Đang tải... (xem toàn văn)
Bài 21: TỪ TRƯỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN CHẠY TRONG CÁC DÂY DẪN CÓ HÌNH DẠNG ĐẶC BIỆTI.MỤC TIÊU1. Kiến thứcNêu được đặt điểm chung của từ trường.Vẽ được hình dạng của đường sức từ sinh ra bởi dòng điện chạy trong các dây dẫn có hình dạng khác nhau như: dây dẫn thẳng, khung dây tròn, ống dây dài, …Nêu được công thức tính cảm ứng từ trong các dây dẫn có hình dạng đặc biệt.1.Kỹ năngXác định phương chiều trong các dây dẫn có hình dạng đặc biệt.Xác định vector cảm ứng từ tại mỗi điểm do dòng điện chạy trong các dây dẫn có hình dạng đặc biệt.Vận dụng nguyên lý chồng chất từ trường và các công thức liên quan để giải các bài tập. 2.Thái độHào hứng trong học tập, tìm hiểu đặc điểm của cảm ứng từ trong các dây dẫn có hình dạng đặc biệt.Rèn luyện kĩ năng làm việc nghiêm túc, độc lập nghiên cứu, tác phong lành mạnh và có tinh thần tập thể.Hứng thú học môn Vật lí, yêu thích môn học. Trung thực, khách quan, tính kiên trì.
Bài 21: TỪ TRƯỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN CHẠY TRONG CÁC DÂY DẪN CĨ HÌNH DẠNG ĐẶC BIỆT MỤC TIÊU I Kiến thức - Nêu đặt điểm chung từ trường - Vẽ hình dạng đường sức từ sinh dòng điện chạy dây dẫn có hình dạng khác như: dây dẫn thẳng, khung dây tròn, ống dây dài, … - Nêu cơng thức tính cảm ứng từ dây dẫn có hình dạng đặc biệt Kỹ - Xác định phương chiều dây dẫn có hình dạng đặc biệt - Xác định vector cảm ứng từ điểm dòng điện chạy dây dẫn có hình dạng đặc biệt - Vận dụng ngun lý chồng chất từ trường công thức liên quan để giải tập Thái độ - Hào hứng học tập, tìm hiểu đặc điểm cảm ứng từ dây dẫn có hình dạng đặc biệt - Rèn luyện kĩ làm việc nghiêm túc, độc lập nghiên cứu, tác phong lành mạnh có tinh thần tập thể - Hứng thú học môn Vật lí, u thích mơn học - Trung thực, khách quan, tính kiên trì Năng lực định hướng hình thành phát triển cho học sinh 1|Page a Năng lực vật lý Nhận thức vật lý [a.1.1] Nêu đặc điêm chung từ trường [a.1.2] Nêu phương, chiều đường sức từ dây dẫn có hình dạng đặc biệt [a.1.2] Vẽ hình dạng đường sức từ dây dẫn có hình dạng đặc biệt Tìm tịi giới tự nhiên góc độ vật lý [a.2.1] Phát vấn đề, đặt câu hỏi từ tình khởi động GV, vấn đề học lực từ cảm ứng điện từ [a.2.5] Trình bày kết làm việc nhóm phiếu học tập, trình bày kết trước lớp Vận dụng kiến thức, kỹ học [a.3.3] Xác định phương, chiều đường sức từ dây dẫn có hình dạng đặc biệt [a.3.5] Giải toán từ trường dây dẫn có hình dạng đặc biệt [a.3.5] Giải tốn từ trường nhiều dịng điện b Năng lực tự học [b.1] Đọc nghiên cứu tài liệu [b.2] Thực yêu cầu phiếu học tập [b.3] Thực thí nghiệm thơng qua việc đọc trước phiếu hướng dẫn tiến trình làm thí nghiệm nhà c Năng lực giao tiếp hợp tác [c.1] Biết làm việc nhóm để thực nhiệm vụ học tập lớp nhà GV giao thông qua phiếu học tập d Phẩm chất [d.1] Khách quan, trung thực rèn luyện tác phong tỉ mĩ, cẩn trọng