CHƯƠNG IV TỪ TRƯỜNG TỪ TRƯỜNG Nội dung trong chương này tập trung nghiên cứu về lực tương tác giữa các điện tích chuyển động và nguồn gốc của tương tác đó, trong các trường hợp cụ thể như: + Từ trường của nam châm; + Từ trường của Trái Đất; + Từ trường của dòng điện; + Tác dụng của từ trường lên dây dẫn mang dòng điện; + Tác dụng của từ trường lên các điện tích chuyển động. Tiết ppct TỪ TRƯỜNG A. MỤC TIÊU BÀI DẠY: 1. Kiến thức: Học sinh hiểu được từ trường là gì? Và những vật nào gây ra từ trường; Phát biểu được định nghĩa về phương và chiều của từ trường tại một điểm; biết cách xác định các đường sức từ. 2. Kĩ năng: Rèn luyện học sinh kĩ năng phát hiện sự tồn tại của từ trường trong những trường hợp thông thường, kĩ năng xác định mặt Nam hay mặt Bắc của một dòng điện trong một mạch điện kín. 3. Giáo dục thái độ: B. CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH 1. Giáo viên: Chuẩn bị các thiết bị cho thí nghiệm chứng minh lực tương tác từ, từ phổ theo các hình vẽ sách giáo khoa, các thiết bị sử dụng thí nghiệm cho tiết dạy bao gồm thanh nam châm, kim nam châm và thí nghiệm về tương tác từ giữa các dòng điện; chuẩn bị các phiếu học tập. 2. Học sinh: Xem lại những nội dung, khái niệm từ trường đã học ở trung học cơ sở. C. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC. Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ, điều kiện xuất phát - Đề xuất vấn đề. HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên yêu cầu học sinh nhắc lại các khái niệm về từ trường, lực từ đã học ở trung học cơ sở. *Giáo viên nhấn mạnh: Trong chương này chúng ta nghiên cứu từ trường trên cơ cao hơn, mà trong bài này chúng ta trường lực mới khác hẳn với các trường tĩnh điện và trường hấp dẫn đã học ở lớp 10 và chương 1 ở đầu năm học. Do vậy chúng ta cần có những quan điểm và phương pháp nghiên cứu riêng. *Học sinh tái hiện lại kiến thức một cách có hệ thống để trả lời một số câu hỏi dẫn dắt của giáo viên; *Học sinh chú ý lắng nghe, nhận thức vẫn đề cần nghiên cứu. Hoạt động 2: Tìm hiểu nam châm. HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên giới thiệu lịch sử phát hiện nam châm, các vật liệu nam châm (các chất và hợp chất) và hướng dẫn học sinh đọc nội dung sách giáo khoa để trả lời câu hỏi C1; ĐVĐ: Từ thời cổ xưa, loài ngưỡi nhận thấy ột số quặng sắt có khả năng hút các mảnh sắt nhỏ,những mẫu st81 đò là các nam châm tự nhiên. Ta nói rằng chúng có từ tính, tương tác giữa nam châm và mảnh sắt gọi là tương tác từ. - Một kim nam châm có thể đặt cho nó có thể quay tự do, sẽ luôn địnhhướng gần đúng theo phương Bắc-Nam của Trái Đất Giáo viên tiến hành thí nghiệm chứng *Học sinh tiếp nhận và ghi nhớ thông tin từ giáo viên về lịch sử phát hiện nam châm. *Học sinh xem sách giáo khoa và trả lời câu hỏi theo yêu cầu của giáo viên: Những vật liệu làm nam châm như sắt, niken, mangan, gadolinium…. *Học sinh nắm được khái niệm về nam châm: *Kể tên một số chất hoặc hợp chất dùng để làm nam châm? *Giáo viên yêu cầu học sinh nhắc lại một số khái niệm cơ bản của nam châm như cực, tên gọi và kí hiệu? *Giáo viên nhấn mạnh: Nam châm có hai cực là cực nam (S) và cực bắc (N). *Giáo viên tiến hành thí nghiệm chứng tỏ trong một trường hợp thì hai nam châm hút nhau và trong một trường hợp khác thì hai nam châm đẩy nhau. Tù đó giáo viên cung cấp cho học sinh khái niệm về tương tác giữa hai nam châm. *Nguyên nhân nào hai nam châm tương tác với nhau? *Giáo viên nhấn mạnh, hai nam châm tương tác với nhau vì chúng có từ tính, nghĩa là xung quanh nó có từ trường. *Giáo viên yêu cầu học sinh đọc nội dung sách giáo khoa để trả lời câu hỏi C2. +Nam châm có hai cực là cực Bắc North) và cực nam S (South); *Học sinh quan sát giáo viên tiến hành thí nghiệm để chứng tỏ tương tác giữa hai nam châm gồm tương tác hút và tương tác đẩy. *Học sinh ghi nhận kiến thức: Nếu hai cực của nam châm cùng loại thì tương tác giữa chúng là tương tác đẩy còn hai cực khác loại thì tương tác giữa chúng là tương tác hút. *Học sinh xem sách giáo khoa để trả lời câu hỏi C2 theo yêu cầu của giáo viên. Hoạt động 2: Từ tình của dây dẫn có dòng điện. HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên tiến hành thí nghiệm, yêu cầu học sinh quan sát, nhận xét và kết luận. *Giáo