Khoá luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Sao Mục Lục Trang Mở đầu 1.Lý chọn đề tài 2.Mục đích nghiên cứu 3.Nhiệm vụ nghiên cứu 4.Đối tượng nghiên cứu 5.Phương pháp nghiên cứu 6.Giả thuyết khoa học NộI DUNG 1.Một số vấn đề lý luận BTVL 1.1.Quan niệm 1.2.Tác dụng 1.3.Phân loại 1.4.Nguyên tắc lựa chọn hệ thống tập vật lý cho đề tài , chương ,phần giáo trình vật lý phổ thông 2.Mức độ yêu cầu nắm vững kiến thức chương VIII Cảm ứng điện từ 3.Thực trạng dạy học BTVL schương VIII Cảm ứng điện từ giáo viên , học sinh lớp 11 THPT 4.Phân loại, phương pháp giải loại tập chương VIII Cảm ứng điện từ 5.Hệ thống tập chương VIII Cảm ứng điện từ 6.Sử dụng hệ thống tập chương VIII Cảm ứng điện từ dạy học 6.1.Tiết học nghiên cứu tài liệu 6.2.Tiết học luyện giải tập 29 30 31 KếT LUậN 33 TàI LIệU THAM KHảO 34 PHụ LụC NGHIÊN CứU 1.Bài giải ví dụ 2.Sơ lược giải đáp án hệ thống tập 35 35 42 Trường ĐHSP Hà Nội 2 3 4 5 5 10 15 17 22 K29B - Lý Khoá luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Sao mở đầu Lý chọn đề tài Nhân loại bước vào kỷ XXI kỷ chất xám, trí tuệ, kinh tế tri thức Trong kỷ này, phát triển kinh tế - xã hội định người có trình độ văn hoá ,hiểu biết rộng lực hành động ngày cao Hiện đất nước ta tiến hành hai cách mạng lớn:Cách mạng xã hội chủ nghĩa cách mạng khoa học công nghệ Điều có tác động lớn nghiệp giáo dục nói chung ,nhà trường phổ thông nói riêng Nó đòi hỏi nhà trường phải đào tạo cho xã hội người làm chủ ,thông minh ,có thái độ tích cực , động sáng tạo, có lực độc lập giải vấn đề thực tiễn, lực tự học để nâng cao trình độ nhận thức nhằm đáp ứng nhu cầu ngày cao xã hội Muốn làm điều , nhà trường phổ thông trước hết phải võ trang cho học sinh hệ thống tri thức khoa học phổ thông, ,hiện đại phù hợp với thực tiễn nước ta tự nhiên, xã hội, tư duy, đồng thời rèn luyện cho em hệ thống kỹ , kỹ xảo tương ứng nhờ phát triển họ lực hoạt động trí tuệ, lực tư sáng tạo, sỏ mà hình thành giới quan khoa học, lý tưởng cách mạng phẩm chất người Trong thực tiễn dạy học vật lý trường phổ thông , việc giải tập vật lý (BTVL) công việc diễn thường xuyên thiếu Nó tác động tích cực đến trình giáo dục phát triển học sinh ,đồng thời phương pháp ,biện pháp kiểm tra, đánh giá thực chất nắm vững kiến thức họ.Vì BTVLvới tính cách phương pháp dạy học giữ vai trò đặc biệt quan trọng việc hoàn thành nhiệm vụ dạy học vật lý trường phổ thông Hiện số lượng BTVL sách giáo khoa ,sách tập sách tham khảo nhiều Thế mà lớp nhà ,học sinh giáo Trường ĐHSP Hà Nội 2 K29B - Lý Khoá luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Sao viên hướng dẫn giải giải số không nhiều tập.Như học sinh gặp nhiều khó khăn việc nắm kiến thức chương thời lượng có hạn.Xuất phát từ lý ,chúng nhận thấy việc nghiên cứu đề tài Phân loại, đề phương pháp giải loại , lựa chọn sử dụng hệ thống tập chương VIII Cảm ứng điện từ dạy học tập vật lý lớp 11 THPT cần thiết 2.Mục đích nghiên cứu Trên sở nghiên cứu số vấn đề lý luận giải BTVL, xác định mức độ yêu cầu nắm vững kiến thức chương VIII Cảm ứng điện từ tìm hiểu thực tế dạy học tập chương mà phân loại tập chương ,đề phương pháp giải loại, lựa chọn sử dụng hệ thống tập chương dạy học vật lý lớp 11THPT nhằm nâng cao chất lượng học tập học sinh Nhiệm vụ nghiên cứu 3.1 Nghiên cứu số vấn đề lý luận chung BTVL 3.2 Xác định mức độ yêu cầu nắm vững kiến thức chương VIII Cảm ứng điện từ dạy học môn vật lý lớp 11 THPT 3.3 Tìm hiểu thực trạng dạy ,học BTVL chương VIII Cảm ứng điện từ giáo viên , học sinh lớp 11 THPT 3.4 Phân loại ,đề phương pháp giải loại tập chương VIII Cảm ứng điện từ 3.5 Lựa chọn hệ thống tập dạy học BTVL chương VIII Cảm ứng điện từ 3.6 Đề cách sử dụng hệ thống tập tiết học nghiên cứu tài liệu tiết học luyện tập giải tập nhằm nâng cao chất lượng học tập học sinh lớp 11 THPT Đối tượng nghiên cứu Trường ĐHSP Hà Nội K29B - Lý Khoá luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Sao Hoạt động