Đang tải... (xem toàn văn)
(Nhö treân ñaây noùi leân sö saùng leân chaäm hôn cuûa boùng ñeøn ô nhaùnh coù oáng daây dieãn ra raát nhanh). Hai boùng ñeøn saùng nhö nhau chöùng toû suaát ñieän ñoäng caûm öùng tr[r]
(1)Tiết : Bài 62 :
HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM
NĂNG LƯỢNG CỦA TỪ TRƯỜNG
I. MỤC TIÊU :
Hiểu chất tượng tự cảm đóng mạch, ngắt mạch
Nắm vận dụng công thức xác định hệ số tự cảm ống dây, công thưc xác định suất điện động tự cảm ống dây, xông thức xác định suất điện động tự cảm
Hiểu từ trường có lượng Vận dụng cơng thức xác định lượng từ trường ống dây công thức xác định mật độ lượng từ trường
II PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY : Phương pháp thực nghiệm nêu vấn đề
III THIẾT BỊ , ĐỒ DÙNG DẠY HỌC :
IV TIẾN TRÌNH GIẢNG DẠY
PHÂN PHỐI THỜI GIAN
PHẦN LÀM VIỆC CỦA GIÁO VIÊN
HOẠT ĐƠNG CỦA HỌC SINH
GHI CHUÙ
NỘI DUNG GHI BẢNG TỔ CHỨC ,ĐIỀU KHIỂN
1. Kiểm tra bài cũ và kiến thức cũ liên quan với
bài (3’)
Trả lời câu hỏi SGk Làm tập 1,2,3, SGK
Kiểm tra đánh giá
2. Nghiên cứu mới
1 Hiện tượng tự cảm a) Thí nghiệm 1.
Bố trí thí nghiệm sơ đồ hình 62.1
1 Hiện tượng tự cảm
(2)
Ñ1 Ñ2
R L , R k
Nhận xét : Khi đóng cơng tắc K ta nhận thấy bóng
đèn Đ1 sáng lên, cịn bóng đèn Đ2 sáng lên từ từ mặc
dù điện trở hai nhánh giống
Giải thích Khi đóng cơng tắc, dịng điện
hai nhánh tăng (lúc đầu I = 0, sau I 0) Trong
nhánh hai dịng điện tăng làm cho từ thông qua ống dây biến đổi. xuất dịng điện cảm ứng ống
dây
p dụng qui tắc Lenxơ dòng điện nhánh hai
khơng tăng lên nhanh chóng bóng đèn Đ2 sáng lên
từ từ
b) Thí nghiệm 2.
Sơ đồ thí nghiệm hình 62.2
Đ
k
R1
Nhận xét : Ngắt công tắt K , ta nhận thấy bóng đèn
khơng ngắt mà loé sáng lên sau tắt
cũ dùng hai thí nghiệm Sơ đồ hình 62.1 SGK sơ đồ thí nghiệm tượng tự cảm đóng mạch ; sơ đồ hình 62.2 SGK thí nghiệm tượng tự cảm ngắt mạch
Đối với thí nghiệm hình 62.1 SGK, Gv cần nhấn mạnh để học sinh ý bóng đèn hai nhánh giống điện trở hai nhánh Mặc dù vậy, đóng mạch, bóng đèn hai nhánh có cuộn dây sáng lên chậm
Trong thiết bị thí nghiệm, để có hai bóng đèn hai nhánh giống ta chọn trước, muốn điện trở hai nhánh GV phải điều chỉnh Muốn ta đóng mạch điện cho hai bóng sáng độ sáng thường lă không Di chuyển chạy biến trở độ sáng bóng đèn nhánh có biến trở thay đổi Đến nhận thấy độ sáng hai bóng đèn hai nhánh điện trở hai nhánh lúc coi
(3) Giải thích : Khi ngắt công tắc, dòng điện mạch
giảm làm cho từ thông ống dây biến đổi
ống dây xuất dòng điện cảm ứng
Theo quy tắc Len-xơ dịng điện cảm ứng chiều với dòng điện mạch nguồn gây ra, dịng điện qua bóng đèn bóng đèn loé sáng lên
rồi sau tắt
c) Định nghĩa : Hiện tượng cảm ứng điện từ trong một mạch điện biến đổi dịng điện trong mạch gây gọi tượng tự cảm.
2 Suất điện động tự cảm a) Hệ số tự cảm Ta có = BS cos
= = BS ~ B
Mà B ~ I ~ I
Nghia laø = LI (62.1)
Hệ số tỉ lệ L công thức (62.1) gọi hệ số tư cảm ( hay độ tự cảm) mạch điện
Trong hệ SI, đơn vị hệ số tự cảm henri, kí hiệu H
Biểu thức tíng hệ số biểu cảm ống dây dài đặt khơng khí :
L = 4.10-7n2v (62.2)
Trong n số vịng dây đơn vị chiều dài ống, V thể tích ống
b) Suất điện động tự cảm
Suất điện động sinh tượng tự cảm gọi suất điện động tự cảm.
