Giáo án môn Vật lý 11 - Tiết 48: Tự cảm

<span class='text_page_counter'>(1)</span>GIÁO ÁN THỰC TẬP GIẢNG DẠY Giáo viên hướng dẫn: Thầy Hoàng Tám Sinh viên giảng dạy: Thái Hiền Thời gian: Tiết 10 ngày 10/03/2010. Tại lớp 11B7 Tiết : 48 theo PPCT môn Vật lý_Chương trình chuẩn. Tiết 48: TỰ CẢM I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức - Phát biểu được định nghĩa từ thông riêng và viết được công thức độ tự cảm của ống dây hình trụ. - Phát biểu được định nghĩa hiện tượng tự cảm và giải thích được hiện tượng tự cảm khi đóng và ngắt mạch điện. - Viết được công thức tính suất điện động tự cảm. - Nêu được bản chất và viết được công thức tính năng lượng của ống dây tự cảm. 2. Kỹ năng - Rèn luyện kỹ năng quan sát, dự đoán kết quả thí nghiệm. - Áp dụng được công thức của suất điện động tự cảm để giải được các bài tập liên quan. 3. Thái độ - Trung thực và khách quan khi tiến hành và giải thích thí nghiệm. - Tích cực tham gia xây dựng bài và trong khi hoạt động nhóm. II. PHƯƠNG PHÁP, PHƯƠNG TIỆN 1. Phương pháp - Thuyết trình, đối thoại, kết hợp thí nghiệm, hình ảnh minh họa. - Hoạt động nhóm. 2. Phương tiện a) Giáo viên - Chuẩn bị thí nghiệm về hiện tượng tự cảm. - Chuẩn bị một số hình ảnh về các ứng dụng của hiện tượng tự cảm trong đời sống. - Chuẩn bị phiếu học tập.. Lop11.com.

<span class='text_page_counter'>(2)</span> Phiếu học tập Câu 1: Từ thông riêng của một mạch kín phụ thuộc vào A. cường độ dòng điện qua mạch. C. chiều dài dây dẫn. B. điện trở của mạch. D. tiết diện dây dẫn. Câu 2: Suất điện động tự cảm của mạch điện tỉ lệ với A. điện trở của mạch. B. từ thông cực đại qua mạch. C. từ thông cực tiểu qua mạch. D. tốc độ biến thiên cường độ dòng điện qua mạch. Câu 3: Năng lượng của ống dây tự cảm tỉ lệ với A. cường độ dòng điện qua ống dây. B. bình phương cường độ dòng điện trong ống dây. C. căn bậc hai lần cường độ dòng điện trong ống dây. D. một trên bình phương cường độ dòng điện trong ống dây. Câu 4: Một ống dây tiết diện 10 cm2, chiều dài 20 cm và có 1000 vòng dây. Tính hệ số tự cảm của ống dây (không lõi, đặt trong không khí). - Đáp án: Câu 1: A; câu 2: D; câu 3: B câu 4: 2π mH 2. Học sinh - Ôn lại phần hiện tượng cảm ứng điện từ và suất điện động cảm ứng. - Giấy và bút để làm bài tập nhóm. III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC Hoạt động 1 (5 phút): Ổn định lớp, kiểm tra sỉ số và kiểm tra bài cũ Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Kiến thức cơ bản - Ổn định lớp, kiểm tra sĩ - Lớp trưởng báo cáo sĩ + Độ lớn của suất điện số. số. - Kiểm tra bài cũ: - Lắng nghe câu hỏi. động cảm ứng xuất + Phát biểu và viết biểu hiện trong mạch kín tỉ lệ với tốc độ biến thức của định luật Fa-rađây. thiên từ thông qua + Nêu công thức xác định mạch kín đó. từ thông qua diện tích S  eC  đặt trong từ trường đều. t + Câu hỏi thêm: Bản chất + Φ = BScosα của sự chuyển hóa năng + Cơ năng chuyển hóa lượng trong hiện tượng thành điện năng. cảm ứng điện từ? - Gọi học sinh lên bảng - Lên bảng trả lời câu trả lời. hỏi của giáo viên.. Lop11.com.

