Giáo án giảng dạy bộ môn Vật lý 11 - Trường THPT Mạc Đĩnh Chi - Bài 61: Dòng điện phu - Cô

<span class='text_page_counter'>(1)</span>TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI. GIAÙO AÙN VAÄT LYÙ 11. . Tieát :. Baøi 61:. DOØNG ÑIEÄN PHU - COÂ I. MUÏC TIEÂU :  . Hiểu được dòng điện PHU CÔ là gì , khi nào phát sinh dòng điện Phu Cô Hiểu được cái lợi và hại của dòng điện Phu Cô. II. PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY : Phương pháp thực nghiệm và nêu vấn đề .. III. THIẾT BỊ , ĐỒ DÙNG DẠY HỌC : Con lắc kim loại , nam châm điện IV. TIEÁN TRÌNH GIAÛNG DAÏY PHAÂN PHOÁI THỜI GIAN. 1. Kieåm tra. baøi cuõ vaø kiến thức cuõ lieân quan với bài mới (3’) 2. Nghieân cứu bài mới. PHAÀN LAØM VIEÄC CUÛA GIAÙO VIEÂN NOÄI DUNG GHI BAÛNG. HOẠT ĐÔNG CỦA HỌC SINH. TỔ CHỨC ,ĐIỀU KHIỂN. 1. Trả lời câu hỏi SGk 2. Laøm baøi taäp 1,2,3, SGK. Kiểm tra và đánh giá. 1. Doøng ñieän Phu-coâ. a) Thi nghieäm Bố trí thí nghiệm như ở hình 61.1. Cho tấm kim loại (đồng hay nhôm) dao động trong từ trường của nam châm. Ta thấy tấm kim loại chỉ dao độnt trong khoảng thời gain ngắn rồi ừng lại. b) Giaûi thích: Khi tấm kim loại dao động, nó cắt các đường sứac từ. Bài này gồm hai mục với hai nội dung rõ rệt. Mục thứ nhất nói về dòng điện Phucô. Mục thứ hia nói về những trường hợp dòng Phu-cô là có lợi và dòng Phu-cô là có hại. Những nội dung nói trên chỉ trình bày ở mức độ định tính. Doøng ñieän Phu-coâ Để đưa ra khái niệm về dòng điện Phu-. GV : ĐỖ HIẾU THẢO.  Lop11.com. Ghi chuù. VAÄT LYÙ PB 11: 61 -1 /6.