q trình học tập [d.2] Có tinh thần hợp tác, trách nhiệm hoạt động nhóm 2|Page CHUẨN BỊ Giáo viên II - Các dụng cụ thí nghiệm đường sức từ từ trường sinh dòng điện chạy qua dây dẫn có hình dạng đặc biệt: ống dây, khung tròn, mạ sắt, nguồn DC 312V, dây nối, … - Các hình vẽ minh họa hình dạng từ trường xung quanh dịng điện - Phiếu học tập Học sinh - SGK, ghi bài, giấy nháp… - Ôn lại 19, 20; đặc biệt ý đến mối qua hệ chiều dòng điện chiều cảm ứng từ TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG HỌC CỦA HỌC SINH Hướng dẫn chung III Có thể mơ tả chuỗi hoạt động học dự kiến thời gian sau: Các bước Khởi động 3|Page Hoạt động Phương pháp, cách thức tổ chức Hoạt động 1.1 Kiểm tra cũ Trả lời câu hỏi trắc nghiệm Hoạt động 1.2 Tạo tình từ trường dây dẫn có hình dạng đặc biệt - Cho xem hình ảnh mơ loại dây dẫn có nhìêu hình dạng đặc biệt Thành tố NL hình thành phát triển [b.1] Thời lượng dự kiến phút [a.1.1]; [a.2.1]; [d.2] phút Hình thành kiến thức [a.1.2]; [a.2.5]; Hoạt động Tìm hiểu từ trường dòng điện chạy dây dẫn thẳng dài [a.3.3]; - Làm thí nghiệm từ trường dòng điện chạy dây dẫn thẳng dài - Sử dụng phiếu học tập số [a.3.5]; [b.1]; [b.2]; 10 phút [c.1]; [d.1]; [d.2] [a.1.2]; [a.2.5]; Hoạt động Tìm hiểu từ trường dịng điện chạy dây dẫn uốn thành vịng trịn - Làm thí nghiệm từ trường dòng điện chạy dây dẫn uốn thành vòng tròn [a.3.3]; - Sử dụng phiếu học tập số [b.2]; [a.3.5]; [b.1]; 10 phút [c.1]; [d.1]; [d.2] Hoạt động Tìm hiểu từ trường dịng điện chạy ống dây hình trụ 4|Page - Làm thí nghiệm từ trường dòng điện chạy ống dây hình trụ [a.1.2]; - Sử dụng phiếu học tập số [a.3.5]; [a.2.5]; [a.3.3]; [b.1]; phút [b.2]; [c.1]; [d.1]; [d.2] [a.3.5] Hoạt động Tìm hiểu từ trường nhiều dòng điện [b.1]; [d.1]; phút [d.2] [a.1.2]; [a.2.5]; Luyện tập, Củng cố 1.1 a Hoạt động Hệ thống hóa kiến thức giải tập vận dụng - Sử dụng phiếu học tập số - Nhận xét đánh giá nhấn mạnh kiến thức học [a.3.3]; [a.3.5]; [b.2]; [c.1] Hướng dẫn cụ thể hoạt động Hoạt động 1.1: Kiểm tra cũ Mục tiêu hoạt động: Ôn lại kiến thức từ trường đều, đường sức từ, cảm ứng từ b Thiết bị: - Máy tính, máy chiếu - Bảng câu hỏi BẢNG CÂU HỎI Câu 1: Từ trường từ trường mà đường sức từ đường: A B Thẳng Song song 5|Page phút C D Thẳng song song Thẳng song song cách Câu 2: Nhận xét sau không cảm ứng từ? A B C D c Đặc trưng cho từ trường phương diện tác dụng lực từ Phục thuộc vào chiều dài đoạn dây dẫn mang dịng điện Trùng với hướng từ trường Có đơn vị Tesla Gợi ý tổ chức hoạt động: Hoạt động GV GV: Kiểm tra cũ: Chiếu slide câu hỏi GV: Nhận xét câu trả lời học sinh - d Hoạt động HS - HS: Lắng nghe, quan sát chọn đáp án Sản phẩm hoạt động: 1.2 HS đưa nhiều ý kiến khác từ cá nhân học sinh Hoạt động 1.2: Làm sinh vấn đề đặc điểm từ trường hình dạng đặc biệt Mục tiêu hoạt động: a [2.1] Phát vấn đề [2.2] Đưa giải pháp để giải vấn đề Nội dung hoạt động: b