dạy học BTVL chương VIII Cảm ứng điện từ lớp 11 THPT giáo viên học sinh Phương pháp nghiên cứu Trong luận văn sử dụng phối hợp phương pháp chủ yếu : Nghiên cứu lý luận ,Điều tra qua dự giờ, phát phiếu thăm dò ý kiến ,trò chuyện với giáo viên học sinh Giả thiết khoa học Nếu đề tài Phân loại, đề phương pháp giải loại, lựa chọn sử dụng hệ thống tập chương VIII Cảm ứng điện từ dạy học tập vật lý lớp 11 THPT sử dụng dạy học góp phần nâng cao chất lượng dạy học chương Trường ĐHSP Hà Nội K29B - Lý Khoá luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Sao nội dung 1.Một số vấn đề lý luận BTVL 1.1 Quan niệm Theo X.E.Camenetxki V.P.Ôrêkhôv: Trong thực tiễn dạy học BTVL vấn đề không lớn trường hợp tổng quát giải nhờ suy luận logic ,những phép toán thí nghiệm sở định luật phương pháp vật lý ( X.E.Camenetxki V.P.Ôrêkhôv Phương pháp giải tập vật lý Tập NXBGD 1976) Thông thường sách giáo khoa tài liệu phương pháp giảng dạy môn, BTVL hiểu luyện tập lựa chọn cách phù hợp với mục đích chủ yếu nghiên cứu tượng vật lý, hình thành khái niệm ,phát triển tư vật lý học sinh rèn luyện kĩ vận dụng kiến thức họ vào thực tiễn Hiểu theo nghĩa rộng tư định hướng tích cực vấn đề luôn việc giải tập Về thực chất vấn đề xuất nghiên cứu tài liệu giáo khoa tiết học vật lý tập học sinh ( Phạm Hữu Tòng Phương pháp dạy tập vật lý NXBGD 1989) Trên sở nghiên cứu định nghĩa BTVL, TS Nguyễn Thế Khôi (Luận án PTS PPGD Vật Lý Trường ĐHSP Hà Nội 2, 1995 ) cho BTVL có hai chức chủ yếu là: Tập vận dụng kiến thức cũ tìm kiếm kiến thức 1.2 Tác dụng BTVL dạy học BTVL phương pháp dạy học nhằm thực tất nhiệm vụ dạy học vật lý trường phổ thông cụ thể : Giải BTVL giúp học sinh hình thành rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo vận dụng lý thuyết vào thực tiễn, rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức khái quát: BTVL phương tiện quý báu để hình thành rèn Trường ĐHSP Hà Nội K29B - Lý Khoá luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Sao luyện kỹ năng, kỹ xảo vận dụng lý thuyết vào thực tiễn, rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức khái quát thu để giải vấn đề thực tiễn Có thể xây dựng nhiều tập có nội dung thực tiễn, yêu cầu học sinh phải vận dụng kiến thức lý thuyết để giải thích tượng thực tiễn dự đoán tượng xảy thực tiễn điều kiện cho trước BTVL điểm khởi đầu để dẫn dắt đến kiến thức đảm bảo cho học sinh nắm kiến thức cách sâu sắc vững BTVL phương tiện để ôn tập kiến thức học, củng cố kiến thức giảng Khi giải tập học sinh không đơn vận dụng kiến thức vừa học mà phải nhớ lại kiến thức cũ học có liên quan, có phải vận dụng tổng hợp kiến thức học thuộc nhiều chương , phầncủa chương trình Khi học sinh nắm mối liên hệ kiến thức với nhau, nhờ ghi nhớ sâu sắc kiến thức học BTVL phương tiện để phát triển tư vật lý học sinh.Có nhiều tập vật lý không dừng lại phạm vi vận dụng kiến thức học mà giúp bồi dưỡng cho học sinh tư sáng tạo Đặc biệt tập giải thích tượng, tập thí nghiệm, tập thiết kế dụng cụ có ích mặt BTVL nhữmg phương tiện để kiểm tra, đánh giá mức độ nắm vững kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo thói quen học sinh cách xác Khi vận dụng kiến thức để giải tập, học sinh phải hiểu kiến thức có liên quan mà phải biết vận dụng sáng tạo vào tình cụ thể để tìm lời giải Vì giúp phát trình độ trí tuệ, làm bộc lộ khó khăn chủ yếu, sai lầm phổ biến học sinh học tập, giúp họ vượt qua khó khăn khắc phục sai lầm BTVL có tác dụng giáo dục tư tưởng đạo đức, kỹ thuật tổng hợp hướng nghiệp cho học sinh Trường ĐHSP Hà Nội K29B - Lý Khoá luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Sao 1.3 Phân loại tập vật lý theo phương thức giải Có nhiều cách phân loại BTVL ,tuỳ theo cách chọn dấu hiệu để phân loại Cách phổ biến dựa vào phương thức giải Theo cách người ta chia BTVL thành bốn loại sau : 1.3.1 Bài tập định tính hay tập câu hỏi Đó BTVL mà việc giải chúng không đòi hỏi phếp tính phải làm phép