Hệ số tự cảm mạch điện đại lượng không đổi Do đó, viết :
nhánh có ống dây sáng lên chậm bóng đèn nhánh Điều khẳng định rõ ràng ống dây ngun nhân ngăn cản khơng cho dịng điện nhánh tăng lên nhanh chóng
Trên ta nói bóng đèn nhánh có ống dây sáng lên chậm bóng đèn nhánh kia, cần nói thêm khoảng thời gian diễn chậm ngắn Tuy nhiên, có ý trước phân biệt
Đến GV gợi ý H1
(4) = LI
Thay biểu thức vừa viết vào (59.1) ta suy công thức xác định suất điện động tự cảm sau :
t I L
(62.3)
3 Năng lượng tư trường a) Nhận xét
Thí nghiệm nói cho ta thấy sau ngắt cơng tắc, bóng đèn cịn sáng khoảng thời gian Năng lượng làm cho bóng đèn sáng nguồn mà ống dây cung cấp Năng lượng tích trữ ống dây từ trước ngắt công tắc
b) Năng lượng ống dây có dịng điện Người ta chứng minh rằng, có dịng điện cường độ I chạy qua ống dây có hệ số tự cảm L lượng ống dây :
2
LI
W (62.4)
c) Năng lượng từ trường
Khi cho dòng điện chạy qua ống dây ống dây có từ trường Vì người ta quan niệm lượng ống dây lượng từ trường ống dây
Ta sử dụng cơng thức (50.3) để rút biểu thức I Sau thay biểu thức I vừa vào biểu thức (62.2) vào (62.4) ta :
V B 10
1
W
(62.5)
Từ trường ống dây lă từ trường nên gọi w mật độ lượng tư trường viết W =
thuyết phục thí nghiệm, GV tiến hành thí nghiệm phụ sau Sau làm thí nghiệm theo sơ đồ hình 62.2 SGK, GV thay ống dây điện trở R1, nghĩa
bằng điện trở ống dây, lại ngắt mạch Khi ta thấy bóng đèn khơng lóe sáng mạch có ống dây
Cũng nói thêm rằng, động tác việc tiến hành thí nghiệm đơn giản việc nhận rằng, sau ngắt mạch bóng đèn lóe lên chút lại khơng đơn giản, ống dây thí nghiệm dùng nhà trường có độ tự cảm bé nên lóe sáng bóng đèn thường khơng rõ ràng Vì thí nghiệm này, GV phải nhắc trước để học sinh ý nhận loé sáng bóng đèn
Đến đây, dựa vào thí nghiệm GV đưa định nghĩa tượng tự cảm Cần nói rõ rằng, chất tượng tự cảm tượng cảm ứng điện từ Chỉ có điều khác tượng nằm mạch điện khảo sát
2 Suất điện động tự cảm
(5)wV Do ta tìm :
2 7B
10
1 w
(62.6)
Công thức (62.6) cho trường hợp từ trường không từ trường phụ thuộc thời gian
hiện tượng cảm ứng điện từ nên để thành lập cơng thức tính suất điện động tự cảm xuât phảt từ công thưc xác định suất điện động cảm ứng Tuy nhiên, nguyên nhân trưc tiếp gây tượng tự cảm biến thiên dịng điện mạch Vì thế, hợp lí biễu diễn suất điện động tự cảm qua biến đổi dòng điện mạch Muốn vậy, rõ ràng cần phải thiết lập mối liên hệ từ thơng cương độ dịng điên I
trong mạch để suy mối liên hệ Đó lí trước
nói biểu thức suất điện động tự cảm ta cần nói hệ số tự cảm SGK trình bày
Vậy để mở đầu mục GV cần nói hệ số tự cảm, đại lượng gặp lần
Để đưa định nghĩa hệ số tự cảm, GV cần nói hệ số tự cảm, GV yêu cầu học sinh nhắc lại cơng thức xác định cảm ứng từ dịng điện tròn, dòng điện ống dây gợi cho học sinh nhận xét mối liên hệ B I Các công thức vừa nhắc đến chứng tỏ B tỉ lệ với I Điều cho thấy rút nhận xét từ thông qua diện tích giới hạn
bởi mạch điện tỉ lệ với I ; = LI,L
(6)Đến đây, GV thông báo hệ thức = LI
không hai trường hợp nói mà với dịng điện mạch có mạch khác Hệ số L hệ thức gọi hệ số tự cảm mạch điện xét
Hệ số tự cảm mạch điện phụ thuộc vào dạng mạch điện GV thơng báo cơng thức xác định hệ số tự cảm mạch điện có dạng ống dây, cơng thức (62.2)
Sau thiết lập mối liên hệ
việc tìm cơng thức xác định
suất điện động tự cảm khơng cịn gặp khó khăn đáng kể
Gợi ý H2 nêu lên vấn đề tương đối khó học sinh trung bình Vì GV gióe thiệu H3 học sinh
Trả lời H3 : Từ công thức (62.1) ta rút
I
φ
L (*)
Nếu ống dây có N vòng dây diện tích vòng dây S = NBS Gọi l lă
chiều dài ống dây = nlBS = nBV
Theo (50.3) ta có B = 4.10-7nI Thay
biểu thưc B vừa viết vào (*) ta
thu công thức (62.2)
(7)Trả lời H3 : (62.2) áp dụng cho trường hơp ống dây khơng có lõi sắt, nghĩa áp dụng cho ống dây hình 62.3a
3 Năng lượng từ trường
GV đưa tượng để chứng tỏ ống dây có lượng SGK chọn tượng để làm dẫn chứng lă tượng thí nghiệm hình 62.2 SGK
Sau GV dùng phương pháp suy luận để rút kết luận lượng ống dây lă lượng từ trường Từ đó, GV thơng báo công thức xác định lượng từ trường ống dây Vấn đề nêu
3. Cuûng cố bài giảng Dặn dò của
học sinh (5’)
Yêu cầu nhắc lại :
Nhấn mạnh nội dung quan trọng Trả lời câu hỏi làm tập SGK Chuẩn bị mới” “
HS tö löc