Bài giảng Môn Vật lý lớp 9 - Tuần 13- Tiết 25 - Bài 23: Từ phổ - đường sức từ

Ngày dạy : Tuần 13- Tiết 25 Bài 23 : Từ PHổ-ĐƯờNG SứC Từ. I. MụC TIÊU. 1.Kiến thức : -Biết cách dùng mạt sắt tạo ra từ phổ của thanh nam châm. -Biết cách vẽ các đường sức từ và xác định được chiều các đường sức từ của thanh nam châm. 2. Kĩ năng : Nhận biết cực của nam châm, vẽ đường sức từ đúng cho nam châm thẳng, nam châm chữ U. 3. Thái độ : Trung thực, cẩn thận, khéo léo trong thao tác TN. II.CHUẩN Bị : Đối với mỗi nhóm HS : -1 thanh nam châm thẳng.-1 hộp đựng nhựa trong, cứng, đựng mạt sắt. -1 bút dạ.-Một số kim nam châm nhỏ được đặt trên giá thẳng đứng. III.Tổ CHứC HOạT ĐộNG DạY HOC. HOạT ĐộNG 1 : KIểM TRA BàI Cũ-Tổ CHứC TìNH HUốNG HọC TậP.( 9 phút) -GV gọi 2 HS lên bảng trả lời câu hỏi : +HS1 : Nêu đặc điểm của nam châm ? Chữa bài tập 22.1;22.2SBT +HS2 : Chữa bài tập 22.3 và 22.4. Nhắc lại cách nhận biết từ trường. -Qua bài 22.3Nhắc lại khái niệm dòng điện là dòng chuyển dời có hướng của các hạt mang điện tích.Xung quanh điện tích chuyển động có dòng điện. ĐVĐ : Bằng mắt thường chúng ta không thể nhìn thấy từ trường. Vậy làm thế nào để có thể hình dung ra từ trường và nghiên cứu từ tính của nó một cách dễ dàng, thuận lợi ? Bài mới. -2 HS lên bảng trả lời câu hỏi. HS khác chú ý lắng nghe, nêu nhận xét. HOạT ĐộNG 2 : THí NGHIệM TạO Từ PHổ CủA THANH NAM CHÂM( 8 phút) -Yêu cầu HS tự nghiên cứu phần TN. ? Dụng cụ TN ? Cách tiến hành TN. -GV giao dụng cụ TN theo nhóm, yêu cầu HS làm TN theo nhóm. Không được đặt nghiêng tấm nhựa so với bề mặt của thanh nam châm. -Yêu cầu HS so sánh sự sắp xếp của mạt sắt với lúc ban đầu chưa đặt tên nam châm và nhận xét độ mau, thưa của các mạt sắt ở các vị trí khác nhau. -Gọi đại diện các nhóm trả lời câu hỏiC1. Gv lưu ý để HS nhận xét đúng. -GV thông báo kết luận SGK. *Chuyển ý : Dựa vào hình ảnh từ phổ, ta có thể vẽ đường sức từ để nghiên cứu từ trường. Vậy đường sức từ được vẽ như thế nào ? I.Từ phổ. 1. Thí nghiệm : -HS đọc phần 1. Thí nghiệm -Nêu dụng cụ cần thiết, cách tiến hành TN. -Làm TN theo nhóm, quan sát trả lời C1. C1 : Các mạt sắt xung quanh nam châm được sắp xếp thành những đường cong nối từ cực này sang cực kia của nam châm. Càng ra xa nam châm, các đường này càng thưa. 2. Kết luận. Trong từ trường cuả thanh nam châm, mạt sắt được sắp xếp thành những đường cong nối từ cực này sang cực kia của nam châm. Càng ra xa nam châm, những đường này càng thưa dần. Nơi nào mạt sắt dày thì từ trường mạnh, nơi nào mạt sắt thưa thì từ trường yếu. Hình ảnh các đường mạt sắt xung quanh nam châm được gọi là từ phổ. Từ phổ cho ta một hình ảnh trực quan về từ trường. HOạT ĐộNG 3 : Vẽ Và XáC ĐịNH CHIềU ĐƯờNG SứC Từ. ( 20 phút) -Yêu cầu HS làm việc theo nhóm nghiên cứu phần a, hướng dẫn trong SGK. -GV thu bài vẽ của các nhóm, hướng dẫn thảo luận chung cả lớp để có đường biểu diễn đúng : -GV lưu ý : +Các đường sức từ không cắt nhau. +Các đường sức từ không xuất phát từ một điểm. +Độ mau, thưa của đường sức từ,… -GV thông báo : Các đường liền nét mà các em vừa vẽ được gọi là đường sức từ. -Tiếp tục hướng dẫn HS làm TN như hướng dẫn ở phần b, và trả lời câu hỏi C2. -GV thông báo chiều quy ước của đường sức từ - Yêu cầu HS dùng mũi tên đánh dấu chiều của các đường sức từ vừa vẽ được. -Dựa vào hình vẽ trả lời