viên tiến hành thí nghiệm về tương tác từ hình 19.2, 19.3 và 19.4/sgk, và yêu cầu học sinh quan sát nhận xét và kết luận vấn đề. - Tương tác giữa nam châm và nam châm; - Tương tác giữa nam châm – dòng điện; - Tương tác giữa dòng điện – dòng điện. *Giáo viên tiến hành thí nghiệm ở trong mặt phẳng và trong không gian; *Giáo viên yêu cầu học sinh nhận xét kết quả thu được. *Giáo viên kết luận vấn đề. *Học sinh quan sát giáo viên tiến hành thí nghiệm nhận xét kết quả thu được; +Nam châm tương tác với nam châm; + Nam châm tương tác với dòng điện; +Dòng điện tương tác với dòng điện; *Học sinh nắm được khái niệm tương tác từ gồm ba loại tương tác trên; *Học sinh nắm được lực gây ra tương tác từ được gọi là lực từ. *Học sinh tiếp thu và ghi nhận kiến thức. Hoạt động 3: Xây dựng khái niệm từ trường và tính chất cơ bản của từ trường. HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên đặt vấn đề, nguyên nhân nào làm xuất hiện từ tính (gây ra tương tác từ như ở thí nghiệm trên)? *Giáo viên dùng phương pháp so sánh tương tự để giải thích sự xuất hiện của lực từ. *Giáo viên nhấn mạnh: Xung quanh một dòng diện hay một nam châm tồn tại một trường gây ra từ tính, hay gây ra tương tác từ và được gọi là từ trường. *Giáo viên yêu cầu học sinh nêu lên khái niệm từ trường như sách giáo khoa. *Giáo viên nhấn mạnh: Từ trường là một dạng vật chất, vậy thuộc tính cơ bản nào đặc trưng cho vật chất? *Giáo viên đặt vấn đề về sự tồn tại của từ trường và hướng dẫn học sinh cách xác định từ trường. *Học sinh thảo luận theo nhóm, giải thích sự xuất hiện của lực từ: + Xung quanh dòng điện hay nam châm tồn tại từ trường. + Từ trường này gây ra lực từ tác dụng lên dòng điện khác hay nam châm khác đặt trong nó. *Học sinh thảo luận và hình thành khái niệm từ trường: Từ trường là một dạng vật chất tồn tại trong không gian mà biểu hiện cụ thể là sự xuất hiện lực từ tác dụng lên dòng điện hay nam châm đặt trong đó. *Học sinh thảo luận theo nhóm để tìm được câu trả lời của giáo viên: Thuộc tính cơ bản của vật chất là tồn tại năng lượng. *Học sinh nắm được quy ước về hướng của từ trường tại một điểm: Hướng của từ trường tại một *Giáo viên nhấn mạnh: Để xác định sự tồn tại của từ trường trong một khoảng không gian nào đó, người ta sử dụng kim nam châm nhỏ, đặt tại *Hướng của từ trường? + Giáo viên hướng dẫn học sinh sử dụng nam châm thử để xác định từ trường. điểm là hướng Nam - Bắc của nam châm nhỏ nằm cân bằng tại điểm đó. Hoạt động 4: Tìm hiểu đặc điểm của đường cảm ứng từ. HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên yêu cầu học sinh nhắc lại khái niệm về đường sức điện, biểu diễn hình học dạng đường sức điện trong điện trường? *Giáo viên liên hệ tương tự, dẫn dắt học sinh nắm được khái niệm đường sức từ. *Giáo viên yêu cầu học sinh nhắc lại tính chất của đường sức điện; *Giáo viên yêu cầu học sinh biểu diễn hình học dạng đường sức từ. *Giáo viên giới thiệu từ phổ. *Giáo viên tiến hành thí nghiệm, yêu cầu học sinh quan sát và rút ra được hình dạng của các đường sức từ. + Trường hợp từ trường của dòng điện thẳng dài; + Giáo viên giới thiệu quy tác bàn tay phải; + Trường hợp từ trường của dòng điện tròn; +Giáo viên giới thiệu quy tắc nam thuận bắc ngược và vào nam ra bắc; *Giáo viên trình tự dẫn dắt học sinh xây dựng các tính chất của đường sức từ. *Từ tính chất 1, giáo viên hướng dẫn học sinh sử dụng phương pháp chứng minh phản chứng để chứng minh được tại một điểm bất kì trong từ trường ta chỉ có thể vẽ được duy nhất một đường sức từ. *Học sinh tái hiện kiến thức trả lời các câu hỏi theo yêu cầu của giáo viên; *Học sinh vẽ dạng đường sức điện trong một vài trường hợp đơn giản; *Học sinh ghi nhận nội dung của định nghĩa đường sức từ: Đường sức từ là những đường vẽ ở trong không gian có từ trường, sao cho tiếp tuyến tại mỗi điểm có hướng trùng với hướng của từ trường tại điểm đó. *Học sinh nắm được quy ước chiều đường sức tại một điểm là chiều của từ trường tại điểm đó *Học sinh quan sát giáo viên tiến hành thí nghiệm, nhận xét về hình dạng của các đường bột sắt trên tờ giấy, từ đó hình thành khái niệm từ phổ. *Học sinh quan sát thí nghiệm và nhận xét kết quả: + Từ trường của dòng điện trong dây dẫn thẳng dài có dạng là những đường tròn đồng tâm và