tính đơn giản , nhẩm được, chúng thường giải dựa suy luận logic dựa kiến thức vật lý mà học sinh học Nhờ đưa lý thuyết vừa học lại gần với đời sống xung quanh ,các tập làm tăng thêm học sinh hứng thú với môn học, tạo điều kiện phát triển óc quan sát học sinh Vì phương pháp giải tập bao gồm việc xây dựng suy luận lôgic dựa định luật vật lý nên chúng phương tiện tốt để phát triển tư học sinh Việc giải tập rèn luyện cho học sinh hiểu rõ chất tượng vật lý quy luật chúng, dạy cho học sinh biết áp dụng kiến thức vào thực tiễn ,đồng thời rèn luyện cho học sinh ý đến việc phân tích nội dung vật lý tập tính toán Việc giải tập định tính đòi hỏi học sinh phải thực phép suy luận logic ,do phải hiểu rõ chất tượng vật lý, nhờ thấy mức độ lĩnh hội học sinh tài liệu nghiên cứu, thấy khả phát triển tư logic, lực sáng tạo thói quen vận dụng kiến thức để giải thích tượng vật lý học sinh Có tập định tính mà việc giải chúng vận dụng hai khái niệm, định luật học giải có với nội dung phức tạp đòi hỏi nhiều kiến thức vật lý giải Do có tác dụng nhiều mặt nên tập định tính sử dụng ưu tiên hàng đầu sau học xong lý thuyết xen kẽ trình Trường ĐHSP Hà Nội K29B - Lý Khoá luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Sao trình bày tài liệu để minh hoạ cho ứng dụng tượng vật lý đời sống, nhiều sử dụng việc kiểm tra miệng kiểm tra viết kiến thức học sinh luyện tập ,ôn tập vật lý 1.3.2 Bài tập định lượng hay tập tính toán Đó tập mà việc giải chúng đòi hỏi phải thực hoàng loạt phép tính, phải xác định mối liên hệ phụ thuộc lượng đại lượng phải tìm nhận câu trả lời dạng công thức hay số xác định Dạng tập cần thiết nghiên cứu đề tài chương trình bao gồm định luật định lượng Những tập định lượng dùng để chuẩn bị cho học sinh nghiên cứu loạt tượng vật lý hay hình thành kiến thức Theo mục đích dạy học ,bài tập tính toán chia thành hai loại tập tập dượt tập tổng hợp Bài tập tập dượt tập định lượng đơn giản mà việc giải cần vận dụng khái niệm ,một công thức, định luật vật lý vừa học Bài tập giúp học sinh nhớ công thức, nhớ đơn vị đo lường hay ý nghĩa đại lượng vật lý có công thức hay biểu thức đại lượng vật lý Bài tập tổng hợp bài tập định lượng mà việc giải phải vận dụng nhiều khái niệm, nhiều công thức, nhiều định luật vật lý nhiều bài, chí nhiều phần khác chương trình Bài tập có tác dụng ôn luyện tài liệu học, mở rộng đào sâu kiến thức,cho biết rõ mối quan hệ khác kiến thức chương trình môn học, đồng thời rèn luyện cho học sinh biết lựa chọn kiến thức cần vận dụng số kiến thức học để giải vấn đề đặt 1.3.3 Bài tập thí nghiệm Bài tập thí nghiệm tập đòi hỏi phải làm thí nghiệm hay tiến hành quan sát để kiểm chứng lời giải lý thuyết để tìm kiện số liệu cần Trường ĐHSP Hà Nội K29B - Lý Khoá luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Sao thiết cho việc giải tập Những thí nghiệm giáo viên tiến hành lớp để học sinh quan sát học sinh thực lớp hay nhà Bài tập thí nghiệm có đặc điểm giải thiết phải làm thí nghiệm Đây loại tập chứa đựng việc tập phần thí nghiệm thực tập vật lý, có tác dụng tăng cường tính độc lập, rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo thực hành, đặc biệt gây nhiều hứng thú học tập cho học sinh, có ảnh hưởng tốt đến thái độ học sinh, đến tập viết nhiều loại tập đòi hỏi sáng tạo người giải 1.3.4 Bài tập đồ thị Đó tập mà kiện đề có sử dụng đồ thị Tuỳ theo mục đích có loại tập sau : -Từ phân tích đồ thị cho đề ta thu giữ kiện để giải tập - Theo đồ thị xác định giá trị - Việc giải tập dựa sở vẽ đồ thị - Dựa vào biểu diễn đồ thị hệ toạ độ để biểu diễn trình hệ toạ độ khác Loại tập có tác dụng giúp học sinh hiểu đầy đủ cụ thể mối quan hệ đại lượng vật lý, nắm phương pháp trực quan,biểu diễn mối quan hệ hàm số ấy, tạo điều kiện làm sáng tỏ chất trình tượng vật lý Từ tạo điều kiện cho học sinh tiếp thu cách có ý thức khái niệm đại lượng vật lý 1.4 Nguyên tắc lựa chọn hệ thống BTVL cho đề tài, chương, phần giáo trình vật lý phổ thông Hệ thống tập lựa chọn cho đề tài dù lớn hay nhỏ phải thoả mãn số yêu cầu sau: Trường ĐHSP Hà Nội K29B - Lý Khoá luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Sao - Hệ thống tập phải bao gồm tập tập phức hợp Muốn trước hết phải xác định đầy đủ loại tập bản, số lượng tập loại tương ứng với kiến thức, đề tài lựa chọn tập phức hợp đa dạng phương pháp giải, phương thức giải nội dung nó.