Câu lệnh: Trong dây dẫn có hình dạng khác từ trường phụ thuộc vào yếu tố nào? Gợi ý tổ chức hoạt động: c Hoạt động GV GV: Đặt vấn đề: Các em nêu đặc điểm từ - 6|Page Hoạt động HS - HS: Lắng nghe, quan sát trả lời câu hỏi trường dòng điện GV: Chiếu slide hình ảnh dây dẫn có hình dạng đặc biệt Vậy dây dẫn có hình dạng khác từ trường phụ thuộc vào yếu tố nào? - GV: Để trả lời câu hỏi hơm em tìm hiểu 21: Từ trường dịng điện chạy dây dẫn có hình dạng đặc biệt - d e - HS: Lắng nghe Sản phẩm hoạt động: - HS đưa nhiều ý kiến khác từ cá nhân học sinh - HS phát vấn đề học Đánh giá hoạt động: - 1.3 a + Tỉ lệ với cường độ dòng điện gây từ trường + Phụ thuộc vào dạng hình học dây dẫn + Phụ thuộc vào vị trí điểm khảo sát - + Phụ thuộc vào môi trường xung quanh - HS: Lắng nghe quan sát Đánh giá xác nhận thành tố lực [a.1.1]; [a.2.1] thông qua quan sát lớp Hoạt động 2: Tìm hiểu từ trường dịng điện chạy dây dẫn thẳng dài GV chia lớp thành nhóm, bầu nhóm trưởng, thư ký Mục tiêu hoạt động: - Nêu đặc điểm từ trường dây dẫn thẳng dài - Giúp HS hệ thống hóa kiến thức từ trường đường sức từ dây dẫn thẳng dài - Giúp HS giải tập liên quan đến nội dung cảm ứng từ 7|Page - GV giới thiệu hướng dẫn cách tiến hành thí nghiệm cho HS thực b Thiết bị: - Laptop, máy chiếu - Câu hỏi củng cố - Phiếu học tập số CÂU HỎI CỦNG CỐ Chọn hình vẽ Chọn hình vẽ Một dịng điện chạy dây dẫn thẳng dài có độ lớn 10A đặt chân không sinh từ trường điểm cách dây dẫn 0,5 m có độ lớn là: A 8|Page B C D PHIẾU HỌC TẬP SỐ Trả lời câu hỏi sau: Nêu đặc điểm cảm ứng từ điểm điểm bất kì? (phương, chiều, quy tắc xác định) …………………………………………………………………… … …………………………………………………………………… … …………………………………………………………………… … …………………………………………………………………… … …………………………………………………………………… … …………………………………………………………………… … …………………………………………………………………… … …………………………………………………………………… … Nêu biểu thức xác định độ lớn cảm ứng từ điểm cách dây dẫn thẳng dài mang dòng điện I khoảng r chân không? …………………………………………………………………… … …………………………………………………………………… … …………………………………………………………………… … …………………………………………………………………… … …………………………………………………………………… 9|Page … …………………………………………………………………… … …………………………………………………………………… … …………………………………………………………………… … c Gợi ý tổ chức hoạt động: Hoạt động GV GV: Giới thiệu dụng cụ, hướng dẫn làm thí nghiệm đường sức từ GV: Phát phiếu học tập số cho nhóm yêu cầu nhóm thảo luận thực theo hướng dẫn phiếu học tập Hoạt động HS HS: Quan sát thí nghiệm HS: Thảo luận nhóm thực theo phiếu học tập GV: Quan sát nhóm thảo luận hướng dẫn cần GV: Gọi nhóm hỏi nội dung phiếu học tập GV: Nhận xét câu trả lời kết luận nội dung kiến thức GV: Đưa câu hỏi trắc nghiệm củng cố HS: Các nhóm lắng nghe trả lời HS: Lắng nghe ghi chép HS: Giải câu hỏi d Sản phẩm hoạt động: - Bài làm học sinh, nhóm học sinh 10 | P a g e - Ghi - Chiều đường sức từ xác định theo quy tắc nắm tay phải - Độ lớn cảm ứng từ điểm dây dẫn