Tài liệu Giáo án vật lý đại cương docx

Giáo án số:10 số tiết: 01
(Thực hiện ngày 24 tháng 04 năm 2009)
Tên bài học: Bài 4. LƯU SỐ CỦA VECTƠ CƯỜNG ĐỘ TỪ TRƯỜNG –
ĐỊNH LÝ VỀ DÒNG ĐIỆN TOÀN PHẦN
A. MỤC TIÊU
• Kiến thức
Sau khi học xong tiết này sinh viên biết được định nghĩa về lưu số của vectơ cường độ từ trường dọc theo một đường cong kín; phát
biểu được định lý về dòng điện toàn phần; nêu được ý nghĩa của định lý về dòng điện toàn phần.
• Kỹ năng
Sinh viên nắm được cách thiết lập định lý về dòng điện toàn phần.
Sinh viên biết vận dụng định lý về dòng điện toàn phần để tính lưu số của vectơ cường độ từ trường.
B. PHƯƠNG TIỆN ĐỒ DÙNG DẠY HỌC
– Giáo án, giáo trình, bài giảng
– Phấn, bảng, máy chiếu
C. TIẾN TRÌNH LÊN LỚP
I. Ổn định lớp: (thời gian: 1 phút)
Số người vắng: - Có lý do: Tên:
- Không lý do: Tên:
II. Kiểm tra bài cũ: (thời gian: 4 phút) Tên: Lớp: CĐ Hóa – Khóa 31 Điểm:
Câu hỏi: Hãy trình bày tính chất xoáy của từ trường.
III. Giảng bài mới:
Các nội dung giảng
Thời
gian
(phút)
Phương
pháp
Hoạt động của người dạy Hoạt động của
người học
Phương tiện
đồ dùng dạy

học
Bài 4. LƯU SỐ CỦAVECTƠ CƯỜNG ĐỘ
TỪ TRƯỜNG – ĐỊNH LÝ VỀ DÒNG ĐIỆN
TOÀN PHẦN
4.1. Lưu số của vectơ cường độ từ trường
* Mục đích:
- Giúp sinh viên biết được định nghĩa về lưu số
của vectơ cường độ từ trường dọc theo một
đường cong kín.
* Nội dung:
4.1.1. Định nghĩa
- Nêu định nghĩa lưu số của vectơ cường độ từ
trường dọc theo đường cong kín (C).
4.1.2. Ví dụ
* Kết quả:
- Sinh viên phải thuộc định nghĩa, viết đúng
công thức tính lưu số của vectơ cường độ từ
8 Thuyết
trình +
Diễn giải
- Gợi ý vào bài mới: Tính
chất xoáy của từ trường sẽ
được thể hiện ở bài học.
- Giới thiệu hình vẽ minh
họa.
- Nhắc lại định nghĩa lưu số
của vectơ cường độ điện
trường.
-Trình bày định nghĩa.
-Cho ví dụ. Yêu cầu sinh

viên vẽ vectơ cường độ từ
- Nhớ lại tính chất
xoáy của từ trường
đã học.
- Vẽ hình vào vở.
-Nghe và ôn tập lại
- Nghe trình bày.
- Nêu lại định nghĩa
lưu số của véc tơ
cường độ từ trường.
- Vẽ vectơ cường
độ từ trường.
- Phấn, bảng.
- Máy chiếu.
trường dọc theo đường cong kín (C).
4.2. Định lý về dòng điện toàn phần
* Mục đích:
- Giúp sinh viên nắm được cách thiết lập định lý
về dòng điện toàn phần, từ đó phát biểu được
định lý về dòng điện toàn phần, sau vận dụng
định lý tính lưu số của vectơ cường độ từ trường
bất kì dọc theo một đường cong kín bất kì; hiểu
được ý nghĩa của định lý về dòng điện toàn
phần.
* Nội dung:
4.2.1. Thiết lập định lý về dòng điện toàn
phần
Trình bày cách thiết lập định lý về dòng điện
toàn phần.
4.2.2. Phát biểu định lý về dòng điện toàn