Đồng thời tập phải xếp từ dễ đến khó, từ đơn giản đến phức tạp số lượng, nội dung kiến thức cần vận dụng - Số lượng tập hệ thống phải phù hợp với thời gian quy định chương trình học, với thời gian học nhà học sinh - Hệ thống tập phải góp phần khắc phục khó khăn chủ yếu sai lầm phổ biến học sinh học tập Mỗi tập phải đóng góp phần vào việc nắm vững kiến thức rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo, thói quen vận dụng kiến thức chiếm lĩnh ,phát triển lực học sinh việc giải vấn đề học tập thực tiễn tập sau phải đem lại cho học sinh điều lạ định khó khăn vừa sức ,đồng thời việc giải tập trước sở cho việc giải tập sau 2.Mức độ yêu cầu nắm vững kiến thức chương VIII Cảm ứng điện từ 2.1 Khái niệm từ thông ( f ) Đặt vòng dây kín ,phẳng từ trường đều.Vòng dây giới hạn phần mặt phẳng có diện tích S.Tại điểm S ta vẽ r r vectơ pháp tuyến n vuông góc với S, chiều vectơ n chọn tuỳ ý ur Kí hiệu vectơ cảm ứng từ từ trường xét B Gọi góc tạo ur r vectơ B vectơ n Đại lượng f =B.S.cos gọi từ thông qua diện tích S Đơn vị từ thông : 1Wb = 1T 1m Trường ĐHSP Hà Nội 10 (Vêbe) K29B - Lý Khoá luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Sao áp dụng qui tắc đinh ốc ta xác định chiều dòng điện cảm ứng mạch từ A đ D đ C đ B ( Hình 3a.1) - Khi đưa nam châm xa khung dây mặt bên trái khung dây mặt Bắc, bên phải mặt Nam Từ trường dòng điện cảm ứng sinh có chiều từ phải qua trái (Hình 3a.2) áp dụng qui tắc đinh ốc ta xác định chiều dòng điện cảm ứng mạch có chiều từ A đ B đ C đ D( hình 3a.2) Khi nam châm lên, từ thông gửi qua vòng dây giảm Theo định luật cảm ứng điện từ vòng dây xuất dòng điện cảm ứng - Nam châm lên nên mặt phía mặt phẳng vòng dây mặt Nam, phía mặt Bắc,từ trường dòng cảm ứng sinh có chiều từ xuống áp dụng qui tắc đinh ốc ta xác định chiều dòng điện cảm ứng vòng dây Hình 3b.1 - Dòng cảm ứng Ic khiến vòng dây có tác dụng nam châm mà mặt mặt Nam, mặt mặt Bắc vòng dây tương tác từ với nam châm, vòng dây bị nam châm hút dẫn đến bị nhấc lên chiều chuyển động nam châm (Hình 3b.1) Ví dụ 4: S - Khi đóng khoá K v N + Ban đầu khoá K mở nên Bnc dòng điện chạy mạch , từ thông gửi qua mặt phẳng khung dây S ABCD f = Ic Bcu + Đóng khoá K dòng điện chạy mạch có chiều từ M đ N Dòng Trường ĐHSP Hà Nội Hình 3b.1 38 K29B - Lý Khoá luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Sao điện ống dây sinh từ trường có chiều hình 4a ,từ thông gửi qua mặt phẳng khung dây ABCD tăng nên khung dây xuất dòng điện cảm ứng Ic ur Theo định luận Lenxơ Ic sinh từ trường cảm ứng B c ngược chiều từ trường dòng điện ống dây (hình 4a) B B A A B B Bc P N Bc P N C C D D + M - Q M K Hình 4a + Q - Hình 4b áp dụng qui tắc đinh ốc ta xác định dòng điện cảm ứng khung có chiều từ A đ B đ C đ D đ A - Khi khoá K đóng mà mở + Mở khoá K : dòng điện ống dây triệt tiêu nên từ thông gửi qua mặt phẳng khung dây ABCD giảm Theo định luận cảm ứng điện từ khung dây ABCD xuất dòng điện cảm ứng Ic Theo định luật LenXơ Ic sinh từ trường chiều với từ trường dòng điện ống dây (Hình 4b) áp dụng qui tắc định ốc ta xác định dòng cảm ứng Ic có chiều từ A đ D đ C đ B đ A Ví dụ 5: - Trong mạch (1) nguồn điện E tạo dòng điện I qua đoạn dây dẫn MN theo chiều từ M đ N ( Hình 5) Dòng điện I sinh từ trường ur từ thông gửi qua mạch (2) Từ trường B dòng điện I sinh vị trí mạch (2) có chiều hướng từ mặt phẳng hình vẽ Trường ĐHSP Hà Nội 39 K29B - Lý Khoá luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Sao - Khi giảm R cường độ dòng điện I tăng nên cảm ứng từ B tăng