<span class='text_page_counter'>(2)</span> TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI của nam châm. Do đó trong tấm kim loại sinh ra các dòng điện cảm ứng. Theo quy tắc Len-sơ, dòng điện cảm ứng trong tấm kim loại có tác dụng ngăn cản sự chuyển động của chính tấm kim loại đó. Vì vậy tấm kim loại dừng lại nhanh choùng. Một khối vật dẫn đặt trong từ trường biến đổi theo thời gian, trong khối vật dẫn đó cũng sinh ra dòng điện cảm ứng trong lõi của máy biến thế. Ta gọi dòng điện cảm ứng được sinh ra ở trong khối vật dẫn khi vật dẫn chuyển động trong từ trường hay được đặt trong từ trường biến đổi theo thời gian là dòng điện Phu-coâ. Ñaëc tính chung cuûa caùc doøng ñieän Phu-coâ laø tính chaát xoáy. Nói cách khác các đường dòng của Phu-cô là tính chất xoáy. Nói cách khác các đường cong kín trong khối vật dẫn. Thay tấm kim loại liền khối trong thí nghiệm hinh 61.1 bằng tấm kim loại có rãnh sẻ như hình 61.2 thì thấy tấm kim loại này dao động lâu hơn, vì khiđó điện trở cũa tấm kim loại đối với dòng Phu-cô tănglàm cho cường độ dòng Phu-cô giảm. 2 ) . Taùc duïng cuûa doøng ñieän Phu-coâ trong một số trường hợp dòng điện Phu-cô là cần thiết và có ích , trong một số trường hợp khác dòng điện Phu-coâ laïi coù haïi. a) Một vài ví dụ ứng dụng dòng Phu-cô Tác động gây ra lực hãm của dòng Phu-cô trong một số trường hợp là cần thiết. Người ta lợi dụng tác dụng này để hãm chuyển động, nhất là chuyển động quay của một bộ phận nào đó trong một số thiết bị máy móc hay duïng cuï. Chaúng haïn khi ta caân moät vaät baèng caân. GV : ĐỖ HIẾU THẢO. GIAÙO AÙN VAÄT LYÙ 11.  coâ, GV laøm thí nghieäm nhö treân Hình 61.1 SGK. Trước khi làm thí nghiệm đó, GV nên cho tấm kim loại K dao động mà không có nam châm, sau đó cho K dao động nhiều lần liên tiếp, sờ tay vào còn coù theå nhaän thaáy K hôi aám leân moät chuùt. Sau đó GV hướng dẫn để học sinh giải thích tại sao trong thí nghiệm vừa rồi tấm kim loại K dừng lại nhanh chóng. Muốn vậy, cần gợi ý để học sinh thấy khi K dao động giữa hai cực của nam châm thì từ thông qua K biến đổi. Do đó, trong tấm kim loại K có dòng điện cảm ứng. Dòng điện cảm ứng này chạy ở bên trong khối vật dẫn và s9ược gọi là dòng điện Phucô. Theo quy tắc Len-xơ thì tù trường của doøng ñieän Phu-coâ coù taùc duïng choáng laïi dao động của tấm kim loại K. Vì thế tấm kim loại dừng lại. Thành thử việc cho học sinh giải thích thí nghiệm đồng thời cũng là làm cho học sinh ñöa ra khaùi nieäm doøng Phu-coâ. Maët khác, đây cũng là dịp để học sinh vận dụng quy tắc Len-xơ vào trường hợp thực teá cuï theå. Cuoái muïc naøy SGK neâu thí nghieäm gioáng như thí nghiệm trước nhưng thay tấm kim loại liền khối bằng tấm kim loại có xẻ rãnh. Thí nghiệm cho thấy, tấm kim loại có xẻ rãnh dao động lâu hơn tấm kim loại.  Lop11.com. VAÄT LYÙ PB 11: 61 -2 /6.

