bai 41 hien tuong tu cam1

Bài 41: HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM
I.

Mục tiêu

1. Về kiến thức
-Hiểu được bản chất và phân biệt hiện tượng tự cảm khi đóng mạch, khi ngắt
mạch.
-Hiểu được nguyên nhân và bản chất của hiện tượng tự cảm.
-Hiểu được khái niệm hệ số tự cảm.
-Nắm được biểu thức tính hệ số tự cảm của ống dây dài và suất điện động tự cảm.
2. Về kỹ năng
-Giải thích được kết quả thí nghiệm từ đó rút ra kết luận từ các kết quả thu được.
-Vận dụng được các công thức trong bài để giải bài tập.
3. Về thái độ
-Nghiêm túc trong giờ học, có tinh thần hăng say học tập và tham gia bài học.
-Rèn luyện tinh thần tự giác trong học tập.
II.

Chuẩn bị
1. Giáo viên

- Bộ thí nghiệm về hiện tượng tự cảm
- Các hình vẽ thí nghiệm về hiện tượng tự cảm khi đóng mạch và khi ngắt
mạch.
- Một số bài tập vận dụng.
2. Học sinh
- Ôn lại định luật Lenxơ về xác định chiều của dòng điện cảm ứng.
- Biểu thức suất điện động cảm ứng.
III/ Tiến trình dạy học
Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ, dẫn nhập (5 phút).

Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
* Kiểm tra kiến thức cũ:
* Định luật Lenxơ: Dòng điện
1. Phát biểu định luật Lenxơ. Nguyên nhân cảm ứng có chiều sao cho từ
sinh ra dòng điện cảm ứng.
trường do nó sinh ra có tác dụng
chống lại nguyên nhân đã sinh ra


nó. Φ biến thiên → xuất hiện IC
2.Viết công thức suất điện động cảm ứng?

*Dẫn nhập: Đó là những kiến thức trọng tâm

ec = -

ΔΦ
Δt

*
∆Φ : độ biến thiên từ thông trong
thời gian ∆t.

mà ta cần nắm về hiện tượng cảm ứng điện từ,
và dựa trên những kiến thức đó nhà bác học
Hen-ri đã phát hiện và giải thích được hiện
tượng tự cảm. Đó là một hiên tượng rất thú vị
về điện học. Để biết hiện tượng đó như thế
nào?, nó có những đặc trưng gì? thì hôm nay

chúng ta sẽ học Bài 41: Hiện tượng tự cảm.

Hoạt động 2: Tìm hiểu hiện tượng tự cảm (15 phút)
Hoạt động của GV

Hoạt động của HS

Nội dung bài học
1. Hiện tượng tự cảm
Mô tả thí nghiệm ở hình -Quan sát sơ đồ mạch điện. a. Thí nghiệm 1: Khi đóng
41.1 về hiện tượng tự cảm - Chú ý lắng nghe để nắm
mạch
khi đóng mạch.
được cách bố trí thí
Dụng cụ thí nghiệm: Hai nghiệm và câu hỏi của GV.
bóng đèn Đ1 và Đ2 giống
hệt nhau,1 bóng đèn neon,
biến trở R, cuộn dây có
điện trở, khóa K, nguồn
+ Kết quả:
điện một chiều và dây dẫn
Đèn Đ2 sáng lên ngay.
điện.
Đèn Đ1 sáng lên từ từ
Bố trí thí nghiệm:
Giải thích:
− Sơ đồ: và tiến hành thí
dòng điện i1 qua cuộn dây
nghiệm
tăng →B tăng →từ thông qua

− Bóng đèn Đ1 mắc nối tiếp
cuộn dây tăng→xuất hiện iC
với cuộn dây có lõi sắt tạo


thành nhánh (1).Bóng đèn
Đ2 mắc nối tiếp với biến trở
R tạo thành nhánh (2),
Nhánh (1) và (2) mắc song
song với nhau. Khóa K mở,
2 đèn không sáng.
Yêu cầu h/s dự đoàn hiện
tượng khi đóng khóa K.
Làm thí nghiệm chú ý vào
độ sáng của 2 bóng đèn,
đưa ra nhận xét.
Thí nghiệm 1:
Đèn Đ2 sáng lên ngay.
Đèn Đ1 sáng lên từ từ.
Khi đóng K ít lâu thì độ
sáng 2 bóng đèn như nhau.
(?) Hãy giải thích hiện
tượng trong thí nghiệm
trên? Chú ý vận dụng định
luật Len-xơ. Cho H/s thảo
luận nhóm.
Gợi ý:
+ Khi K đóng thì dòng điện
chạy qua cuộn dây như thế
nào?thì cảm ứng từ xuyên

qua cuộn dây và từ thông
biến thiên như thế nào?
+ Theo định luật Len-xơ thì
trong cuộn dây sẽ xuất hiện
gì?

