ống dây bằng 0 thì
năng lượng của ống
dây bằng 0.
- Khi cường độ qua
ống dây bằng 4 thì
năng lượng của ống
dây là:
1
.4π.10-7n2V.i 2
2
N 2
=2π.10-7( ( ) L.S.i 2
L
N2
.S .i 2
-7 L
=2π.10

=

800 2
.10 −3.4 2 10-7
=2π.
0,4


N

L

2
=2π.10-7( ( ) L.S.i 2

W=0,016(J)
Đáp số: W=0,016(J)

N2
.S .i 2
-7 L
=2π.10
800 2
.10 −3.4 2 10-7
=2π.
0,4

W=0,016(J)
- Học sinh lắng nghe
va thực hiện.
-Yêu cầu học sinh :
Giải các bài tập trong
sách giáo khoa ,chuẩn
bị bài.

PHIẾU HỌC TẬP
Nhóm …………
Câu 1: Phát biểu nào sau đây là đúng?
A. Khi có dòng điện chạy qua ống dây thì trong ống dây tồn tại một năng
lượng dưới dạng năng lượng điện trường.

B. Khi có dòng điện chạy qua ống dây thì trong ống dây tồn tại một năng
lượng dưới dạng cơ năng.
C. Khi tụ điện được tích điện thì trong tụ điện tồn tại một năng lượng
dưới dạng năng lượng từ trường.
D. Khi có dòng điện chạy qua ống dây thì trong ống dây tồn tại một năng
lượng dưới dạng năng lượng từ trường.
Câu 2: Năng lượng từ trường trong ống dây khi có dòng điện chạy qua được
xác định theo công thức:
1
2
1
B. W = Li
2
ε
C. W =
E2
9
9.10 .8π
2
A. W = CU

D. W =

1 7 2
10 B V
8π


Câu 3: Mật độ năng lượng từ trường được xác định theo công thức:
1

2
1 2
B. w = LI
2

2
A. w = CU

ε
2
C. w = 9.109.8π E

D. w =

1 7 2
10 B
8π

Câu 4: Một ống dây có hệ số tự cảm L = 0,01 (H), có dòng điện I = 5 (A)
chạy qua. Tính năng lượng từ trường trong ống dây
Câu 5: Một ống dây có hệ số tự cảm L = 0,01 (H). Khi có dòng điện chạy
qua thì ống dây có năng lượng 0,08 (J). Tính cường độ dòng điện qua ống
dây.
Câu 6: Một ống dây dài 40cm có tất cả 800 vòng dây. Diện tích tiết diện
ngang của ống dây bằng 10 cm2 . Ống dây được nối với một nguồn điện,
cường độ dòng điện qua ống dây tăng từ 0 đến 4A. Nguồn điện đã cung cấp
cho ống dây một năng lượng bao nhiêu?

Giáo viên hướng dẫn

Sinh viên thực tập

Trương Văn Ngọc

Nguyễn Thị Thùy Dương