phần
Phát biểu định lý và viết công thức.
4.2.3. Ý nghĩa của định lý về dòng điện toàn
phần
Nêu ý nghĩa của định lý
* Kết quả:
- Sinh viên phải thiết lập và phát biểu được định
lý về dòng điện toàn phần; vận dụng được định
lý để tính lưu số của vectơ cường độ từ trường;
phải nêu được ý nghĩa của định lý.
12
12
4
Minh họa
Phân tích
Phát vấn
Tổng hợp
Diễn giải
trường.
-Giới thiệu định lý về dòng
điện toàn phần cho biết giá
trị của lưu số của vectơ
cường độ từ trường dọc
theo đường cong kín bất kì.
-Yêu cầu sinh viên vẽ hình.
-Đặt câu hỏi: Cách xác định
H

do dòng điện thẳng dài
vô hạn gây ra tại một điểm.

Nhận xét câu trả lời .
-Trình bày cách thiết lập.
- Nêu định lý. Cho ví dụ
(dạng bài tập) ứng dụng.
-So sánh với lưu số của
vectơ cường độ điện
trường, nêu ý nghĩa của
định lý về dòng điện toàn
phần. Nhấn mạnh tính chất
xoáy của từ trường dựa vào
định lý về dòng điện toàn
phần.
- Nghe giới thiệu.
- Vẽ hình vào vở.
-Trả lời câu hỏi.
- Nghe giáo viên
trình bày.
-Ghi nhớ định lý.
Giải bài tập ví dụ
-Nghe giáo viên
trình bày. Ghi nhớ
tính chất xoáy của
từ trường.

- Phấn, bảng.
- Máy chiếu.
* Củng cố bài học: (thời gian 3 phút)
Nội dung: Qua tiết học trên, sinh viên cần phải nhớ các kiến thức sau:
- Định nghĩa lưu số của vectơ cường độ từ trường dọc theo đường cong kín.
- Phát biểu định lý về dòng điện toàn phần.

Phương pháp: Đàm thoại, diễn giải.
IV. Giao nhiệm vụ về nhà cho người học: (thời gian 1 phút)
1/- Nêu định nghĩa lưu số của vectơ cường độ từ trường dọc theo đường cong kín.
2/- Phát biểu định lý về dòng điện toàn phần.
D. RÚT KINH NGHIỆM SAU GIẢNG
Tp.Tuy Hòa, ngày 24 tháng 04 năm 2009
THÔNG QUA KHOA GIÁO VIÊN GIẢNG
Đặng Hữu Định
NỘI DUNG BÀI GIẢNG
Bài 4. LƯU SỐ CỦAVECTƠ CƯỜNG ĐỘ TỪ TRƯỜNG – ĐỊNH LÝ VỀ DÒNG ĐIỆN TOÀN PHẦN
IV.1. Lưu số của vectơ cường độ từ trường
IV.1.1. Định nghĩa
Cho một đường cong kín (C) nằm trong từ trường bất kì (h.1). Gọi
ld

là vectơ chuyển dời ứng với đoạn vô cùng nhỏ
'MM
trên
đường cong,
H
là vectơ cường độ từ trường trên đoạn đó. Theo định nghĩa :
Lưu số của vectơ cường độ từ trường dọc theo đường cong kín (C) là đại lượng về giá trị bằng tích phân của
.H dl
uuuruur
dọc theo toàn
bộ đường cong đó :
∫∫
=
)()(
).cos(...

CC
dlHdlHdlH
(1.1)
IV.1.2. Ví dụ
Cho một đường cong kín bất kì bao quanh dây dẫn thẳng dài vô hạn có dòng điện cường độ I chạy qua, vẽ hình biểu diễn vectơ
cường độ từ trường trên đoạn vô cùng nhỏ chứa vectơ chuyển dời.

