Bài giảng Môn Vật lý lớp 9 - Tuần 14 - Tiết 27 - Bài 25: Sự nhiễm từ của sắt, thép nam châm điện

Ngày dạy: Tuần 14 - Tiết 27 Bài 25: Sự NHIễM Từ CủA SắT, THéP NAM CHÂM ĐIệN. MụC TIÊU: 1.Kiến thức:- Mô tả được TN về sự nhiễm từ của sắt, thép. -Giải thich được vì sao người ta dùng lõi sắt non để chế tạo nam châm điện. -Nêu được hai cách làm tăng lực từ của nam châm điện tác dụng lên một vật. 2.Kĩ năng: Mắc mạch điện theo sơ đồ, sử dụng biến trở trong mạch, sử dụng các dụng cụ đo điện. 3.Thái độ:Thực hiện an toàn về điện, yêu thích môn học. II. CHUẩN Bị: Đối với mỗi nhóm HS: - 1 ống dây có số vòng khoảng 400 vòng. - 1 giá TN. .-1 biến trở 20#-2A. -1 nguồn điện 3V-6V. -1 Ampekế. Có GHĐ cỡ 1A. -1 công tắc điện. - Các đoạn dây nối. -Một ít đinh sắt. -1 lõi sắt non hoặc một lõi thép có thể đặt vừa trong lòng ống dây. -1 la bàn hoặc kim nam châm đặt trên giá thẳng đứng III. Tổ CHứC HOạT ĐộNG DạY HọC. KIểM TRA BàI Cũ-Tổ CHứC TìNH HUốNG HọC TậP. ( 9 phút) -GV hướng dẫn HS trả lời các câu hỏi nhớ lại kiến thức cũ của nam châm điện để tổ chức tình huống học tập: +Tác dụng từ cuả dòng điện được biểu hiện như thế nào? + Nêu cấu tạo và hoạt động của nam châm điện mà em đã học ở lớp 7. + Trong thực tế nam châm điện được dùng làm gì? -GV đánh giá cho điểm HS nếu phần trả lời của HS tốt. * ĐVĐ: Chúng ta biết, sắt và thép đều là vật liệu từ, vậy sắt và thép nhiễm từ có giống nhau không? Tại sao lõi của nam châm điện là sắt non mà không phải là thép? Bài mới. -HS nhớ lại kiến thức cũ, vận dụng trả lời câu hỏi của GV. +Dòng điện gây ra lực từ tác dụng lên kim nam châm đặt gần nó. Ta nói dòng điện có tác dụng từ. +Nam châm điện gồm một ống dây dẫn trong có lõi sắt non. Khi cho dòng điện chạy qua ống dây, lõi sắt bị nhiễm từ và trở thành một nam châm. Khi ngắt dòng điện, lõi sắt mất từ tính. +Trong thực tế nam châm điện có thể được dùng làm một bộ phận của cần cẩu, của rơle điện từ,… HOạT ĐộNG 2: LàM TN Về Sự NHIễM Từ CủA SắT Và THéP (10 phút) I.Sự NHIễM Từ CủA SắT,THéP. -Yêu cầu cá nhân HS quan sát hình 25.1, đọc SGK mục 1 TN- Tìm hiểu mục đích TN, dụng cụ TN, cách tiến hành TN. Yêu cầu HS làm TN theo nhóm. -GV lưu ý HS: Để cho kim nam châm đứng thăng bằng rồi mới đặt cuộn dây sao cho trục của kim nam châm song song với mặt ống dây. Sau đó mới đóng mạch điện. -GV: yêu cầu các nhóm báo cáo kết quả TN. -Nếu có nhóm kết quả sai, GV yêu cầu nhóm đó tiến hành TN lại dưới sự giám sát của GV. GV chỉ ra sai sót cho HS nhóm đó để có kết quả đúng. -Cá nhân HS quan sát hình 25.1 nghiên cứu mục 1 SGK nêu được: +Mục đích TN: Làm TN về sự nhiễm từ của sắt và thép. + Dụng cụ: 1 ống dây, 1 lõi sắt non, 1 lõi thép, 1 la bàn, 1 công tắc, 1 biến trở, 1 ampekế, 5 đoạn dây nối. 180 270 90 0 AAAAAA C A M N K +Tiến hành TN: Mắc mạch điện như hình 25.1. Đóng