Giáo án Vật lý 11 - Tiết 65: Bài tập về cảm ứng điện từ

Chia sẻ: Phạm Tùng Lâm | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:11

Thêm vào BST

Báo xấu

359
lượt xem 48
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo án Vật lý 11 - Tiết 65: Bài tập về cảm ứng điện từ giúp người học vận dụng được định luật len-xơ (xác định chiều dòng điện cảm ứng trong mạch điện kín) và vận dụng được quy tắc bàn tay phải (xác định chiều dòng điện cảm ứng trong đoạn dây dẫn chuyển động); vận dụng được định luật Fa-ra-đây; vận dụng được công thức xác định năng lượng từ trường.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo án Vật lý 11 - Tiết 65: Bài tập về cảm ứng điện từ

GIÁO ÁN CHI TIẾT Giáo viên hướng dẫn: Lê Thị Quỳnh Trang Người soạn: Phạm Tùng Lâm Ngày tháng 03 năm 2012 Dạy lớp 11A3 Tiết 65. BÀI TẬP VỀ CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức: ∗ Vận dụng được định luật len-xơ ( xác định chiều dòng điện cảm ứng trong mạch điện kín) và vận dụng được quy tắc bàn tay phải ( xác đ ịnh chiều dòng điện cảm ứng trong đoạn dây dẫn chuyển động). ∗ Vận dụng được định luật Fa-ra-đây. ∗ Vận dụng được công thức xác định năng lượng từ trường. 2. Kĩ năng: Rèn luyện kĩ năng làm các bài tập của chương. 3. Thái độ: Nghiêm túc, tích cực nhận xét bài làm của bạn và chữ lỗi sai cho bạn. II. CHUẨN BỊ: 1. Giáo viên: Chuẩn bị phương pháp giải bài tập trong sách giáo khoa. 2. Học sinh: Giải các bài tập về nhà của các bài tập liên quan. III. PHƯƠNG PHÁP LÊN LỚP - Đàm thoại và diễn giải IV. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC Hoạt động 1: Củng cố kiến thức cũ (15 phút) Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung ghi bảng Yêu cầu các HS đứng tại chỗ trả lời: + Φ = B.S .cos α + Φ = B.S .cos α ru r + Biểu thức của từ thông Với α = n; B Φ qua diện tích S đặt ( )
u r r trong từ trường đều B có Trong đó n là véc tơ ru r biểu thức như thế nào ? pháp tuyến của diện Với α = n; B ( ) tích S. + Để xác định chiều dòng + Để xác định chiều điện cảm ứng trong dòng điện cảm ứng khung dây dẫn kín chuyển trong khung dây dẫn kín động trong từ trường thì chuyển động trong từ ta dùng định luật nào, và trường thì ta dùng định phát biểu định luật đó ? luật Len-xơ. + Nội dung định luật Len-xơ : ‘‘Dòng điện cảm ứng có chiều sao cho từ trường do nó sinh ra có tác dụng chống lại nguyên nhân đã sinh ra nó’’. + Một khung dây dẫn kín chuyển động và cắt các ur đường sức từ B , khi đó trong khung sẽ xuất hiện dòng điện cảm ứng, dòng điện này sinh u ra từ r trường cảm ứng BC .  Nếu từ thông qua u r u r khung dâyrdẫnu kín tăng ( + Nếu Φ� � u r B BC u r u r Φ ) thì B và B C sẽ như + Φ� � B BC thế nào với nhau ?ur u r  Nếu Φ thì B và B C u r u r như thế nào với nhau ? +Nếu Φ� �B BC u r u r + Φ� � B BC + Để xác định độ lớn suất điện động cảm ứng + Để xác định độ lớn trong mạch kín ta dùng suất điện động cảm định luật nào, phát biểu ứng trong mạch kín ta định luật đó và nêu biểu dùng định luật Fa-ra- thức độ lớn suất điện day. động cảm ứng trong Nội dung định luật mạch kín ? Fa-ra-day : ‘‘Độ lớn của suất điện động cảm ứng trong mạch kín tỉ lệ với tốc độ biến thiên