khoảng r: e Đánh giá hoạt động: - Đánh giá xác nhận thành tố lực [a.1.2], [a.2.5], [a.3.3], [a.3.5], [b.1], [b.2], [c.1], [d.1] [d.2] thông qua quan sát lớp thái độ học tập, hoạt động nhóm giải vận dụng học sinh Hoạt động 3: Tìm hiểu từ trường dịng điện chạy dây dẫn uốn thành vòng tròn 1.4 a Mục tiêu hoạt động: - Nêu đặc điểm từ trường dây dẫn uốn thành vòng tròn - Giúp HS hệ thống hóa kiến thức từ trường đường sức từ dây dẫn uốn thành vòng tròn - Giúp HS giải tập liên quan đến nội dung cảm ứng từ b - GV giới thiệu hướng dẫn cách tiến hành thí nghiệm cho HS thực - HS thực thí nghiệm Thiết bị - Laptop, máy chiếu - Thiết bị thí nghiệm: mạ sát, dây dẫn, pin - Câu hỏi củng cố - Phiếu học tập số CÂU HỎI CỦNG CỐ Một dòng điện chạy dây trịn 20 vịng bán kính 0,2 m với cường độ dịng điện 10A cảm ứng từ tâm vòng dây là: A B C D 11 | P a g e PHIẾU HỌC TẬP SỐ Trả lời câu hỏi sau: Nêu đặc điểm đường sức từ sinh dòng điện chạy dây dẫn hình trịn? (phương, chiều, quy tắc xác định) …………………………………………………………………… … …………………………………………………………………… … …………………………………………………………………… … …………………………………………………………………… … …………………………………………………………………… … …………………………………………………………………… … Nêu biểu thức tính độ lớn cảm ứng từ tâm vòng dây? …………………………………………………………………… … …………………………………………………………………… … …………………………………………………………………… … …………………………………………………………………… … …………………………………………………………………… … …………………………………………………………………… … …………………………………………………………………… … c Gợi ý tổ chức hoạt động: 12 | P a g e Hoạt động GV GV: Hướng dẫn HS làm thí nghiệm GV: Phát phiếu học tập số GV: Quan sát nhóm thảo luận hướng dẫn cần GV: Gọi nhóm hỏi nội dung phiếu học tập GV: Nhận xét câu trả lời kết luận nội dung kiến thức GV: Đưa câu hỏi trắc nghiệm củng cố Hoạt động HS HS: Hoạt động theo nhóm để làm thí nghiệm HS: Thảo luận nhóm thực theo phiếu học tập HS: Các nhóm lắng nghe trả lời HS: Lắng nghe ghi chép HS: Giải câu hỏi d Sản phẩm hoạt động: - Bài làm học sinh, nhóm học sinh - Ghi - Đường sức từ qua tâm O vòng tròn đường thẳng vơ hạn hai đầu cịn đường khác đường cong có chiều vào mặt Nam mặt Bắc dòng điện tròn - Độ lớn cảm ứng từ điểm dây dẫn khoảng r: e Đánh giá hoạt động: - Đánh giá xác nhận thành tố lực [a.1.2], [a.2.5], [a.3.3], [a.3.5], [b.1], [b.2], [c.1], [d.1] [d.2] thông qua quan sát lớp thái độ học tập, hoạt động nhóm giải vận dụng học sinh 1.5 a Hoạt động 4: Tìm hiểu từ trường dịng điện chạy ống dây hình trụ Mục tiêu hoạt động: 13 | P a g e - Nêu đặc điểm từ trường ống dây hình trụ - Giúp HS hệ thống hóa kiến thức từ trường đường sức từ ống dây hình trụ - Giúp HS giải tập liên quan đến nội dung cảm ứng từ b - GV giới thiệu hướng dẫn cách tiến hành thí nghiệm cho HS thực - HS thực thí nghiệm Thiết bị: - Laptop, máy chiếu - Câu hỏi củng cố - Phiếu học tập số CÂU HỎI CỦNG CỐ Một ống dây dài 0,5 m có 1000 vịng dây mang dịng điện 5A độ lớn cảm ứng từ long ống dây là: A B C D PHIẾU HỌC