Bài giảng môn học Vật lý lớp 9 - Bài 27: Lực điện từ (tiếp)

Bài 27: LỰC ĐIỆN TỪ I. MỤC TIÊU: Nắm được điều kiện có lực từ tác dụng lên dây dẫn có dòng điện. Hiểu và vận dụng được quy tắc bàn tay trái để xác định chiều của lực từ. II. CHUẨN BỊ: Nguồn điện. - Dây dẫn. - Gía đỡ. Khoá K. - Nam châm hình chữ U. Khung dây dẫn. - Ampe kế. III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY VÀ HỌC: 1. Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ: Nêu cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của loa điện? Của rơle điện? Sửa bài tập 26.3 trong SBT. 2. Hoạt động 2: Tìm hiểu tác dụng của từ trường lên dây dẫn có dòng điện: Hoạt động của HS Trợ giúp của GV Phần ghi bài - HS chú ý quan sát và mô tả các dụng cụ thí nghiệm cần thiết trong hình 27.1 - HS chú ý quan sát thí nghiệm để có thể rút ra kết luận về tác dụng của từ trường lên dây dẫn có dòng điện chạy qua 1. Thí nghiệm: - Yêu cầu HS mô tả các dụng cụ cần thiết để làm thí nghiệm. - Yêu cầu HS quan sát thí nghiệm: + Khung dây dẫn được đặt ở đâu? + Khi đóng khoá K, có điều gì xảy ra đối với dây dẫn? - Từ thí nghiệm trên, yêu cầu HS trả lời câu C1. 2. Kết luận: Khung dây dẫn di chuyển, giúp ta có thể kết luận điều gì? I. Tác dụng của từ trường lên dây dẫn có dòng điện: Dây dẫn có dòng điện chạy qua đặt trong từ trường và không song song với đường sức từ thì chịu tác dụng của lực điện từ. 3. Hoạt động 3: Tìm hiểu và vận dụng quy tắc bàn tay trái: Hoạt động của HS Trợ giúp của GV Phần ghi bài - HS chú ý quan sát và nhận xét chiều chuyển động của dây dẫn. - Chiều chuyển động của dây dẫn cho ta biết chiều của đại lượng nào? - HS lần lượt đọc lại quy tắc này nhiều lần và dùng bàn tay trái kiểm tra lại kết quả thí nghiệm. 1. Chiều của lực từ phụ thuộc vào những yếu tố nào? - GV tiến hành lại thí nghiệm : + Nhận xét chiều chuyển động của dây dẫn AB? + Đổi chiều dòng điện, chiều chuyển động của dây dẫn có thay đổi không? + Đổi chiều đường sức từ: Nhận xét chiều chuyển động của dây AB? - Từ thí nghiệm trên, có thể rút ra kết luận gì về mối liên quan giữa chiều của lực từ và chiều dòng điện? 2. Quy tắc bàn tay trái: - GV hướng dẫn HS dùng bàn tay trái để xác định chiều của lực từ. - Yêu cầu HS dùng bàn tay trái để kiểm tra lại quy tắc trên có phù hợp với kết quả thí nghiệm không? II. Quy tắc bàn tay trái: Đặt bàn tay trái sao cho các đường sức từ hướng vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón tay giữa hướng theo chiều dòng điện thì ngón tay cái choãi ra 900 chỉ chiều của lực điện từ. 4. Vận dụng – Hướng dẫn về nhà: Nhắc lại quy tắc bàn tay trái? Chiều của lực từ phụ thuộc vào những yếu tố nào? Yêu cầu HS lần lượt đọc các câu C2 , C3 và C4 rồi dùng bàn tay trái để xác định các yêu cầu của câu hỏi. Dặn dò: Học bài và làm bài tập từ 27.1 đến 27.5 IV. RÚT KINH NGHIỆM: Bài 28: ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU I. MỤC TIÊU: Nắm được nguyên tắc cấu tạo và hoạt động của động cơ điện một chiều. Tìm hiểu sự biến đổi năng lượng trong động cơ điện. II. CHUẨN BỊ: Tranh vẽ hình 28.1 và 28.2 III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY VÀ HỌC: 1. Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ: Phát biểu quy tắc bàn tay trái? Sửa bài tập 27.1 Sửa bài tập 27.5 trong SBT 2. Hoạt động 2: Tìm hiểu cấu tạo và hoạt động của động cơ điện một chiều: Hoạt động của HS Trợ giúp của GV Phần ghi bài - HS quan sát hình vẽ trong SGK rồi mô tả được bộ phận chính của động cơ điện một chiều. - Nêu được công dụng của bộ góp điện. HS nêu được: Động cơ điện 1 chiều hoạt động dựa trên tác dụng của từ trường lên khung dây dẫn có dòng điện chạy qua đặt trong từ trường. -HS hoạt động cá nhân trả lời các câu C1, C2 và C3 rồi rút ra kết luận 1. Các bộ phận chính của động cơ điện một chiều: - Quan sát hình vẽ 28.1 : Động cơ điện gồm có các bộ phận chính nào? - Thanh nam châm có tác dụng tao ra điều gì? - Cho biết công dụng của bộ góp điện? 2. Hoạt động của động cơ điện một chiều: - Động cơ điện hoạt động dựa vào tác dụng nào ? - Lực từ tác dụng lên các đoạn dây dẫn nào trong khung dây? - Để xác định chiều của lực từ, ta phải sử dụng quy tắc nào? Phát biểu? - Các lực từ tác dụng lên các dây dẫn có tác dụng như thế nào đối với khung dây? - Yêu cầu HS đọc các câu C1, C2 và C3 rồi từ đó rút ra kết luận I. Nguyên tắc cấu tạo và hoạt động của động cơ điện một chiều: * Động cơ điện một chiều hoạt động dựa trên tác dụng cuả từ trường lên khung dây dẫn có dòng điện chạy qua đặt trong từ trường. * Động cơ điện 1 chiều có hai bộ phận chính là nam châm tạo ra từ trường ( bộ phận đứng yên) và khung dây dẫn cho dòng điện chạy qua( bộ phận quay). Bộ phận đứng yên gọi là stato, bộ phận quay được gọi là rôto. * Khi đặt khung dây dẫn ABCD trong từ trường và cho dòng điện chạy qua khung thì dưới tác dụng của lực điện từ, khung dây sẽ quay. 3. Hoạt động 3: Tìm hiểu động cơ điện một chiều trong kĩ thuật: Hoạt động của HS Trợ giúp của GV Phần ghi bài - HS hoạt động cá nhânchỉ ra các bộ phận chính của động cơ điện 1 chiều trong kĩ thuật. - HS nhắc lại nhiều lần phần kết luận trong SGK. 1. Cấu tạo: - Yêu cầu HS quan sát hình vẽ 28.2 và chỉ ra các bộ phận chính của động cơ điện một chiều trong kĩ thuật - Yêu cầu HS đọc và trả lời câu C4. - Sau khi học sinh trả lời câu C4 , GV cho ác em nhắc lại nhiều lần phần kết luận trong SGK và chú ý giải thích cho các em hiểu vì sao phải dùng nam châm điện thay cho nam châm vĩnh cữu,; Tại sao không dùng 1 khung dây mà phải dùng nhiều cuộn dây đặt lệch nhau ? II. Động cơ điện một chiều trong kĩ thuật: Xem SGK * Chú ý: Khi động cơ điện