của từ thông qua mạch.’’ ∆Φ + etc = − N + Biểu thức : ∆t ∆Φ etc = − N + Khi thanh kim loại ∆t chuyển động trong từ trường thì nó được xem như một nguồn điện, để + Để xác định các cực xác định các cực của của nguồn điện thì ta nguồn điện đó ta vận vận dụng quy tắc bàn dụng quy tắc nào ? Phát tay phải. biểu nội dung quy tắc + Nội dung quy tắc bàn đó ? tay phải : ‘‘Đặt bàn tay phải hứng các đường sức từ, ngón cái choãi ra 900 hướng theo chiều chuyển động của đoạn dây, khi đó đoạn dây dẫn chuyển động đóng vai trò như một nguồn điện, chiều từ cổ tay đến bốn ngón tay chỉ chiều từ cực âm sang cực dương của nguồn điện đó.’’ Hoạt động 2: (29 phút) Hướng dẫn, phân tích học sinh giải các bài tập trong SGK Bài tập 2 (Xác định cường độ dòng điện trong một thanh kim loại chuyển động trong từ trường đều) (trang 204 SGK) Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung ghi bảng của giáo viên - Yêu cầu HS đọc đề và Bài 2 : giáo viên tóm tắt bài Tóm tắt : toán và vẽ hình lên bảng B = 0, 005 T ; l = 0,5 m R = 0, 05 Ω ; ω = 4π rad / s Tóm tắt : a, xác định chiều icư qua
B = 0, 005 T ; l = 0,5 m các đoạn dây dẫn C1M và R = 0, 05 Ω ; ω = 4π rad / s M2C a, xác định chiều icư qua b, xác định iA khi M :1 2 các đoạn dây dẫn C1M . và M2C Và iA= ? khi M D. b, xác định iA khi M :1 2. Và iA= ? khi M D. M i1 M 1 r A 1 v C D A O C D 2 u rX 2 iA O u rX B B i2 * GV hỏi HS : - HS trả lời : - Khi thanh OM đứng + Khi đó trong khung dây yên thì trong khung dây dẫn chưa có dòng điện. dẫn đã có dòng điện chưa ? + Thanh OM đóng vai trò - Khi OM quay đều là nguồn điện, khi đó quanh trục O trong từ trong khung dây dẫn có u r trường đều B thì thanh dòng điện. OM sẽ đóng vai trò gì ? + Áp dụng quy tắc bàn - Vận dụng quy tắc gì tay phải ta xác định được để xác định các cực của nguồn điện OM có đầu O nguồn điện OM ? là cực âm, còn đầu M là cực dương. - Từ đó ta có chiều dòng + Dòng điện trong khung a. Chiều của dòng điện điện trong khung dây có có chiều M1C và M2C. cảm ứng trong dây dẫn có chiều như thế nào ? chiều như hình vẽ. * GV gợi ý cho HS :
Khi thanh OM drch ị chuyển với vận tốc v ( r v là vận tốc dài và có điểm đặt tại trung điểm OM) thì trong thanh OM đóng vai trò là nguồn điện và có suất điện động cảm ứng. Còn 2 cung M1C và M2C sẽ là các điện trở. Khi đó ta có sơ đồ mạch điện như hình vẽ : b. Sơ đồ mạch điện : ecư ecư A A RM1C RM1C RM2C RM2C - Áp dụng định luật Ôm cho đoạn mạch trên, e e một em hãy nêu biểu iA = C + C RM 1C RM 2C thức dòng điện iA? - Trong đó giá trị của RM 1C và RM 2C sẽ thay đổi khi thanh OM quay từ điểm 1 đến điểm 2. Khi thanh OM bắt đầu từ vị trí 1 và quay được một góc 2π (nghĩa là quay được một vòng tròn) thì RM 1C = R suy ra khi thanh OM bắt đầu từ vị trí 1 và quay được một góc β thì điện trở R = R β 2π M 1C RM 1C và RM 2C bằng bao nhiêu ? R � RM 2C = ( 2π − β ) 2π
OM : 2π RM 1C = R + eC = Blv OM : β RM 1C = ? � RM 2C = ? - Khi thanh OM di 1 chuyển trong từ trường + v = ω . l u r r 2 đều B với vận tốc v thì - HS lên bảng hoàn thành suất điện động cảm bài tập 2 : ứng xuất hiện trong 1 thanh OM có biểu thức eC = Blv = Bl. 2 ωl như thế nào ? 1 v=? � eC = Bl 2ω - Trong đó : 2 - Mời một em lên bảng Cường độ dòng điện qua hoàn thành bài tập này. ampe kế là : eC e iA = + C RM 1C RM 2C �1 1 � = eC � + � � M 1C RM 2C � R �π2 2π � = eC � + � β R ( 2π − β ) � � � R � 4π eC 2 = R β ( 2π − β ) * Khi đầu M của thanh đi qua điểm D thì β = π , ta có : 4π 2 eC 4 eC 2 Bl 2ω iC = = = Rπ 2 R R 2 2.0, 005.0,5 .4.3,14 = = 0, 63 A 0, 05 Bài toán 1 (Rèn luyện cách xác định chiều dòng điện cảm ứng trong khung dây) (trang 202 SGK)
