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

Giáo án giảng dạy

Vật lý lớp 11 nâng cao

GIÁO ÁN GIẢNG DẠY
Bài 38. HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ.
SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG.
Họ và tên: Nguyễn Y Phụng
Lớp
: Sư phạm Vật lý K35
Ngày dạy:
I. Mục tiêu
1. Kiến thức:
- Biết được khái niệm, biểu thức xác định, đơn vị và ý nghĩa của Từ thông.
- Hiểu và phân biệt được hiện tượng cảm ứng điện từ, dòng điện cảm ứng, suất
điện động cảm ứng trong mạch kín.
2. Kỹ năng:
- Quan sát, phân tích hiện tượng, thí nghiệm.
- Vận dụng công thức xác định từ thông để giải các bài tập liên quan.
- Từ công thức từ thông, phân tích được sự phụ thuộc của từ thông vào các đại lượng
- Liên hệ giải thích được các hiện tượng trong cuộc sống thực tiễn.
- Kỹ năng lập luận logic, phân tích, tổng hợp kiến thức.
3. Thái độ:
- Tích cực tư duy, chủ động sáng tạo.
- Có thái độ tích cực, sôi nổi, hào hứng trong giờ học.
- Yêu thích môn học vật lý.
II. Chuẩn bị
1. Giáo viên:
Các video thí nghiệm 1, thí nghiệm 2 trong sách giáo khoa hoặc là mô hình thí
nghiệm mô phỏng các thí nghiệm trên.
2. Học sinh:

- Xem lại thí nghiệm Ơ-xtext ở bài “Từ trường”.
- Xem lại các công thức thức tính cảm ứng từ .
III. Tiến trình dạy học
1. Hoạt động 1 (2 phút): Ổn định lớp, kiểm tra sỉ số.
2. Hoạt động 2 (3 phút): Đặt vấn đề.

Trang 1


Giáo án giảng dạy

Vật lý lớp 11 nâng cao

Hoạt động của giáo viên

Hoạt động của học sinh

- Ở thí nghiệm Ơ-xtet, khi đặt một thanh - Khi đặt một thanh nam châm lại gần
nam châm lại gần một dòng điện thì có một dòng điện thì thanh nam châm bị
hiện tượng gì xảy ra?
lệch khỏi vị trí ban đầu.
- Điều đó có nghĩa là dòng điện sinh ra từ
trường, vậy ngược lại từ trường có sinh ra
được dòng điện không?
3. Hoạt động 3 (20 phút): Thí nghiệm.
Hoạt động của giáo viên

Hoạt động của học sinh

- Xét một ống dây có hai đầu nối với

một điện kế đặt trong từ trường đều của
một nam châm vĩnh cửu. Tại thời điểm
ban đầu kim điện kế chỉ ở vạch số 0.

+

- Khi thanh nam châm và ống dây đứng
yên thì có dòng điện chạy trong ống
dây không?
- Từ trường có sinh ra dòng điện không?
- Thí nghiệm 1: Đưa thanh nam châm lại
gần, ra xa ống dây.
Cho học sinh xem thí nghiệm mô phỏng,
chú ý cho học sinh chú ý quan sát kim của
điện kế.
+ Yêu cầu học sinh nêu hiện tượng xảy ra.

- Khi nam châm và ống dây đứng
yên thì không có dòng điện chạy
trong ống dây.
- Từ trường không sinh ra dòng điện.

- Khi đưa thanh nam châm lại gần ống
dây thì kim điện kế bị lệch sang bên
phải của vạch số 0, tức là trong ống
dây có dòng điện.
Vậy nguyên nhân nào làm xuất hiện - Do sự chuyển động của nam châm làm
xuất hiện dòng điện trong ống dây.
dòng điện trong ống dây?
- Thí nghiệm 2: Gắn nam châm lên một

giá đỡ, di chuyển ống dây lại gần và ra
xa nam châm.
+ Cho học sinh xem thí nghiệm mô phỏng,
chú ý cho học sinh quan sát kim của điện kế.
Trang 2


