Hiện tượng cảm ứng điện từ. Suất điện động cảm ứng

GIÁO ÁN
Tiết 58: HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ. SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG.
Bộ môn: Vật Lý.
Sinh viên thực hiện: Lê Thanh Nhàn. Tại lớp: 11A2.
Giáo viên hướng dẫn: Lê Nam Quốc.
Ngày soạn: 24-2-2008
Ngày dạy: 28-2-2008
I. Mục tiêu:
1. Kiến thức:
- Phát biểu được khái niệm từ thông, ý nghĩa từ thông và viết được công thức tính từ thông.
- Nêu được điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng và suất điện động cảm ứng.
- Phát biểu được khái niệm hiện tượng cảm ứng ứng điện từ.
- Phát biểu được định luật Len-xơ.
- Phát biểu được định luật Fa-ra-dây về hiện tượng cảm ứng điện từ. Viết được công thức xác
định suất điện động cảm ứng.
2. Kỹ năng.
- Vận dụng được định luật Len-xơ đẻ tìm ra chiều dòng điện cảm ứng trong một số trường
hợp.
- Vận dụng được công thức xác định suất điện động cảm ứng.
II. Phương pháp.
Nêu vấn đề, theo hướng tích cực hoá hoạt động của học sinh.
III. Chuẩn bị.
1. Giáo viên.
- Tìm hiểu mức độ học sinh đã học về hiện tượng cảm ứng điện từ.
- Dụng cụ thí nghiệm về hiện tượng cảm ứng điện từ.
- Một số tranh vẽ sơ đồ thí nghiệm.
2. Học sinh.
Ôn tập về: Đường sức từ, hiện tượng cảm ứng điện từ đã học.
IV. Tiến trình lên lớp.
1. Ổn định lớp: Kiểm tra sĩ số.
2. Bài mới.

Đặt vấn đề:
Từ thế kỷ XIX, hiện tượng cảm ứng điện từ đã có một tầm quan trọng đặc biệt vì, về mặt lý
thuyết nó cho chúng ta thấy rõ mối quan hệ khăng khít giữa từ trường và dòng điện; Về mặt thực
nghiệm, nó cho chỉ chúng ta một phương pháp biến đổi cơ năng thành điện năng thông qua sự
biến đổi từ trường.
Một ứng dụng quan trọng của hiện tượng cảm ứng điện từ đó là chế tạo ra các loại máy phát
điện, các tuabin trong các nhà máy điện. Như vậy dòng điện chúng ta sử dụng ngày chính là kết
quả của việc ứng dụng hiện tượng cảm ứng điện từ. Vậy hiện tượng cảm ứng điện từ là gì? Nó
liên quan đến những hiện tượng nào khác? Bài “hiện tượng cảm ứng điện từ. Suất điện động
cảm ứng” sẽ giúp chúng ta làm rõ điều đó.
1
Hoạt động 1: Thí nghiệm
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung ghi bảng
- Nêu vấn đề: Dòng điện sinh
ra từ trường. Ngược lại từ
trường có thể sinh ra dòng
điện không?
- Cho học sinh quan sát hình
vẽ thí nghiệm 1 ở sgk và trình
bày:
+ Dụng cụ thí nghiệm?
+ Thử nêu cách tiến hành và
dự đoán hiện tượng quan sát
được?
+ Làm thí nghiệm để kiểm
chứng.
+ Giả sử nam châm đứng yên
và cho ống dây chuyển động
thì có hiện tượng gì xảy ra
không?

+ Kim điện kế bị lệch chứng
tở điều gì:
+ Giải thích nguyên nhân
xuất hiện dòng điện trong ống
dây?
+ Giải thích vì sao có sự biến
đổi số đường sức qua ống
dây?
+ Từ đó rút ra kết luận gì về
mối liên hệ giữa từ trường
nam châm và dòng điện trong
ống dây?
- Nêu vấn đề: Trong thí
nghiệm 1, ta nghiên cứu từ
trường không thay đổi theo
- Theo kiến thức đã học ở lớp
9: Từ trường sinh ra dòng điện
khi số đường sức từ xuyên qua
tiết diện S của cuộn dây dẫn
kín biến thiên.
- Quan sát và trình bày:
+Bao gồm: một nam châm
thẳng, một ống dây, một
miliampe kế.
+ Di chuyển nam châm ra xa
ống dây, quan sát kim điện kế.
Di chuyển nam châm lại gần
ống dây, quan sát kim điện kế.
Khi đó kim điện kế lệch khỏi
vạch số 0.