một chiều hoạt động, điện năng được chuyển hoá thành cơ năng. 4. Hoạt động 4: Vận dụng- Hướng dẫn về nhà: Yêu cầu HS đọc và hoàn thành câu C5 ,C6 , và C7 Về nhà học bài và làm bài từ 28.1 đến 28.4 Bài 29: THỰC HÀNH: CHẾ TẠO NAM CHÂM VĨNH CỬU, NGHIỆM LẠI TỪ TÍNH CỦA ỐNG DÂY CÓ DÒNG ĐIỆN I. MỤC TIÊU: Biết cách chế tạo nam châm vĩnh cửu. Nghiệm lại từ tính của ống dây có dòng điện. II. CHUẨN BỊ: Đối với mỗi nhóm HS Hai nguồn điện 3V và 6V . Một công tắc. Ống dây A khoảng 200 vòng, ( dây dẫn có đường kính bằng 0,2mm) quấn trên ống nhựa hoặc bìa cứng. Đường kính của ống cỡ 1cm. Ống dây B khoảng 300 vòng, ( dây dẫn có đường kính bằng 0,2mm) quấn trên 1 ống nhựa đường kính khoảng 5cm, trên mặt ống có khoét 1 lỗ tròn, đường kính khoảng 2mm. Hai đoạn dây dẫn, 1 bằng thép, 1 bằng đồng dài cỡ 3,5cm ( đường kính 0,4mm) Một la bàn. Hai đoạn chỉ nilon mảnh, mỗi đoạn dài 15cm. Một bút dạ để đánh dấu. Gía thí nghiệm. Mẫu báo cáo. III. NỘI DUNG THỰC HÀNH: Hoạt động của HS Trợ giúp của GV -HS nhắc lại mục đích của buổi thực hành. -HS hoạt động cá nhân trả lời câu hỏi của GV. -Đại diện mỗi nhóm lên nhận và kiểm tra dụng cụ thí nghiệm. -2 HS đọc to các bước tiến hành thí nghiệm. -HS hoạt động nhóm tiến hành thí nghiệm dưới sự hướng dẫn của GV. -Các nhóm hoàn thành mẫu báo cáo thí nghiệm và nộp cho GV. -GV nêu mục đích của buổi thực hành. -Yêu cầu HS cho biết các dụng cụ cần thiết để có thể tiến hành thí nghiệm. -Gọi đại diện mỗi nhóm lên nhận dụng cụ thí nghiệm. -Gọi 2 HS đọc to các bước thí nghiệm. -Hướng dẫn các nhóm tiến hành thí nghiệm theo các bước trong SGK. -GV kiểm tra các nhóm làm thí nghiệm và giúp đỡ các nhóm còn yếu. -Yêu cầu các nhóm hoàn thành mẫu báo cáo thí nghiệm. Bài 30: BÀI TẬP VẬN DỤNG QUY TẮC NẮM TAY PHẢI VÀ QUY TẮC BÀN TAY TRÁI I. MỤC TIÊU: Ôn lai các quy tắc nắm tay phải và quy tắc bàn tay trái. Dùng thí nghiệm kiểm tra lại các kiến thức đã học. II. CHUẨN BỊ: Nguồn điện. - Dây dẫn. - Ống dây. Khoá K. - Thanh nam châm. Khung dây dẫn. - Nam châm chữ U. III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY VÀ HỌC: 1.Hoạt động 1: Bài 1: Hoạt động của HS Trợ giúp của GV Phần ghi bài - HS hoạt động cá nhân đọc , nghiên cứu đề bài và tiến hành giải bài tập. - Mỗi nhóm cử đại điện lên nhận dụng cụ thí nghiệm. - HS hoạt động cá nhân trả lời các câu hỏi của GV - HS hoạt động nhóm tiến hành thí nghiệm theo sự hướng dẫn của GV - GV yêu cầu HS đọc to đề bài 3 lần cho cả lớp chú ý theo dõi. - Khi đóng mạch điện, trong ống dây có hiện tượng gì xảy ra? Ống dây có thể được xem như vật gì? Làm cách nào biết cực nào là cực Bắc? Cực nào là cực nam? Quy tắc? - Nhắc lại tương tác giữa các cực từ khi hai nam châm đặt gần nhau? - GV hướng dẫn HS hoạt động nhóm tiến hành thí nghiệm kiểm tra lại điều vừa kết luận Bài 1: a) Nam