TẬP SỐ Trả lời câu hỏi sau: Nêu đặc điểm đường sức từ sinh dòng điện chạy ống dây? (phương, chiều, quy tắc xác định) …………………………………………………………………… …………………………………………………………………… …………………………………………………………………… …………………………………………………………………… …………………………………………………………………… Nêu biểu thức tính độ lớn cảm ứng từ tâm vòng dây? …………………………………………………………………… …………………………………………………………………… …………………………………………………………………… …………………………………………………………………… 14 | P a g e …………………………………………………………………… c Gợi ý tổ chức hoạt động: Hoạt động GV GV: Hướng dẫn HS làm thí nghiệm GV: Phát phiếu học tập số GV: Quan sát nhóm thảo luận hướng dẫn cần GV: Gọi nhóm hỏi nội dung phiếu học tập GV: Nhận xét câu trả lời kết luận nội dung kiến thức GV: Đưa câu hỏi trắc nghiệm củng cố d Hoạt động HS HS: Hoạt động theo nhóm tiến hành thí nghiệm theo hướng dẫn HS: Thảo luận nhóm thực theo phiếu học tập HS: Các nhóm lắng nghe trả lời HS: Lắng nghe ghi chép HS: Giải câu hỏi Sản phẩm hoạt động: - Bài làm học sinh, nhóm học sinh - Ghi - Bên ống dây từ trường giống từ trường nam châm thẳng - Bên ống dây, từ trường từ trường Các đường sức từ ống dây đường thẳng song song chiều cách - Độ lớn cảm ứng từ bên ống dây : e Đánh giá hoạt động: 15 | P a g e - Đánh giá xác nhận thành tố lực [a.1.2], [a.2.5], [a.3.3], [a.3.5], [b.1], [b.2], [c.1], [d.1] [d.2] thông qua quan sát lớp thái độ học tập, hoạt động nhóm giải vận dụng học sinh 1.6 a Hoạt động 5: Tìm hiểu từ trường nhiều dòng điện Mục tiêu hoạt động: Vận dụng nguyên lý chồng chất từ trường công thức liên quan để giải tập b Gợi ý tổ chức hoạt động: Hoạt động GV Hoạt động HS GV: Biểu diễn phát biểu nguyên lý chồng chất từ trường HS: Lắng nghe, quan sát ghi chép Vectơ cảm ứng từ điểm nhiều dòng điện gây tổng vectơ cảm ứng từ dòng điện gây điểm BM = B1 + B2 c Sản phẩm hoạt động: - Bài làm học sinh, nhóm học sinh - Ghi Vectơ cảm ứng từ điểm nhiều dòng điện gây tổng vectơ cảm ứng từ dòng điện gây điểm BM = B1 + B2 d Đánh giá hoạt động: 16 | P a g e - Đánh giá xác nhận thành tố lực [a.3.5], [c.1], [d.1] [d.2] thông qua quan sát lớp 1.7 a Hoạt động 6: Hệ thống hóa kiến thức giải tập vận dụng Mục tiêu hoạt động: - Giúp HS hệ thống lại nhứng kiến thức học b Thiết bị: - Máy tính - Máy chiếu (ti vi) - Phiếu học tập số 4, câu hỏi củng cố CÂU HỎI CỦNG CỐ Bài 1: Nối câu Độ lớn cảm ứng từ dòng điện thẳng dài gây điểm M cách đoạn r là… Đường sức từ trường dịng điện thẳng dài có cường độ I … Độ lớn cảm ứng từ tâm dịng điện trịn bán kính R mang dịng điện là… 4.Véc tơ cảm ứng từ điểm nằm dịng điện trịn có chiều a, vào mặt Nam mặt Bắc dòng điện b, c đường tròn nằm mặt phẳng vng góc với dịng điện có tâm nằm dòng điện d Bài 2: Biểu diễn vec-tơ cảm ứng từ dòng điện thẳng dài gây điểm: M2 M3 M1 17 | P a g e M4 Bài 3: Cho dòng điện tròn có cường độ dịng điện I = 4A, bán kính dây dẫn tròn R = 4cm Hãy xác định cảm ứng từ tâm dòng điện tròn Bài 4: Cho dịng điện