+ Khi đó kim điện kế cũng
lệch khỏi vạch số 0.
+ Chứng tỏ trong ống dây có
dòng điện.
+ Khi nam châm lại gần ống
dây, số đường sức qua ống dây
tăng. Khi nam châm ra xa ống
dây, số đường sức qua ống dây
giảm. Như vậy có sự biến đổi
số đường sức qua ống dây dẫn
đến trong ống dây xuất hiện
dòng điện.
+ Do ở gần nam châm cảm
ứng từ lớn hơn nên số đường
sức dày hơn.
+ Khi số đường sức qua ống
dây biến đổi, thì có dòng điện
qua ống dây.
1. Thí nghiệm.
a. Thhis nghiệm 1.
- Dụng cụ:
+ nam châm thẳng
+ ống dây
+ miliampe kế
- Tiến hành:
+ Di chuyển nam châm ra xa
ống dây, quan sát kim điện
kế.
+ Di chuyển nam châm lại
gần ống dây, quan sát kim

điện kế.
- Hiện tượng:Kim điện kế
lệch khỏi vạch số 0.
- Kết luận: Khi số đường sức
từ qua ống dây biến đổi thì
có dòng điện qua ống dây.
b. Thí nghiệm 2.
- Dụng cụ:
+ Nam châm điện: ống dây,
nguồn điện, biến trở, khoá k.
+ vòng dây
+ miliampe kế.
- Tiến hành: Di chuyển con
chạy trên biến trở, quan sát
kim điện kế.
- Hiện tượng: Kim điện kế
lệch khỏi vạch 0.
- Kết luận: Khi số đường sức
từ xuyên qua vòng dây biến
thiên thì trong vòng dây xuất
hiện dòng điện.
2
thời gian, chỉ có số đường
sức từ qua ống dây biến đổi,
sinh ra dòng điện. Vậy từ
trường thay đổi theo thời gian
thì có thể sinh ra dòng điện
không?
- Cho học sinh quan sát tranh
vẽ thí nghiệm 2 ở sgk và trình

bày:
+ Dụng cụ thí nghiệm:
+ Nếu cách tiến hành và dự
đoán hiện tượng:
+ Tiến hành thí nghiệm.
+ Khi làm biến đổi dòng điện
qua ống dây, cảm ứng từ
trong ống dây như thế nào?
+ Khi đó số đường sức từ
trong lòng ống dây như thế
nào?
+ Từ đó, có những hiện tượng
gì xãy ra làm lệch kim điện
kế?
+ Khi con chạy ngừng dịch
chuyển, trong vòng dây có
dòng điện không? Tại sao?
+ Rút ra kết luận.
- Cho học sinh trả lời câu hỏi
C
1
.
- Quan sát và trình bày:
+ Gồm: ống dây, vòng dây,
ddmiliampe kế, nguồn điện
một chiều, biến trở, khoá k.
+ Di chuyển con chạy trên
biến trở và quan sát kim điện
kế. Khi đó kim điện kế lệch
khỏi vạch số 0.

+ Cảm ứng từ biến đổi theo.
Vì theo cồng thức tính cảm
ứng từ tròng lòng ống dây:
B = 4п. 10
-7
nI
+ Số đường sức từ cũng biến
đổi theo.
+ Khi đó, dòng điện qua ống
dây biên thiên dẫn đến số
đường sức qua ống dây và từ
đó số đường sức qua vòng dây
cũng biến thiên. Trong vòng
dây xuất hiện dòng điện làm
lệch kim điện kế.
+ Trong vòng dây không có
dòng điện. Vì lúc đó, dòng
điện trong ống dây không thay
đổi, dẫn đến cảm ứng từ và từ
đó số đường sức trong lòng
ống dây không đổi, nên số
đường sức qua vòng dây
không đổi.
3

α
α
Hoạt động 2: Tìm hiểu khái niệm từ thông.
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung ghi bảng
- Cho học sinh đọc phần định

nghĩa từ thông trong 3 phút
để trả lời các câu hỏi:
+ Từ thông là gì?
+ Từ thông phụ thuộc vào
những đại lượng nào và phụ
thuộc như thế nào?
+ Vẽ hình lên bảng và yêu
cầu học sinh xác định dấu từ
thông trong từng trường hợp:
α < 90
o
, α = 90
o
, α > 90
o
.
- Trình bày cho học sinh về ý
nghĩa từ thông.
- Dực vào công thức 38.1 tìm
đơn vị từ thông.
- Ngoài ra trong hệ SI, từ
thông còn có đơn vị vêbe, kí
hiệu Wb.
- Cho học sinh trả lời câu hỏi
C
2
.
- Đọc Sgk Và Trả Lời:
+ Từ Thông Qua Mặt S Là Đại
Lượng Đại Số, Kí Hiệu Φ,

