Giáo án Vật lý 11 - Chủ đề: Lực từ. Cảm ứng từ

Chủ đề LỰC TỪ. CẢM ỨNG TỪ Ngày duyệt:/5/2018 Chữ kí của tổ/nhóm trưởng CM I. MỤC TIÊU: 1. Về kiến thức: Nói được đặc điểm các đường sức từ biểu diễn từ trường của thanh nam châm thẳng, nam châm chữ U. Phát biểu được đặc điểm của từ trường đều. Viết được công thức tính lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn thẳng có dòng điện chạy qua đặt trong từ trường đều. Biết được phương, chiều của cảm ứng từ tại một điểm của từ trường. Biết được đơn vị đo của cảm ứng từ. 2. Về kỹ năng: Vẽ được các đường sức từ biểu diễn từ trường của thanh nam châm thẳng , nam châm chữ U. Xác định được vectơ lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn thẳng có dòng điện chạy qua được đặt trong từ trường. 3. Về thái độ: - Tích cực, chủ động, hợp tác trong học tập. 4. Định hướng phát triển năng lực:Giúp phát triển một phần nhỏ các năng lực sau: -Năng lực thẩm mỹ: vẽ được hình ảnh các đường sức từ của nam châm thẳng, nam châm chữ U. - Năng lực quan sát thí nghiệm - Năng lực tính toán: sử dụng được các công thức toán học để giải bài tập II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: Lập kế hoạch dạy học, chuẩn bị các phiếu học tập, Thiết bị thí nghiệm về lực từ, nam châm chữ U, mạt sắt. 2. Học sinh: - Xem và ôn lại các kiến thức về lực từ đã học ở lớp 9,bài 27, trang 73. III. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC: MÔ TẢ CHUNG CHUỖI CÁC HOẠT ĐỘNG Mô tả khái quát phương pháp thực hiện và chuỗi các hoạt động học trong bài học: STT Các bước Hoạt động Tên hoạt động Thời gian 1 Khởi động(đặt vấn đề) Hoạt động 1 Tình huống có vấn đề 4’ 2 Hình thành kiến thức mới Hoạt động 2 Tìm hiểu về từ trường đều. 10 32 Hoạt động 3 Tìm hiểu về phương, chiều của lực từ 10 Hoạt động 4 Tìm hiểu cảm ứng từ 12 3 Hệ thống kiến thức Hoạt động 5 Hệ thống kiến thức 3 4 Vận dụng Hoạt động 6 Bài tập vận dụng 2 5 Tìm tòi mở rộng Hoạt động 7 Bài tập mở rộng.Giao bài tập về nhà 4 Hoạt động đặt vấn đề/khởi động:-Thời gian: 4 phút -Mục tiêu: tạo tình huống có vấn đề -Hình thức học tập: thuyết trình kết hợp đàm thoại giữa giáo viên và học sinh. -phương tiện: lời nói -Các bước thực hiện: Hoạt động của giáo viên Hoạt động của HS - Ở tiết trước các em đã biết được nam châm và đoạn dây dẫn có dòng điện chạy qua thì có từ tính. Các vật có từ tính thì tương tác từ với nhau: ví dụ như + đoạn dây dẫn có dòng điện chạy qua thì có tác dụng lực lên nam châm. + nam châm tác dụng lực lên đoạn dây dẫn có dòng điện + hai dây dẫn có dòng điện có thể tương tác với nhau. Vậy, từ trường của nam châm có đặc điểm như thế nào, nó có phải là từ trường đều hay không?Độ lớn của lực từ phụ thuộc vào những đại lượng nào? Để trả lời được vấn đề trên , chúng ta cùng tìm hiểu bài học ngày hôm nay ,”Bài 20:LỰC TỪ .CẢM ỨNG TỪ” BÀI 20: LỰC TỪ.CẢM ỨNG TỪ. Hoạt động hình thành kiến thức mới: ( thời gian 32 phút) 2.1.Hoạt động 2: Tìm hiểu về từ trường đều: (10 phút) -Mục tiêu: + Biết được và vẽ được đường sức từ biểu diễn từ trường của nam châm thẳng và nam châm chữ U. + Phát biểu được đặc điểm của từ trường đều -Hình thức tổ chức dạy học: lớp, thuyết trình kết hợp thí nghiệm biểu diễn. -Phương tiện : thiết bị thí nghiệm -Các bước thực hiện: Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung ghi bảng - Ở lớp 9, các em đã học về nam châm thẳng , vậy một bạn cho thầy biết các đường sức từ của nam châm thẳng có đặc điểm gì? - Từ trường của nam châm chữ U có giống từ trường của nam châm thẳng hay không, các em cùng xem thí nghiệm. -Giáo viên tiến hành thí nghiệm mô tả hình ảnh các đường sức từ của nam châm chữ U ( dùng nam châm chữ U và mạt sắt). ?