có cường độ dịng điện I = 1A qua ống dây có tổng số vịng dây 2000 vòng, chiều dài ống dây 20cm Tính cảm ứng từ long ống dây PHIẾU HỌC TẬP SỐ Chọn đáp án nhất: A B C D Nhận định sau không cảm ứng từ sinh dòng điện chạy dây dẫn thẳng dài? Phụ thuộc vào chất dây dẫn Phụ thuộc môi trường xung quanh Phụ thuộc vào hình dạng dây dẫn Phụ thuộc vào độ lớn dịng điện Đáp án: A A B C D Cảm ứng từ sinh dòng điện chạy dây dẫn thẳng dài khơng có đặc điểm sau Vng góc với dây dẫn Tỉ lệ thuận với cường độ dòng điện Tỉ lệ nghịch với khoảng cách Tỉ lệ thuận với chiều dài dây dẫn Đáp án: D A B C D Cho dây dẫn thẳng dài mang dòng điện Khi ta xét điểm gần dây lần cường độ dịng điện tăng lần độ lớn cảm ứng từ: Tăng lần Không đổi Tăng lần Giảm lần Đáp án: A A B C Độ lớn cảm ứng từ tâm vịng dây dẫn trịn mang dịng điện khơng phụ thuộc vào đặc điểm sau đây? Bán kính dây Bán kính vịng dây Cường độ dịng điện chạy dây 18 | P a g e D Môi trường xung quanh Đáp án: A Nếu cường độ dòng điện dây trịn tăng lần đường kính dây tăng lần cảm ứng từ tâm vịng dây: A Không đổi Tăng lần Tăng lần Giảm lần B C D Đáp án: B Độ lớn cảm ứng từ sinh dòng điện ống dây tròn phụ thuộc vào đặc điểm sau đây? A Chiều dài ống dây Số vòng dây ống Đường kính ống Số vịng mét chiều dài ống dây B C D Đáp án: D A B C D Khi cường độ dòng điện giảm lần đường kính ống dây tăng lần số vịng dây chiều dài ống dây khơng đổi cảm ứng từ sinh dịng điện ống dây: Không đổi Tăng lần Tăng lần Giảm lần Đáp án: D Khi cho dây dẫn song song dài vô hạn cách a (m), mang hai dòng điện độ lớn I (A) chiều cảm ứng từ điểm nằm mặt phẳng chứa hai dây cách hai dây có giá trị: A 0T I/a T I/4a T I/2a T B C D Đáp án: A Một dòng điện chạy dây dẫn tròn 10 vịng đường kính 19 | P a g e 20 cm với cường độ 10 A cảm ứng từ tâm vòng dây là: A B C D Đáp án: A 10 Một ống dây dài 50 cm có 1000 vịng dây mang dịng điện A độ lớn cảm ứng từ bên ống là: A B C D Đáp án: B c Nội dung hoạt động: - Học sinh làm việc nhóm, tóm tắt kiến thức từ trường - Trình bày đặc điểm từ trường sinh dòng điện chạy dây dẫn thẳng dài, ống dây dài, khung dây tròn - Nêu yếu tố phụ thuộc cảm ứng từ điểm từ trường dòng điện - Vận dụng kiến thức để giải tập liên quan d Gợi ý tổ chức hoạt động: Hoạt động GV GV: Tóm lược lại kiến thức cho học sinh GV: Làm tập cố GV: Phát phiếu học tập số hướng dẫn cho học sinh nhà làm 20 | P a g e Hoạt động HS HS: Quan sát lắng nghe HS: Hoạt động thảo luận nhóm để tìm đáp án HS: Quan sát lắng nghe e Sản phẩm hoạt động: - Bài làm học sinh, nhóm học sinh f Đánh giá hoạt động: - Đánh giá xác nhận thành tố lực [a.1.2], [a.2.5], [a.3.3], [a.3.5], [b.2], [c.1] thông qua quan sát lớp thái độ học tập, hoạt động nhóm giải vận dụng học sinh (Chào thầy! Nếu file bị lỗi mong thầy xem file pdf link: (https://drive.google.com/file/d/1ts97PEkQnzXqgHLjpuBY77svzLCTaYg2/v iew?usp=sharing) em cảm ơn ạ!) 21 | P a g e