công tắc K, quan sát góc lệch của kim nam châm so với ban đầu. Đặt lõi sắt non hoặc thép vào trong lòng ống dây, đóng công tắc K, quan sát và nhận xét góc lệch của kim nam châm so với trường hợp trước. -Các nhóm nhận dụng cụ TN, tiến hành TN theo nhóm. -Quan sát, so sánh góc lệch của kim nam châm trong các trường hợp. -Đại diện các nhóm báo cáo kết quả TN: +Khi đóng công tắc K, kim nam châm bị lệch đi so với phương ban đầu. +Khi đặt lõi sắt hoặc thép vào trong lòng cuộn dây, đóng khoá K, góc lệch của kim nam châm lớn hơn so với trường hợp không có lõi sắt hoặc thép. Lõi sắt hoặc thép làm tăng tác dụng từ của ống dây có dòng điện. HOạT ĐộNG 3: LàM TN , KHI NGắT DòNG ĐIệN CHạY QUA ốNG DÂY, Sự NHIễM Từ CủA SắT NON Và THéP Có Gì KHáC NHAU RúT RA KếT LUậN Về Sự NHIễM Từ CủA SắT, THéP. ( 8 phút) -Tương tự, GV yêu cầu HS nêu mục đích TN ở hình 25.2, dụng cụ TN và cách tiến hành TN. -Hướng dẫn HS thảo luận mục đích TN, các bước tiến hành TN. -Yêu cầu các nhóm lấy thêm dụng cụ TN và tiến hành TN hình 25.2 theo nhóm. -Gọi đại diện các nhóm trình bày kết quả TN qua việc trả lời câu C1. Hướng dẫn thảo luận chung cả lớp. -Qua TN 25.1 và 25.2, rút ra kết luận gì? -GV thông báo về sự nhiễm từ của sắt và thép: +Sở dĩ lõi sắt hoặc lõi thép làm tăng tác dụng từ của ống dây vì khi đặt trong từ trường thì lõi sắt và thép bị nhiễm từ và trở thành một nam châm. +Không những sắt, thép mà các vật liệu như niken, côban,… đặt trong từ trường đều bị nhiễm từ. +Chính sự nhiễm từ của sắt non và thép khác nhau nên người ta đã dùng sắt non để chế tạo nam châm điện, còn thép để chế tạo nam châm vĩnh cửu. -HS quan sát hình 25.2, kết hợp với việc nghiên cứu SGK nêu được: +Mục đích: Nêu được nhận xét về tác dụng từ của ống dây có lõi sắt non và ống dây có lõi thép khi ngắt dòng điện qua ống dây. +Mắc mạch điện như hình 25.2. +Quan sát hiện tượng xảy ra với đinh sắt trong hai trường hợp. -HS tiến hành TN theo nhóm, quan sát, trao đổi nhóm câu C1. -Đại diện các nhóm trình bày câu C1: Khi ngắt dòng điện đi qua ống dây, lõi sắt non mất hết từ tính, còn lõi thép thì vẫn giữ được từ tính. 2.Kết luận. -Cá nhân HS nêu kết luận rút ra qua 2 TN. Yêu cầu nêu đươc: +Lõi sắt hoặc lõi thép làm tăng tác dụng từ của ống dây có dòng điện. +Khi ngắt điện, lõi sắt non mất hết từ tính, còn lõi thép thì vẫn giữ được từ tính. -HS ghi kết luận vào vở. HOạT ĐộNG 4: TìM HIểU NAM CHÂM ĐIệN.