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung ghi bảng của giáo viên - Yêu cầu HS đọc đề và Bài 1 : giáo viên tóm tắt bài toán bằng hình vẽ lên a. * Xét khung quay bảng và hướng dẫn HS quanh trục T1 : về nhà làm bài. TH1 : β : 00 900 * Gợi ý: + Ở câu a để xác định + Sử dụng định luật Len- chiều của Icư xuất hiện xơ. trong khung dây dẫn kín khi khung dây dẫn chuyển động trong từ trường thì ta sử dụng định luật gì? + Gọi β là góc quay khung so với vị trí ban đầu của khung. ru r ( α = n; B) + Chúng ta chỉ xét khung quay được nửa vòng, nghĩa là β : 00 1800 , trong đó ta sẽ xét hai trường hợp: TH1: β : 00 900 Khi β : 00 900 Từ đó rút ra từ thông Φ qua khung dây tăng hay giảm, và áp dụng định luật Len-xơ để tìm chiều dòng điện trong ru r khung. ( ) α = n; B ; α : 900 00 + Khi β : 00 900 thì góc α sẽ tăng hay giảm u r u r như thế nào? suy ra α : 900 00 �Φ�� B c B + Từ đó từ thông Φ
Bài tập 3 (trang 206 SGK) Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung ghi bảng của giáo viên * GV mời một em lên Một HS lên bảng tóm tắt, làm bảng tóm tắt và giải bài và sau đó giải thích các bài 3, rồi sau đó giải bước giải của mình. thích các bước giải Tóm tắt : của mình. l = 40 cm = 0, 4 m d = 4 cm = 0, 04 m N=400 vòng ; n = 1000 vòng / m I = 1 A ; ∆t = 0, 01 s a, B, W= ? trong ống dây. b, Φ = ? c, ∆Φ = Φ, eC = ? Giải : a. Cảm ứng từ trong ống dây. B = 4π.10 −7 nI = 4π .10 −7.1000.1 = 4.3,14.10 −4 = 0, 00126T Năng lượng từ trường trong ống dây : 1 W= .107.B 2V 8π 1 .107. ( 4π .10 − 4 ) .0, 4.π .0, 02 2 2 = 8π = 31, 6.10−5 J b. Từ thông qua ống dây +Φ = NBS = NBπ R 2 = 400.4π .10−4.π 4.10−4 = 632.10−6 Wb c. Suất điện động cảm ứng
trong ống dây ∆Φ + ec = ∆t Trong đó : ∆Φ = 632.10−6 Wb ∆t = 0, 01s * Gọi một em nhận Khi đó ta có : xét bài làm của bạn. 632.10 − 6 eC = = 0, 063V 0, 01 Bài tập ra thêm (dự phòng)
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung ghi bảng của giáo viên Đọc đề bài : Cho hệ - Ghi đề bài tập vào vở. thống như hình vẽ : thanh CD = l và có khối lượng m. Thanh trượt thẳng đứng (trên xuống) không ma sát trên hai đường ray u r trong từ trường đều B có chiều như hình vẽ. Khi ổn định thanh rCD trượt với vận tốc v , bỏ qua điện trở dây nối, của hai thanh ray và thanh CD. a. Tìm vận tốc của thanh CD. Xác định chiều và độ lớn của dòng điện cảm ứng xuất hiện trong thanh. b. Tìm công suất tỏa nhiệt trên điện trở R khi đó. c. Bây giờ hệ thống được đặt trong mặt phẳng nằm ngang và từ trường có phương thảng đứng (hướng lên). Ta truyền cho thanh CD vận tốc đầu v0 ⊥ CD . Tìm quãng Bài tập : đường mà thanh đi được cho đến lúc dừng lại. N R M R ur N M ur B C r D B C r D v v - HS chú ý lắng nghe và * GV gợi ý cho HS : Ở tiếp thu. câu a) chúng ta phải xác định các lực tác dụng lên vật. Khi thanh chuyển ur Chiều như hình vẽ động ổn định với vận tốc r F Độ lớn: v thì tổng hợp lực lúc này bằng 0. Còn ở câu c) Ru u u r r chúng ta phải xác định N N B r u uM r r ư hình các lực tác dụng lên thanh u r và áp dụng định luật II C C C r Chiều u F v Br nh I vẽ  +F u IC r Niutơn từ đó tìm ra gia P u DD Độ lớn: vPP r
Hoạt động 3: (1 phút) Củng cố và dặn dò Hoạt động của GV Hoạt động của HS GV dặn dò HS : HS ghi nhớ. - Yêu cầu HS phải vận dụng được định luật Len-xơ để xác định chiều của dòng điện cảm ứng xuất hiện trong mạch điện kín. Vận dụng quy tắc bàn tay phải để xác định các cực của nguồn điện là một đoạn dây dẫn chuyển động trong từ trường. Vận dụng định luật Fa-ra-day để xác định suất điện động cảm ứng trong mạch điện kín. Sinh viên thực hiện Giáo viên hướng dẫn Phạm Tùng Lâm Lê Thị Quỳnh Trang