LLDH vat ly II chuong 3

Chơng 5
Dạy học điện từ học ở lớp 9 THCS
5.1. Cấu tạo của chơng trình
Điện từ học đợc học một lần ở lớp 9. Chơng trình gồm 21 tiết đợc phân phối
nh sau :
1. Nam châm vĩnh cửu 1 tiết
2. Nam châm điện 2 tiết
3. Từ trờng. Từ phổ. Đờng sức từ 3 tiết
4. Lực điện từ. Quy tắc bàn tay trái. Động cơ điện 2 tiết
5. Hiện tợng cảm ứng điện từ 2 tiết
6. Máy phát điện. Sơ lợc về dòng điện xoay chiều 3 tiết
7. Máy biến thế. Tải điện năng đi xa 2 tiết
8. Thực hành 2 tiết
9. Ôn tập, tổng kết 2 tiết
10. Kiểm tra 2 tiết
5.2. Mục tiêu của chơng trình
1. Mô tả đợc hiện tợng chứng tỏ nam châm vĩnh cửu có từ tính
2. Nêu đợc sự tơng tác giữa từ cực của hai nam châm.
3. Mô tả cấu tạo và giải thích hoạt động của la bàn.
4. Mô tả đợc thí nghiệm của Ơxtét để phát hiện dòng điện có tác dụng từ
5. Nêu đợc cấu tạo và hoặt động của nam châm điện, một số ứng dụng của
nam châm điện
6. Phát biểu đợc quy tắc nắm tay phải về chiều của đờng sức từ trong lòng
ống dây có dòng điện chạy qua.
7. Phát biểu đợc quy tắc bàn tay trái về chiều của lực từ tác dụng lên dây
dẫn thẳng có dòng điện chạy qua đặt trong từ trờng đều. Vận dụng đợc quy tắc
này để xác định một trong ba yếu tố khi biết hai yếu tố kia.
8. Mô tả cấu tạo và giải thích hoạt động của động cơ điện một chiều.
9. Nêu một thí dụ hoặc mô tả một thí nghiệm trong đó xảy ra hiện tợng cảm
ứng điện từ và nêu đợc điều kiện sinh ra dòng điện cảm ứng khi đó.
116

10. Mô tả cấu tạo và giải thích hoạt động của máy phát điện xoay chiều.
11. Nêu đợc dấu hiệu chính để phân biệt dòng điện xoay chiều với dòng
điện một chiều và các tác dụng của dòng điện xoay chiều.
12. Nhận biết dụng cụ đo cờng độ dòng điện và hiệu điện thế xoay chiều.
13. Nêu đợc các số chỉ của ampe kế và vôn kế xoay chiều cho biết giá trị
hiệu dụng của cờng độ hoặc của điện áp xoay chiều.
14. Nêu đợc cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của máy biến thế và tác dụng
của máy biến thế trong việc vận tải điện từ nhà máy điện tới nơi tiêu thụ.
15. Nghiệm lại công thức
1 1
2 2
U n
U n
=
bằng thí nghiệm.
5.3. Đặc điểm về nội dung
5.3.1. Tác dụng từ của nam châm và của dòng điện. Từ trờng
a) ở lớp 5 và lớp 7, HS đã đợc biết một số đặc điểm của nam châm : nam
châm có thể hút sắt, nam châm có hai cực Bắc, Nam, hai cực cùng tên đẩy
nhau, khác tên hút nhau. Đến lớp 9, HS đợc biết thêm, không phải chỉ nam
châm mới có tác dụng từ (có thể tác dụng lực từ lên một kim nam châm khác)
mà cả dòng điện cũng có tác dụng từ. Từ sự giống nhau đó đi đến nhận xét
chung là không gian xung quanh nam châm và xung quanh dòng điện đều có
khả năng tác dụng lên kim nam châm đặt trong đó. Ta nói rằng trong không
gian đó có từ trờng. Nh vậy là chơng trình không đa ra định nghĩa từ trờng nh
trong SGK cũ mà chỉ đa ra một cách nhận biết từ trờng. Tuy từ trờng cũng là
một dạng vật chất, nhng chúng ta không nhìn thấy, nhận biết đợc từ trờng trực
tiếp bằng các giác quan mà chỉ có thể nhận biết thông qua một đặc tính của nó :
đó là tác dụng lực từ lên kim nam châm đặt trong nó.
b) Vì theo chơng trình mới, ở THCS học sinh không học điện trờng nên đây

là lần đầu tiên HS đợc biết về khái niệm trờng. Đây là một loại dạng vật chất
mới mà HS cha có đủ điều kiện để nhận biết đầy đủ những đặc tính của nó nh
năng lợng, khối lợng, cho nên chỉ yêu cầu HS nhận biết đợc một dấu hiệu tồn
tại của trờng.
5.3.2. Khái niệm đờng sức từ
Vì không trực tiếp quan sát đợc từ trờng bằng giác quan cho nên việc vận
dụng khái niệm này để giải thích các hiện tợng có liên quan đến từ trờng sẽ gặp
rất nhiều khó khăn. Các nhà khoa học đã tìm ra một cách biểu diễn từ trờng
117
bằng hình vẽ, sử dụng rất có hiệu quả trong nhiều trờng hợp. Đó là biểu diễn từ
trờng bằng các đờng sức từ.
Theo định nghĩa, đờng sức từ là những đờng cong liên tục nối liền cực Bắc
và cực Nam của nam châm và tiếp tuyến tại mọi điểm với trục Bắc Nam của
kim nam châm đặt tại điểm đó. Chiều của đờng sức từ là chiều từ cực Nam đến
cực Bắc trong kim nam châm đặt ở điểm đó. Mật độ (độ mau tha) của đờng sức
từ biểu diễn độ mạnh yếu của lực từ tại điểm đó theo một quy ớc chọn trớc. Nh
vậy đờng sức từ là mô hình biểu diễn một đặc tính của từ trờng : sự phân bố các
lực từ trong không gian quanh nam châm về hớng và cờng độ của lực từ. Từ phổ
cho ta hình ảnh trực quan về đờng sức từ, cho biết sự phân bố các lực từ.
Vật lí học ngày nay gọi các đờng sức từ đó là đờng cảm ứng từ. Nhng vì HS
ở lớp 9 cha học khái niệm cảm ứng từ cho nên dùng khái niệm đờng sức từ cho
dễ hiểu.
Đờng sức từ với t cách là một mô hình của từ trờng, đợc sử dụng có hiệu
quả trong việc xác định lực từ của nam châm hay dòng điện tác dụng lên kim
nam châm hay dòng điện khác và để khảo sát hiện tợng cảm ứng điện từ, dòng
điện xoay chiều, máy biến thế. Đó cũng là điểm khác biệt so với chơng trình cũ
trong đó mô hình đờng sức từ không đợc chú ý đúng mức. Đây cũng là một dịp
tốt để HS bớc đầu làm quen với phơng pháp mô hình, xem nh là một phơng
pháp nhận thức phổ biến của vật lí học.
5.3.3. Từ trờng của dòng điện