có tâm nằm trên dòng điện. *Học sinh nắm được nội dung quy tắc bàn tay phải: Để bàn tay phải sao cho ngón cái nằm theo dây dẫn và chỉ theo chiều của dòng điện, khi đó các ngón kia khum lại cho ta chiều của các đường sức từ. *Học sinh quan sát giáo viên tiến hành thí nghiệm và nhận xét về hình dạng của đường sức từ trong trường hợp từ trường của dòng điện tròn; *Học sinh nắm được mặt nam của dòng điện tròn là mặt khi nhìn vào ta thấy chiều dòng điện cùng với chiều của kim đồng hồ, còn mặt Bắc thì ngược lại; *Học sinh nắm được quy tắc nam thuận Bắc ngược: Các đường sức từ của dòng điện có chiều đi vào mặt Nam và đi ra mặt Bắc của dòng điện tròn ấy. *Học sinh thảo luận theo nhóm và xây dựng được các tính chất của đường sức từ: + Qua mỗi điểm trong không gian có từ trường, ta chỉ có thể vẽ được một đường sức từ; +Các đường sức từ là những đường cong khép kín hoặc vô hạn ở hai đầu; + Chiều của các đường sức từ tuân theo quy tắc xác định (quy tắc nắm bàn tay phải hoặc quy tắc vào Nam ra Bắc); * Độ dày thưa các đường sức tại một vùng trong từ trường phụ thuộc vào độ mạnh hay yếu của từ trường. Hoạt động 5: Từ trường của Trái Đất. HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên yêu cầu học sinh thảo luận theo nhóm, đọc và tim hiểu nội dung ở sách giáo khoa theo gợi ý của giáo viên; +Cấu tạo và tính chất của la bàn; + Nguyên tắc hoạt động của la bàn; *Giáo viên nhấn mạnh: Khi cân bằng, hướng của từ trường Trái Đất tại điểm khảo sát B T nằm dọc theo hướng Nam - Bắc của kim nam châm; *Giáo viên phân tích về dẫn dắt học sinh nắm được sự thay đổi của từ trường Trái Đất theo vị trí; *Giáo viên trình tự trình bày các ứng dụng của địa từ trường; *Học sinh làm việc theo nhóm để trả lời câu hỏi theo yêu cầu của giáo viên; *Học sinh nắm được cấu tạo la bàn có bộ phận chính là kim nam châm; *Học sinh nắm được nguyên tắc hoạt động của la bàn: Do kim nam châm luôn chịu tác dụng của từ trường Trái Đất (gọi là địa từ trường); * Học sinh ghi nhận kiến thức; *Học sinh ghi nhận kiến thức về thành phần biến thiên của địa từ trường: + Giá trị, nguồn gốc; + Tính tuần hoàn; *Học sinh ghi nhận về đặc điểm, nguồn gốc của tính bất thường của địa từ trường. Hoạt động 6: Củng cố bài học - Định hướng nhiệm vụ học tập tiếp theo. HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên nhắc lại các kiến thức trọng tâm của bài học; * Giáo viên nhấn mạnh các tính chất của từ trường, so sánh sự giống nhau và khác nhau của từ trường; *Giáo viên yêu cầu học sinh về nhà trả lời các câu hỏi và bài tập từ 1 đến 8/sgk – 124; *Giáo viên lưu ý so sánh các tính chất của từ trường và điện trường. *Học sinh ghi nhận kiến thức do giáo viên cung cấp; *Học sinh ghi nhận nhiệm vụ học tập theo yêu cầu của giáo viên. D. RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY ……………………………………………………………………………………… ……………… ………………………………………………………………………………………………… …… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……… ………… E. PHẦN GIÁO ÁN BỔ SUNG ……………………………………………………………………………………… ……………… ………………………………………………………………………………………………… …… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……… ………… Tiết ppct LỰC TỪ. CẢM ỨNG TỪ A. MỤC TIÊU BÀI DẠY: 1. Kiến thức: Học sinh nắm được khái niệm về từ trường đều và xác định được lực từ do từ trường đều tác dụng lên một đoạn dây dẫn có dòng điện; Phát biểu được định nghĩa vector cảm ứng từ về phương, chiều và độ lớn, mối quan hệ giữa lực từ và cảm ứng từ; Phát biểu được định nghĩa về phần tử dòng điện;Xác định được quy tắc xác định chiều của lực từ. 2. Kĩ năng: Rèn luyện học sinh kĩ năng phân tích hiện tượng và xác định phương, chiều của vector cảm ứng từ; lực từ, kĩ năng vận dụng lí thuyết để giải các bài tập thực tế. 3. Giáo dục thái độ: B. CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH 1. Giáo viên: Đồ dùng thí nghiệm về lực từ; các phiếu học tập. 2. Học sinh: Ôn lại kiến thức về tích vector. C. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC. Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ, điều kiện xuất phát - Đề xuất vấn đề. HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên đưa ra hệ thống câu hỏi để kiểm tra bài cũ: 1.Phát biểu định nghĩa từ trường, đường sức từ? 2.So sánh tính chất đường sức điện và đường sức từ? 3. Nêu bản chất của điện trường và từ trường? *Giáo viên nhận xét, bổ sung và cho điểm. Trong bài học trước chúng ta đã biết biểu hiện của từ trường là tác dụng lực từ lên dòng điện hay nam châm đặt trong đó. Vậy lực từ được xác định như thế nào? Và đại lượng nào đặc trưng về phương diện tác dụng lực từ của từ trường? Bài học này hôm nay chúng ta nghiên cứu những vấn đề trên. *Một học sinh tái hiện lại kiến thức để trả lời câu hỏi theo yêu cầu của giáo viên; *Các học sinh thảo luận theo nhóm, bổ sung và hoàn thiện câu trả lời của bạn. *Học sinh chú ý lắng nghe giáo viên đặt vấn đề giới thiệu nội dung bài học, nhận thức vấn đề và hình thành phương pháp nghiên cứu. Hoạt động 2: Tìm hiểu các đặc điểm của lực từ. HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên yêu cầu học sinh nhắc lại khái niệm về điện trường đều. *Từ khái niệm điện trường đều, giáo viên yêu cầu học sinh thảo luận theo nhóm đưa ra khái niệm về từ trường đều. *Giáo viên giới thiệu cho học sinh nắm được phương pháp tạo ra từ trường đều. *Giáo viên dẫn dắt học sinh quan sát từ phổ của nam châm hình chữ U đê nhận xét được từ trường tron khoảng giữa hai cực của nam châm, một phần là từ trường đều. *Giáo viên yêu cầu học sinh nhận xét về dạng đường sức từ của từ trường đều? *Giáo viên nhấn mạnh: Để xác định lực từ do từ trường đều tác dụng vào dây dẫn có dòng điện chay qua đặt trong nó, ta tiến hành thí nghiệm như sau: *Học sinh tái hiện lại kiến thức để trả lời câu hỏi theo yêu cầu của giáo viên, câu trả lời đúng là: Điện trường đều là điện trường có vector cường độ điện trường E tại mọi điểm bên trong điện trường là bằng nhau, đặc điểm của điện trường đều là các đường sức điện là những đường thẳng song song cách đều. *Học sinh thảo luận theo nhóm để xây dựng khái niệm từ trường đều: Là từ trường có đặc tính giống nhau tại mọi điểm trong nó. *Học sinh thảo luận theo nhóm để rút ra được đặc điểm của từ trường đều là các đường sức từ là những đường thẳng song song cách đều. *Học sinh tiếp nhận thông tin; *Học sinh quan sát giáo viên tiến hành thí nghiệm và nhận xét kết quả: + Trường hợp dây dẫn đặt cùng phương với các *Giáo viên tiến hành thí nghiệm, yêu cầu học sinh quan sát và nhận xét kết quả thí nghiệm trong các trường hợp sau: +Khi dây dẫn đặt cùng phương với các đường sức từ? +Khi dây dẫn đặt không cùng phương với các đường sức từ? (Trong trường hợp đặc biệt dây dẫn đặt vuông góc với các đường sức). *Giáo viên phân tích: +Khi chưa có dòng điện đi qua, lực từ tác dụng lên dây dẫn bằng không. Dây dẫn ở trạng thái cân bằng lực dưới tác dụng của trọng lực P của đoạn dây dẫn và lực căng T của dây. *Giáo viên tiến hành thí nghiệm cho dòng điện đi qua dây, yêu cầu học sinh quan sát và nhận xét kết quả. *Giáo viên phân tích: Vậy trong trường hợp này, từ trường tác dụng lực từ lên đoạn dây dẫn làm dây dẫn bị lệch ra khỏi vị trí cân bằng ban đầu. *Giáo viên yêu cầu học sinh làm việc theo nhóm, phân tích các lực tác dụng lên đoạn dây dẫn và viết phương trình cân bằng lực tác dụng lên đoạn dây dẫn khi dây dẫn ở trạng thái cân bằng. *Giáo viên yêu cầu học sinh làm việc theo nhóm, tìm độ lớn của lực từ do từ trường tác dụng lên đoạn dây dẫn. *Giáo viên yêu cầu học sinh nhận xét về hướng của lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn? *Giáo viên giới thiệu quy tác bàn tay trái để xác định chiều của lực từ. *Giáo viên yêu cầu học sinh làm việc theo nhóm để trả lời câu hỏi theo yêu cầu của giáo viên. *Giáo viên cho một số bài tập đơn giản về xác định chiều của từ trường, lực từ và chiều của dòng điện, yêu cầu học sinh làm việc theo nhóm trả lời câu hỏi theo yêu cầu của giáo viên. đường sức từ: Dù trong dây dẫn có hay không có dòng điện thì từ trường vẫn không tác dụng lực từ lên đoạn dây dẫn đó. +Trong trường hợp đoạn dây dẫn đặt không cùng phương với các đường sức từ: - Nếu không có dòng điện qua dây dẫn thì từ trường không tác dụng lực từ ; - Nếu cho dòng điện qua dây dẫn thì từ trường tác dụng lực từ lên dây dẫn. *Học sinh phân tích các lực tác dụng lên đoạn dây dẫn: F,T,P *Học sinh viết phương O trình cân bằng lực: α 0FTP =++ (*) *Học sinh chiếu (*) lên T F Oxy để tìm độ lớn của F: P F = mgtanα *Học sinh quan sát và nhận xét được hướng của 3 đại lượng là