Tiết 48 Bài Tập : Tự cảm
I. Mục tiêu
1/ Kiến thức
- Nắm được công thức tính từ thông riêng của một mạch điện kín đã có sẵn dòng điện
- Nắm được công thức tính độ tự cảm của ống dây có lõi sắt và không có lõi sắt.
- Nắm được công thức tính suất điện động tự cảm
- Nắm được công thức tính năng lượng từ trường trong ống dây tự cảm.
2/ Kỹ năng
Biết vận dụng các công thức đã học để giải một số bài tập có liên quan.
II. Chuẩn bị
1/ Giáo viên
- Hệ thống bài tập
- Giáo án, sgk, SBT
2/ Học sinh
- Ôn tập lại kiến thức đã học
- Hệ thống BT giáo viên giao
III. Tiến trình giờ học
1/ ổn định tổ chức lớp
2/ Bài mới
Hoạt động của thầy và trò Nội dung cần đạt
Hoạt động 1: Kiểm tra kiến thức
cũ
-GV: Trả lời câu hỏi sau:
+Viết công thức tính từ thông riêng
của mạch kín?ý nghĩa các đại lượng
trong BT?
+Viết công thức tính suất điện động
tự cảm của ống dây không có lõi sắt
và có lõi sắt? ý nghĩa các đại lượng
trong BT?
I – Lý thuyết
-CT tính từ thông riêng của mạch kín: Φ= L.i
Trong đó: Φ : từ thông riêng. (Wb)
L : hệ số tự cảm, (H)
i : Cường độ dòng cảm ứng, (A)
- Độ tự cảm của ống dây :
+ ống dây không có lõi sắt
S
l
N
L
2
7
104
−
⋅=
π
+ ống dây có lõi sắt
S
l
N
L
2
7
104
µπ
−
⋅=
Trong đó: L : độ tự cảm, (H)
+Viết biểu thức tính suất điện động
tự cảm? ý nghĩa các đại lượng trong
BT?
+Viết công thức tính năng lượng từ
trường của ống dây tự cảm?
Hoạt động 2: Hướng dẫn học
sinh giải một số bài tập
-GV: Yêu cầu HS tóm tắt và giải bài
tập 6-SGK(157)
HS: Tóm tắt và giải bài tập
GV: Gợi ý:
- Độ tự cảm của ống dây được xác
định ntn?
- ống dây hình trụ có đường kính là
d thì tiết diện của ống được tính ntn?
HS: Trả lời
-GV: Y/c HS tóm tắt và giải bài tập
7 SGK
HS: Tóm tắt và giải bài tập
Gv: Gợi ý:
- Công thức xác định độ lớn của Sđđ
tự cảm?( Hay là Tốc độ biến thiên
của cường độ dòng điện cảm ứng
được xác định ntn?)
N : số vòng dây
l : Chiều dài ống dây,(m)
S : Tiết diện của dây,(m
2
)
M : độ từ thẩm
- Sđđ tự cảm của ống dây
t
i
Le
tc
∆
∆
−=
- Năng lượng từ trường của ống dây tự cảm
W =
2
2
1
Li
W : Năng lượng từ trường, (J)
II – Bài tập
Bài tập 6 (sgk-157)
Tóm tắt
l = 0,5m
N = 1000 vòng
d = 20cm
L = ?
Lời giải
Độ tự cảm của ống dây
( )
H
d
l
N
S
l
N
L
079,02,0
5,0
1000
10
4
104104
2
2
72
22
7
2
7
=⋅=
⋅=⋅=
−
−−
π
π
ππ
Bài tập 7 (sgk-157)
Cho biết
e
tc
= 0,75V
L = 25mH = 25.10
-3
H
i
a
giảm đ 0
∆t = 0,01s
i
a
= ?
Lời giải
- Suất điện động tự cảm xđ
t
i
Le
tc
∆
∆
=
L
te
i
tc
∆
=∆⇒
HS:
L
e
t
i
c
=
∆
∆
Gv: Trong mạch dòng điện biến
thiên ntn?
HS: Vì i giảm từ i
a
→
0 nên
aa
iii
=−=∆
0
GV: Y/c hs tóm tắt và giải bài tập 8
trong SGK
HS: Tóm tắt và giải bài tập
- Gv:Khi K chuyển sang b thì điện
trở R nóng lên. Hãy giải thích hiện
tượng?
-HS: Chuyển K sang b, khi đó i
L
giảm đột ngột,làm cho từ thông qua
L giảm đột ngột.Trong cuộn dây
xuất hiện hiện tượng tự cảm, i
tc
gây
ra tác dụng nhiệt trên R làm cho R
nóng lên.