TN2. về hiện tượng tự cảm
khi ngắt mạch.
Bố trí thí nghiệm sơ đồ.
Ban đầu khóa K đang đóng,
đèn Đ1 đang sáng, đèn
neon không sáng.

chống lại sự tăng của i1 → i1
tăng chậm→Đ1 sáng lên từ
từ.
Còn i1 tăng nhanh vì không
có iC cản trở→Đ2 sáng ngay.

Nhận xét kết quả thí
nghiệm:
Thí nghiệm 1: Khi đóng
khóa K ta nhận thấy bóng
đèn Đ2 sáng lên ngay và
bóng đèn Đ1 sáng lên từ từ.
Khi đóng K ít lâu thì độ
sáng 2 bóng đèn như nhau
Giải thích hiện tượng:
Thí nghiệm 1: Khi đóng
công tắc, dòng điện trong

cả hai nhánh đều tăng.
Trong nhánh (1) do dòng
điện tăng làm từ thông
biến thiên qua cuộn dây
làm xuất hiện dòng điện
cảm ứng ngược chiều dòng
điện (theo định luật Lenxơ) làm cho dòng điện
trong nhánh (1) không tăng
lên nhanh chóng vì vậy Đ1
sáng lên từ từ.
Nhận xét kết quả TN
Thí nghiệm 2: Khi ngắt
khóa K, ta nhận thấy bóng
đèn không tắt ngay mà lóe
sáng lên rồi mới tắt dần.
Giải thích hiện tượng:
Thí nghiệm 2: khi ngắt công

b. Thí nghiệm 2: Khi ngắt
mạch

+ Kết quả: khi ngắt khóa K
đèn sáng lóe lên rồi tắt.
+ Giải thích:
Khi ngắt K: dòng điện i1 qua


Yêu cầu h/s quan sát. Khi
ngắt khóa K, chú ý vào độ
sáng của bóng đèn

Làm lại thí nghiệm lần nữa.
Yêu cầu h/s dự đoàn hiện
tượng khi đóng khóa K.
Làm thí nghiệm chú ý vào
độ sáng của 2 bóng đèn,
đưa ra nhận xét.
Rút ra kết quả:
Thí nghiệm 2:
Đèn neon lóe sáng rồi sau
đó mới tắt.
(?) Hãy giải thích hiện
tượng trong thí nghiệm
trên? Chú ý vận dụng định
luật Len-xơ. Cho H/s thảo
luận nhóm.
Gợi ý:
+ Khi K đóng, ngắt thì dòng
điện chạy qua cuộn dây
như thế nào?thì cảm ứng
từ xuyên qua cuộn dây và
từ thông biến thiên như
thế nào?
+ Theo định luật Len-xơ thì
trong cuộn dây sẽ xuất hiện
gì?
*Nhận xét và kết luận lại ý
kiến của HS.
Y/c h/s trả lời câu hỏi C1.
Gợi ý:
Sau 1 khoảng thời gian

cường độ dòng điện chạy
trong mạch như thế nào?
Cường độ dòng điện chạy
trong mạch đạt cực đại và
ổn định, từ thông qua cuộn
dây như thế nào?

tắt, dòng điện trong mạch
giảm, làm cho từ thông
qua cuộn dây biến thiên,
làm xuất hiện dòng điện
cảm ứng cùng chiều dòng
điện (theo định luật Lenxơ) dòng này đi qua bóng
đèn làm bóng đèn lóe
sáng.

Trả lời câu hỏi C1:
Sau khi đóng khóa K ít lâu,
độ sáng hai bóng đèn Đ1 và
Đ2 sáng như nhau. Vì sau ít
lâu dòng điện trong mạch
đạt giá trị không đổi, từ
thông xuyên qua ống dây
không biến thiên vì thế
không xuất hiện dòng điện

cuộn dây giảm→B giảm→Φ
qua cuộn dây giảm→xuất
hiện iC rất lớn chống lại sự
giảm của i1→iC phóng qua

đèn → bóng đèn neon lóe
sáng lên rồi tắt.
c. Hiện tượng tự cảm
Hiện tượng tự cảm là hiện
tượng cảm ứng điện từ trong
một mạch điện do chính sự
biến đổi của dòng điện trong
mạch đó gây ra.


cảm ứng, khi đó hai bóng
đèn sáng bình thường như
nhau.
Trả lời
Trong hai thí nghiệm trên:
Đều là hiện tượng cảm ứng
điện từ.
Nguyên nhân sinh ra là do
sự biến đổi dòng điện
trong mạch.