Chơng trình mới không đi sâu vào tìm hiểu từ trờng của dây dẫn thẳng có
dòng điện một chiều chạy qua vì vấn đề này ít có ứng dụng thực tiễn. Chơng
trình lại chú trọng tìm hiểu từ trờng của ống dây có dòng điện chạy qua vì có
nhiều ứng dụng quan trọng và sự giống nhau rõ nét về từ tính của nam châm và
dòng điện : ống dây có dòng điện một chiều chạy qua có từ trờng tơng tự nh từ
trờng của một thanh nam châm thẳng Chơng trình mới đa ra quy tắc nắm tay
phải để tìm chiều của đờng sức từ ở bên trong ống dây có dòng điện chạy qua,
thay thế cho quy tắc cái đinh ốc trong SGK cũ. Ngời ta ứng dụng tính chất này
cùng với sự nhiễm từ của sắt thép để chế tạo nam châm điện đợc sử dụng rất
nhiều trong đời sống và kĩ thuật. Thông qua thí nghiệm, HS nhận biết đợc cấu
tạo và hoạt động của nam châm điện, các cách làm thay đổi lực từ của nam
châm điện, những thuận lợi của việc sử dụng nam châm điện. Nguyên tắc hoạt
động của rơ-le điện từ của loa điện là những kiến thức không thể thiếu.
5.3.4. Lực điện từ
118
Lực tác dụng của từ trờng lên một đoạn dây dẫn thẳng đặt trong từ trờng đ-
ợc khảo sát khá kĩ lỡng dẫn đến quy tắc bàn tay trái. Đây là một cơ hội tốt để
cho HS làm quen với các khâu của phơng pháp thực nghiệm trong nghiên cứu
vật lí. Tuy nhiên do sự hạn chế về kiến thức toán học nên ở đây chỉ nghiên cứu
việc xác định chiều của lực điện từ. Quy tắc bàn tay trái sẽ giúp cho việc tìm
hiểu nguyên tắc hoạt động của động cơ điện một chiều.
Khi tìm hiểu động cơ điện một chiều, chỉ cần chú ý đến hai bộ phận chính
tạo ra chuyển động quay của động cơ : nam châm tạo ra từ tr ờng và khung dây
có dòng điện chạy qua quay do tác dụng của lực điện từ. Nam châm là bộ phận
đứng yên gọi là stato, khung dây là bộ phận quay gọi là rôto. Thật ra mỗi động
cơ điện còn một bộ phận để đa điện vào cuộn dây gọi là bộ góp điện. Bộ phận
góp điện có cấu tạo và hoạt động khá phức tạp không có liên quan đến các kiến
thức vật lí mà là một giải pháp kĩ thuật cho nên không cần đi sâu, chỉ cần nhận
biết qua quan sát mô hình động cơ.
5.3.5. Bài tập vận dụng quy tắc nắm tay phải và quy tắc bàn tay trái

Vì tầm quan trọng đặc biệt của hai quy tắc này nên SGK bố trí một tiết
luyện tập về hai quy tắc này. Những bài luyện tập ở đây đòi hỏi phải áp dụng
hai quy tắc đó cùng với những kiến thức về nam châm từ trờng để xem xét dự
đoán hay giải thích những hiện tợng có liên quan đến tơng tác giữa nam châm
và dòng điện, giữa nam châm và ống dây có dòng điện chạy qua hoặc giữa hai
ống dây có dòng điện chạy qua.
Bài thực hành về chế tạo nam châm vĩnh cửu và xác định từ tính của ống
dây điện nhằm luyện tập hai kĩ năng cơ bản cần phải nắm vững khi làm việc với
nam châm vĩnh cửu và ống dây có dòng điện chạy qua : đó là xác định từ cực
của nam châm và của ống dây.
5.3.6. Hiện tợng cảm ứng điện từ
Vì ở THCS không nghiên cứu khái niệm suất điện động nên không nghiên
cứu hiện tợng cảm ứng điện từ một cách tổng quát mà chỉ xét một trờng hợp
riêng là dòng điện cảm ứng, nghĩa là hiện tợng cảm ứng điện từ xảy ra trong
cuộn dây dẫn kín.
119
Điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng. Phát biểu điều kiện xuất hiện
dòng điện cảm ứng thực chất là phát biểu một trờng hợp riêng của định luật
cảm ứng điện từ : khi từ thông xuyên qua tiết diện S của cuộn dây dẫn kín biến
thiên thì trong cuộn dây xuất hiện dòng điện cảm ứng.
Từ thông là một đại lợng vật lí đợc định nghĩa theo công thức :
= BScos
ở trờng THCS cha thể đa ra định nghĩa đó đợc nêu không dùng khái niệm
từ thông.
Có thể dùng mô hình đờng sức từ mà HS đã biết ở trên để biểu diễn từ
thông nh sau : có thể biểu diễn từ thông bằng số đờng sức từ xuyên qua tiết
diện S của cuộn dây theo một mật độ quy ớc chọn trớc.
Nếu trên một hình vẽ biểu diễn từ trờng của một nam châm trong một thí
nghiệm cụ thể thì chỗ đờng sức càng mau từ trờng càng mạnh, từ thông qua tiết
diện S của cuộn dây đặt ở đó càng lớn. Vì vậy để đơn giản, không cần

chỉ ra quy ớc về mật độ đờng sức từ. Điều kiện xuất hiện dòng điện cảm
ứng đợc phát biểu đơn giản là : trong cuộn dây dẫn kín xuất hiện dòng điện cảm
ứng khi số đờng sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây biến đổi (tăng hay
giảm).
Việc nhận biết dòng điện cảm ứng từ trớc đến nay thờng dùng điện kế. Cách
làm này có nhợc điểm là khi dòng điện đã tắt, kim của điện kế do quán tính vẫn
lắc l. Mặt khác, khi dòng điện cảm ứng đổi chiều nhanh thì kim lại đứng yên.
Vì thế chơng trình của SGK mới dùng đèn LED để phát hiện dòng điện cảm
ứng. Đèn LED có đặc điểm là chỉ cho dòng điện chạy qua đèn theo một chiều
xác định (đèn bật sáng) và đèn có thể bật sáng với hiệu điện thế thấp khoảng
1,8V.
5.3.7. Dòng điện xoay chiều. Từ trớc đến nay ở nớc ta chỉ nghiên cứu dòng
điện xoay chiều ở lớp 12, vì về mặt lí thuyết cần đến hàm số sin mặc dù rằng
HS trong đời sống hằng ngày luôn luôn sử dụng dòng điện xoay chiều và sử
dụng nhiều hơn dòng điện một chiều. Ngày nay, do cách dạy học theo ph ơng
pháp mới (dạy bằng hoạt động) kết hợp với sử dụng đèn LED, có thể tổ chức
cho HS tìm hiểu một số tính chất cơ bản của dòng điện xoay chiều ở lớp 9 mà
không cần đến kiến thức về hàm số sin.
120
a) Về điều kiện xuất hiện dòng điện xoay chiều. Mắc hai bóng đèn
LED song song ngợc chiều vào hai đầu một cuộn dây dẫn kín rồi đặt cuộn dây
vào trong từ trờng của một nam châm. Khi làm cho số đờng sức từ xuyên qua
tiết diện S của cuộn dây luân phiên tăng giảm (đa nam châm lại gần rồi ra xa
cuộn dây, cho nam châm quay trớc cuộn dây...) thì hai bóng đèn luân phiên bật
sáng, nghĩa là trong cuộn dây có dòng điện cảm ứng luân phiên đổi chiều : đó là
dòng điện xoay chiều.
b) Về các cách tạo ra dòng điện xoay chiều
Vận dụng điều kiện xuất hiện dòng điện xoay chiều, HS có thể tìm ra nhiều
cách khác nhau để tạo ra dòng điện xoay chiều trong cuộn dây dẫn kín. Có hai
cách rất thuận tiện thờng đợc sử dụng là : cho nam châm quay trớc cuộn dây