Khi có dòng điện, trong cuộn dây đã
tích trữ 1 năng lượng và là năng
lượng từ trường.Tuỳ vào nhánh thứ
2 là bóng đèn hay điện trở mà năng
lượng từ sẽ chuyển hoá thành điện
hay nhiệt
-Gv : Nhiệt lượng toả ra trong R
chính là năng lượng đã được tích luỹ
trong ống dây L khi có dòng điện
chạy qua , tức là :
Q = W =
2
1
Li
2
-GV: Hướng dẫn HS làm các bài tập
trong SBT (63)
- Cường độ dòng điện giảm từ giá trị i
a
giảm đ 0
đ i
a
= ∆i
( )
A
L
te
i
tc
a
3,0
1025
01,075,0
3
=
⋅
⋅
=
∆
=⇒
−
Bài tập 8 (Sgk-157)
Tóm tắt
r
L
= 0
i
L
= 1,2A
L = 0,2 H
Chuyển K sang b.Tìm Q=?
Lời giải
- Khi chuyển K sang b thì dòng điện tự cảm
trong ống dây đã gây ra tác dụng nhiệt trên R
-Nhiệt lượng toả ra trong R chính bằng năng
lượng từ trường tích luỹ trong ống dây khi có
dòng điện chạy qua:
Q = W =
2
1
Li
2
=
2
1
.0,2.1,2
2
=0,144 (J).
- Bài 25.1: B
HS: thực hiện yêu cầu
-GV : Giải thích lựa chọn của mình?
- GV: Hướng dẫn HS làm bài 25.5,
25.6, 25.7 SBT
-GV: Gợi ý: trong cuôn cảm xảy ra
hiện tượng tự cảm nên cuộn cảm coi
như 1 nguồn có Sđđ tự cảm e
tc
và độ
giảm điện thế là ir
→
cuộn cảm và
nguồn được mắc nối tiếp với nhau
nên E
n
= e
tc
+ E
AD ĐL Ôm cho toàn mạch ta có gi?
HS: E + e
tc
= (R + r)i = 0
-GV:AD ĐL Ôm cho mạch kín ta có
Bt nào?
Vì
22
22
.
.
.
.¦
1
A
J
A
mN
A
m
mA
N
A
mT
A
Wb
H
=====
-Bài 25.2: B
Vì : e
tc
= L
t
i
∆
∆
-Bài 25.3 :B
Vì
16
=∆
i
A và
st 01.0
=∆
nên
i
te
L
tc
∆
∆
=
.
- Bài 25.4 :B
Ta có:
2
.
2
1
¦ iLW
=
J1.010.10.2
2
1
3
==
−
-Bài 25.5
a)Vì lõi của ống dây là chân không nên
µ
= 1
Độ tự cảm L của ống dây là:
S
l
N
L
2
7
10.4
µπ
−
=
=4.3,14.10
-7
.
2,0
10
6
.100.10
-4
= 6,28.10
-2
(H)
b)Độ biến thiên dòng điện
Ai 5
=∆
Ta có : Độ lớn của Sđđ tự cảm:
V
t
i
Le
tc
14,3
1,0
5
.10.28,6
2
==
∆
∆
=
−
c) Khi i=5A thì
JLiW 785,025.10.28,6.
2
1
2
1
¦
22
===
−
-Bài 25.6:
AD định luật Ôm cho toàn mạch:
E + e
tc
= (R + r)i = 0 vì R=0,r=0
E - L
t
i
∆
∆
=0 suy ra
t
i
∆
∆
=
=
t
i
E/L
⇒
ξ
Li
t
=
Vì :
0
−=∆
ii
và
0
−=∆
tt
Bài 25.7:
AD định luật Ôm cho mạch kín ta có:
HS: E + e
tc
= Ri
Hoạt động 3: Củng cố, dặn dò
GV: Y/c hs VN xem lại những BT
đã chữa, và chữa nốt những bài còn
lại
HS: Thực hiện y/c của gv
E + e
tc
= Ri
⇔
E - L
t
i
∆
∆
= Ri
a)Khi i=0 ứng với thời điểm t=0
⇒
E - L
t
i
∆
∆
=0
⇒
Lt
i
ξ
=
∆
∆
=1,8.10
3
A/s
b) Khi i = 2A , ta có E - L
t
i
∆
∆
=20.2=40
⇒
3
3
10
10.50
50
==
∆
∆
−
t
i
A/s
IV – Rút kinh nghiệm giờ học