dẫn đến từ thông gửi qua mạch (2 ) tăng Theo định luật cảm ứng điện từ mạch (2) xuất dòng điện uur cảm ứng Ic Dòng Ic sinh từ trường cảm ứng B c uur ur Theo định luật Lenxơ ví trị mạch (2) B c có chiều ngược chiều với B uur B c hướng từ vào áp dụng qui tắc định ốc ta xác định đượ dòng cảm ứng Ic có chiều Hình 5: Từ Q đ B Ví dụ 6: Ban đầu nguồn điện E tạo nên dòng điện I mạch ngòai có chiều hình ur áp dụng qui tắc định ốc ta xác định từ trường B dòng I sinh vị trí mạch ABCD có chiều hướng từ mặt phẳng hình vẽ Dòng điện I qua vòng dây tròn sinh từ thông qua mạch ABCD Khi di chuyển chạy sang phải điện trở mạch tăng nên cường độ dòng điện mạch giảm dẫn đến từ thông gửi qua mạch ABCD giảm Theo định luật cảm ứng điện từ mạch ABCD xuất dòng điện cảm ứng Ic Dòng cảm ứng phải sinh từ trường có chiều với từ trường dòng điện I: Tức có chiều hướng từ mặt phẳng hình vẽ áp dụng qui tắc định ốc ta xác định dòng điện cảm ứng Ic mạch có chiều từ A đ B đ C đ D ( Hình 6) Ví dụ 7: Khi AB chuyển động cắt đường cảm ứng từ hai đầu A B xuất hiệu điện Vì mạch kín nên mạch suất hiệndòng điện cảm ứng Ic Trường ĐHSP Hà Nội 40 K29B - Lý Khoá luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Sao áp dụng qui tắc bàn tay phải ta xác định dòng điện cảm ứng Ic có chiều từ B đ A ( hình 7) Ví dụ 8: Trong toán ta cần áp dụng công thức suất điện động cảm ứng : Suất điện động cảm ứng vòng là: x = Df Dt Suất điện động cảm ứng toàn khung dây là: x = n Df Dt Ta biết D t = 1/10 (s) ị ta cần tìm D f Ta có D f = f - f = B2 S Cos O0 B1 S Cos O0 = (B2 B1) S = (0,2 0,5) 2.10-2 = -0,6.10-2 Wb ị Suất điện động cảm ứng vòng dây - 0,6.10- = 0,06(V) x= 10- Suất điện động cảm ứng toàn khung dây x= n Df - 0,6.10- = 60(V) = 1000 Dt 10- Ví dụ 9: ur Khi MN trượt xuống tác dụng trọng lực P , từ thông qua diện tích MRN biến thiên ị làm xuất suất điện động cảm ứng MN xuất dòng cảm ứng Ic a Suất điện động cảm ứng MN là: x= Df = B v l = 0,2 0,5 = 0,5 (V) Dt b áp dụng qui tắc bàn tay phải ta xác định dòng điện cảm ứng có chiều từ N đ M ( hình 9) Trường ĐHSP Hà Nội 41 K29B - Lý Khoá luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Sao Thanh MN mang dòng điện chuyển động từ trường nên chịu ur ur tác dụng lực điện từ F Theo quy tắc bàn tay trái ta xác định F có chiều hướng lên ur ur Khi MN chuyển động F + P = ị F = P Lực từ tác dụng lên MN là: F = P= m.g = 2.10-3.10= 2.10-2 (N) ur mặt khác ta có F = B Ic l Sin a ; a = ( B , MN) = 900 ị F = B.Ic l ị Độ lớn dòng điện cảm ứng : Ic = c Theo định luật Ôm ta có Ic = Vậy điện trở R= E R F 2.10- = 0,2 (A) = B.l 0,2.0,5 ị R= E Ic 0,5 = 2,5 ( W) 0,2 2.Sơ lược giải đáp án hệ thống tập: r r 1.áp dụng công thức: f = B.S cos q : q =( B , n ) r Nếu véctơ pháp tuyến n hướng từ phía sau trước mặt phẳng hình vẽ 8.3 q = 00 ị f =B.S=B.( p a2 p B.a )= ( Wb ) 4 r p B.a Nếu vectơ n có chiều ngược lại q =180 ị f = (Wb) Khung dây gồm 50 vòng dây nên giá trị cực đại từ thông là: f 5.10- = = 0,2T f = 50.B.S ị B = 50.S 50.5.10- Trong khoảng thời gian từ t1 = đến t = 0,1s suất điện động cảm ứng mạch có giá trị không đổi ị khoảng thời gian từ thông qua mạch biến thiên đặn theo thời gian Trường ĐHSP Hà Nội 42 K29B - Lý Khoá luận tốt nghiệp Mà x= Nguyễn Thị Sao Df ị D f = x.D t = 10 0,1 = 1Wb Dt Nếu giả thiết f = từ thông tăng f = 1Wb Từ t2 = 0,1s đến t3 = 0,2s suất điện động không => từ thông qua mạch có giá trị không đổi Sau biến thiên từ thông lặp lại cũ Hình 8.22 Vẽ đồ thị biểu diễn biến thiên từ thông qua mạch f (Wb ) 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 t(s) Hình 8.22 Dấu hiệu để phân biệt nam châm thép dựa vào tương tác từ - Giải thích: + Đưa nam châm lại gần vòng đồng xuất dòng điệm cảm ứng Dòng điện cảm ứng đặt từ trường nên có lực từ tác dụng lên vòng đồng, làm di chuyển + Đưa thép lại gần vòng đồng vòng đồng không di chuyển Vì trái đất có từ trường nên coi xe lửa chạy đường ray dẫn điện chuyển động cắt đường cảm ứng từ dẫn điện xuất dòng điện cảm ứng Do kim vôn kế lệch khỏi vạch số không Khi xe lửa lại gần xa vôn kế phía vôn kế áp dụng qui tắc bàn tay phải ta thấy hai trường kim vôn kế lệch hai phía khác vạch số không xe lửa chạy theo hai hướng khác Trường ĐHSP Hà Nội 43 K29B - Lý Khoá luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Sao Nếu xe lửa lại gần xa vôn kế giữ nguyên hướng chuyển động kim vôn kế lệch phía vạch số không áp dụng định luật Lenxơ để xác định chiều dòng điện cảm ứng a Nam châm rơi đến gần khung dây dòng điện cảm ứng có chiều từ AđDđCđBđ A Nam châm rơi xa khung dây, dòng điện cảm ứng có chiều từ: A đ B đ C đ D đ A b Chiều từ: A đ D đ C đ B đ A c Chiều từ: A đ B đ C đ D đ A d Chiều từ: A đ B đ C đ D đ A e Chiều từ: A đ B đ C đ D đ A Không có dòng điện cảm ứng vòng áp dụng công thức x = n Df Dt a 6,28V b 6,28V áp dụng công thức x = B.l.v sin a ị x = 0,4 0,2 sin 300 = 0,2V Vì mạch hở nên U = x = 0,2V Nếu chuyển động từ trái sang ur phải, vectơ B hướng từ phía sau phía trước mặt phẳng hình vẽ hình 8.20 nối hai điểm A,B với mạch dòng điện có chiều từ A đến B ( áp dụng qui tắc bàn tay phải) Điều có nghĩa điện B cao điện A A ur B a B Trường ĐHSP Hà Nội r v Hình 8.20 44 K29B - Lý Khoá luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Sao 10 áp dụng công thức: I = x Df với x = ị I = 0,2A r Dt Trong khoảng thời gian từ thông qua mạch luôn giảm dòng điện mạch không đổi chiều 11 Do B tăng nên mạch xuất suất điện động Ec Dòng điện - E1 + + B Suất điện động cảm ứng Ec biểu diễn hình vẽ Ta có: Ec = - - + cảm ứng Ec sinh phải có chiều cho từ trường ur sinh ngược chiều với từ trường B Ec + E2 Df D (B.S) DB =S = Dt Dt Dt D (k.t) =S = S.k = Dt ổl k ỗỗ ữ = 4V ữ ỗố ữ ứ Vì mạch Ec + E2 = 12V > E1 =10V nên dòng điện mạch có chiều ngược chiều quay kim đồng hồ cường dộ dòng điện mạch là: E + E c - E1 + - 10 = = 0,5A R ur 12 a Dưới tác dụng trọng lực P AB trượt xuống từ thông qua I= diện tích ARB biến thiên làm xuất suất điện động cảm ứng AB Vì mạch kín nên có dòng điện chạy AB Thanh AB mang dòng điện chuyển động từ trường chịu tác dụng lực điện từ : ur F = BIlsin b với b = ( B , AB) = 900 N B AB F P Trường ĐHSP Hà Nội 45 K29B - Lý Khoá luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Sao ur ur ur Tác dụng lên AB gồm lực P, N,F Lúc đầu vận tốc trượt nhỏ nên dòng điện x Bvlsin(a + 90 ) lực điện từ F = BIl nhỏ Hợp = R+ r R+ r ur ur ur lực P + N + F làm có gia tốc vận tốc v tăng Khi v = vmax ur ur ur P + N + F = 0, chuyển động I= áp dụng qui tắc bàn tay phải ta xác định dòng điện cảm ứng có chiều từ B đến A độ lớn: I = x Blv sin(90 + a ) Blv cos a = = R+ r R+ r R+ r ur ur ur Thanh AB có vận tốc vmax chuyển động P + N + F = Xét theo phương chuyển động, ta có F cos a = P.Sin a B I l Cos a = mgsin a B l v max cos2 a = mgsin a R+ r vmax = mg(R + r).sin a ằ 4,13m / s B l cos2 a Cường độ dòng điện qua R I = Blv max cos a ằ 0,346A R+ r b Nếu thay R tụ điện C mạch có dòng điện cảm ứng, dòng nạp điện cho tụ Điện tích tụ điện q = CU = C xc = C.B l.v sin ( a + 900) = C.B l.v.cos a dòng điện mạch là: I= Dq Dv = CBl cos a = C.B.l.a cos a Dt Dt Với a = Dv gia tốc AB Dt Trường ĐHSP Hà Nội 46 K29B - Lý Khoá luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Sao ur ur ur r Khi AB chuyển động ta có P + N + F = m a Xét theo phương chuyển động ta có: mgsin a - Fcos a = ma mgsin a - BIlcos a = ma mgsin a - CB2l2a cos2 a = ma mgsin a ằ 4,33m/s2 2 m + CB l cos a a= Vậy AB chuyển động với gia tốc 4,33m/s2 13 a I= E 1,5 = = 0,5A R + r 2,9 + 0,1 F = BIlsin900 = 0,05N E + E c E + Blv sin 90 b I = = = 0,6A R+ r R +r F = BIl sin 900 = 0,06N c MN chuyển động sang trái v = 15m/s 14 a Khi MN bắt đầu trượt, mạch giới hạn MN, tụ điện hai ray kim loại xuất suất điện động cảm ứng Lực từ tác dụng lên MN là: F = BIl sin900 = BIl với I = D q CD E c Dv = = C.B.l = C.B.l.a Dt Dt Dt Với a gia tốc chuyển động MN ur ur r Phương trình chuyển động MN: P + F = ma Xét theo phương chuyển động ta có: P F = ma ị a = mg m + CB l Khi MN xuống, trọng trường MN chuyển hoá thành động MN lượng điện trường tụ điện Trường ĐHSP Hà Nội 47 K29B - Lý Khoá luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Sao b Khi hai kim loại nghiêng góc a so với mặt phẳng nằm ngang(hình 3.17), xét theo phương chuyển động, phương trình chuyển động MN : Psin a - F sin a = ma M N mgsin a ị a= m + CB l2 sin a d Thời gian MN rời khỏi hai C at kim loại d = ị t= 2d.