hay cho cuộn dây quay trong từ trờng của một nam châm. Bằng những thí
nghiệm đơn giản có thể thực hiện đợc cả hai phơng án này ngay ở trên lớp.
c) Máy phát điện xoay chiều. Những kiến thức về cách tạo ra dòng điện
xoay chiều ở trên giúp cho HS nhanh chóng hiểu đợc cấu tạo và hoạt động của
hai loại máy phát điện xoay chiều : máy phát điện có nam châm quay và máy
phát điện có cuộn dây quay. ở đây không đi sâu vào các chi tiết kĩ thuật của
máy phát điện nh bộ góp điện, lõi sắt ghép bằng tôn cách điện... Qua thực hành
mà HS phát hiện ra là hiệu điện thế ở hai đầu cuộn dây của máy càng cao khi
tốc độ quay của máy càng lớn.
d) Dòng điện xoay chiều cũng có tác dụng nhiệt, tác dụng từ, tác dụng
quang, tác dụng sinh lí nh dòng điện không đổi. Chơng trình chú ý nghiên cứu
kĩ tác dụng từ vì có nhiều ứng dụng quan trọng. Khi dòng điện đổi chiều thì lực
từ cũng đổi chiều. Với dòng điện xoay chiều thờng dùng lấy từ lới điện quốc
gia ở nớc ta có tần số 50Hz thì lực từ đổi chiều rất nhanh nh thế rất khó quan
sát. Cần phải có những thiết bị đặc biệt mới quan sát đợc. SGK mới giới thiệu
một số trong các thiết bị đó và các công ti thiết bị cũng đã kịp sản xuất để cung
cấp cho các trờng học.
e) Về nguyên tắc hoạt động của máy biến thế. Nhờ kiến thức về điều
kiện xuất hiện dòng điện xoay chiều mà HS có thể hiểu đợc nguyên nhân vì sao
phải sử dụng dòng điện xoay chiều để chạy máy biến thế và vì sao dòng điện ở
đầu ra của máy biến thế cũng là dòng điện xoay chiều. Điều này trớc đây không
thể làm đợc ở trờng THCS.
121
5.4. Phơng pháp dạy học Một số kiến thức cụ thể
5.4.1. Đặc điểm chung
Đặc trng cơ bản của phơng pháp dạy học phần Điện từ học ở lớp 9 là áp
dụng rộng rãi phơng pháp thực nghiệm và phơng pháp mô hình để tìm tòi
nghiên cứu những đặc tính của sự vật hiện tợng, xây dựng kiến thức mới. Những
kiến thức thuộc phần Điện từ học ở lớp 9 chỉ hạn chế ở mặt định tính cho nên
không cần phải thực hiện các phép đo định lợng các đại lợng vật lí cũng nh xử lí

thông tin bằng công cụ toán học. Trong quá trình tìm tòi nghiên cứu điều quan
trọng nhất là phải có những thao tác chính xác tác động vào tự nhiên làm bộc lộ
những đặc tính bản chất của sự vật hiện tợng, quan sát một cách tỉ mỉ tinh tế
nhận biết những dấu hiệu bản chất và sử dụng lập luận lôgic để tìm các mối
quan hệ có tính quy luật. Có nhiều cơ hội để cho HS làm quen với ph ơng pháp
thực nghiệm và phơng pháp mô hình. Về phơng pháp thực nghiệm HS đã đợc
làm quen nhiều lần ở các lớp 6, 7, 8. Còn đối với phơng pháp mô hình thì trớc
đây HS ít có dịp làm quen hơn và chỉ làm quen với một vài giai đoạn của phơng
pháp này chứ cha có dịp tham gia vào toàn bộ các giai đoạn của phơng pháp mô
hình trong việc xây dựng một mô hình cụ thể.
Phơng pháp mô hình bao gồm 4 giai đoạn chính sau đây :
a) Làm thí nghiệm tác động vào đối tợng để làm bộc lộ những tính chất bản
chất của vật gốc.
b) Xây dựng mô hình. Bằng sự so sánh tơng tự, ngời ta tìm những vật, hệ
thống vật, những hình vẽ, kí hiệu đã biết và có những tính chất giống nh vật gốc
để mô tả vật gốc, thay thế cho vật gốc trong các phép suy luận tiếp theo để tìm
những tính chất mới cha biết của vật gốc. Hệ thống thay thế đó gọi là mô hình
của vật gốc.
c) Thao tác trên mô hình suy ra hệ quả lí thuyết, nghĩa là áp dụng những lập
luận lôgic cho những biến đổi của mô hình để suy ra một tính chất mới, một
mối quan hệ mới của mô hình. Bằng phép tơng tự ta dự đoán rằng vật gốc cũng
có tính chất mới phát hiện của mô hình.
d) Thực nghiệm kiểm tra. Bản thân mô hình là một sản phẩm của t duy.
Hệ quả suy ra từ mô hình cũng chỉ có tính chất là một dự đoán. Cần phải làm
thí nghiệm để kiểm tra lại xem vật gốc có tính chất mới đó không. Nếu có thì
mô hình đợc coi là phản ánh đúng vật gốc. Nếu không đúng thì phải bỏ đi và
xây dựng mô hình mới.
122
Nh vậy mô hình tuy phản ánh đặc tính bản chất của vật gốc nhng không
đồng nhất với vật gốc. Mỗi mô hình chỉ phản ánh một số mặt nào đó của vật

gốc. Mô hình có thể đợc sửa đổi, bổ sung để ngày càng phản ánh đầy đủ hơn
tính chất của vật gốc.
Trong phần Điện từ học sử dụng hai loại mô hình :
Mô hình vật chất nh mô hình động cơ điện, mô hình máy phát điện, mô
hình máy biến thế, mô hình rơ-le điện từ... Những mô hình này hoặc có cấu tạo
giống vật gốc, hoặc có chức năng giống vật gốc.
Mô hình lí tởng : đó là mô hình hợp thành bởi các hình vẽ, các kí hiệu
trừu tợng biểu diễn những đặc tính của vật gốc. Ví dụ nh mô hình đờng
sức từ biểu diễn từ trờng về mặt phân bố lực từ xung quanh nam châm hay xung
quanh dây dẫn có dòng điện chạy qua. Mô hình lí tởng này có tác dụng to lớn
hơn mô hình vật chất vì nó có thể giúp ta suy ra nhiều tính chất mới của vật
gốc.
5.4.2. Phơng pháp dạy học khái niệm từ trờng
Nh đã nói ở trên, khái niệm từ trờng là một khái niệm phức tạp, ở trờng
THCS cha đủ điều kiện để có thể xác định đầy đủ những đặc tính của từ trờng
và do đó cha thể đa ra một
Không đa ra định nghĩa rõ ràng, đầy đủ về từ trờng, chơng trình vật lí THCS
chỉ yêu cầu hình thành biểu tợng về từ trờng, đa ra một cách nhận biết từ trờng
dựa vào tác dụng của từ trờng lên kim nam châm. Sau đó đa ra cách biểu diễn
từ trờng bằng mô hình đờng sức từ để tiện việc sử dụng sau này. Quá trình hình
thành biểu tợng về từ trờng diễn ra nh sau :
Giai đoạn 1. Nhận biết một tính chất đặc biệt của không gian ở xung quanh
một nam châm hay một dòng điện.
ở lớp 5 và lớp 7 HS đã biết nam châm có đặc tính hút sắt. Đến lớp 9 cần
làm cho HS nhận biết thêm rằng lực hút của nam châm tác dụng lên các vụn sắt
đặt ở những vị trí khác nhau quanh nam châm thì khác nhau. Làm thí nghiệm
rắc mạt sắt lên một tờ giấy nằm ngang trên đó có đặt một thanh nam châm thì
thấy các mạt sát tự sắp xếp các mạt sắt không đồng đều, chỗ mau, chỗ tha, có
hình dạng những đờng cong nối hai cực của nam châm và tập trung nhiều ở hai
cực. Điều đó cho phép ta dự đoán rằng các lực từ tác dụng lên vụn sắt phụ