Giáo án giảng dạy

Vật lý lớp 11 nâng cao

+ Yêu cầu học sinh nêu hiện tượng xảy ra.
- Kim điện kế bị lệch khỏi vạch số 0
khi di chuyển nam châm lại gần hay
+ Lúc này trong ống dây cũng xuất hiện ra xa ống dây.
dòng điện. Nguyên nhân làm xuất hiện - Do sự chuyển động của ống dây làm
dòng điện trong ống dây?
xuất hiện dòng điện trong nó.
- Ở hai thí nghiệm trên, ta có thể kết
luận được gì về nguyên nhân sinh ra - Khi có sự chuyển động tương đối
dòng điện trong ống dây?
giữa nam châm và ống dây thì trong
- Đưa ra giả thuyết: Nếu ống dây và nam ống dây xuất hiện dòng điện.
châm đứng yên thì không có dòng điện
xuất hiện trong ống dây.
- Thí nghiệm 3: Xét một ống dây, hai
đầu ống dây được nối với một nam
châm điện, ống dây được đặt trong lòng
của một vòng dây tròn, hai đầu của vòng
dây được nối với một điện kế. Điều

chỉnh con chạy của biến trở, khi đó
trong ống dây có xuất hiện dòng điện
không?
+ Cho học sinh xem thí nghiêm mô
phỏng, chú ý cho học sinh quan sát kim
của điện kế.
+ Yêu cầu học sinh nêu hiện tượng xảy ra. - Kim điện kế bị lệch khỏi vạch số 0
khi ta điều chỉnh con chạy của biến
trở. Trong vòng dây có xuất hiện
dòng điện.
- Như vậy giả thuyết trên đưa ra là
không đúng.
- Nguyên nhân nào làm xuất hiện dòng - Khi ta điều chỉnh con chạy của
điện trong vòng dây lúc này?
biến trở thì trong vòng dây xuất
hiện dòng điện.
- Nếu giữ yên con chạy của biến trở - Khi không dịch chuyển con chạy của
thì trong vòng dây có xuất hiện dòng biến trở thì trong vòng dây không
điện không?
xuất hiện dòng điện.
Trang 3


Giáo án giảng dạy

Vật lý lớp 11 nâng cao

- Việc điều chỉnh con chạy của biến trở - Khi con chạy của biến trở thay đổi
thì cường độ dòng điện chạy trong
có tác dụng gì?

mạch thay đổi.
- Xung quanh dòng điện có từ trường, - Số đường sức từ là đại lượng đặc
đại lượng nào đặc trưng cho mức độ trưng cho độ mạnh yếu của từ trường.
mạnh yếu của từ trường?
- Vậy ở thí nghiệm 3, khi ta dịch chuyển
con chạy của biến trở làm cho số đường
sức từ qua vòng dây thay đổi. Khi đó
trong vòng dây xuất hiện dòng điện.
- Ở thí nghiệm 1 và 2, tại sao lại có dòng
- Ở thí nghiệm 1, khi đưa thanh nam
điện xuất hiện trong ống dây?
châm lại gần (ra xa) ống dây thì các
đường sức từ tăng lên (giảm đi). Sự
thay đổi của số đường sức từ qua ống
dây làm xuất hiện dòng điện trong
ống dây.
Ở thí nghiệm 2, khi cho vòng dây
chuyển động lại gần, ra xa nam châm
thì số đường sức từ qua ống dây thay
đổi. Khi đó có dòng điện xuất hiện
trong ống dây.
4. Hoạt động 4 (7 phút): Tìm hiểu khái niệm từ thông.
Hoạt động của giáo viên

Hoạt động của học sinh

- Để đặc trưng cho sự thay đổi của số
đường sức từ qua một diện tích nào đó,
người ta đưa vào khái niệm từ thông.
- Giả sử có một mặt phẳng diện tích

S được đặc trong từ trường đều . S
có vectơ pháp tuyến có thể chọn tùy
ý, góc hợp bởi và được kí hiệu là .

Trang 4


Giáo án giảng dạy

Vật lý lớp 11 nâng cao

Đại lượng xác định bởi công thức
(1)
được gọi là cảm ứng từ thông qua diện tích
S hay gọi tắt là từ thông qua diện tích S.
- Trong hệ SI, đơn vị của từ thông là
vêbe, kí hiệu là Wb.
- Yêu cầu học sinh chứng minh từ
thông là một đại lượng đại số.

- Khi góc là góc nhọn, thì từ thông mang
giá trị dương, .
Khi góc là góc tù, thì từ thông mang
giá trị âm,.
Từ thông có thể âm hoặc dương hay nói
cách khác, từ thông là một đại lượng đại số.
- Khi góc thì . Khi đó, .
- Từ thông diễn tả số đường sức qua một
diện tích nào đó.