châm bị hút vào ống dây. b) Lúc đầu nam châm bị đẩy ra xa, sau đó nó xoay đi và khi cực Bắc của nam châm hướng về phía đầu B củ ống dây thì nam châm bị hút vào ống dây 2.Hoạt động 2: Bài 2 Hoạt động của HS Trợ giúp của GV Phần ghi bài a/ Làm việc cá nhân, đọc kỹ đầu bài, vẽ lại hình trên vở bài tập, suy luận để nhận thức vấn đề của bài toán,vận dụng quy tắc bàn tay trái để giải bài tập, biểu diễn kết quả trên hình vẽ. b/ Trao đổi kết quả trên lớp. - Yêu cầu HS vẽ lại hình vào vở bài tập, nhắc lại các ký hiệu Å và☉cho biết điều gì, luyện cách đặt và xoay bàn tay trái theo quy tắc phù hợp với mỗi hình vẽ để tìm lời giải, biểu diễn trên hình vẽ. Chỉ định 1 HS lên giải bài tập trên bảng. Nhắc HS nếu thực sự khó khăn mới đọc gợi ý cách giải của SGK. -Hướng dẫn HS trao đổi kết quả trên lớp, chữa bài giải trên bảng. -Sơ bộ nhận xét việc thực hiện các bước giải bài tập vận dụng quy tắc bàn tay trái. a) Lực điện từ có chiều từ trái sang phải b) Chiều dòng điện có từ trong ra ngoài ( dấu chấm). c) Bên trái là cực Bắc, bên phải là cực nam. 3.Hoạt động 3: Bài 3: Hoạt động của HS Trợ giúp của GV Phần ghi bài Làm việc cá nhân để thực hiện lần lượt các yêu cầu của bài . -Chỉ định 1 HS lên giải bài tập trên bảng. Nhắc HS, nếu thực sự khó khăn mới đọc gợi ý cách giải của SGK. -Tổ chức cho Hs thảo luận, chữa bài giải của bạn trên bảng. a))F1 hướng xuống, F2 hướng lên b)Quay ngược chiều kim đồng hồ. c) Khi lực F1 ,F2 có chiều ngược lại. Muốn vậy, phải đổi chiều dòng điện trong khung hoặc đổi chiều từ trường. 4. Vận dụng – Hướng dẫn về nhà: Rút ra các bước giải bài tập. Làm bài tập 30.1 đến 30.5. IV. RÚT KINH NGHIỆM: Bài 31 : HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ I. MỤC TIÊU: 1. Làm được thí nghiệm dùng nam châm vĩnh cửu hoặc nam châm điện để tạo ra dòng điện cảm ứng. 2. Mô tả được cách làm xuất hiện dòng điện cam3 ứng trong cuộn dây dẫn kín bằng nam châm vĩnh cửu hoặc nam châm điện. 3. Sử dụng được đúng 2 thuật ngữ mới, đó là dòng điện cảm ứng và hiện tượng cảm ứng điện từ. II. CHUẨN BỊ: 1 dinamô xe đạp có lắp bóng đèn. 1 dinamô xe đạp đã bốc 1 phần vỏ ngoài đủ nhìn thấy nam châm và cuộn dây ở trong. 1 cuộn dây có gắn bóng đèn LED. 1 thanh nam châm có trục quay vuông góc với thanh. 1 nam châm điện và 2 cục pin 1,5V. III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY VÀ HỌC: 1. Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ: Sửa bài tập 30.1 và 30.2 Sửa bài tập 30.3 và 30.4 2. Hoạt động2: Tìm hiểu cấu tạo và hoạt động của đinamô ở xe đạp: Hoạt động của HS Trợ giúp của GV Phần ghi bài -Nêu vấn đề: Ta đã biết muốn tạo ra dòng điện, phải dùng nguồn điện là pin hoặc acquy. Em có biết trường hợp nào không dùng pin hoặc acquy mà vẫn tạo ra dòng điện được không? -Gợi ý thêm: Bộ phận nào làm cho đèn xe đạp