<span class='text_page_counter'>(3)</span> TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI nhạy thường là kim của cân dao động khá lâu. Để tránh tình trangđó, người ta cho kim dao động giữa hai cực của một na mchâm, dao động của kim sẽ tát khá nhanh. Người ta cũng sử dụng tác dụng hãm của dòng Phu-cô trong phanh điện từ ở các xe có tải trọng lớn. Coâng tô ñieän duøng trong giañìenh laø moät duïng cuï ñieän quen thuộc, trong đó dòng Phu-cô có vai trò cần thiế. Kho doøng ñieän qua cuoäng daâytrong coâng tô, noù seõ sinh ra momen làm cho đĩa kim loại của công tơ quay. Đĩa kim loại đặt giữa hai cực cũa một nam châm hình chữ U. (hình 61.3) Khi đĩa kim loại quay, nó sinh ra dòng ñieän Phu-coâ trong ñóa. Doøng ñòeân Phu-coâ gaây ra momen cản tác dụng lên đĩa. Khi cân bằng giữa momen quay và momen cản thì đĩa quay đều. Khi ngaét doøng ñieän, maëc duø khoâng coøn momen quay taùc duïng leân ñóa nhöng ñóa vaãn tieáp taïuc quay vì coù quán tính, khi đó dòng điện Phu-cô các tác dụng làm cho đĩa ngừng quay một cách nhanh chóng. b) Một vài thí dụ về trường hợp dòng Phu-cô là coù haïi. Nhiều thiết bị điện có cấu tạo dưới dạng một lõi sắt đặt trong moät oáng daây coù doøng ñieän xoay chieàu chaïy qua. Lõi sắt này có tác sụng tăng cường từ trường. Dòng điện trong ống dây biến đổi theo thời gian nên trong lõi s81t xuất hiện dòng điện Phu-cô. Sự xuất hiện dòng điện Phu-cô trong trường hợp này là có hại. Thứ nhất là nhiệt toả ra do dòng Phu-cô sẽ làm lõi sắt bị nóng có thể làm hỏng máy. Thứ hai là dòng điện Phu-cô luôn luôn có xu hướng chống lại nguyên nhân đã gây ra nó. Trong trường hợp động cơ điện, nó chống lại sự. GV : ĐỖ HIẾU THẢO. GIAÙO AÙN VAÄT LYÙ 11.  liền khối. Để giải thích hiện tương này GV cần chỉ ra sự khác nhau giữa tấm kim loại liền khối và tấm kim loại có xẻ rãnhlà địen trở đối với dòng điện Phu-cô ỏ hai tấm kim loại đó. Điện trở của tấm kim loại liền khối đối với dòng Phu-cô nhỏ hơn tấm kim loại có xẻ rãnh. Vì vậy, tác dụng chống lại dao động của dòng Phu-cô trong tấm kim loại liền khối cũng lớn hơn taùc duïng cuûa doøng Phu-coâ trong taám kim loại có xẻ rãnh. Chú ý rằng, trong phòng thí nghiệm ở hình 61.1 SGK ta duøng nam chaâm vónh cửu hình chữ U. tuy nhiên, trong bộ thí nghiệm thường dùng ở nhà trường người ta người ta dùng nam châm điện thay cho nam châm vĩnh cửu. Ngòai ra, ở xà ngang của nộ thí nghiệm có thể treo được đồng thời hai con lắc, một con lắc với tấm kim loại liền khối và một con lắc với tấm kim loại có xẻ rãnh. Lúc đầu, cho con lắc dao động nhưng chöa cho doøng ñieän vaøo cuoän daây cuûa nam châm điện. Sau đó, cho dòng điện vaøo cuoän daây vaø ñieàu chænh sao cho khoảng cách giữa hai cực của nam châm điện chỉ vào khoảng 1 – 1,5 cm. Bây giờ, cho con lắc với tấm kim loại liền khối dao động, sẽ thấy con lắc chỉ thực hiện được một vài dao động rồi dừng lại. Vì bộ thiết bị được chế tạo để có thể thực.  Lop11.com. VAÄT LYÙ PB 11: 61 -3 /6.

<span class='text_page_counter'>(4)</span> TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI quay của động cơ. Do đó nó làm giảmcông suất của động cơ. Để giảm tác dụng của dòng Phu-cô, người ta không dùng lõi sắt dưới dạng khối liền mà dùng những là thép silic mỏng có phủ lớp sơn cách điện gghép sát với nhau (hình 61.4). Ngoài ra, những lá mỏng này lại được dặt song song với đưởng sức từ. Làm như vậy điện trở của lõi sắt đối với dòng Phu-cô tăng lên. Bằng cách đó tuy ta không khử được triệt để dòng Phu-cô, nhưng cũng làm giảm cường độ của nó một cách đáng kể.. GV : ĐỖ HIẾU THẢO. GIAÙO AÙN VAÄT LYÙ 11.  hiệnnhiều thí nghiệm nên thực ra trong bộ thí nghiệm này ta có một biến thế với lõi tháo lắp được. Muốn tạo ra ột nam chaâm ñieän, ta chæ caàn thaùo moät thanh theùp cuûa loõi bieán theá vaø thay baèng hai thanh thép ngắn để làm thành hai cực của nam châm điện hình chữ U. Vì lí do đó nên có thể điề chỉnh được khoảng cách giữa hai cực của nam cham. Ngoài ra khi biến đổi biến thế thành nam châm ñieän ta khoâng caàn cho doøng ñieän vaøo caû hai cuoän daây cuûa bieán theá maø chæ caàn cho doøng ñieän vaøo cuoän daây coù soá voøng ít hơn cũng được. Taùc duïng cuûa doøng ñieän Plu-coâ Trong một số trường hợp, dòng điện Phucô là có ích và cần thiết. Trong một số trường hợp khác dòng điện Phu-cô lại có haïi Về những trường hợp dòng Phu cô là cần thieát, trong SGK noùi kó hôn veà coâng tô điện, vì đó là một dụng cụ điện hầu như gia ñình naøo cuõng coù. Khi giaûng daïy giai đoạn này GV nên chú ý rằng, dòng điện qua coâng tô ñieän laø doøng ñieän xoay chieàu vì vaäy trong ñóa nhoâm xuaát hieän doøng Phu-cô.Ngoài ra cũng nên chú ý rằng, momen quay và momen cản đều cho doøng ñieän Phu-coâ trong ñóa nhoâm cuûa coâng tô sinh ra. Tuy nhieân, vieäc giaûi thích sự sinh ra momen quay là rất phức tạp, vì.  Lop11.com. VAÄT LYÙ PB 11: 61 -4 /6.