123
thuộc vào vị trí của vụn sắt trong không gian xung quanh nam châm. Có thể
kiểm tra dự đoán này bằng cách đặt một kim nam châm nhỏ có trục quay thẳng
đứng ở các vị trí khác nhau xung quanh nam châm, thì thấy hớng Nam Bắc
của kim nam châm và cờng độ lực từ tác dụng lên cực của kim nam châm phụ
thuộc vào vị trí đặt kim nam châm.
Giai đoạn 2. Dấu hiệu để nhận biết sự tồn tại của từ trờng
Kết quả của những quan sát ở trên cho phép đa ra một câu hỏi : trong không
gian xung quanh nam châm có cái gì làm cho lực từ tác dụng lên kim nam châm
ở các vị trí khác nhau lại khác nhau ?
Câu hỏi này GV nêu ra để HS suy nghĩ, chú ý đến vấn đề cần giải quyết
chứ HS không thể trả lời đợc. Đến đây GV đa ra thông báo : các nhà khoa học
cho rằng xung quanh nam châm có từ trờng. Chính từ trờng đó tác dụng lực từ
lên kim nam châm hay lên vụn sắt. Khoa học ngày nay đã đa ra nhiều bằng
chứng về sự tồn tại của từ trờng. Một trong những dấu hiệu của sự tồn tại của từ
trờng là : từ trờng tác dụng lực từ lên kim nam châm đặt trong đó. Từ nay ta
dùng dấu hiệu đó để nhận biết tại một nơi trong không gian có từ trờng hay
không.
Bằng dụng cụ thí nghiệm đặc biệt có thể cho HS nhận biết thêm rằng không
phải chỉ các vụn sắt nằm trên miếng bìa đặt nằm ngang mới chịu tác dụng của
lực từ mà mạt sắt để ở bất kì vị trí nào xung quanh nam châm cũng bị lực từ tác
dụng, có nghĩa là từ trờng tồn tại ở mọi điểm xung quanh nam châm.
Tiếp theo giúp HS bằng thí nghiệm phát hiện ra rằng không phải chỉ nam
châm vĩnh cửu mà một dòng điện chạy qua một dây dẫn cũng có từ tính nh nam
châm. Điều đó khẳng định thêm một lần nữa rằng không phải thanh nam châm
hay cuộn dây dẫn (có bản chất rất khác nhau) trực tiếp tác dụng lực từ lên kim
nam châm mà xung quanh nam châm hay dây dẫn có dòng điện tồn tại một môi
trờng chung gọi là từ trờng. Chính từ trờng này tác dụng lực từ lên kim nam
châm đặt trong đó.
Giai đoạn 3. Xây dựng mô hình đờng sức từ để biểu diễn từ trờng. Ta

không thể quan sát từ trờng bằng mắt đợc cho nên khó có thể dự đoán đợc hớng
và độ lớn của lực từ tác dụng lên kim nam châm đặt tại một điểm trong từ tr-
ờng. Do đó khó có thể kiểm tra đợc tính đúng đắn của nhận định cho rằng xung
quanh nam châm hay dòng điện có từ trờng. Mô hình đờng sức từ giúp ta giải
124
quyết đợc khó khăn này. (Việc xây dựng mô hình đờng sức từ sẽ đợc xét trong
mục dới đây). ở lớp 9 mô hình đờng sức từ chỉ mang những đặc điểm định tính
sau đây :
a) Từ phổ là hình ảnh trực quan của đờng sức từ.
b) Đờng sức từ là những đờng cong liên tục nối cực Bắc và cực Nam của
một nam châm, ở bên ngoài nam châm.
c) Nếu đặt các kim nam châm nối tiếp nhau trên một đờng sức từ thì trục
Nam Bắc của các kim nam châm luôn tiếp xúc với đờng sức từ (không cắt ngang)
và cực Bắc của kim nam châm luôn hớng theo một chiều từ cực Bắc đến cực Nam
ở ngoài thanh nam châm. Chiều đó cũng đợc quy ớc là chiều của đờng sức từ.
Nói cách khác chiều của đờng sức từ biểu diễn chiều của lực từ tác dụng lên
cực Bắc của kim nam châm đặt tại mỗi điểm trên đờng sức từ.
d) Chỗ đờng sức mau thì lực từ mạnh, chỗ đờng sức tha thì lực từ yếu
Sau đó khảo sát đờng sức từ của một số nam châm và dòng điện : nam
châm thẳng, nam châm chữ U, ống dây có dòng điện. Khi khảo sát đờng sức từ
của ống dây có dòng điện có thể rút ra nhận xét có ý nghĩa thực tiễn : đờng sức
từ có cả ở trong lòng ống dây, ở bên trong nam châm vĩnh cửu. Thực ra đờng
sức từ là đờng cong khép kín gồm một phần ở trong và một phần ở ngoài nam
châm. ở lớp 9 không đề cập đến tính chất khép kín này của các đờng sức từ.
Giai đoạn 4. Vận dụng mô hình đờng sức từ để nghiên cứu một số hiện tợng.
Xác định chiều của lực từ tác dụng lên kim nam châm hay lên dây dẫn có
dòng điện chạy qua đặt trong từ trờng.
Xác định điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng, dòng điện xoay chiều.
Nguyên tắc hoạt động của động cơ điện một chiều, của máy biến thế.
Những kết quả nghiên cứu này phù hợp với thực tiễn, chúng tỏ rằng mô

hình đờng sức từ phản ánh đúng thực tiễn, nghĩa là khẳng định sự tồn tại của từ
trờng.
5.4.3. Dạy học khái niệm đờng sức từ
Dới đây sẽ trình bày một phơng án thiết kế những hoạt động tự lực mà HS
cần thực hiện để hình thành kiến thức về đờng sức từ.
125
I Mục tiêu
Làm đợc thí nghiệm tạo ra từ phổ của một nam châm thẳng.
Vẽ đợc các đờng sức từ của một nam châm thẳng và xác định đợc chiều
của đờng sức từ.
Nêu đợc đờng sức từ biểu diễn đợc tính chất gì của từ trờng.
II Chuẩn bị
Cho mỗi nhóm HS
1 thanh nam châm thẳng.
1 tấm nhựa cứng có giá đặt nằm ngang.
1 lọ mạt sắt.
1 bút dạ.
8 kim nam châm có trục quay thẳng đứng (hay 8 la bàn nhỏ).
III Hoạt động của học sinh
Mục tiêu Tiến trình Kết quả
Hoạt động 1
Xác định vấn đề cần
nghiên cứu
Nhắc lại dấu hiệu để nhận
biết có từ trờng.
Không nhìn thấy từ trờng.
Vậy làm thế nào để mô tả
đợc rõ ràng nhanh chóng
các lực từ trong từ trờng
của một nam châm ở các

điểm khác nhau ?
Có thể dùng hình vẽ để
mô tả lực từ ở những điểm
khác nhau trong từ trờng
của một nam châm.
Hoạt động 2
Tạo ra từ phổ của một
thanh nam châm. Tìm
hiểu xem từ phổ cho ta
biết điều gì
Làm việc theo nhóm
a) Rắc mạt sắt lên tấm nhựa ở
trên có đặt một thanh nam
châm. Gõ nhẹ tấm nhựa.
b) Quan sát và nêu nhận xét
về sự sắp xếp các mạt sắt.
c) Các mạt sắt chịu tác dụng
của lực từ. Sự sắp xếp các
mạt sắt cho ta biết điều gì ?
Tạo đợc từ phổ của nam
châm.
Nhận ra các mạt sắt nối
đuôi nhau thành những
đờng cong từ cực Nam
đến cực Bắc.
Nêu đợc sự sắp xếp các
mạt sắt cho biết hớng và
cờng độ của lực từ ở
mỗi điểm.
126