Đặc điểm của từ trường bên trong nam châm? -Từ trường được tạo thành giữa 2 cực của một thanh nam châm chữ U có thể xem là một từ trường đều. ?Đặc điểm của từ trường đều là gì? -Một vật có từ tính , ví dụ như đoạn dây dẫn có dòng điện chạy qua, khi đặt trong từ trường thì chịu tác dụng của lực từ. Vậy phương, chiều của lực từ được xác định như thế nào , chúng ta cùng tìm hiểu sang phần thứ 2 : Lực từ. - Là những đường cong khép kín, chiều đi ra từ cực bắc và đi vào ở cực nam. -Quan sát thí nghiệm. Đặc điểm các đường sức từ của nam châm chữ U : + Bên ngoài nam châm, đường sức từ là những đường cong khép kín, có hình dạng đối xứng qua trục của thanh nam châm chữ U, đi ra từ cực Bắc và đi vào ở cực Nam. +Càng gần đầu thanh nam châm, đường sức càng mau hơn (từ trường càng mạnh hơn). +Đường sức từ của từ trường trong khoảng giữa hai cực của nam châm hình chữ U là những đường thẳng song song cách đều nhau. -Từ trường đều là từ trường mà đặc tính của nó giống nhau tại mọi điểm; các đường sức là các đường thẳng song song, cùng chiều và cách đều nhau. BÀI 20:LỰC TỪ. CẢM ỨNG TỪ. Từ trường đều: -Từ trường của nam châm thẳng: -Từ trường của nam châm chữ U: -Từ trường đều là từ trường mà đặc tính của nó giống nhau tại mọi điểm; các đường sức là các đường thẳng song song, cùng chiều và cách đều nhau. Hoạt động 3: Tìm hiểu phương chiều của lực từ (10 phút) -Mục tiêu: + Nhớ lại được quy tắc bàn tay trái xác định phương chiều của lực từ. -Hình thức tổ chức dạy học: lớp, thuyết trình kết hợp đàm thoại giữa giáo viên và học sinh. -Phương tiện : SGK -Các bước thực hiện: Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung ghi bảng -GV giới thiệu thí nghiệm (20.2)SGK bằng hình vẽ đã chuẩn bị sẵn -Gọi HS nhận xét kết quả : +Khi chưa cho dòng điện chạy qua M1M2 = l thì có hiện tượng gì xảy ra ? +Khi có dòng chạy qua thì hiện tượng xảy ra ntn ? -GV giới thiệu kết quả thí nghiệm và hình vẽ 20.2b ; hướng dẫn HS rút ra biểu thức tính F . -Nhận xét hướng của từ trường của dòng điện và của lực từ ? -Giới thiệu qui tắc bàn tay trái. -Như vậy chúng ta đã ôn lại được quy tắc bàn tay trái để xác định phương chiều của lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn có dòng điện . Độ lớn của lực từ phụ thuộc vào những yếu tố nào, công thức tính là gì, chúng ta cùng tìm hiểu sang phần 3 : Cảm ứng từ. -Dây treo có phương thẳng đứng, trọng lực P=mg cân bằng với lực căng dây treo. -Dây treo bị lệch so với phương thẳng đứng, chứng tỏ có lực từ tác dụng lên dây treo. + F= mg tanθ. + vuông góc với II. Lực từ: -Thí nghiệm:SGK F= mg tanθ. -Kết luận: Lực từ vuông góc với hướng của từ trường và hướng của dòng điện. -Quy tắc bàn tay trái : Hoạt động 4: Tìm hiểu về cảm ứng từ(thời gian 12 phút) -Mục tiêu: biết được vectơ cảm ứng từ tại một điểm và biểu thức của lực từ theo -Hình thức học tập: thuyết trình -Phương tiện: sách giáo khoa. -Các bước thực hiện: Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung cơ bản - Nhận xét về kết quả thí nghiệm ở mục I và đặt vấn đề thay đổi I và l trong các trường hợp sau đó, từ đó dẫn đến khái niệm cảm ứng từ. - Giới thiệu đơn vị cảm ứng từ. -Y/C HS tìm mối liên hệ của đơn vị cảm ứng từ với đơn vị của các đại lượng liên quan. - Y/C HS rút ra kết luận về -Giới thiệu biểu thức tổng quát về Lực từ -Trên cơ sở cách đặt vấn đề của thầy cô, rút ra nhận xét và thực hiện theo yêu cầu của thầy cô. Định nghĩa cảm ứng từ. - Ghi nhận đơn vị cảm ứng từ. -Thực hiện Y/C của GV - Rút ra kết luận về . -Ghi nhận III. Cảm ứng từ 1. Cảm ứng từ -Khái niệm : Cảm ứng từ tại một điểm trong từ trường là đại lượng đặc trưng cho độ mạnh yếu của từ trường và được đo bằng thương số giữa lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn mang dòng diện đặt vuông góc với đường cảm ứng từ tại điểm đó và tích của cường độ dòng điện và chiều dài đoạn dây dẫn đó. 2. Đơn vị cảm ứng từ Trong hệ SI đơn vị cảm ứng từ là tesla (T). 1T = 3. Véc tơ cảm ứng từ Véc tơ cảm ứng từ tại một điểm: + Có hướng trùng với hướng của từ trường tại điểm đó. + Có độ lớn là: B = 4. Biểu thức tổng quát của lực từ Lực từ tác dụng lên phần tử dòng điện đặt trong từ trường đều, tại đó có cảm ứng từ là : + Có điểm đặt tại trung điểm của l; + Có phương vuông góc với và ; + Có chiều tuân theo qui tác bàn tay trái; + Có độ lớn F = IlBsinα 3. Hệ thống kiến thức :(3 phút). -Mục đích: khắc sâu kiến thức từ trường đều,quy tắc bàn tay trái, vectơ cảm ứng từ tại một điểm , biểu thức xác định lực từ. -Hình thức học tập : Vấn đáp, đàm thoại giữa giáo viên và học sinh -Phương tiện: Sách giáo khoa -Các bước thực hiện: Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung ghi bảng - Yêu cầu HS nhắc lại đặc điểm của từ trường đều, phương chiều của lực từ, quy tắc bàn tay trái, vecto cảm ứng từ tại một điểm, biểu thức xác định lực từ. -Nhận xét và bổ sung câu trả lời của học sinh. - HS nhắc lại lại đặc điểm của từ trường đều, phương chiều của lực từ, quy tắc bàn tay trái, vecto cảm ứng từ tại một điểm, biểu thức xác định lực từ. 4.Vận dụng: (Thời gian 2 phút) -Mục đích: vận dụng kiến thức vừa học để giải các bài tập đơn giản. -Hình thức học tập : cá nhân. -Phương tiện: Sách giáo khoa -Các bước thực hiện: Hoạt động 7: Vận dụng Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung ghi bảng - Hoàn thành bài tập 4,5 SGK/128. - Trả lời các câu hỏi 4,5 SGK. 5.Tìm tòi, mở rộng: -Mục đích: Làm bài tập mở rộng, giao nhiệm vụ về nhà(làm bài tập về nhà và chuẩn bị bài mới) -Hình thức học tập: cá nhân. -Phương tiện: Sách giáo khoa -Các bước thực hiện: Hoạt động 8: Tìm tòi mở rộng (4 phút ) Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung ghi bảng -Hoàn thành bài tập mở rộng (phụ lục) - Hoàn thành các bài tập trong SGK - Đọc trước bài mới : bài 21: Từ trường của dòng điện chạy trong các dây có hình dạng đặc biệt. -Hoàn thành bài tập trên lớp. - Cá nhân nhận nhiệm vụ học tập. IV. RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY Phụ lục BÀI TẬP Bài 1: Dòng điện 6A chạy qua đoạn dây dẫn dài 5m đặt trong từ trường đều có B=3.10-2 T. Tính lực từ tác dụng lên dây dẫn trong các trường hợp sau: Dây dẫn đặt vuông góc với các đường sức từ Dây dẫn đặt song song với các đường sức từ Dây dẫn hợp với các đường sức từ một góc 450. ĐS: a) 0.9 N b) 0 N c) 0,64 N