Giáo án Vật lý 11 bài 24: Suất điện động cảm ứng

GIÁO ÁN VẬT LÝ 11
SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG.
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.
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 - Theo kiến thức đã học ở lớp 1. Thí nghiệm.
ra từ trường. Ngược lại từ 9: Từ trường sinh ra dòng điện a. Thhis nghiệm 1.
1


trường có thể sinh ra dòng khi số đường sức từ xuyên qua
điện không?
tiết diện S của cuộn dây dẫn
kín biến thiên.
- Cho học sinh quan sát hình - Quan sát và trình bày:
vẽ thí nghiệm 1 ở sgk và trình
bày:
+ Dụng cụ thí nghiệm?
+Bao gồm: một nam châm
thẳng, một ống dây, một
miliampe kế.
+ Thử nêu cách tiến hành và + Di chuyển nam châm ra xa
dự đoán hiện tượng quan sát ống dây, quan sát kim điện kế.
được?
Di chuyển nam châm lại gần
ống dây, quan sát kim điện kế.

+ Làm thí nghiệm để kiểm Khi đó kim điện kế lệch khỏi
chứng.
vạch số 0.
+ Giả sử nam châm đứng yên + Khi đó kim điện kế cũng
và cho ống dây chuyển động lệch khỏi vạch số 0.
thì có hiện tượng gì xảy ra
không?
+ Kim điện kế bị lệch chứng + Chứng tỏ trong ống dây có
tở điều gì:
dòng điện.
+ Giải thích nguyên nhân + Khi nam châm lại gần ống
xuất hiện dòng điện trong ống dây, số đường sức qua ống dây
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.
+ Giải thích vì sao có sự biến + Do ở gần nam châm cảm
đổi số đường sức qua ống ứng từ lớn hơn nên số đường
dây?
sức dày hơn.
+ Từ đó rút ra kết luận gì về + Khi số đường sức qua ống
mối liên hệ giữa từ trường dây biến đổi, thì có dòng điện
nam châm và dòng điện trong qua ống dây.
ống dây?
- Nêu vấn đề: Trong thí
nghiệm 1, ta nghiên cứu từ
trường không thay đổi theo

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
2

- 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.


thì có thể sinh ra dòng điện
không?
- Cho học sinh quan sát tranh - Quan sát và trình bày:
vẽ thí nghiệm 2 ở sgk và trình
bày:
+ Dụng cụ thí nghiệm:
+ Gồm: ống dây, vòng dây,
ddmiliampe kế, nguồn điện
một chiều, biến trở, khoá k.
+ Nếu cách tiến hành và dự + Di chuyển con chạy trên
đoán hiện tượng:
biến trở và quan sát kim điện
kế. Khi đó kim điện kế lệch
+ Tiến hành thí nghiệm.
khỏi vạch số 0.
+ Khi làm biến đổi dòng điện + Cảm ứng từ biến đổi theo.
qua ống dây, cảm ứng từ Vì theo cồng thức tính cảm
trong ống dây như thế nào?
ứng từ tròng lòng ống dây:
+ Khi đó số đường sức từ
B = 4п. 10-7nI

trong lòng ống dây như thế + Số đường sức từ cũng biến
nào?
đổi theo.
+ Từ đó, có những hiện tượng
gì xãy ra làm lệch kim điện + Khi đó, dòng điện qua ống
kế?
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
+ Khi con chạy ngừng dịch lệch kim điện kế.
chuyển, trong vòng dây có + Trong vòng dây không có
dòng điện không? Tại sao?
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.
+ Rút ra kết luận.
- Cho học sinh trả lời câu hỏi
C1.
Hoạt động 2: Tìm hiểu khái niệm từ thông.
Hoạt động của giáo viên
Hoạt động của học sinh
- Cho học sinh đọc phần định - Đọc Sgk Và Trả Lời:
nghĩa từ thông trong 3 phút
3

Nội dung ghi bảng
2. Khái niệm từ thông.
a. Định nghĩa từ thông.


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 < 90o, α = 90o, α > 90o.

+ 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 < 90o => Cosα >
0 => Φ>0.

Hình B: Α = 90o => Cosα = 0
=> Φ = 0.
Hình C: Α > 90o => Cosα >
90o => Φ < 0.

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.

α

α
- Trình bày cho học sinh về ý
nghĩa từ thông.
a. Φ > 0
b. Φ < 0
- Dực vào công thức 38.1 tìm

đơn vị từ thông.
- Đại Lượng B Có Đơn Vị T, S
n

2
- Ngoài ra trong hệ SI, từ Có Đơn Vị M => Φ có đơn vị
thông còn có đơn vị vêbe, kí T.m2
hiệu Wb.
- Cho học sinh trả lời câu hỏi
c. Φ = 0
C2.
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 = 1m2, B = 1T thì Φ = 1Wb.
Vậy 1Wb = 1T.1m2

Hoạt động 3: Hiện tượng cảm ứng điện từ.
Hoạt động của giáo viên
Hoạt động của học sinh
- Đặt câu hỏi:
+ Dựa vào ý nghĩa từ thông + Khi có sự biến đổi từ thông
và các kết luận từ thí nghiệm qua ống dây và vòng dây.
4

Nội dung ghi bảng
3. HIện tượng cảm ứng điện

từ.
a. Dòng điện cảm ứng.


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 là dòng
dòng điện cảm ứng. Vậy điện xuất hiện khi có sự biến
dòng điện cảm ứng là gì?
đổi từ thông qua mạch điện
kín.
-Tìm hiều suất điện động cảm
ứng và hiện tượng cảm ứng
điện từ:
+ Nêu bản chất dòng điện + Là dòng chuyển dời có
trong kim loại?
hướng của các electrôn tự do
ngược chiều điện trường.
+ 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 + Khi có sự biến đổi từ thông
hãy cho biết điều kiện để có qua mặt giới hạn bởi một
suất điện động cảm ứng?
mạch kín.
+ Hiện tượng xuất hiện suất
điện động cảm ứng được gọi
là hiện tượng cảm ứng điện
từ. Cho học sinh phát biểu lại.

V. Cũng cố.
5

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.

1. Bài tập trắc nghiệm.
Bài 1: Một khung dây tròn đặt trong một từ trường đều có mặt phẳng khung dây vuông góc với
đường sức từ. Trong các trường hợp sau:
I. Khung dây chuyển động tịnh tiến trong từ trường theo một phương bất kỳ.
II. Bóp méo khung dây.
III. Khung dây quay quanh một đường kính của nó.
Ở trường hợp nào thì dòng điện cảm ứng xuất hiện trong khung?
A. I và II
B. II và III
C. I và III
D. Cả ba trường hợp.
Bài 2: Một khung dây dẫn ABCD đặt gần dây dẫn thẳng dài có dòng điện I chạy qua. Trường
hợp nào sau đây trong khung dây dẫn ABCD không xuất hiện dòng điện cảm ứng?
A. Tịnh tiến khung dây ABCD theo phương song song với dây dẫn mang dòng điện I
B. Dịch chuyển khung dây ra xa dòng điện I.
C. Dịch chuyển khung dây lại gần dòng điện I.
D. Quay khung dây quanh trục Ô’.
2. Dặn dò:
Học bài và xem trước mục 4 & 5

6