(10 phút) -Yêu cầu HS làm việc với SGK để trả lời câu C2. -Hướng dẫn HS thảo luận câu C2. -Yêu cầu HS đọc thông báo của mục II, trả lời câu hỏi: Có thể tăng lực từ của nam châm điện tác dụng lên một vật bằng các cách nào? -Yêu cầu cá nhân HS trả lời câu hỏi C3. Hướng dẫn thảo luận chung cả lớp, yêu cầu so sánh có giải thích. -HS: Hoạt động cá nhân. +Cấu tạo: Gồm một ống dây dẫn trong có lõi sắt non. +Các con số (1000-1500) ghi trên ống dây cho biết ống dây có thể sử dụng với số vòng dây khác nhau tuỳ theo cách chọn để nối hai đầu ống dây với nguồn điện. Dòng chữ 1A-22# cho biết ống dây được dùng với dòng điện cường độ 1A, điện trở của ống dây là 22# -Nghiên cứu phần thông báo của mục II để thấy được có thể tăng lực từ của nam châm điện bằng các cách sau: +Tăng cường độ dòng điện chạy qua các vòng dây. +Tăng số vòng của ống dây. -Cá nhân hoàn thành câu C3. C3: Nam châm b mạnh hơn a, d mạnh hơn c, e mạnh hơn b và d. HOạT ĐộNG 5: VậN DụNG-CủNG Cố-HƯớNG DẫN Về NHà. (7 phút) -Yêu cầu cá nhân HS hoàn thành câu C4, C5, C6 vào vở. -GV yêu cầu HS đọc phần “Có thể em chưa biết” để tìm hiểu thêm cách làm tăng lực từ của nam châm điện. H.D.V.N: Học và làm bài tập 25 (SBT). Xem trước bài 26 -Cá nhân HS hoàn thành câu C4, C5, C6 vào vở. C4: Khi chạm mũi kéo vào đầu thanh nam châm thì mũi kéo bị nhiễm từ và trở thành một nam châm. Vì kéo được làm bằng thép nên sau khi không còn tiếp xúc với nam châm nữa, nó vẫn giữ được từ tính lâu dài. C5: Muốn nam châm điện mất hết từ tính ta chỉ cần ngắt dòng điện đi qua ống dây của nam châm. C6: Lợi thế của nam châm điện: -Có thể chế tạo nam châm điện cực mạnh bằng cách tăng số vòng dây và tăng cường độ dòng điện đi qua ống dây. -Chỉ cần ngắt dòng điện đi qua ống dây là nam châm điện mất hết từ tính. -Có thể thay đổi tên từ cực của nam châm điện bằng cách đổi chiều dòng điện qua ống dây. -Cá nhân HS đọc phần “Có thể em chưa biết” để tìm hiểu cách khác (ngoài 2 cách đã học) để có thể tăng lực từ của nam châm điện. ***************************************************** Ngày dạy: Tuần14 - Tiết 28 Bài 26: ứNG DụNG CủA NAM CHÂM. MụC TIÊU: 1.Kiến thức: -Nêu được nguyên tắc hoạt động của loa điện, tác dụng của nam châm trong rơle điện từ, chuông báo động. -Kể tên được một số ứng dụng của nam châm trong đời sống và kỹ thuật. 2. Kỹ năng: -Phân tích, tổng hợp kiến thức. -Giải thích được hoạt động của nam châm điện. 3. Thái độ: Thấy được vai trò to lớn của Vật lý học, từ đó có ý thức học tập, yêu thích môn học. II. CHUẩN Bị: Đối với mỗi nhóm HS : -Một ống dây điện khoảng 100 vòng dây, đường kính của cuộn dây cỡ 3 cm. -1 giá TN.-1 biến trở 20#, 2A.-Nguồn điện 3V.-1 ampekế có giới hạn đo là 1A. -1 nam châm chữ U.-1 công tắc điện.-Các đoạn dây nối. -Chuông điệ, nam châm điện, rơ le điện từ. III. Tổ CHứC HOạT ĐộNG DạY HọC. HOạT ĐộNG 1: KIểM TRA BàI Cũ-Tổ CHứC TìNH HUốNG HọC TậP.