phát sáng? -Trong bình điện xe đạp (dinamô xe đạp) có những bộ phận nào, chúng hoạt động như thế nào để tạo ra dòng điện? - Yêu cầu HS xem hình 31.1 SGK và quan sát 1 dinamô đã tháo vỏ đặt trên bàn GV để chỉ ra các bộ phận chính của dinamô. Hãy dự đoán xem hoạt động của bộ phận chính nào của dinamô gây ra -Nêu vấn đề: Ta đã biết muốn tạo ra dòng điện, phải dùng nguồn điện là pin hoặc acquy. Em có biết trường hợp nào không dùng pin hoặc acquy mà vẫn tạo ra dòng điện được không? -Gợi ý thêm: Bộ phận nào làm cho đèn xe đạp phát sáng? -Trong bình điện xe đạp (dinamô xe đạp) có những bộ phận nào, chúng hoạt động như thế nào để tạo ra dòng điện? Yêu cầu HS xem hình 31.1 SGK và quan sát 1 dinamô đã tháo vỏ đặt trên bàn GV để chỉ ra các bộ phận chính của dinamô. Hãy dự đoán xem hoạt động của bộ phận chính nào của dinamô gây ra. Cá nhân suy nghĩ trả lời câu hỏi của GV. Có 1 số ý kiến khác nhau về hoạt động của dinamô xe đạp. Không thảo luận. Phát biểu chung ở lớp, trả lời câu hỏi của GV, không thảo luận. 3. Hoạt động 3: Tìm hiểu cách dùng nam châm vĩnh cửu để tạo ra dòng điện: Hoạt động của HS Trợ giúp của GV Phần ghi bài Làm việc theo nhóm. a/ Làm TN 1 SGK. Trả lời C1 và C2. b/ Nhóm cử đại diện phát biểu, thảo luận chung ở lớp để rút ra nhận xét, chỉ ra trong trường hợp nào nam châm vĩnh cửu có thể tạo dòng điện. -Hướng dẫn HS làm từng động tác dứt khoát và nhanh: *Đưa nam châm vào trong lòng cuộn dây. *Để nam châm nằm yên 1 lúc trong lòng cuộn dây. *Kéo nam châm ra khỏi cuộn dây. - Yêu cầu HS mô tả rõ, dòng điện xuất hiện khi di chuyển nam châm lại gần hay ra xa cuộn dây. 4. Hoạt động 4: Tìm hiểu cách dùng nam châm điện để tạo ra dòng điện: Hoạt động của HS Trợ giúp của GV Phần ghi bài Làm việc theo nhóm. a/ Làm TN 2, trả lời C3. b/ Làm rõ khi đóng hay ngắt mạch điện được mắc với nam châm điện thì từ trường nam châm thay đổi như thế nào? c/ Thảo luận chung ở lớp, đi đến nhận xét về những trường hợp xuất hiện dòng điện. - Hướng dẫn HS lắp ráp TN, cách đặt nam châm điện (lõi sắt của nam châm đưa sâu vào trong lòng cuộn dây). - Gợi ý thảo luận: Yêu cầu HS làm rõ khi đóng hay ngắt mạch điện thì từ trường của nam châm điện thay đổi như thế nào? (Dòng điện có cường độ tăng lên hay giảm đi khiến cho từ trường mạnh lên hay yếu đi). - Có nhiều cách dùng nam châm để tạo ra dòng điện trong một cuộn dây dẫn kín. Dòng điện được tạo ra theo cách đó gọi là dòng điện cảm ứng. 5. Hoạt động 5: Tìm hiểu về hiện tượng cảm ứng điện từ: Hoạt động của HS Trợ giúp của GV Phần ghi bài Cá nhân đọc SGK. -Nêu câu hỏi: Qua những TN trên, hãy cho biết khi nào xuất hiện dòng điện cảm ứng. - Hiện tượng xuất hiện dòng điện cảm ứng gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ. 