Mục tiêu Tiến trình Kết quả
Hoạt động 3
a) Thử vẽ một đờng
cong nối cực Nam
với cực Bắc của
nam châm dọc theo
các mạt sắt nối đuôi
nhau.
b) Đặt những kim nam
châm nhỏ dọc theo
đờng cong vẽ đợc.
c) Biểu diễn hớng của
kim nam châm trên
đờng cong bằng các
mũi tên.
Làm việc theo nhóm
Lần lợt thực hiện 3 điểm a, b,
c của mục tiêu.
a) Sẽ đợc vài đờng cong liên
tục dựa theo sự sắp xếp của
mạt sắt.
b) Xếp các kim nam châm
nhỏ dọc theo đờng cong sao
cho chúng nối đuôi nhau và
nối liền 2 cực.
Dùng bút điều chỉnh hình vẽ
đờng cong cho phù hợp với đ-
ờng nối các kim nam châm.
c) Vẽ các mũi tên chỉ hớng từ
cực nam đến cực bắc của kim

nam châm cho biết hớng của
lực.
d) Tìm hiểu xem độ mau tha
của mạt sắt (của các đờng
cong) cho biết điều gì về lực từ.
Vẽ đợc các đờng cong
liên tục dọc theo các
kim nam châm nối liền
2 cực của nam châm.
Nêu đợc : đờng cong đó
cho ta biết hớng và cờng
độ của lực từ.
Hoạt động 4
Nêu lên những đặc
điểm của đờng sức từ.
Thảo luận chung ở lớp về
đặc điểm của đờng sức từ
vẽ đợc ở trên về các mặt :
Hình dạng,
hớng,
độ mau tha.
Các kim nam châm nối
đuôi nhau theo một đ-
ờng sức từ nối cực Nam
với cực Bắc của nam
châm.
Chiều của đờng sức từ
là chiều của lực từ tác
dụng lên cực Bắc của
kim nam châm.

Nơi nào từ trờng mạnh
thì đờng sức dày, nơi
nào từ trờng yếu thì đ-
ờng sức tha.
127
Mục tiêu Tiến trình Kết quả
Hoạt động 5
Quan sát hình vẽ, nhận
biết đờng sức từ của
nam châm thẳng, nam
châm hình chữ U.
Dựa vào hình vẽ đờng sức từ,
nêu lên đặc điểm của
lực từ tại những điểm khác
nhau trong từ trờng của mỗi
nam châm.
Đối với mỗi nam châm,
các đờng sức từ có dạng
khác nhau :
Nam châm thẳng có từ
trờng không đều.
Nam châm chữ U thì từ
trờng đều ở khoảng giữa
2 nhánh chữ U.
Hoạt động 6
Vận dụng.
Dựa vào từ phổ vẽ đ-
ờng sức từ của một
nam châm.
Dựa vào đờng sức từ

vẽ vị trí và chiều
của kim nam châm
đặt ở một điểm.
Làm việc cá nhân
Thảo luận chung ở lớp về kết
quả.
Nêu đợc lợi ích của việc
dùng hình vẽ đờng sức từ
để biểu diễn từ trờng.
5.4.4. Dạy học quy tắc bàn tay trái
Quy tắc bàn tay trái dùng để tìm chiều của lực từ tác dụng lên một dây
dẫn thẳng chạy qua đặt trong từ trờng. Đây là dịp tốt để HS có thể tham gia vào
tất cả các giai đoạn của phơng pháp thực nghiệm, đồng thời sử dụng mô hình đ-
ờng sức từ. Nh vậy, trong bài học này HS vừa có dịp vận dụng tổng hợp nhiều
kiến thức đã học, vừa rèn luyện đợc t duy sáng tạo. Mặt khác, trong bài học này
GV có dịp giới thiệu cho HS một phơng án thí nghiệm rất độc đáo và có hiệu
quả, khác với những dụng cụ thí nghiệm đã có trớc đây ở nớc ta.
Dới đây là một phơng án tổ chức hoạt động tìm tòi nghiên cứu của HS, vừa
đảm bảo cho HS nắm vững kiến thức vừa phát triển đợc t duy sáng tạo.
128
Mục tiêu Tiến trình Kết quả
Hoạt động 1
Xác định vấn đề cần
nghiên cứu : xác định
lực tác dụng của nam
châm lên dòng điện đặt
trong từ trờng của nam
châm.
Nhắc lại thí nghiệm
Ơ-xtét : dòng điện tác dụng

lực lên kim nam châm.
Nêu câu hỏi ngợc lại : Liệu
nam châm có tác dụng lực
lên dòng điện đặt trong đó
không ?
Xuất hiện vấn đề mới :
Cần nghiên cứu lực tác
dụng của từ trờng lên
dòng điện.
Hoạt động 2
Tìm hiểu xem trong
điều kiện nào thì từ tr-
ờng có tác dụng lực lên
dây dẫn có dòng điện
chạy qua đặt trong đó.
Làm việc theo nhóm
Bố trí thí nghiệm : Đặt một
đoạn dây dẫn thẳng trong
khoảng giữa hai nhánh của
nam châm chữ U (hình 5.1).
Đoạn dây dẫn AB có thể lăn
trên hai đờng ray bằng kim
loại. Khi có lực tác dụng thì
đoạn dây dẫn sẽ chuyển
động trên hai thanh ray.
Hình 5.1
Quay nam châm theo nhiều
hớng khác nhau xem trờng
hợp nào có lực tác dụng lên
dây AB.

Chú ý đến các đờng sức
từ của nam châm chữ U có
hớng nh thế nào so với AB.
Khi AB song song với
các đờng sức từ :
không có lực tác
dụng lên AB.
Khi AB không song
song với đờng sức
từ : có lực tác dụng.
129
Mục tiêu Tiến trình Kết quả
Hoạt động 3
Tìm hiểu xem chiều
của lực từ phụ thuộc
những yếu tố nào ?
a) Dự đoán những yếu
tố có thể ảnh hởng
đến chiều của lực từ.
b) Làm thí nghiệm kiểm
tra dự đoán.
Làm việc theo nhóm
Phân tích xem yếu tố nào có
liên quan đến từ trờng có thể
đổi chiều ? (Chiều của đờng
sức từ ; yếu tố nào
có liên quan đến dòng điện
có thể đổi chiều (chiều của
dòng điện).
Lần lợt làm thí nghiệm

đổi chiều đờng sức từ và đổi
chiều dòng điện xem chiều
của lực từ có thay đổi không
?
Chiều của lực từ phụ
thuộc vào chiều của
đờng sức từ và chiều
của dòng điện.
Hoạt động 4
Tìm mối quan hệ giữa
chiều của lực từ với
chiều của đờng sức
từ và chiều của dòng
điện.
Làm việc theo nhóm.
Xét trờng hợp đơn giản, đờng
sức từ vuông góc với dây
dẫn có dòng điện.
Biểu diễn chiều dòng điện
theo ngón tay trỏ của bàn tay
trái, đờng sức từ đâm vuông
góc vào lòng bàn
tay trái. Tìm xem chiều của
lực từ trong thí nghiệm có
thể biểu diễn bằng ngón
tay nào.
áp bàn tay trái vào từng
thí nghiệm để tìm ra ngón
tay chỉ chiều của lực từ
(chiều chuyển động của

thanh đồng AB).
Trong mọi trờng hợp,
chiều của lực từ biểu
diễn bằng ngón tay cái
xoè ra vuông góc với
ngón tay trỏ.
130
Mục tiêu Tiến trình Kết quả
Hoạt động 5
Phát biểu quy tắc bàn
tay trái tìm chiều của
lực điện từ tác dụng
lên dây dẫn thẳng đặt
trong từ trờng.
Thảo luận chung ở lớp
Đa bàn tay trái ra minh hoạ
cho kết quả thí nghiệm của
nhóm mình.
Thống nhất cách
phát biểu quy tắc bàn
tay trái.
Hoạt động 6
Vận dụng giải bài tập
C2, C3, C4 SGK.
Làm việc cá nhân
Thảo luận chung ở lớp về
kết quả.
Sử dụng đợc quy tắc
bàn tay trái trong các
tình huống khác nhau :