đường sức từ, lực từ và chiều của dòng điện thành một tam diện thuận. *Học sinh nắm được quy tắc bàn tay trái để xác định chiều của lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn: Đặt bàn tay trái duỗi thẳng sao cho các đường cảm ứng từ đâm xuyên vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến các đầu ngón tay trùng với chiều của dòng điện trong dây dẫn, khi đó ngón tay cái choãi ra 90 o chỉ chiều của lực từ tác dụng lên đoạn dây. * Học sinh vận dụng quy tắc bàn tay trái để xác định chiều của lực từ, từ trường và chiều của dòng điện trong một số trường hợp đơn giản. Hoạt động 3: Xây dựng khái niệm về cảm ứng từ. HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên đặt câu hỏi dẫn dắt học sinh vào vấn đề: Đại lượng nào đặc trưng về phương diện tác dụng lực của từ trường? *Giáo viên yêu cầu học sinh nhắc lại đại lượng đặc trưng về phương diện tác dụng lực của điện trường? *Giáo viên nhận xét kết quả thí nghiệm trên và đặt vấn đề các thay đổi của cường độ dòng điện I và chiều dài đoạn dây dẫn l trong trường hợp đoạn dây đặt vuông góc với từ trường, từ đó dẫn dắt học *Học sinh chú ý lắng nghe giáo viên đặt vấn đề giới thiệu nội dung cần nghiên cứu. *Học sinh tái hiện lại kiến thức để trả lời câu hỏi theo yêu cầu của giáo viên, câu trả lời đúng: Đại lượng đặc trưng cho điện trường vể phương diện tác dụng lực là cường độ điện trường. *Giáo viên chú ý lắng nghe giáo viên diễn giảng đề hình thành khái niệm cảm ứng từ B: Cảm ứng từ là một đại lượng vật lý được đo bằng thương số giữa sinh hình thành khái niệm về cảm ứng từ. *Giáo viên giới thiệu đơn vị cảm ứng từ hoặc gợi ý cho học sinh thông qua biểu thức để xác định đơn vị cảm ứng từ. *Giáo viên nhấn mạnh: Cảm ứng từ là một đại lượng hữu hướng (hay đại lượng vector). *Giáo viên dẫn dắt học sinh hình thành đặc điểm của vector cảm ứng từ B về điểm đặt, phương, chiều và độ lớn. *Giáo viên yêu cầu học sinh tìm mối liên hệ giữa cảm ứng từ B và lực từ F ? *Giáo viên sử dụng hình vẽ 20.4/sgk, phân tích và dẫn dắt học sinh tìm thấy được mối liên hệ đó. *Giáo viên cung cấp kiến thức cơ bản về tích hữu hướng hai vector, trên cơ sở đó xây dựng công thức tính lực từ tổng quát (công thức Ampère) bằng tích hữu hướng. *Yêu cầu học sinh nhận xét về chiều của ba vector lực từ, cảm ứng từ và phần tử dòng điện. *Giáo viên kết luận vấn đề như sách giáo khoa: Lực từ F có điểm đặt tại trung điểm của đoạn dây dẫn, có phương vuông góc với B,Il có chiều tuân theo quy tắc bán tay trái và có độ lớn được xác định bằng biểu thức: F = IlBsin α . độ lớn lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn có độ dài đủ nhỏ mang dòng điện đặt vuông góc với đường cảm ứng từ tại điểm khảo sát và tích cường độ dòng điện và độ dài đoạn dây dẫn. B = I F Vector cảm ứng từ B có hướng trùng với hướng của từ trường. *Học sinh nắm được đơn vị cảm ứng từ là Tesls (T); *Học sinh nắm được khái niệm về vector phần tử dòng điện Il cùng hướng với dòng điện trong đoạn dây dẫn. *Học sinh nắm được công thức Ampère để xác định lực từ trong trường hợp tổng quát: BXIlF = *Học sinh nắm được biểu thức của tích hữu hướng của hai vector. F = IlBsinα, với α là góc tạo bởi hai vector cảm ứng từ và phần tử dòng điện. *Học sinh tiếp thu và ghi nhận kiến thức. Hoạt động 4: Cũng cố bài học và định hướng nhiệm vụ học tập tiếp theo. HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên nhắc lại các kiến thức trọng tâm của bài học về khái niệm cảm ứng từ, lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn có dòng điện chạy qua. *Giáo viên khắc sâu khái niệm về cảm ứng từ và biểu thức xác định cảm ứng từ tại một điểm trong từ trường. *Giáo viên yêu cầu học sinh trả lời các câu hỏi bài tập từ 1 đến 7/sgk – 128 và các bài tập ở sách bài tập; *Học sinh khắc sâu kiến thức theo yêu cầu của giáo viên; *Học sinh ghi nhận nhiệm vụ học tập. D. RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY ……………………………………………………………………………………… ……………… ………………………………………………………………………………………………… …… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……… ………… E. PHẦN GIÁO ÁN BỔ SUNG ……………………………………………………………………………………… ……………… ………………………………………………………………………………………………… …… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……… ………… Tiết ppct 57: BÀI TẬP VỀ LỰC TỪ A. MỤC TIÊU BÀI DẠY: 1. Kiến thức: Củng cố và khắc sâu kiến thức về cảm ứng từ, lực từ của từ trường tác dụng lên một đoạn dây dẫn có dòng điện chạy qua, cách xác định các vector lực từ, cảm ứng từ và chiều của dòng điện trong một số trường hợp cơ bản đến tổng quát. 2. Kĩ năng: Vận dụng quy tắc nắm bàn tay phải, quy tắc nam thuận bắc ngược để xác định chiều của đường sức từ và cảm ứng từ tại một điểm trong từ trường do dòng điện trong dây dẫn thẳng dài, dòng điện tròn gây ra; vận dụng công thức tính cảm ứng từ B = I F và công thức xác định lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn có dòng điện chạy qua (công thức Ampère) F = IlBsinα. 3. Giáo dục thái độ: B. CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH 1. Giáo viên: Bài tập có chọn lọc và phương pháp giải; 2. Học sinh: Giải trước một số bại tập theo yêu cầu của giáo viên. C. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC. Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ, giới thiệu bài mới. HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên yêu cầu học sinh nêu được đặc điểm của lực từ do từ trường tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện? *Giáo viên gọi 1 học sinh lên bảng trả lời, cả lớp theo dõi nhận xét; *Giáo viên bổ sung và cho điểm. *Giáo viên nhấn mạnh: Tiết học hôm nay chúng ta vận dụng kiến thức đã học về lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn có dòng điện chạy qua để giải một số dạng bài tập cơ bản liên quan. *Học sinh tái hiện lại kiến thức để trả lời câu hỏi theo yêu cầu của giáo viên, kết quả trả lời theo các ý sau: + Điểm đặt: Tại trung điểm của đoạn dây; + Phương: Vuông góc với mặt phẳng chứa dây dẫn và đường cảm ứng từ cắt dây dẫn; + Chiều: Tuân theo quy tắc bàn tay trái (hoặc phải); + Độ lớn: F = BIsinα Hoạt động 2: Giải một số bài toán cơ bản liên quan đến lực từ, cảm ứng từ và cường độ dòng điện. HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên cho học sinh chép đề bài tập 1: Một thanh kim loại CD có chiều dài 20cm, khối lượng 100g đặt vuông góc với hai thanh ray song song và nối với nguồn điện có hiệu điện thế U. Toàn hệ thống đặt trong từ trường đều hướng lên trên (hình vẽ) có cảm ứng từ B = 0,2T. Lấy g = 10m/s 2 . a. Dòng điện đi qua CD là 10A, tính gia tốc của thanh CD. Biết hệ số ma sát là 0,2. b. Nâng hai đầu thanh lên cao sao cho hai thanh ray hợp với mặt phẳng nằm ngang một góc 30 o . Để thanh CD trượt lên với gia tốc như trên (câu a) thì dòng điện trong đoạn mạch có giá trị là bao nhiêu? *Giáo viên yêu cầu học sinh làm việc theo nhóm, tìm kết quả theo yêu cầu của bài toán; *Giáo viên định hướng: + Lực nào tác dụng lên thanh CD? D B C *Học sinh chép đề vào vở; *Học sinh làm việc theo nhóm, dựa vào trình tự dẫn dắt của giáo viên, tìm kết quả câu a. *Các lực tác dụng lên thanh: ms F,F,N,P . Lực từ tác dụng lên thanh tuân theo quy tắc bàn tay trái, có chiều từ phải sang trái. *Theo định luật II Newton: amFFNP ms =+++ (*) + Lực từ có hướng như thế nào? Làm thế nào để xác định hướng của lực từ tác dụng lên thanh CD? +Phương trình định luật II Newton được viết như thế nào? + Vậy thanh chuyển động theo chiều nào? Cho biết trạng thái chuyển động của thanh? + Làm thế nào để tính độ lớn của gia tốc trong chuyển động của thanh CD? *Giáo viên yêu cầu học sinh tiến hành tương tự để tìm kết quả câu b. *Giáo viên cho học sinh chép đề bài tập 2: Thanh MN có chiều dài l = 20cm khối lượng 10g được treo ngang bằng hai dây dẫn mảnh song song AM và BN. Thanh dẫn MN được đặt trong từ trường đều thẳng đứng hướng lên có cảm ứng từ B=0,2T. Khi cho dòng điện chạy qua thanh MN có cường độ 2,5Athì nó có vị trí cân bằng mới, khi đó hai dây treo AM và BN hợp với phương thẳng đứng một góc α. Lấy g = 10 m/s 2 . Tính góc α. *Giáo viên yêu cầu học sinh làm việc theo nhóm để tìm kết quả theo yêu cầu của bài toán. *Giáo viên định hướng: +Phân tích các lực tác dụng lên thanh MN? + Giáo viên yêu cầu học sinh tìm điều kiện để thanh MN ở trạng thái cân bằng? + Xác định góc α và lực căng của mỗi dây treo *Chiếu phương trình (*) lên hệ trục Oxy, ta được: a = m mgBI m FF ms µ− = −  = 2m/s 2 . *Học sinh làm việc theo nhóm để làm câu b theo hướng dẫn của giáo viên. *Kết quả tìm được I = 28,5A. *Học sinh