6. Hoạt động 6: Vận dụng –Củng cố Hoạt động của HS Trợ giúp của GV - Dòng điện đó được gọi là dòng điện gì? Làm việc cá nhân. Trả lời câu hỏi C4. a/ cá nhân ohát biểu chung ở lớp. Nêu dự đoán. b/ Xem GV TN kiểm tra. - Cá nhân tự đọc phần ghi nhớ ở cuối bài. - Trả lời các câu hỏi củng cố của GV. - Yêu cầu 1 số HS đưa ra dự đoán. Nêu câu hỏi: Dựa vào đâu mà dự đoán như thế? (Có thể dựa trên việcquan sát trong nhiều TN có chuyển động của nam châm so với cuộn dây). - Làm TN biểu diễn để kiểm tra dự đoán. -Có những cách nào có thể dùng nam châm để tạo ra dòng điện? IV. RÚT KINH NGHIỆM: Bài 32: ĐIỀU KIỆN XUẤT HIỆN DÒNG ĐIỆN CẢM ỨNG I. MỤC TIÊU: Xác định được có sự biến đổi (tăng hay giảm) của số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây dẫn kín khi làm TN với nam châm vĩnh cửu hoặc nam châm điện. Dựa trên sự quan sát TN, xác lập được mối quan hệ giữa sự xuất hiện dòng điện cảm ứng và sự biến đổi của số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây dẫn kín. Phát biểu được điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng. Vận dụng được điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng để giải thích và dự đoán những trường hợp cụ thể, trong đó xuất hiện hay không xuất dòng điện cảm ứng. II. CHUẨN BỊ: - Mô hình cuộn dây dẫn và đường sức từ của 1 nam châm. III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY VÀ HỌC: Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ: Có thể dùng cách nào để tạo ra dòng điện cảm ứng? Thế nào là hiện tượng cảm ứng điện từ? Sửa bài tập 31.1 và 31.3 2. Hoạt động 2:Nhận biết được vai trò của từ trường trong hiện tượng cảm ứng điện từ: Hoạt động của HS Trợ giúp của GV Phần ghi bài a/ Trả lời các câu hỏi của GV, nêu lên nhiều cách khác nhau dùng nam châm để tạo ra dòng điện. b/ Phát hiện: Các nam châm khác nhau đều có thể gây ra dòng điện cảm ứng. Vậy không phải chính nam châm mà là 1 cái gì chung của các nam châm đã gây ra dòng điện cảm ứng. Cần phải tìm yếu tố chung đó. -Khảo sát sự biến đổi số các đường sức từ (của nam châm) xuyên qua tiết diện S của cuộn dây. -Nêu câu hỏi để HS nhớ lại vai trò của nam châm trong việc tạo ra dòng điện cảm ứng như sau: Có những cách nào dùng nam châm để tạo ra dòng điện cảm ứng? ( Chú ý gợi ý cho HS dùng các loại nam châm khác nhau hoạt động khác nhau). -Vậy việc tạo ra dòng điện cảm ứng có phụ thuộc vào chính nam châm hay trạng thái chuyển động của nam châm không? *Có yếu tố nào chung trong các trường hợp đã gây ra dòng điện cảm ứng? -GV thông báo: Các nhà khoa học cho rằng chính từ trường của nam châm đã tác dụng 1 cách nào đó lên cuộn dây dẫn và gây ra dòng điện cảm ứng. Nêu câu hỏi: Ta đã biết, có thể dùng đường sức từ để biểu diễn từ trường. Vậy ta phải làm như thế nào để nhận biết sự biến đổi của từ trường trong lòng cuộn dây, khi đưa nam châm lại gần hoăc ra xa cuộn dây?