câu C3. -Gọi HS nêu đặc điểm đường sức từ của thanh nam châm, nêu chiều quy ước của đường sức từ. N S -GV thông báo cho HS biết quy ước về độ mau, thưa của các đường sức từ biểu thị cho độ mạnh, yếu của từ trường tại mỗi điểm. II. Đường sức từ. 1.Vẽ và xác định chiều đường sức từ. -HS làm việc theo nhóm, dựa vào hình ảnh các đường mạt sắt, vẽ các đường sức từ của nam châm thẳng. -Tham gia thảo luận chung cả lớp - Vẽ đường biểu diễn đúng vào vở. N S -HS làm việc theo nhóm xác định chiều đường sức từ và trả lời câu hỏi C2 : Trên mỗi đường sức từ, kim nam châm định hướng theo một chiều nhất định. -HS ghi nhớ quy ước chiều đường sức từ, dùng mũi tên đánh dấu chiều đường sức từ vào hình vẽ trong vở. 1 HS lên bảng vẽ và xác định chiều đường sức từ của nam châm. C3 : Bên ngoài thanh nam châm, các đường sức từ đều có chiều đi ra từ cực Bắc, đi vào cực Nam. 2.Kết luận. a. Các kim nam châm nối đuôi nhau dọc theo một đường sức từ. Cực Bắc của kim này nối với cực Nam của kim kia. b.Mỗi đường sức từ có một chiều xác định. Bên ngoài nam châm, các đường sức từ đi ra từ cực Bắc, đi vào cực nam của nam châm. c. Nơi nào từ trường mạnh thì đường sức từ dày, nơi nào từ trường yếu thì đường sức từ thưa. HOạT ĐộNG 4 : VậN DụNG-CủNG Cố-H.DV.N (7 phút). C4 : Yêu cầu HS làm TN quan sát từ phổ của nam châm chữ U ở giữa hai cực và bên ngoài nam châm. -Yêu cầu HS vẽ đường sức từ của nam châm chữ U vào vở, dùng mũi tên đánh dấu chiều của đường sức từ. -GV kiểm tra vở của một số HS nhận xét những sai sót để HS sửa chữa nếu sai. -Yêu cầu cá nhân hoàn thành câu C5, C6. Với câu C6, cho HS các nhóm kiểm tra lại hình ảnh từ phổ bằng thực nghiệm. A B Hình 23.5 -Yêu cầu HS đọc mục :Có thể em chưa biết  Hướng dẫn về nhà : Học bài và làm bài tập 23 (SBT) - Xem trước bài 24 -HS làm TN quan sát từ phổ của nam châm chữ U tương tự như TN với nam châm thẳng. Từ hình ảnh từ phổ, cá nhân HS trả lời C4. -Tham gia thảo luận trên lớp câu C4: +ở khoảng giữa hai cực của nam châm chữ U, các đường sức từ gần như song song với nhau. +Bên ngoài là những đường cong nối hai cực nam châm. -Vẽ và xác định chiều đường sức từ của nam châm chữ U vào vở. -Cá nhân HS hoàn thành C5, C6 vào vở. C5: Đường sức từ có chiều đi ra ở cực Bắc và đi vào cực Nam của nam châm, vì vậy đầu B của thanh nam châm là cực Nam. C6: HS vẽ được đường sức từ thể hiện có chiều đi từ cực Bắc của nam châm bên trái sang cực nam của nam châm bên phải. -HS đọc mục “ Có thể em chưa biết” .Tránh sai sót khi làm TN quan sát từ phổ. *************************************************** Ngày dạy: Tuần 13- Tiết 26 Từ TRƯờNG CủA ốNG DÂY Có DòNG ĐIệN CHạY QUA. I.MụC TIÊU: 1.Kiến thức: -So sánh được từ phổ của ống dây có dòng điện chạy qua với từ phổ của thanh nam châm thẳng. -Vẽ được đường sức từ biểu diễn từ trường của ống dây. -Vận dụng quy tắc nắm tay phải để xác định chiều đường sức từ của ống dây có dòng điện chạy qua khi biết chiều dòng điện. 2.Kĩ năng: -Làm từ phổ của từ trường ống dây có dòng điện chạy qua. -Vẽ đường sức từ của từ trường ống dây có dòng điện đi qua. 3.Thái độ: -Thận trọng khéo léo khi làm TN. II.CHUẩN Bị. Đối với mỗi nhóm HS: -1 tấm nhựa có luồn sẵn các vòng dây của một ống dây dẫn. -Nguồn điện 3V đến 6 V.-1 công tắc.-3 đoạn dây nối.- 1 bút dạ. III.Tổ CHứC HOạT ĐộNG DạY HọC. HOạT ĐộNG 1: KIểM TRA BàI Cũ-Tổ CHứC TìNH HUốNG HọC TậP.