(m + CB l sin a ) mgsin a Hình 3.17 Vận tốc MN : v = at = 2dmgsin a m + CB l sin a 15 Khi OB quay với vận tốc góc wkhông đổi suất điện động cảm ứng xuất OB ( đoạn mạch BOA) x= Df DS p r2 = B = B .D j Dt Dt 2p Dt B= r wD t Br w = 2.D t Hai đoạn mạch B(1)A: (B(1)A = l1) B(2)A ( (B(2)A = l2; l1 + l2 =2 p r) mắc song song với nhau, có dòng điện I1, I2 chạy qua.Gọi I dòng điện chạy qua hai OA,OB áp dụng định luật Ôm ta có UAB = I1(l1 R0) = I2 (l2R0); UAB = x - I2r.R0 I = I1 + I2 Với l1 = r wt; l2 = p r - r wt Trường ĐHSP Hà Nội 48 K29B - Lý Khoá luận tốt nghiệp ị I= Nguyễn Thị Sao B.w.r 10- 2.4.0,1 = w2 t 16t 2(2 + wt )R 2(2 + 4t ) 2p 6,28 2.10- I= 16t (2 + 4t ) 6,28 I1 = (1 - wt wt I ) I = I2 = 2p 2p 16 Suất điện động cảm ứng xuất AD là: x = B.v.l Cường độ dòng điện cảm ứng khung là: I= x B vl 1.2.0,1 = = = 1A R R 0,2 Nhiệt lượng toả ra: Q = RI2.t Với t= d 0,1 = = 0,05(s) v ị Q = 0,2 12 0,05 =0,01(s) b Lực cần tác dụng để khung chuyển động với vận tộc v = 2m/s uur ur ur Fng + Ft + P = F ng = P - Ft = mg BIl ị Fng = 20 10-3 10 1.0,1 = 0,1 (N) 17 áp dụng công thức x= L DI - 0,2 = 0,6 = 0,01V Dt 12 Trường ĐHSP Hà Nội 49 K29B - Lý Khoá luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Sao 18 Tại thời điểm bất kì, hiệu điện đầu A,B cuộn dây nhau.Ngay sau đóng K cuộn dây có suất suất điện động tự cảm xtc1 = - L1 D I1 ; Dt xtc2 = - L D I2 Dt Vì cuộn dây siêu dẫn ( có điện trở không) nên theo định luật Ôm ta có L1 D I1 DI = L 2 ị L 1D I = L D I Dt Dt thời điểm ban đầu, chưa đóng K,các dòng điện Do cường độ dòng điện ổn định hai cuộn dây I1, I2 ta có D I1 = I1; D I2 = I2 ị L1I1 = L2I2 (1) Mặt khác ta có: I = I1 + I2 (2) E = I(R + r) (3) I: Cường độ dòng điện mạch Giải hệ phương trình (1)(2)(3) ta tìm I= L2 L1 E E E ; I1 = ; I2 = L1 + L R + r L1 + L R + r R+ r 19 Từ t1 = đến t2 = 10 10-3s cường độ dòng điện mạch không đổi ị Suất điện động tự cảm x = Từ t2 = 10 10-3s đến t3 = 20 10-3s cường độ dòng điện giảm suất điện động tự cảm x= - L DI = 15.10- = 6V Dt 10.10- từ t3= 20 10-3s đến t4 = 30 10-3s cường độ dòng điện tăng suất điện động tự cảm Trường ĐHSP Hà Nội 50 K29B - Lý Khoá luận tốt nghiệp x= - L Nguyễn Thị Sao DI = - 15.10- = - 6V Dt 10.10- Từ t5 = 40 10-3s đến t6= 50 10-3s : x = Hình 8.24 vẽ đồ thị biểu diễn biến thiên suất điện động tự cảm mạch x (V) 10 20 30 40 50 t(10-3) -6 Hình 8.24 20 áp dụng công thức x= L DI 0,04(5 - t) = L = 0, 04L Dt Dt = 0,04 0,05 = 20 10-4 = 10-3 (V) Trường ĐHSP Hà Nội 51 K29B - Lý Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐHSP Hà Nội Nguyễn Thị Sao 52 K29B - Lý [...]... pháp giải từng loại bài tập Chương VIII Cảm ứng điện từ Căn cứ vào một số vấn đề lý luận về bài tập vật lý, mức độ yêu cầu nắm vững những kiến thức cơ bản chương VIII Cảm ứng điện từ và thực tế dạy học bài tập chương này ở trường THPT, có thể chia ra làm 3 loại bài tập và đề ra phương pháp giải hay những lưu ý khi giải từng loại bài tập trong khi học bài tập chương này Đồng thời có trình bày một vài... lớn dòng điện cảm ứng ? F N M v c.Tính R ? P Hình 9 5 Hệ thống bài tập chương VIII Cảm ứng điện từ Trên cơ sở một số vấn đề lý luận về bài tập vật lý, mức độ yêu cầu nắm vững những kiến thức cơ bản của chương VIII Cảm ứng điện từ , thực tế giảng dạy bài tập chương ở trường THPT và cách phân loại, phương pháp giải từng loại bài tập chương này, chúng tôi lựa chọn một hệ thống bài tập gồm 20 Trường... dạng và xác định phương pháp giải từng