tìm lực từ hoặc biết lực
từ, tìm chiều dòng điện,
chiều đờng sức từ.
5.4.5. Dạy học hiện tợng cảm ứng điện từ
a) Phơng hớng chung
Trớc đây, ở thế kỉ XIX, khi cha biết dòng điện cảm ứng thì câu hỏi : "dòng
điện sinh ra từ trờng thì ngợc lại từ trờng có sinh ra dòng điện đợc không ?" là
một câu hỏi rất khó, các nhà bác học cũng không trả lời ngay đợc. Bởi vậy ngày
nay nếu đa câu hỏi đó ra cho HS thì cũng là quá sức, HS không thể tự tìm ra
câu trả lời đợc. Câu hỏi đó chỉ có tính chất gợi ra điều cần suy nghĩ chứ cha
phải để tạo ra tình huống vấn đề.
Ngày nay ngời ta đã tạo ra đợc dòng điện cảm ứng thì chúng ta có thể làm
cách khác để tạo điều kiện cho HS có thể tự lực tìm tòi nghiên cứu. Cách làm
nh sau : Ta đã biết, muốn có dòng điện ta phải có nguồn điện là pin hoặc ắc
quy. GV giới thiệu cho HS một dụng cụ trong đó không có pin hoặc acquy nhng
lại có thể tạo ra đợc dòng điện làm sáng bóng đèn, đó là cái đinamô xe đạp. Đặt
vấn đề cho HS tìm hiểu xem trong đinamô có cái gì và hoạt động nh thế nào để
tạo ra đợc dòng điện. Quan sát cái đinamô đã tháo vỏ ngoài, HS dễ dàng phát
hiện ra trong đó có cuộn dây dẫn và nam châm. Khi nam châm quay thì trong
cuộn dây dẫn xuất hiện dòng điện làm sáng bóng đèn. Nhng không phải hễ cứ
có nam châm để gần cuộn dây dẫn là có dòng điện. Cần tìm hiểu tiếp trong điều
131
kiện nào thì nam châm mới có thể tạo ra dòng điện. Tuy nhiên điều khó khăn ở
đây không phải là cái nam châm mà là từ trờng của cái nam châm mới trực tiếp
tác dụng lên cuộn dây dẫn gây ra dòng điện cảm ứng. Nhng ta không quan sát
thấy từ trờng trực tiếp bằng mắt. Cần phải hớng dẫn HS dùng mô hình đờng sức
từ biểu diễn từ trờng. Từ đó mà tìm ra là dòng điện cảm ứng xuất hiện khi số đ-
ờng sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây biến thiên (tăng hay giảm).
Nh vậy việc dạy học hiện tợng cảm ứng điện từ diễn ra theo hai giai đoạn :
Giai đoạn 1. Tìm hiểu cách tạo ra dòng điện cảm ứng. Thông qua thí

nghiệm, nhận biết cách dùng nam châm vĩnh cửu hay nam châm điện để tạo ra
dòng điện. Gọi là dòng điện cảm ứng.
Giai đoạn 2. Tìm hiểu điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng. Kết hợp
quan sát thí nghiệm tạo ra dòng điện cảm ứng và sử dụng mô hình đờng sức từ
để tìm ra điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng là : "Trong cuộn dây dẫn kín
xuất hiện dòng điện cảm ứng khi số đờng sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn
dây dẫn biến thiên (tăng hay giảm).
b) Dạy học bài "Điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng".
I Mục tiêu
Xác định đợc có sự biến đổi (tăng hay giảm) của số đờng sức từ xuyên
qua tiết diện S của cuộn dây dẫn khi làm thí nghiệm với nam châm vĩnh cửu
hay nam châm điện.
Dựa trên quan sát, thí nghiệm, xác lập đợc mối quan hệ giữa sự xuất hiện
dòng điện cảm ứng và sự biến đổi số đờng sức từ xuyên qua tiết diện S của
cuộn dây dẫn kín.
Phát biểu đợc điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng.
Vận dụng đợc điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng để giải thích và dự
đoán những trờng hợp cụ thể, trong đó xuất hiện hay không xuất hiện dòng điện
cảm ứng.
II Chuẩn bị
HS ôn lại cách biểu diễn từ trờng bằng đờng sức từ và các cách tạo ra
dòng điện cảm ứng bằng nam châm vĩnh cửu và nam châm điện.
Cho mỗi nhóm HS. Hình vẽ đờng sức từ của một nam châm vĩnh cửu trên
giấy trong và hình vẽ cuộn dây dẫn trên giấy trắng.
132
III Tổ chức hoạt động nhận thức của học sinh
Hoạt động của HS Trợ giúp của GV
Hoạt động 1
Nhận biết vai trò của từ trờng trong
hiện tợng cảm ứng điện từ.

Làm việc cá nhân.
Thảo luận chung ở lớp
a) Trả lời câu hỏi của GV, nhắc lại có
nhiều cách dùng các nam châm khác
nhau để tạo ra dòng điện cảm ứng.
b) Phát hiện vai trò của từ trờng là yếu
tố chung cho các loại nam châm
khác nhau.
Nêu câu hỏi : Có những cách nào
dùng nam châm để tạo ra dòng
điện cảm ứng ?
Xung quanh những nam châm khác
nhau có yếu tố nào chung ?
Ta không quan sát đợc từ trờng
bằng mắt, nhng đã biết cách biểu
diễn từ trờng bằng đờng sức từ.
Vậy làm thế nào để biết đợc sự
biến đổi của từ trờng đối với cuộn
dây khi đa nam châm lại gần hay
ra xa cuộn dây ?
Hoạt động 2
Khảo sát sự biến đổi của số đờng sức từ
xuyên qua tiết diện S của cuộn dây dẫn
khi đa một cực của nam châm lại gần
hay ra xa cuộn dây để tạo ra dòng điện
cảm ứng.
a) Làm việc theo nhóm
Thao tác với giấy trong vẽ đờng sức
từ và giấy trắng vẽ cuộn dây. Trả lời
C1 SGK.

b) Thảo luận chung ở lớp
Rút ra nhận xét về sự biến đổi của số đ-
ờng sức từ xuyên qua tiết diện S của
cuộn dây dẫn khi đa nam châm vào
trong lòng cuộn dây và kéo nam châm ra
khỏi cuộn dây.
Hớng dẫn HS sử dụng mô hình đ-
ờng sức từ vẽ trên giấy trong.
Xét ba trờng hợp :
Đa một cực nam châm lại gần một
đầu cuộn dây.
Đa một cực nam châm ra xa một
đầu cuộn dây.
Để nam châm đứng yên so với cuộn
dây.
Hoạt động 3
Tìm hiểu mối quan hệ giữa sự tăng hay
Hớng dẫn HS nhớ lại những trờng
133
giảm của số đờng sức từ qua tiết diện S
của cuộn dây với sự xuất hiện dòng điện
cảm ứng (tìm điều kiện xuất hiện dòng
điện cảm ứng).
Làm việc cá nhân.
a) Lập bảng đối chiếu trờng hợp xuất hiện
dòng điện cảm ứng trong thí nghiệm với
sự biến thiên của số đờng sức từ qua tiết
diện S của cuộn dây.
b) Thảo luận chung ở lớp
Rút ra điều kiện xuất hiện dòng điện

cảm ứng.
hợp xuất hiện dòng điện cảm ứng
trong thí nghiệm và nhận xét về sự
biến đổi số đờng sức từ xuyên qua
tiết diện S của cuộn dây để lập
bảng đối chiếu.
Gọi HS lên bảng điền vào bảng đối
chiếu.
Căn cứ vào bảng đối chiếu rút ra
nhận xét, khi nào thì xuất hiện
dòng điện cảm ứng.
Hoạt động 4
Vận dụng nhận xét về điều kiện
xuất hiện dòng điện cảm ứng để giải
thích nguyên nhân xuất hiện dòng điện
cảm ứng trong thí nghiệm của nam châm
điện.
Làm việc cá nhân.
Thảo luận chung ở lớp.
Gợi ý thêm.
Từ trờng của nam châm điện biến
đổi nh thế nào khi dòng điện chạy
qua nam châm tăng, giảm ?
Suy ra sự biến đổi của số đờng sức
từ xuyên qua tiết diện S của cuộn
dây.
Hoạt động 5
Rút ra kết luận chung về điều kiện xuất
hiện dòng điện cảm ứng.
Kết luận có gì khác với nhận xét