chép đề theo yêu cầu của giáo viên; *Học sinh làm việc theo nhóm, thảo luận phương pháp giải theo trình tự dẫn dắt của giáo viên và tìm kết quả theo yêu cầu của bài toán. *Đáp án: + α = 45 o + T = 7,07.10 -2 N Hoạt động 3: Củng cố bài học - Định hướng nhiệm vụ học tập tiếp theo. HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên khắc sâu phương pháp giải các bài toán liên quan đến lực từ; *Giáo viên khắc sâu phương pháp động lực học để áp dụng trong những trường hợp cụ thể; *Giáo viên yêu cầu học sinh về nhà làm các bài tập liên quan đến lực từ. *Giáo viên yêu cầu học sinh xem trước nội dung bài mới. *Học sinh tiếp thu và ghi nhận kiến thức giáo viên cung cấp; *Giáo viên ghi nhận nhiệm vụ học tập theo yêu cầu của giáo viên. D. RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY ……………………………………………………………………………………… ……………… ………………………………………………………………………………………………… …… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……… ………… E. PHẦN GIÁO ÁN BỔ SUNG ……………………………………………………………………………………… ……………… ………………………………………………………………………………………………… …… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……… ………… Tiết ppct 58 + 59 TƯ TRƯỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN CHẠY TRONG CÁC DÂY DẪN CÓ HÌNH DẠNG ĐẶC BIỆT A. MỤC TIÊU BÀI DẠY: 1. Kiến thức: Học sinh nắm được cách xác định phương, chiều và viết được biểu thức tính độ lớn của vector cảm ứng từ của dòng điện chạy trong các dây dẫn có hình dạng khác .hau 2. Kĩ năng: Rèn luyện học sinh kĩ năng vận dụng được nguyên lí chồng chất từ trường để giải một số bài tập cơ bản, kĩ năng phân tích và biểu diễn các vector, các hình vẽ trong không gian và trong mặt phẳng. 3. Giáo dục thái độ: B. CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH 1. Giáo viên: Chuẩn bị đồ dùng cho thí nghiệm từ phổ và kim nam châm nhỏ để xác định hướng của từ cảm: Một khung dây tròn, một ống dây, một số tờ bìa và giấy trắng, một nam châm thử treo trên một sợi dây; 2. Học sinh: Nguyên lí chồng chất điện trường, khái niệm về cảm ứng từ, cách xác định chiều của đường sức từ của dòng điện trong dây dẫn thẳng dài, vòng dây tròn. C. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC. Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ, điều kiện xuất phát - Đề xuất vấn đề. HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên nêu câu hỏi kiểm tra bài cũ: Định nghĩa cảm ứng từ? Trình bày mối liên hệ giữa cảm ứng từ và lực từ? *Giáo viên thông báo cho học sinh cách xác định cảm ứng từ trong các dây dẫn có hình dạng khác nhau, phương pháp vận dụng nguyên lí chồng chất từ trường để xác định vector cảm ứng từ tổng hợp tại một điểm trong từ trường. *Giáo viên đưa ra nhận xét: Thực nghiệm và lí thuyết đã xác định được cảm ứng từ tại một điểm trong từ trường phụ thuộc vào hình dạng của dây dẫn có dòng điện chạy qua, cường độ dòng điện và môi trường xung quanh, vị trí của điểm đang xét. Để làm rõ vấn đề, hôm nay chúng ta nghiên cứu từ trường của dòng điện trong các dây dẫn có hình dạng khác nhau trong môi trường chân không hay không khí. *Học sinh tái hiện lại kiến thức một cách có hệ thống để trả lời câu hỏi theo yêu cầu của giáo viên; *Học sinh nhận thức vấn đề. *Học sinh lắng nghe và nhận thức vấn đề, hình thành phương pháp nghiên cứu nội dung. Hoạt động 2: Nghiên cứu từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài. HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên giới thiệu hình vẽ của dây dẫn trong đó có dòng điện chạy qua. *Giáo viên yêu cầu học sinh nhận xét về dạng đường cảm ứng từ. *Xét một điểm M trên đường sức từ bất kì, giáo viên yêu cầu học sinh xác định điểm đặt, phương chiều của vector cảm ứng từ do dòng điện trong dây dẫn thẳng dài gây ra tại điểm đó. *Giáo viên nhấn mạnh: Độ lớn của cảm ứng từ tại *Học sinh chú ý quan sát hình vẽ. *Học sinh dùng quy tắc nắm bàn tay phải hoặc quy tắc cái đinh ốc I để xác định chiều của các đường cảm ứng từ trong những trường hợp cụ thể. *Học sinh kết luận được những đặc điểm của phương, chiều của vector cảm ứng từ tại một điểm nằm trong từ trường do dòng điện trong dây dẫn thẳng dài gây ra: [...]