Hiện tượng như trên gọi là
hiện tượng tự cảm, vậy
hiện tượng tự cảm là gì?
? Trong 2 thí nghiệm trên,
hiện tượng làm xuất hiện
dòng điện cảm ứng là hiện
tượng gì?
? Nguyên nhân dẫn đến các
Nhắc lại khái niệm hiện

hiện tượng đó là?
tượng tự cảm là?
?
Hiện tượng tự cảm là hiện
Kết luận hiện tượng tự cảm tượng cảm ứng điện từ
là…yêu cầu một học sinh trong một mạch điện do
khác nhắc lại khái niệm.
chính sự biến đổi của dòng
Thông báo:
điện trong mạch đó gây ra.
TN 1 Hiện tượng tự cảm
khi đóng mạch.
TN 2 Hiện tượng tự cảm
khi ngắt mạch

Hoạt động 3: Tìm hiểu hệ số tự cảm và suất điện động tự cảm(10 phút)
Hoạt động của GV
Suất điện động xuất hiện do
hiện tượng tự cảm gọi là
suất điện động tự cảm. Vậy
sđđtc được tính như thế
nào? Để thành lập công
thức tính sđđtc ta cần thành
lập công thức tính từ thông
Φ.
Y/c h/s nhắc lại công thức
tính từ trường trong ống
dây và từ thông qua ống
dây có N vòng dây?

Hoạt động của HS
Lắng nghe

Nội dung bài học
2. Suất điện động tự cảm

Tiếp thu và ghi nhớ

a. Hệ số tự cảm

Từ trường trong ống dây:

+ Từ thông do dòng điện
gây ra trong mạch:
Φ = Li
L: Hệ số tự cảm (H)Henri
i: Cường độ dòng điện (A)
Φ: Từ thông (Wb)

B = 4π.10-7 i ⇒ B~i
Từ thông qua ống dây :

Hệ số tự cảm của mạch
điện:


Gợi ý:
Φ= NBS ⇒ Φ~B
-Từ biểu thức tính cảm ứng
Kết luận: Φ∼i

từ B trong ống dây, hãy cho
biết mối quan hệ giữa B và
i?
-Từ biêu thức tính từ thông
hãy cho mối quan hệ giữa
Φ và B?
-Rút ra mối quan hệ giữa Φ
và i?
Thông báo: Từ thông qua
diện tích giới hạn bởi mạch
điện tỉ lệ với cường độ
dòng điện trong mạch.

L=Φ/i
+ Biểu thức độ tự cảm của
ống dây đặt trong không
khí:
L = 4π.10-7.n2V
V: thể tích ống dây
n: số vòng dây trên 1đơn vị
chiều dài ống dây.

*Yêu cầu HS làm câu hỏi Trả lời C2:
C2 SGK/198.
Từ thông của ống dây:
Gợi ý:
Φ = nlBS = nBV
Từ thông của ống dây có N
+ Từ (29.3): B = 4π.10-7nI
vòng: Φ = NBS

=> Φ = 4π.10-7n2IV
Số vòng dây trên 1 đơn vị + Từ (41.1): Φ = Li
độ dài: n=N/l
Φ
L=
= 4π.10-7 n2 V
Thể tích: V=l.S
I
=>
Đây là biểu thức tính hệ số
tự cảm của ống dây.
(?) Suất điện động tự cảm là
gì?
Suất điện động tự cảm là
*Yêu cầu một HS khác suất điện động sinh ra do
nhắc lại sđđtc
hiện tượng tự cảm.
Xây dựng công thức tính Theo dõi, nắm biểu thức tính b. Suất điện động tự cảm
suất điện động tự cảm:
suất điện động tự cảm.
Suất điện động được sinh ra
do hiện tượng tự cảm gọi là
∆Φ = L.∆i
suất điện động tự cảm.


ΔΦ
Δt
Δi
→ e tc = −L

Δt

ΔΦ
Δt
Δi
→ e tc = −L
Δt

Mà ec = −

Mà

ec = −

Dấu (-) phù hợp với định
luật Len-xơ.
Hoạt động 4: Củng cố và giao nhiệm vụ học tập (5 phút)
Hoạt động của GV
+ Từ thông tự cảm: Φ = Li

e tc = −L

Δi
Δt

Hoạt động của HS
- Chú ý lắng nghe

+ Sđđ tự cảm:
+ Độ từ cảm của ống dây dẫn dài: - Nhận nhiệm vụ học tập.

L = 4π.10-7.n2V
- Nhiệm vụ:
Tóm tắt:
Bt: Một cuộn cảm có dòng điện tăng từ L= 0,03 H
0,5→1A. Có độ tự cảm L= 0,03 H ∆t=0,01 ∆t=0,01 s
s. Tính sđđ cảm ứng của cuộn dây?
i1= 0,5 A, i2= 1A
etc=?
Giải.
Btvn: + làm câu hỏi C3 SGK/198
∆i= 0.5 A => etc =1,5 V
+Làm bài tập
+1,2,3 SGK/199
+Học bài đầy đủ
+Chuẩn bị bài 42: năng lượng từ trường