ban đầu ở trên ?
5.4.6. Dạy học vấn đề "Dòng điện xoay chiều"
5.4.6.1. Đặc điểm chung
134
Khó khăn lớn nhất gặp phải trong khi tìm hiểu dòng điện xoay chiều là nhận
biết đợc khi nào dòng điện đổi chiều. Ngày nay khó khăn đó có thể khắc phục
đợc bằng cách dùng đèn LED. Đèn LED có đặc điểm là chỉ bật sáng khi dòng
điện chạy qua đèn theo một chiều xác định. Nếu mắc hai bóng đèn LED song
song ngợc chiều vào mạch điện xoay chiều có hiệu điện thế thấp (khoảng 2V)
thì hai bóng đèn sẽ luân phiên bật sáng. Ngoài ra muốn tạo ra đợc hiệu điện thế
cảm ứng khoảng 2V với một nam châm thờng dùng thì cuộn dây phải có chừng
4000 vòng. Nếu có nam châm mạnh nh nam châm bằng đất hiếm thì hiệu quả sẽ
rõ rệt hơn. Trớc đây dùng điện kế kim quay có nhợc điểm là khi dòng điện một
chiều tắt rồi kim vẫn lắc l và khi dòng điện đổi chiều có tần số lớn thì kim lại
không quay.
Kết hợp sử dụng đèn LED và mô hình đờng sức từ, HS có thể phát hiện ra
điều kiện để dòng điện cảm ứng đổi chiều : dòng điện cảm ứng đổi chiều khi số
đờng sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây đang tăng mà chuyển thành
giảm hay đang giảm mà chuyển thành tăng. Từ đó có thể dự đoán rằng nếu số
đờng sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây liên tục luân phiên tăng giảm
thì trong cuộn dây dẫn kín sẽ xuất hiện một dòng điện cảm ứng luân phiên đổi
chiều gọi là dòng điện xoay chiều. Cũng sử dụng mô hình đờng sức từ có thể
nhận biết đợc rằng hiện tợng luân phiên đổi chiều của dòng điện cảm ứng sẽ
xảy ra khi cho nam châm quay trớc cuộn dây hay cho cuộn dây quay trong từ
trờng của nam châm. Nhận xét đó là cơ sở để chế tạo máy phát điện xoay chiều.
Có hai loại máy phát điện xoay chiều : loại có nam châm quay và loại có cuộn
dây quay. Cả hai loại đều có hai bộ phận chính là cuộn dây dẫn và nam châm.
Vì trọng tâm là tìm hiểu nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều
nên không đi sâu vào các chi tiết kĩ thuật nh bộ góp điện hay lõi sắt của các
cuộn dây.

Nh vậy tiến trình nghiên cứu dòng điện xoay chiều trải qua các giai
đoạn sau :
+ Sự đổi chiều của dòng điện cảm ứng. Dựa vào mô hình đờng sức từ để
tìm hiểu trong điều kiện nào thì dòng điện cảm ứng đổi chiều.
+ Trong điều kiện nào thì trong cuộn dây dẫn xuất hiện dòng điện luân
phiên đổi chiều gọi là dòng điện xoay chiều.
+ Hai cách tạo ra dòng điện xoay chiều.
+ Máy phát điện xoay chiều.
+ Cách đo cờng độ và hiệu điện thế xoay chiều.
+ Một số tính chất của dòng điện xoay chiều, đặc biệt là tính chất từ.
135
Với những kiến thức sơ bộ về dòng điện xoay chiều nh trên, HS có thể hiểu
đợc nguyên tắc vận hành của máy biến thế : hiểu đợc vì sao cần phải dùng dòng
điện xoay chiều để chạy máy biến thế, điều này chơng trình cũ không làm đợc.
b) Hoạt động của HS khi học bài "Điều kiện xuất hiện dòng điện
cảm ứng"
Trớc khi học bài này, HS đã biết cách dùng nam châm vĩnh cửu và nam
châm điện để tạo ra dòng điện cảm ứng và biết dùng đèn LED để phát hiện
dòng điện cảm ứng, biết xung quanh nam châm có từ trờng và biểu diễn từ tr-
ờng bằng đờng sức từ. Nhiệm vụ của bài này là tìm hiểu xem trong điều kiện
nào thì từ trờng có thể sinh ra dòng điện trong cuộn dây dẫn kín.
Để hoàn thành đợc nhiệm vụ trên, GV có thể tổ chức cho HS lần lợt thực
hiện các hoạt động dới đây.
Hoạt động 1
Phát hiện vai trò của từ trờng trong việc tạo ra dòng điện cảm ứng.
Phân tích các trờng hợp tạo ra dòng điện cảm ứng thấy rằng nam châm vĩnh
cửu và nam châm điện rất khác nhau nhng đều tạo ra đợc dòng điện cảm ứng.
Vậy có cái gì chung cho cả 2 loại nam châm đó ảnh hởng đến cuộn dây ? Đó là
xung quanh cả hai nam châm đều có từ trờng. Chính từ trờng này tác dụng lên
cuộn dây dẫn mà gây ra dòng điện.

Hoạt động 2
Nghiên cứu sự biến đổi của từ trờng đối với cuộn dây dẫn khi tạo ra dòng
điện cảm ứng, xác định điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng.
Không quan sát đợc từ trờng bằng mắt, vậy làm thế nào để biết đợc những
biến đổi của từ trờng qua cuộn dây ? Dùng mô hình đờng sức từ biểu diễn từ tr-
ờng.
Dùng hình vẽ đờng sức từ của một nam châm vĩnh cửu trên giấy trong để
xét xem khi đa nam châm lại gần hay ra xa một đầu của cuộn dây để tạo ra
dòng điện cảm ứng thì số đờng sức từ qua tiết diện S biến đổi nh thế nào. Lập
bảng đối chiếu sự biến thiên (tăng hay giảm) của số đờng sức từ và trờng hợp
xuất hiện dòng điện cảm ứng để rút ra nhận xét về điều kiện xuất hiện dòng
điện cảm ứng : Số đờng sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây dẫn kín biến
thiên.
Hoạt động 3
136
Kiểm tra tính đúng đắn của nhận xét trên.
áp dụng nhận xét trên để giải thích các trờng hợp khác nhau tạo ra dòng
điện cảm ứng :
Dùng nam châm điện đứng yên trớc cuộn dây.
Cho nam châm quay trớc cuộn dây
Rút ra kết luận tổng quát về điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng.
Hoạt động 4
Vận dụng kết luận trên vào thực tiễn.
Giải thích hoạt động của đinamô xe đạp.
Dự đoán trờng hợp khác xuất hiện dòng điện cảm ứng rồi kiểm tra lại
bằng thí nghiệm.
5.4.6.2 Dạy học bài "Dòng điện xoay chiều".
A

Phơng án cơ bản

I mục tiêu
1. Nêu đợc nguyên nhân làm cho dòng điện cảm ứng đổi chiều.
2. Nêu đợc đặc điểm của dòng điện xoay chiều.
3. Bố trí đợc hai cách tạo ra dòng điện xoay chiều (cho nam châm quay và
cho cuộn dây quay).
4. Nêu đợc điều kiện xuất hiện dòng điện xoay chiều.
II chuẩn bị
Đối với mỗi nhóm HS :
Một cuộn dây dẫn kín có hai đèn LED, mắc song song ngợc chiều vào hai
đầu cuộn dây.
Một nam châm vĩnh cửu có thể quay quanh trục thẳng đứng.
Một cuộn dây dẫn có thể quay trong từ trờng của nam châm.
III tổ chức hoạt động nhận thức của hs
Hoạt động 1. Xác định mục đích bài học
Tìm hiểu dòng điện xoay chiều (kí hiệu là AC) có gì khác với dòng điện
một chiều đã biết có kí hiệu là DC).
Hoạt động 2. Tìm hiểu, trong điều kiện nào thì dòng điện cảm ứng đổi chiều
Làm việc theo nhóm.
137
Làm lại thí nghiệm tạo ra dòng điện cảm ứng bằng cách đa nam châm
vĩnh cửu lại gần hay ra xa cuộn dây. Dùng hai đèn LED mắc song song, ngợc
chiều vào hai đầu cuộn dây dẫn để nhận biết sự đổi chiều của dòng điện.
Phân tích sự biến thiên của số đờng sức từ qua tiết điện S của cuộn dây
khi dòng điện cảm ứng đổi chiều (hai đèn LED thay nhau bật sáng).
Rút ra nhận xét, trong trờng hợp nào thì dòng điện cảm ứng đổi chiều (khi
số đờng sức từ đang tăng mà chuyển thành giảm hay đang giảm mà chuyển
thành tăng).
Hoạt động 3. Tìm hiểu khái niệm dòng điện xoay chiều
Làm việc cá nhân.
Đọc và làm theo C2 SGK. Phân tích sự biến thiên của số đờng sức từ qua

tiết điện S của cuộn dây dẫn khi cho nam châm quay trớc cuộn dây nh hình 33.2
SGK. Suy ra dự đoán về chiều của dòng điện cảm ứng. Làm thí nghiệm kiểm
tra.
Xét tơng tự nh mục a, khi cho cuộn dây quay trong từ trờng.
Rút ra kết luận về hai cách tạo ra dòng điện xoay chiều.
Thảo luận chung ở lớp về lập luận biến thiên của số đờng sức từ qua tiết
diện S của cuộn dây và dự đoán về chiều của dòng điện cảm ứng.
Hoạt động 5. Vận dụng
Làm việc cá nhân.
Trả lời C4 SGK. Giải thích hiện tợng, khi cuộn dây quay nh hình 33.4 SGK
thì hai đèn LED vạch hai nửa vòng sáng đối diện nhau.
B. Phơng án nâng cao
i mục tiêu
1. Phát hiện đợc sự đổi chiều của dòng điện cảm ứng và tìm đợc nguyên
nhân gây nên sự đổi chiều đó.
2. Nêu đợc đặc điểm của dòng điện xoay chiều.
3. Đề xuất đợc phơng án bố trí thí nghiệm để tạo ra dòng điện xoay chiều.
Làm thí nghiệm kiểm tra.
4. Tìm đợc điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng xoay chiều.
ii chuẩn bị
Nh phơng án cơ bản.
III Tổ chức hoạT động nhận thức của học sinh
138
Hoạt động của HS Trợ giúp của GV
Hoạt động 1
Phát hiện vấn đề mới cần nghiên cứu :
có một dòng điện khác với dòng điện
một chiều do pin và acquy gây ra.
Cá nhân quan sát GV làm thí nghiệm.
Phát hiện có dòng điện AC khác với

dòng điện một chiều DC đã biết.
Cần tìm hiểu dòng AC (dòng điện
xoay chiều) có đặc điểm gì, sử dụng
có thuận lợi gì.
Biểu diễn TN. Giới thiệu nguồn điện
có 2 ổ lấy điện DC 3V và AC 3V. Lần
lợt mắc bóng đèn 3V vào hai ổ, đèn
đều sáng, chứng tỏ 2 ổ đều có điện.
Mắc vôn kế vào ổ DC : Vôn kế quay.
Mắc vônkế vào ổ AC : Vôn kế không
quay
Nêu câu hỏi : 2 dòng điện DC và AC
có giống nhau không ? Khác nhau
thế nào ?
Giải thích ý nghĩa chữ AC (alternati
curent) là dòng xoay chiều dùng rất
phổ biến hàng ngày.
Hoạt động 2
Phát hiện dòng điện cảm ứng có thể
đổi chiều và tìm hiểu trong trờng hợp
nào thì dòng điện cảm ứng đổi chiều.
Làm việc theo nhóm
a) Phát hiện dòng điện cảm ứng có thể
đổi chiều.
Trả lời câu hỏi của GV. Nêu dự đoán
và làm thí nghiệm kiểm tra.
b) Rút ra kết luận : khi nào dòng điện
cảm ứng đổi chiều (khi số đờng sức
từ qua S đang tăng mà chuyển sang
giảm hay ngợc lại).

Thảo luận chung ở lớp về kết luận.
Dùng đèn LED để phát hiện chiều
của dòng điện. Mắc 2 bóng đèn LED
nh thế nào để nhận biết đợc dòng điện
chiều ?
Nguyên nhân xuất hiện dòng điện
cảm ứng là số đờng sức từ qua tiết
diện S của cuộn dây tăng hoặc giảm.
Vậy hãy dự đoán xem khi số đờng
sức tăng và khi số đờng sức giảm
thì chiều dòng điện có giống nhau
không ? Hãy làm thí nghiệm kiểm tra.
Hoạt động 3
Tìm hiểu khái niệm mới : Dòng điện
xoay chiều.
Có hiện tợng gì xảy ra nếu ta liên tục
cho số đờng sức từ qua S luân phiên
139
Hoạt động của HS Trợ giúp của GV
Cá nhân tự đọc thông báo trong SGK
về dòng điện xoay chiều (mục 3).
tăng, giảm ?
Dòng điện xoay chiều có đặc điểm gì ?
Hoạt động 4
Tìm hiểu cách tạo ra dòng điện
xoay chiều.
Làm việc theo nhóm.
Đề xuất các phơng án khác nhau. Có
thể có nhiều cách :
a) Dùng tay đa nam châm vào và kéo

nam châm ra khỏi cuộn dây dẫn.
b) Cho nam châm quay trớc cuộn dây.
c) Cho cuộn dây quay trong từ trờng của
nam châm.
Thảo luận chung ở lớp. Khẳng định
hai cách b và c thuận tiện hơn.
Cho một cuộn dây dẫn và một nam
châm, làm thế nào để cho số đờng sức
từ qua S của cuộn dây liên tục luân
phiên tăng giảm ?
Hãy làm thí nghiệm kiểm tra dự đoán.
Mỗi nhóm phân tích sự biến đổi của số
đờng sức từ qua S trong một trờng hợp.
Làm thí nghiệm kiểm tra.
Cách nào thuận tiện dễ thực hiện hơn ?
Hoạt động 5
Vận dụng.
Giải thích hiện tợng hai bóng đèn
LED mắc song song ngợc chiều vào 2
đầu cuộn dây dẫn bật sáng tạo thành
hai nửa vòng sáng đối diện nhau khi
cho cuộn dây quay trong từ trờng.
Biểu diễn thí nghiệm. Lu ý HS quan
sát vị trí hai bóng đèn LED và các vệt
sáng mà mỗi đèn vạch ra. Yêu cầu
giải thích tại sao mỗi đèn chỉ sáng
trên nửa vòng quay của cuộn dây ?
Hoạt động 6
Củng cố bài.
Cá nhân tự đọc phần ghi nhớ trong

SGK. Trả lời các câu hỏi củng cố
của GV.
Trờng hợp nào trong cuộn dây dẫn kín
xuất hiện dòng điện xoay chiều ?
Vì sao khi cho cuộn dây quay trong từ
trờng thì trong cuộn dây lại xuất hiện
dòng điện xoay chiều ?
5.4.6.3. Tìm hiểu tác dụng từ của dòng điện xoay chiều
HS đã biết trong các bài về từ trờng của dòng điện, khi dòng điện đổi chiều
thì lực từ tác dụng lên kim nam châm cùng đổi chiều. Điều đó vẫn đúng với
dòng điện xoay chiều. Tuy nhiên dòng điện xoay chiều thờng dùng trong thực tế
140