dạng đó Với mỗi dạng có ví dụ minh hoạ kèm theo 5 Xây dựng hệ thống gồm 20 bài; ( Dạng 1: 3 bài: 1,2,3; Dạng 2: 4 bài: 4,5,6,7; Dạng 3: 13 bài: 8,9,10 ,11, 12,13,14,15,16,17,18,19,20) giúp học sinh sau khi giải chúng sẽ hoàn toàn nắm vững được kiến thức của chương VIII Cảm ứng điện từ 6 Đề xuất cách sử dụng hệ thống bài tập chương VIII Cảm ứng điện từ trong dạy học. .. chương VIII Cảm ứng điện từ có 7 tiết học nghiên cứu tài liệu mới, cụ thể những bài tập được sử dụng trong các tiết học này như sau: Tiết 83, 84: Khái niệm từ thông Hiện tượng cảm ứng điện từ - Giải bài tập 1 ,bài tập 4 ở cuối các tiết học để củng cố kiến thức Tiết 85: Suất điện động cảm ứng - Giải bài tập 8 ,bài tập 10 ở cuối tiết học để củng cố kiến thức Tiết 87: Hiện tượng cảm ứng điện từ trong trường... dòng điện cảm ứng, suất điện động cảm ứng và cường độ dòng điện trong mạch kín - Giáo viên phân tích và làm mẫu ví dụ 3.2 và bài tập 11 - Cho học sinh làm tại lớp ví dụ 4, ví dụ 5, bài tập 15 - Giao bài tập về nhà: Ví dụ 3.1, ví dụ 6 , bài tập 3, bài tập 16 Tiết 88: Xác định chiều dòng điện cảm ứng, suất điện động cảm ứng trong mạch hở - Giáo viên phân tích và làm mẫu ví dụ 9 - Cho học sinh làm tại lớp. .. Trong dạy học BTVL chương VIII Cảm ứng điện từ 100% các thầy cô đều có chuẩn bị giáo án trước khi lên lớp Các thầy cô giáo đều lựa chọn và sử dụng bài tập trong cả hai loại tiết học nghiên cứu tài liệu mới và luyện tập giải bài tập , các thầy cô lựa chọn cả bài tập định tính và bài tập định lượng, Trường ĐHSP Hà Nội 2 15 K29B - Lý Khoá luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Sao có thầy cô còn ra cả bài tập thí... nghiệm và bài tập nhằm hình thành kiến thức mới + Trong tiết học nghiên cứu tài liệu mới các giáo viên thường sử dụng bài tập để kiểm tra và củng cố kiến thức Sau tiết học nghiên cứu tài liệu mới các thầy cô đều tuỳ theo từng bài học mà ra số lượng bài tập về nhà khác nhau và hầu hết các thầy cô đều hướng dẫn học sinh giải bài tập cho về nhà + Trong tiết học luyện giải bài tập các thầy cô sử dụng bài tập. .. tượng cảm ứng điện từ Do vậy, trong dạy học giáo viên cần giảng dạy tốt, có khoa học để học sinh có thể nắm được kiến thức và biết vận dụng kiến thức để làm bài tập Đồng thời học sinh cũng cần cố gắng tự giác học tập để hiểu sâu và nắm vững kiến thức trong chương Trong thời gian thực tập do được phân công giảng dạy phần vật lý lớp 11 nên chúng tôi đã tìm hiểu tình hình dạy và học BTVL chương VIII Cảm ứng. .. Cảm ứng điện từ của giáo viên, học sinh lớp 11 THPT Chương VIII Cảm ứng điện từ của chương trình vật lý 11 THPT là một hệ thống kiến thức cơ bản và quan trọng trong chương trình vật lý phổ thông nói chung và vật lý lớp 11 nói riêng Kiến thức của chương được ứng dụng rất rộng rãi trong kỹ thuật Nguyên tắc hoạt động của các máy điện một chiều, máy biến thế, các động cơ điện một pha, ba pha đều dựa trên... lớp bài tập 12 - Giao bài tập về nhà: Bài 13 Tiết 91: Xác định suất điện động cảm ứng, suất điện động tự cảm, cường độ dòng điện và chiều dòng điện cảm ứng Trường ĐHSP Hà Nội 2 31 K29B - Lý Khoá luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Sao - Cho học sinh làm tại lớp bài tập 20 - Giáo viên phân tích và làm mẫu bài tập 18 - Giao bài tập về nhà: Bài tập 19 Tiết 93: Ôn tập tất cả các dạng bài tập trong chương - Cho học ... kiến thức chương VIII Cảm ứng điện từ tìm hiểu thực tế dạy học tập chương mà phân loại tập chương ,đề phương pháp giải loại, lựa chọn sử dụng hệ thống tập chương dạy học vật lý lớp 1 1THPT nhằm... trạng dạy ,học BTVL chương VIII Cảm ứng điện từ giáo viên , học sinh lớp 11 THPT 3.4 Phân loại ,đề phương pháp giải loại tập chương VIII Cảm ứng điện từ 3.5 Lựa chọn hệ thống tập dạy học BTVL... viên, học sinh lớp 11 THPT Chương VIII Cảm ứng điện từ chương trình vật lý 11 THPT hệ thống kiến thức quan trọng chương trình vật lý phổ thông nói chung vật lý lớp 11 nói riêng Kiến thức chương ứng