<span class='text_page_counter'>(5)</span> TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI. GIAÙO AÙN VAÄT LYÙ 11.  thế SGK chỉ nói đến vai trò của dòng Phu-co trong vieäc sinh ra momen caûn. Veà những trường hợp dòng Phu cô là có hại, SGK có nói đến máy biến thế. Chú ý rằng, ở lớp 9 học sinh đã được học về cấu tạo (cu65n sơ cấp và cuộn thứ cấp) và nguyên tắc hoạt độn của máy biến thế. Vì vậy, ở đây GV chỉ nói riêng về cấu taïo cuûa loõi bieán theá. Loõi bieán theá goàm những lá thép silic mỏng được ghép sát nhau chắc chắn và cách điện với nhau. Làm như vậy, điện trở của lõi biến thế đối với dòng Phu-cô cũng giảm, vì vậy tác haïi cuûa doøng Phu-coâ cuõng giaûm. Cuõng khoâng neân queân raèng, maùy bieán theá ch3 được dùng đối với dòng điện xaoy chiều và vì thế bao giờ củng xuất hiện dòng Phu-coâ. GV cuõng neân cho hoïc sinh thaáy raèng, thực ra phương pháp ghép các lá thép cách điện với nhau tạo thành một khối không chỉ dùng ở máy biến thế mà nó cò được dùng ở nhiều trường hợp khác. Nó chung, loõi theùp trong caùc oáng daây coù dòng điện biến đội theo thời gianđều được ghép bằng các lá mỏng. Người ta phải ghép các lá thép sao cho dòng Phu-cô được sinh ra trong lõi thép sẽ bị các lớp cách điện giữa các lá thép ngăn cản. Trong trường hợp đó, điện trở của lõi thép tăng lên rất lớn. Cách ghép. GV : ĐỖ HIẾU THẢO.  Lop11.com. VAÄT LYÙ PB 11: 61 -5 /6.

<span class='text_page_counter'>(6)</span> TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI. GIAÙO AÙN VAÄT LYÙ 11.  caùc laù theùp nhö treân hình 61.1a Laøm cho dòng Phu-cô yếu đi rất nhiều so với cách gheùp nhö treân hình 61.1b. Trả lới. 3. Cuûng coá baøi giaûng Daën doø cuûa hoïc sinh (5’). Yeâu caàu nhaéc laïi :. HS tö löc. Nhaán maïnh caùc noäi dung quan troïng . Trả lời câu hỏi và làm bài tập SGK Chuẩn bị bài mới” “. . GV : ĐỖ HIẾU THẢO. .  Lop11.com. VAÄT LYÙ PB 11: 61 -6 /6.

<span class='text_page_counter'>(7)</span>