<span class='text_page_counter'>(3)</span> - Yêu cầu học sinh khác - Nhận xét câu trả lời nhận xét câu trả lời của của bạn. bạn. - Nhận xét các câu trả lời và cho điểm.. Hoạt động 2 (8 phút): Tìm hiểu từ thông riêng của một mạch kín Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Kiến thức cơ bản - Đặt vấn đề vào bài mới: Chúng ta đã biết khi từ thông qua một mạch kín biến thiên thì xảy ra hiện tượng cảm ứng điện từ. Hôm nay chúng ta sẽ nghiên cứu một trường hợp đặc biệt của hiện tượng này. Tiết 48: TỰ CẢM - Lập luận để đưa ra biểu I. Từ thông riêng của thức tính từ thông riêng. một mạch kín Giả sử trong một mạch - Ghi nhận khái niệm. kín (C) có một dòng điện cường độ i, dòng điện này gây ra một từ trường và chính từ trường này gây ra một từ thông Φ qua (C). Từ thông này được gọi là từ thông riêng của mạch. Từ thực nghiệm chứng tỏ Từ thông riêng của Φ tỉ lệ với i: một mạch kín có dòng điện chạy qua: - Yêu cầu học sinh tìm Φ = Li mối liên hệ giữa đơn vị của độ tự cảm và các đơn - Tìm mối liên hệ 1H = 1Wb/1A vị khác. - Yêu cầu học sinh tính - Tính độ tự cảm của độ tự cảm của ống dây có ống dây. chiều dài l, tiết diện S,. Lop11.com.

<span class='text_page_counter'>(4)</span> gồm N vòng dây, cho dòng điện có cường độ i chạy qua ống dây đó.. (Học sinh làm theo cặp, gọi học sinh lên bảng trình bày.) - Các câu hỏi gợi ý: + Công thức tính cảm ứng từ trong lòng ống dây? + Kết hợp với định nghĩa từ thông đã học, từ đó suy ra được công thức độ tự cảm. + Từ thông trong lòng ống dây N vòng. - Cuộn dây có độ tự cảm L đáng kể được gọi là ống dây tự cảm hay cuộn cảm. - Để tạo được các cuộn cảm có L lớn thì phải có N lớn, thêm vào đó đặt trong lòng ống dây một lõi sắt có độ từ thẩm cao. L = 4.10-7... - Cảm ứng từ trong lòng ống dây cho bởi:. N i l Φ = BS (α = 0 ) B = 4π.10-7. Độ tự cảm của ống dây: L = 4.10-7.. N2 .S l. Đơn vị: henry (H) 1H = 1Wb/1A Φ = NBS.. - Lắng nghe và ghi nhớ.. N2 .S l. Hoạt động 3 (15 phút): Tìm hiểu hiện tượng tự cảm Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Kiến thức cơ bản - Giới thiệu hiện tượng tự II. Hiện tượng tự cảm. cảm - Yêu cầu một vài học - Ghi nhận định nghĩa. 1. Định nghĩa Hiện tượng tự cảm là sinh đọc to định nghĩa. hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra trong một mạch có dòng điện mà sự biến thiên của từ thông qua mạch được gây ra bởi sự biến thiên của cường - Hiện tượng tự cảm cũng độ dòng điện trong là hiện tượng cảm ứng. Lop11.com.

<span class='text_page_counter'>(5)</span> điện từ nên chiều dòng điện cảm ứng sinh ra trong mạch cũng tuân theo định luật Len-xơ. - Yêu cầu học sinh phát biểu lại định luật Len-xơ. - Yêu cầu học sinh tiến hành thí nghiệm. + Giới thiệu dụng cụ, trình bày cách mắc. + Gọi hs lên làm thí nghiệm. - Yêu cầu học sinh tiến hành thảo luận theo nhóm (chia lớp thành 4 nhóm, tổ 1, 3 mô tả và giải thích thí nghiệm 1, tổ 2, 4 phụ trách thí nghiệm 2 ). Thảo luận trong vòng 3 đến 4 phút. Một người bất kỳ do giáo viên chỉ định sẽ mô tả và giải thích thí nghiệm của nhóm mình. Các thành viên trong nhóm sẽ giúp đỡ bạn mình hoàn thiện câu trả lời. Các nhóm khác nêu các câu hỏi và thắc mắc của mình. - Nêu thêm một số câu hỏi nhỏ, hoặc giải đáp các câu hỏi mà học sinh không tự giải quyết được. - Tiến hành thí nghiệm củng cố cho kết luận vừa thu được. + Thí nghiệm 3: hoán đổi vị trí hai bóng đèn ở thí nghiệm 1. Khẳng định kết quả thu. mạch. 2. Một số ví dụ về hiện tượng tự cảm - Phát biểu định luật Len-xơ. - Làm thí nghiệm theo hướng dẫn của GV. Các hs khác chú ý quan sát để nhận xét hiện tượng. + Tiến hành thí nghiệm 1 (Hình 25.2). a) Ví dụ 1 - Khi đóng khóa K, đèn 1 sáng lên ngay còn đèn 2 sáng lên từ từ. + Giải thích: Khi đóng khóa K, dòng điện qua ống dây và đèn 2 tăng lên đột ngột, khi đó trong ống dây xuất hiện suất điện động tự cảm có tác dụng cản trở sự tăng của dòng + Tiến hành thí nghiệm điện qua L. Do đó 2 (Hình 25.3) dòng điện qua L và đèn 2 tăng lên từ từ. b) Ví dụ 2 - Khi đột ngột ngắt khóa K, ta thấy đèn sáng bừng lên trước - Thảo luận nhóm mô khi tắt. tả hiện tượng và giải + Giải thích: Khi ngắt thích được hiện tượng. K, dòng điện iL giảm đột ngột xuống 0. Trong ống dây xuất hiện dòng điện cảm ứng cùng chiều với iL ban đầu, dòng điện này chạy qua đèn và vì - Chú ý quan sát. K ngắt đột ngột nên cường độ dòng cảm - Quan sát thí nghiệm. ứng khá lớn, làm cho đèn sáng bừng lên trước khi tắt.. Lop11.com.