( 9 phút) *Kiểm tra bài cũ: -HS1: + Nêu cách tạo ra từ phổ và đặc điểm từ phổ của nam châm thẳng. +Nêu quy ước về chiều đường sức từ. Vẽ và xác định chiều đường sức từ biểu diễn từ trường của nam châm thẳng. -HS2: +Chữa bài tập 23.1; 23.2. -Hướng dẫn HS thảo luận chung. Yêu cầu HS chữa bài vào vở nếu sai. -GV đánh giá cho điểm HS. *Đặt vấn đề: Chúng ta biết từ phổ và các đường sức từ biểu diễn từ trường của thanh nam châm thẳng. Xung quanh dòng điện cũng có từ trường. Từ trường của ống dây có dòng điện chạy qua thì được biểu diễn như thế nào? A C S N - 2 HS lên bảng chữa bài, HS khác chú ý lắng nghe, nhận xét phần trình bày của bạn. …. B + Bài 23.1: Dùng mũi tên đánh dấu chiều của các đường sức từ đi qua các điểm A, B, C. Từ đó vẽ kim nam châm qua các điểm đó. +Bài 23.2: Căn cứ vào sự định hướng của kim nam châm ta vẽ chiều của đường sức từ tại điểm C. Từ đó xác định cực Bắc, cực Nam của thanh nam châm và chiều của đường sức từ còn lại ( chiều đường sức từ có chiều đi ra từ cực bắc, đi vào cực Nam của nam châm). S N C E D S N HOạT ĐộNG 2: TạO RA Và QUAN SáT Từ PHổ CủA ốNG DÂY Có DòNG ĐIệN CHạY QUA.( 15 phút) I.Từ PHổ, ĐƯờNG SứC Từ CủA ốNG DÂY Có DòNG ĐIệN CHạY QUA. -GV: Gọi HS nêu cách tạo ra để quan sát từ phổ của ống dây có dòng điện chạy qua với những dụng cụ đã phát cho các nhóm. -Yêu cầu làm TN tạo từ phổ của ống dây có dòng điện theo nhóm, quan sát từ phổ bên trong và bên ngoài ống dây để trả lời câu hỏi C1. -Gọi đại diện các nhóm trả lời câu hỏi C1. Thảo luận chung cả lớp - Yêu cầu HS chữa vào vở nếu sai hoặc thiếu. -Yêu cầu các nhóm vẽ một vài đường sức từ của ống dây ra bảng phụ-treo bảng phụ, GV gọi HS các nhóm khác nhận xét - GV lưu ý HS một số sai sót thường gặp để HS tránh lặp lại. -Gọi HS trả lời C2. -Tương tự C1, GV yêu cầu HS thực hiện câu C3 theo nhóm và hướng dẫn thảo luận. Lưu ý kim nam châm được đặt trên trục thẳng đứng mũi nhọn, phải kiểm tra xem kim nam châm có quay được tự do không. -GV thông báo: Hai đầu của ống dây có dòng điện chạy qua cũng có hai từ cực. Đầu có các đường sức từ đi ra gọi là cực Bắc, đầu có các đường sức từ đi vào gọi là cực Nam. -Từ kết quả TN ở câu C1, C2, C3 chúng ta rút ra được kết luận gì vè từ phổ, đường sức từ và chiều đường sức từ ở hai đầu ống dây? -Tổ chức cho HS trao đổi trên lớp để rút ra kết luận. -Gọi 1, 2 HS đọc lại phần 2 kết luận trong SGK. 1.Thí nghiệm. - Nêu cách tạo ra từ phổ của ống dây có dòng điện chạy qua. -HS làm TN theo nhóm, quan sát từ phổ và thảo luận trả lời C1. -Đại diện các nhóm báo cáo kết quả TN theo hướng dẫn của câu C1: So sánh từ phổ của ống dây có dòng điện với từ phổ của nam châm thẳng: + Phần từ phổ ở bên ngoài ống dây có dòng điện chạy qua và bên ngoài thanh nam châm giống nhau. +Khác nhau: Trong lòng ống dây cũng có các đường mạt sắt được sắp xếp gần như song song với nhau. -Cá nhân HS hoàn thành câu C2: Đường sức từ ở trong và ngoài ống dây tạo thành những đường cong khép kín. -HS thực hiện câu C3 theo nhóm. Yêu cầu nêu được: Dựa vào định hướng của kim nam châm ta xác định được chiều đường sức từ. ở hai cức của ống dây đường sức từ cùng đi ra ở một đầu ống dây và cùng đi vào ở một đầu ống dây. -Dựa vào thông báo của GV, HS xác định cực từ của ống dây có dòng điện trong TN. 