Được Xác Định Vởi Công
Thức:
Φ = B.S.Cosα
+ Từ Thông Tỉ Lệ Thuân Với
Cảm ứng Từ(B), Diện Tích(S)
Và Góc Α Tạo Bởi
B

Và
n

.
+ Hình A: Α < 90
o
=> Cosα >
0 => Φ>0.
Hình B: Α = 90
o
=> Cosα = 0
=> Φ = 0.
Hình C: Α > 90
o
=> Cosα >
90
o
=> Φ < 0.
- Đại Lượng B Có Đơn Vị T,
S Có Đơn Vị M
2
=> Φ có đơn

vị T.m
2
2. Khái niệm từ thông.
a. Định nghĩa từ thông.
Từ thông qua mặt S là đại
lượng đại số, kí hiệu là Φ,
được xác định bởi công thức:
Φ = B.S.cosα
S: diện tích mặt phẳng khung
dây đặt trong từ trường đều có
cảm ứng từ B.
v α là góc hợp bởi
B

và
n

,
n

là vectơ pháp tuyến của
mặt S có chiều tuỳ ý.
a. Φ > 0 b. Φ < 0

n


c. Φ = 0
b. Ý nghĩa từ thông.
Từ thông qua diện tích S của

khung dây đặt vuông góc với
các đường sức từ bằng số
đường sức từ xuyên qua diện
tích đó.
c. Đơn vị từ thông.
Trong hệ SI: vêbe. Kí hiệu:
Wb.
Theo công thức: nếu cosα = 1,
S = 1m
2
, B = 1T thì Φ = 1Wb.
Vậy 1Wb = 1T.1m
2
Hoạt động 3: Hiện tượng cảm ứng điện từ.
4

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung ghi bảng
- Đặt câu hỏi:
+ Dựa vào ý nghĩa từ thông
và các kết luận từ thí nghiệm
1 và 2 cho biết dòng điện
trong cuộn dây và vòng dây
xuất hiện khi nào?
+ Dòng điện này được gọi là
dòng điện cảm ứng. Vậy
dòng điện cảm ứng là gì?
-Tìm hiều suất điện động cảm
ứng và hiện tượng cảm ứng
điện từ:
+ Nêu bản chất dòng điện

trong kim loại?
+ Để các electrôn tự do có thể
dịch chuyển theo một hướng
xác định phải tồn tại một suất
điện động. Hay nói cách khác
để có dòng điện chạy trong
mạch kín thì trong mạch phải
tồn tại một suất điện động
sinh ra nó. Suất điện động
sinh ra dòng điện cảm ứng
trong mạch điện kín là suất
điện động cảm ứng.
+ Dựa vào kiến thức đã học
hãy cho biết điều kiện để có
suất điện động cảm ứng?
+ Hiện tượng xuất hiện suất
điện động cảm ứng được gọi
là hiện tượng cảm ứng điện
từ. Cho học sinh phát biểu lại.
+ Khi có sự biến đổi từ thông
qua ống dây và vòng dây.
+ Dòng điện cảm ứng là dòng
điện xuất hiện khi có sự biến
đổi từ thông qua mạch điện
kín.
+ Là dòng chuyển dời có
hướng của các electrôn tự do
ngược chiều điện trường.
+ Khi có sự biến đổi từ thông
qua mặt giới hạn bởi một

mạch kín.
3. HIện tượng cảm ứng điện
từ.
a. Dòng điện cảm ứng.
Dòng điện cảm ứng là dòng
điện xuất hiện khi có sự biến
đổi từ thông qua mạch điện
kín.
b. Suất điện động cảm ứng.
- Suất điện động cảm ứng là
suất điện động sinh ra dòng
điện cảm ứng trong mạch
điện kín.
- Điều kiện để có suất điện
động cảm ứng: khi có sự
biến đổi từ thông qua mặt
giới hạn bởi một mạch điện
kín thì trong mạch xuất hiện
suất điện động cảm ứng.
* Hiện tượng cảm ứng điện
từ: Là hiện tượng xuất hiện
suất điện động cảm ứng.
5