O ô
IV.2. Định lý về dòng điện toàn phần
4.2.1. Thiết lập định lý về dòng điện toàn phần
Xét trường hợp từ trường gây ra bởi một dòng điện thẳng dài vô hạn, có cường độ I, đường cong (C) là một đường cong bất kì
nằm trong mặt phẳng P vuông góc với dòng điện (h.2). Chọn chiều dương trên đường cong là chiều của vectơ chuyển dời. Do đó, ở công
thức (1.1), dl luôn dương, vì vậy dấu của tích phân phụ thuộc vào dấu của
).cos(.
1
dlHHH
=
H
1
>0 nếu vectơ cường độ từ trường
H
cùng chiều với vectơ chuyển dời
dl
và ngược lại. Theo bài học trước ta có :
,
2 r
I
H
π
=

với r là khoảng cách từ dòng điện đến điểm M. Thay giá trị của H vào (1.1) ta được :
(C)
M
M’
H
dl
M
M’
K
H
O
r
ϕ
d
(C)
P
I
Hình 2Hình 1
∫∫
=
)()(
).cos(
2
.
CC
r
dlHdl
I
dlH
π

,
trong đó
ϕ
rdMKdlHdl
≈≈
).cos(
với
ϕ
d
là góc ứng với dịch chuyển
dl
. Khi đó :

∫∫
=
)()(
2
.
CC
d
I
dlH
ϕ
π
(1.2)
• Trường hợp đường cong (C) bao quanh dòng điện I :
πϕ
2
)(
=

∫
C
d
và (1.2) viết được là :

Id
I
dlH
CC
==
∫∫
)()(
2
.
ϕ
π
(1.3)
I>0 khi dòng điện nhận chiều dương làm chiều quay thuận; và ngược lại.
• Trường hợp đường cong (C) không bao quanh dòng điện
Ta chia đường cong làm hai đoạn (1a2 và 2b1) bởi hai đường tiếp tuyến (O1 và O2) vạch từ dòng điện đến đường cong. Khi đó ta có :
∫ ∫∫
=∆−+∆=+=
21 12)(
.0)(
a bC
ddd
ϕϕϕϕϕ
Do đó :

0.

)(
=
∫
dlH
C
(1.4)
• Trường hợp tổng quát :
Các công thức (1.3), (1.4) vẫn đúng khi dòng điện và đường cong kín (C) có hình dạng bất kì.
4.2.2. Phát biểu định lý về dòng điện toàn phần :
Nếu từ trường được gây ra bởi nhiều dòng điện có cường độ lần lượt là I
1
, I
2
, ...I
n
thì cường độ dòng điện I trong (1.3) được thay
bằng
∑
=
n
i
i
I
1
. Khi đó ta có định lý về dòng điện toàn phần như sau:
Lưu số của vectơ cường độ từ trường dọc theo đường cong kín (C) bất kì (một vòng) bằng tổng đại số của các dòng điện xuyên
qua diện tích giới hạn bởi đường cong đó :

,.
1

)(
∑
∫
=
=
n
i
i
C
IdlH
(1.5)
P
O
ϕ
∆
I
2
1
a
b
(C)
Hình 3
trong đó I
i
sẽ mang dấu dương (I
i
>0) nếu dòng điện thứ i nhận chiều dịch chuyển trên đường cong (C) làm chiều quay thuận xung quanh
nó; I
i
sẽ mang dấu âm (I

i
<0) nếu dòng điện thứ i nhận chiều dịch chuyển trên đường cong (C) làm chiều quay nghịch xung quanh nó.
• Ví dụ : Xác định lưu số của vectơ cường độ từ trường trong các trường hợp sau :
Ở hình 4 ta có :
421
)(
. IIIdlH
C
−+=
∫
; ở hình 5 ta có :
IdlH
C
2.
)(
=
∫
và ở hình 6 ta có :
0.
)(
=
∫
dlH
C
4.2.3. Ý nghĩa của định lý về dòng điện toàn phần :
Theo công thức tính lưu số của vectơ cường độ điện trường :
( )
. 0
C
E dl =

∫
ur uur
, chính là công của lực tĩnh điện trong sự dịch chuyển một
đơn vị điện tích dọc theo một đường cong kín (C) nào đó là bằng không.
Theo (1.5) ta có lưu số của vectơ cường độ điện trường dọc theo một đường cong kín, nói chung, khác không. Từ đó, cho ta thấy
rằng : từ trường không phải là một trường thế, mà là một trường xoáy.
I
4
I
1
I
3
I
2
I
I
(C)
(C)
(C)
Hình 4 Hình 5 Hình 6