... tr li ỳng cỏc cõu hi giỏo viờn, tho lun v chn cõu tr li ỳng 3,4/sgk 133; *Hc sinh cú th tr li giy nhỏp *Giỏo viờn hng dn hc sinh ỏp dng cụng thc *Hc sinh ỏp dng cụng thc v so sỏnh da trờn s so sỏnh? liu theo bi *Giỏo viờn gi mt hc sinh trỡnh by phng ỏn *Hc sinh trỡnh by phng ỏn theo yờu cu ca tr li theo yờu cu ca bi giỏo viờn; *Giỏo viờn gi hc sinh khỏc b sung v hon *Hc sinh hon thin cõu tr li. .. chiu ca lc Lorentz ph so sỏnh v hng ph thuc vo in tớch q thuc vo du ca in tớch q +Nu q > 0 => cỏc vector v, cựng chiu, v ngc li nu q < 0; * Giỏo viờn yờu cu hc sinh rỳt ra kt lun *Hc sinh ghi nh kin thc do giỏo viờn cung cp v din ging +Hc sinh lm vic theo nhúm tr li cỏc cõu hi C1 v C2 *Giỏo viờn yờu cu hc sinh tr li cõu hi *Hc sinh tr li cỏc cõu hi theo yờu cu ca giỏo viờn Hot ng 3: Nghiờn cu chuyn... dõy dn Vy lc t tỏc dng lờn mt ht mang in cú cỏc c im *Hc sinh chỳ ý lng nghe, nhn thc ni dung v gỡ? lm rừ vn ny, hụm nay chỳng ta hỡnh thnh phng phỏp nghiờn cu bi hc nghiờn cu ni dung bi hc: Lc Lorentz Hot ng 2: Nghiờn cu cỏc c ờm ca lc Lorentz HOT NG CA GIO VIấN HOT NG CA HC SINH *Hc sinh tỏi hin li kin thc tr li cõu hi theo yờu cu ca giỏo viờn: Bn cht ca dũng in *Giỏo viờn yờu cu hc sinh nờu bn... phng, chiu ca vector cm ng t ti mt im tr li cõu hi C2; bờn trong ng dõy *Hc sinh ghi nhn cụng thc tớnh ln ca cm ng t ti mt im bờn trong ng dõy *Giỏo viờn dn dt hc sinh kt lun vn *Hc sinh ghi nhn kin thc Hot ng 5: Tỡm hiu nguyờn lớ chng cht t trng HOT NG CA GIO VIấN HOT NG CA HC SINH *Giỏo viờn yờu cu hc sinh nhc li nguyờn lớ *Hc sinh tỏi hin li kin thc tr li cõu hi chũng cht in trng theo yờu cu ca... *Giỏo viờn yờu cu hc sinh lm vic theo nhúm, yờu cu ca giỏo viờn: Tỡm bỏn kớnh qu o ca tỏi hin li kin thc li n quan n chuyn ng ht mang in trong t trng mv trũn u v lc hng tõm tỡm bỏn kớnh qu R= qo B o chuyn ng *Giỏo viờn gii thiu hỡnh v 22.6 v yờu cu hc Hc sinh tho lun theo nhúm tr li cỏc cõu hi sinh tho lun v tr li cõu hi C2 v C3/sgk; theo yờu cu ca giỏo viờn; *Giỏo viờn thụng bỏo cho hc sinh vit quy... *Hc sinh tỏi hin li kin thc mt cỏch cú h chuyn ng trong t trng? thng tr li cỏc cõu hi theo yờu cu ca giỏo * Hóy cho bit dng chuyn ng ca ht mang viờn; in trong t trng u? Biu thc tớnh bỏn kớnh *Hc sinh chỳ ý lng nghe, b sung hon thin qu o? cõu tr li; *Hc sinh nhn xột v cho im *Hụm nay chỳng ta vn dng nhng kin thc v *Hc sinh ghi nhn nhim v hc tp theo yờu cu lc Lorentz v nhng kin thc li n quan gii ca... nhúm tr li cỏc cõu hi T= = 6,6.10-6s v theo yờu cu ca giỏo viờn; *Giỏo viờn gi hai hc sinh lờn bng gii hai bi tp do giỏo viờn chun b trc *Hc sinh lm vic theo yờu cu ca giỏo viờn *Giỏo viờn yờu cu cỏc hc sinh cũn li lm vic theo nhúm Hot ng : Cng c bi hc - nh hng nhim v hc tp tip theo HOT NG CA GIO VIấN HOT NG CA HC SINH *Giỏo viờn hng dn hc sinh phõn tớch v tr li *Hc sinh tho lun theo nhúm tr li cỏc... Phỏt biu quy tc bn tay trỏi xỏc nh chiu ca lc t tỏc dng lờn dũng in? *Hc sinh tỏi hin li kin thc tr li cỏc cõu hi *Vit biu thc tớnh ln ca cm ng t trong theo yờu cu ca giỏo viờn; lũng ng dõy hỡnh tr di cú dũng in chy qua? *Giỏo viờn cho hc sinh nhn xột v b sung; *Giỏo viờn nhn xột v cho im *Hc sinh b sung cõu tr li ca bn, *Giỏo viờn nhn mnh: Lc t tỏc dng lờn dõy dn, bn cht ca nú l lc t tỏc dng lờn... thc li n quan n t trng v nguyờn lớ chng cht t trng gii mt s bi toỏn nh tớnh v nh lng li n quan 3 Giỏo dc thỏi : B CHUN B CA GIO VIấN V HC SINH 1 Giỏo viờn: Bi tp cú chn lc v phng phỏp gii 2 Hc sinh: Gii trc mt s bi tp theo yờu cu ca giỏo viờn C T CHC CC HOT NG DY HC Hot ng 1: Gi ý phng phỏp gii mt s bi toỏn c bn HOT NG CA GIO VIấN HOT NG CA HC SINH *Giỏo viờn gii thiu phng phỏp gii mt s bi toỏn li n... in chy qua: B = 2.10-7N R i vi t trng ti mt im trong ng dõy di cú dũng N I I in chy qua: B = 4.10-7 R = B = 4.10-7n R *Hc sinh nhc li c im ca vector lc t tỏc dng lờn on dõy dn cú dũng in chy qua *Hc sinh nhc li c im ca vector cm ng t ti tõm ca dn dn trũn *Hc sinh nhc li c im ca vector cm ng t ti mt im trong ng dõy di cú dũng in chy qua Hot ng 2: Gii mt s bi tp trc nghim HOT NG CA GIO VIấN HOT NG . trả lời câu hỏi theo yêu cầu của giáo viên: Những vật li u làm nam châm như sắt, niken, mangan, gadolinium…. *Học sinh nắm được khái niệm về nam châm: *Kể. thiệu lịch sử phát hiện nam châm, các vật li u nam châm (các chất và hợp chất) và hướng dẫn học sinh đọc nội dung sách giáo khoa để trả lời câu hỏi C1;