- Từ thông đạt giá trị lớn nhất khi nào?
- Nếu ta chọn S = 1 m2 thì , đây là ý
nghĩa của từ thông. Vậy ý nghĩa của
từ thông được hiểu như thế nào?
5. Hoạt động 5 ( phút): Tìm hiểu hiện tượng cảm ứng điện từ.
Gợi ý của giáo viên

Hoạt động của học sinh

- Ở các thí nghiệm trên, ta có nguyên - Nguyên nhân sinh ra dòng điện chính là sự
nhân sinh ra dòng điện là gì?
thay đổi của số đường sức từ qua ống dây.
- Khi số đường sức từ qua một diện
tích nào đó thay đổi thì từ thông qua
ống dây cũng thay đổi. Sự thay đổi của
từ thông làm xuất hiện dòng điện trong
ống dây. Dòng điện này được gọi là
dòng điện cảm ứng.
- Dòng điện cảm ứng là gì?
Trang 5


Giáo án giảng dạy

Vật lý lớp 11 nâng cao

- Dòng điện cảm ứng là dòng điện xuất
hiện khi có sự biến thiên của từ thông
- Trong mạch điện kín có dòng điện thì
qua mạch kín.

trong mạch phải tồn tại suất điện động.
Ta gọi suất điện động sinh ra dòng điện
cảm ứng trong mạch kín là suất điện
động cảm ứng.
- Suất điện động cảm ứng xuất hiện
khi nào?
- Hiện tượng xuất hiện suất điện động - Khi có sự biến đổi từ thông qua mạch
cảm ứng được gọi là hiện tượng cảm kín thì trong mạch xuất hiện suất điện
ứng điện từ. Hiện tượng cảm ứng điện động cảm ứng.
từ chỉ tồn tại trong thời gian từ thông
qua mạch kín biến thiên.

6. Hoạt động 5 ( phút): Vận dụng, củng cố.
Gợi ý của giáo viên

Hoạt động của học sinh

- Yêu cầu học sinh trả lời câu hỏi C1
sách giáo khoa: “ Khi đóng hay mở
ngắt điện trong thí nghiệm 3 thì kim
điện kế có bị lệch khỏi vạch số 0
không? Giải thích”

- Khi đóng khóa K, từ thông tăng lên
đột ngột, sinh ra dòng điện cảm ứng
trong ống dây làm kim điện kế bị lệch
khỏi vạch số 0.
Khi ngắt khóa K thì từ thông giảm đột
ngột làm xuất hiện dòng điện cảm ứng
trong ống dây nên kim điện kế cũng bị

lệch khỏi vạch số 0.

IV. Nội dung ghi bảng

Chương V CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ
Trang 6


Giáo án giảng dạy

Vật lý lớp 11 nâng cao

Bài 38 HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ.
SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG.
1. Thí nghiệm
a. Thí nghiệm 1:
Khi đưa thanh nam châm lại gần (ra xa) ống dây thì trong ống dây xuất hiện dòng điện.
b. Thí nghiệm 2:
Khi đưa ống dây lại gần (ra xa) ống dây thì trong ống dây xuất hiện dòng điện.
=> Khi có sự chuyển động tương đối giữa nam châm và ống dây thì trong ống dây xuất hiện
dòng điện.
c. Thí nghiệm 3:
Khi dịch chuyển con chạy cuả biến trở thì trong vòng dây xuất hiện dòng điện.
* Kết luận: Khi số đường sức từ qua ống dây thay đổi thì sinh ra dòng điện trong ống dây.
2. Từ thông
Giả sử có một mặt phẳng diện tích S được đặc trong từ trường đều . S có vectơ
pháp tuyến có thể chọn tùy ý, góc hợp bởi và được kí hiện là .

- Đại lượng xác định bởi công thức
(1)

được gọi là cảm ứng từ thông qua diện tích S hay gọi tắt là từ thông qua diện tích S.
- Từ thông là đại lượng đại số.
- Trong hệ SI, đơn vị của từ thông là vêbe, kí hiệu là Wb.
3. Hiện tượng cảm ứng điện từ
- Dòng điện xuất hiện khi có sự biến đổi từ thông qua mạch điện kín gọi là dòng
điện cảm ứng.
- Khi có sự biến đổi của từ thông qua mặt giới hạn bởi một mạch kín thì trong
mạch xuất hiện suất điện động cảm ứng.
- Hiện tượng xuất hiện suất điện động cảm ứng được gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ.
Trang 7


Giáo án giảng dạy

Vật lý lớp 11 nâng cao

- Hiện tượng cảm ứng điện từ chỉ tồn tại trong khoảng thời gian từ thông qua
mạch kín biến thiên biến thiên.
V. Rút kinh nghiệm
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................

Trang 8