(7 phút) *Kiểm tra bài cũ: HS1: Mô tả TN về sự nhiễm từ của sắt và thép. Giải thích vì sao người ta dùng lõi sắt non để chế tạo nam châm điện? Chữa bài tập 25.3. HS2: Nêu cách làm tăng lực từ của nam châm điện tác dụng lên một vật.Chữa bài tập 25.1 và 25.2. -Hướng dẫn HS nhận xét phần trình bày của 2 HS trên#đánh giá cho điểm. *Đặt vấn đề: Như SGK. Bài 25.3: A, Có thể khẳng định các kẹp giấy bằng sắt bị hút dính vào các cực của thanh nam châm vì các kẹp sắt bị nhiễm từ. B, Các kẹp sắt bị nhiễm từ, do đó từ cực của kẹp sắt bị hút vào cực Nam của thanh nam châm sẽ là cực bắc và ngược lại. C, Khi đặt vật bằng sắt, thép gần nam châm thì vật bị nhiễm từ và trở thành nam châm, đầu đặt gần nam châm là từ cực trái dấu với từ cực của nam châm. Do đó bị nam châm hút. Bài 25.1: a, Nếu ngắt dòng điện chạy qua nam châm điện thì nó không còn tác dụng từ nữa. b, Lõi của nam châm điện phải là lõi sắt non mà không phải lõi thép vì khi ngắt điện lõi thép vẫn giữ được từ tính, nam châm điện mất ý nghĩa sử dụng. Bài 25.2: Thay lõi sắt non của nam châm điện bằng lõi niken thì từ trường mạnh hơn ống dây không có lõi sắt vì niken là vật liệu từ nó cũng bị nhiễm từ. B,vận dụng quy tắc nắm tay phải ta xác định được đầu A của ống dây trong hình vẽ là cực từ Bắc. HOạT ĐộNG 2: TìM HIểU NGUYÊN TắC CấU TạO Và HOạT ĐộNG CủA LOA ĐIệN.(10 phút) I. LOA ĐIệN -GV thông báo: Một trong những ứng dụng của nam châm phải kể tên đó là loa điện. Loa điện hoạt động dựa vào tác dụng từ của nam châm lên ống dây có dòng điện chạy qua. vậy chúng ta sẽ cùng làm TN tìm hiểu nguyên tắc này. -Yêu cầu HS đọc SGK phần a,#Tiến hành TN. -GV hướng dẫn HS khi treo ống dây phải di chuyển linh hoạt khi có tác dụng lực, khi di chuyển con chạy của biến trở phải nhanh và dứt khoát. -GV giúp đỡ những nhóm yếu khi tiến hành TN. -GV: Có hiện tượng gì xảy ra với ống dây trong hai trường hợp? -Hướng dẫn HS thảo luận chung #Kết luận N S A C K -GV thông báo: Đó chính là nguyên tắc hoạt động của loa điện. Loa điện phải có cấu tạo như thế nào? .-GV treo hình vẽ 26.2 phóng to, gọi HS nêu cấu tạo bằng cách chỉ các bộ phận chính trên hình vẽ. E M L -GV: Chúng ta biết vật dao động khi phát ra âm thanh. Vậy quá trình biến đổi dao động điện thành âm thanh trong loa điện diễn ra như thế nào? Các em cùng nghiên cứu phần thông báo của mục 2. -Gọi 1,2 HS trả lời tóm tắt quá trình biến đổi dao động điện thành dao dộng âm. -Nếu HS gặp khó khăn, GV giúp đỡ làm rõ hơn quá trình biến đổi đó. 1.Nguyên tắc hoạt động của loa điện. -HS lắng nghe GV thông báo về mục đích TN. a.Thí nghiệm: -Cá nhân HS đọc SGK phần a, tìm hiểu dụng cụ cần thiết, cách tiến hành TN. -Các nhóm lấy dụng cụ TN, làm TN theo nhóm dưới sự hướng dẫn của GV. -Tất cả HS các nhóm quan sát kỹ để nêu nhận xét trong hai trường hợp: + Khi có dòng điện không đổi chạy qua ống dây. +Khi dòng điện trong ống dây biến thiên (khi cho con chạy biến trở dịch chuyển). b.Kết luận. +Khi có dòng điện chạy qua ống dây chuyển động. +Khi cường độ dòng điện thay đổi ống dây dịch chuyển dọc theo khe hở giữa hai cực của nam châm. 2.Cấu tạo của loa điện. -Cá nhân HS tìm hiểu cấu tạo của loa điện. Yêu cầu chỉ đúng các bộ phận chính trên loa điện của hình phóng to 26.2. -HS đọc SGK tìm hiểu nhận biết cách làm cho những biến đổi về cường độ dòng điện thành dao động của màng loa phát ra âm thanh. -Đại diện 1,2 HS nêu tóm tắt quá trình biến đổi dao động điện thành dao động âm. HOạT ĐộNG 3: TìM HIểU CấU TạO Và HOạT ĐộNG CủA RƠLE ĐIệN Từ.