<span class='text_page_counter'>(6)</span> được ở thí nghiệm 1 không phải do sự khác nhau của điện trở hai bóng đèn. + Thí nghiệm 4: thay cuộn cảm bằng điện trở - Quan sát thí nghiệm. có độ lớn tương đương. Chứng tỏ rằng hiện tượng xảy ra ở thí nghiệm 2 là do sự có mặt của cuộn cảm. - Yêu cầu các nhóm cùng - Thực hiện C2. làm câu C2.. - Hiện tượng tự cảm luôn xảy ra đối với các mạch điện một chiều khi cường độ dòng điện biến thiên và các mạch điện xoay chiều.. Hoạt động 4 (8 phút): Tìm hiểu suất điện động tự cảm Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Kiến thức cơ bản - Giới thiệu suất điện - Ghi nhận khái niệm III. Suất điện động động tự cảm. tự cảm - Yêu cầu học sinh xây - Thực hiện theo yêu cầu 1. Suất điện động tự cảm dựng biểu thức tính suất của GV. điện động tự cảm của ống Suất điện động cảm dây. (Học sinh tiến hành ứng xuất hiện trong theo cặp, thiết lập biểu mạch do hiện tượng thức tính suất điện động tự cảm gọi là suất tự cảm) điện động tự cảm. i - Các câu hỏi gợi ý: etc = - L t + Yêu cầu học sinh phát - Phát biểu và nêu biểu biểu và nêu biểu thức thức định luật Fa-ra-đây. Suất điện động tự cảm có độ lớn tỷ lệ định luật Fa-ra-đây. + Φ ở đây được tính bằng - Với Φ là từ thông riêng với tốc độ biến thiên của cường độ dòng công thức nào? của mạch. - Yêu cầu học sinh giải - Dùng định luật Len-xơ điện trong mạch thích dấu “ - ” trong biểu để giải thích. thức trên. - Yêu cầu học sinh nêu - Nêu bản chất của hiện bản chất của hiện tượng tượng cảm ứng điện từ là cảm ứng điện từ. quá trình chuyển hóa cơ - Hiện tượng tự cảm cũng năng thành điện năng. là một quá trình chuyển hóa năng lượng.. Lop11.com.

<span class='text_page_counter'>(7)</span> - Yêu cầu học sinh nghiên cứu sgk và tìm ra hai dạng năng lượng đã chuyển hóa lẫn nhau trong quá trình này. - Năng lượng từ trường mà ống dây đã tích lũy được. - Yêu cầu học sinh làm câu hỏi C3.. - Tìm hiểu sgk. 2. Năng lượng từ - Năng lượng điện trường của ống dây trường và năng lượng từ tự cảm trường. W=. 1 2 Li . 2. - Làm câu C3 Li2 = Wb.A2/A = Wb.A = J (dựa vào A = i∆Φ). Hoạt động 5 (4 phút): Tìm hiểu những ứng dụng hiện tượng tự cảm Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Kiến thức cơ bản - Yêu cầu học sinh nêu - Nêu một số ứng dụng IV. Ứng dụng một số ứng dụng của của hiện tượng tự cảm Hiện tượng tự cảm có hiện tượng tự cảm. mà mình biết. nhiều ứng dụng trong - Nêu một số ứng dụng - Ghi nhận các ứng các mạch điện xoay chiều. Cuộn cảm là của hiện tượng tự cảm. dụng. phần tử quan trọng trong các mạch điện xoay chiều có mạch dao động và máy biến áp. Hoạt động 6 (5 phút): Củng cố, giao nhiệm vụ về nhà Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh - Yêu cầu học sinh tóm tắt những kiến - Tóm tắt những kiến thức cơ bản. thức cơ bản. - Ra bài tập về nhà. - Nhận các bài tập về nhà. + Lập bảng so sánh các đại lượng tương ứng của điện trường và từ trường. + Làm các bài tập 6,7,8 trang 157 SGK. + Chuẩn bị cho tiết bài tập. GVHD chuyên môn. SVTT. Thầy Hoàng Tám. Thái Hiền. Lop11.com.

<span class='text_page_counter'>(8)</span>