2.Kết luận: + - -HS rút ra kết luận. HOạT ĐộNG 3: TìM HIểU QUY TắC NắM TAY PHảI (10 phút) II.QUY TắC NắM TAY PHảI. 1.Chiều đường sức từ của ống dây có dòng điện chạy qua phụ thuộc vào yếu tố nào? -GV: Từ trường do dòng điện sinh ra, vậy chiều của đường sức từ có phụ thuộc vào chiều dòng điện hay không? Làm thế nào để kiểm tra điều đó? -Tổ chức cho HS làm TN kiểm tra dự đoán theo nhóm và hướng dẫn thảo luận kết quả TN rút ra kết luận. -GV: Để xác định chiều đường sức từ của ống dây có dòng điện chạy qua không phải lúc nào cũng cần có kim nam châm thử, cũng phải tiến hành TN mà người ta đã sử dụng quy tắc nắm tay phải để có thể xác định dễ dàng. -HS nêu dự đoán, và cách kiểm tra sự phụ thuộc của chiều đường sức từ và chiều của dòng điện. -HS có thể nêu cách kiểm tra:Đổi chiều dòng điện trong ống dây, kiểm tra sự định hướng của nam châm thử trên đường sức từ cũ. -HS tiến hành TN theo nhóm. So sánh kết quả TN với dự đoán ban đầu Rút ra kết luận: Chiều đường sức từ của dòng điện trong ống dây phụ thuộc vào chiều dòng điện chạy qua các vòng dây. 2.Quy tắc nắm tay phải. -Yêu cầu HS nghiên cứu quy tắc nắm tay phải ở phần 2 ( SGK-tr66) - Gọi HS phát biểu quy tắc. -GV: Quy tắc nắm tay phải giúp ta xác định chiều đường sức ở trong lòng ống dây hay ngoài ống dây? Đường sức từ trong lòng ống dây và bên ngoài ống dây có gì khác nhau? - Lưu ý HS tránh nhầm lẫn khi áp dụng quy tắ. -Yêu cầu HS cả lớp giơ nắm tay phải thực hiện theo hướng dẫn của quy tắc xác định lại chiều đường sức từ trong ống dây ở TN trên, so sánh với chiều đường sức từ đã được xác định bằng nam châm thử. -Lưu ý HS cách xác định nửa vòng ống dây bên ngoài và bên trong trên măth phẳng của hình vẽ thể hiện bằng nét đứt, nét liền hoặc nét đậm, nét mảnh. Bốn ngón tay hướng theo chiều dòng điện chạy qua nửa vòng dây bên ngoài (nét liền). -HS làm việc cá nhân nghiên cứu quy tắc nắm tay phải trong SGK (tr 66), vận dụng xác định chiều đường sức của ống dây trong TN trên, So sánh với chiều đường sức từ đã xác định bằng nam châm thử. -Đổi chiều dòng điện chạy trong các vòng ống dây, kiểm tra lại chiều đường sức từ bằng nắm tay phải. + _ -1,2 HS xác định chiều đường sức từ bằng quy tắc nắm tay phải trên hình vẽ trên bảng, vừa vận dụng vừa phát biểu lại quy tắc. HOạT ĐộNG 5: VậN DụNG-CủNG Cố-HƯớNG DẫN Về NHà. ( 10 phút) -Gọi HS nhắc lại quy tắc nắm tay phải. -Vận dụng: Cá nhân HS hoàn thành câu C4, C5, C6. C4: Muốn xác định tên từ cực của ống dây cần biết gì? Xác định bằng cách nào? C5: Muốn xác định chiều dòng điện chạy qua các vòng dây cần biết gì? Vận dụng quy tắc nắm tay phải trong trường hợp này như thế nào? -GV nhấn mạnh: Dựa vào quy tắc nắm tay phải, muốn biết chiều đường sức từ trong lòng ống dây ta cần biết chiều dòng điện. Muốn biết chiều dòng điện trong ống dây cần biết chiều đường sức từ. -Cho HS đọc phần “ Có thể em chưa biết”. HƯớNG DẫN Về NHà: -Học thuộc quy tắc nắm tay phải, vận dụng thành thạo quy tắc. -Làm BT 24 (SBT) - Xem trước bài 25 -HS ghi nhớ quy tắc nắm tay phải tại lớp để vận dụng linh hoạt quy tắc này trả lời câu C4, C5, C6. C4: Đầu A là cực Nam. C5: Kim nam châm bị vẽ sai chiều là kim số 5. Dòng điện trong ống dây có chiều đi ra ở đầu dây B. C6: Đầu A của cuộn dây là cực Bắn, đầu B là cực Nam. ************************************************