(17 phút) II.RƠLE ĐIệN Từ. -Yêu cầu HS đọc SGK phần 1. Cấu tạo và hoạt động của rơ le điện từ, trả lời câu hỏi: + Rơ le điện từ là gì? + Chỉ ra bộ phận chủ yếu của rơ le điện từ. Nêu tác dụng của mỗi bộ phận. -GV treo hình phóng to 26.3. Gọi 1,2 HS trả lời câu hỏi trên, HS khác nêu nhận xét, bổ sung. MĐ1 MĐ 2 -Yêu cầu cá nhân HS hoàn thành câu C1 để hiểu rõ hơn nguyên tắc hoạt động của rơ le điện từ. -GV: Rơ le điện từ được ứng dụng nhiều trong thực tế và kỹ thuật, một trong những ứng dụng của rơ le điện từ là chuông báo động. Ta cùng tìm hiểu về hoạt động của một chuông báo động thiết kế cho gia đình dùng để chống trộm. -Dành thời gian cho HS nghiên cứu H26.4 và trả lời câu hỏi C2. Mạch điện 1 K N P S Mạch điện 2 P C 1. Cấu tạo và hoạt động của rơ le điện từ.(7 phút) -Cá nhân HS nghiên cứu SGK tìm hiểu về cấu tạo và hoạt động của rơ le điện từ. -HS lên bảng chỉ trên hình vẽ các bộ phận chủ yếu của rơ le điện từ và nêu tác dụng của mỗi bộ phận. -Cá nhân HS trả lời C1. Yêu cầu nêu được: Khi đóng khoá K, có dòng điện chạy qua mạch 1, nam châm điện hút sắt và đóng mạch điện 2. 2. Ví dụ về ứng dụng của rơ le điện từ: Chuông báo động.(10 phút) -HS nghiên cứu SGK phần 2 để tìm hiểu hoạt động của chuông báo động ở hình 26.4 và trả lời câu hỏi C2. C2: Khi đóng cửa, chuông không kêu vì mạch điện 2 hở. Khi cửa bị hé mở, chuông kêu vì cửa mở đã làm hở mạch điện 1, nam châm điện mất hết từ tính, miếng sắt rơi xuống và tự động đóng mạch điện 2. HOạT ĐộNG 4: VậN DụNG-CủNG Cố-HƯớNG DẫN Về NHà. (10 phút) -Yêu cầu HS hoàn thành câu C3, C4 vào vở.-Hướng dẫn thảo luận chung toàn lớp Rơ le dòng: M 1 N S 2 -Dành thời gian cho HS đọc phần “Có thể em chưa biết” để tìm hiểu thêm một tác dụng của nam châm. *HDVN: - Học và làm bài tập 26 (SBT). - Xem trước bài 27 -Cá nhân HS hoàn thành câu C3, C4 vào vở.-Tham gia thảo luận trên lớp, chữa bài vào vở nếu sai. C3: Trong bệnh viện, bác sĩ có thể lấy mạt sắt nhỏ li ti ra khỏi mắt của bệnh nhân bằng cách đưa nam châm lại gần vị trí có mạt sắt, nam châm tự động hút mạt sắt ra khỏi mắt. C4: Rơ le được mắc nối tiếp với thiết bị cần bảo vệ để khi dòng điện qua động cơ vượt quá mức cho phép, tác dụng từ của nam châm điện mạnh lên, thắng lực đàn hồi của lò xo và hút chặt lấy thanh sắt S làm cho mạch điện tự động ngắt#Động cơ ngừng hoạt động. -Đọc phần “Có thể em chưa biết”. *****************************************************