Giáo án môn Vật lý 11 nâng cao - Tiết 48 - Bài tập về từ trường

Tiết 48 Ngày soạn: 08 / 02 / 2012 BÀI TẬP VỀ TỪ TRƯỜNG A. MỤC TIÊU 1. Kiến thức Ôn tập kiến thức về từ trường của dòng điện thẳng dài, dòng điện tròn, dòng điện trong ống dây 2. Kỹ năng Vận dụng kiến thức để giải một số bài tập về dòng điện chạy trong các dây có hình dạng đặc biệt. 3. Thái độ: - Tích cực, hứng thú học tập của học sinh. B. PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY: Phương pháp thảo luận nhóm, thuyết trình. C. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: Giáo án. Một số bài tập đơn giản 2. Học sinh: Ôn tập kiến thức về từ trường trong các dây có hình dạng đặc biệt. III. TIẾN TRÌNH DẠY – HỌC 1. Ổn định lớp - kiểm tra sỉ số (1’) 2. Kiểm tra bài cũ: Kết hợp với quá trình ôn tập lý thuyết và giải bài tập. 3. Nội dung bài mới: a, Đặt vấn đề:(1’) Chúng ta đã tìm hiểu về từ trường của dòng điện thẳng dài, dòng điện tròn, dòng điện trong ống dây. Vận dụng các kiến thức đó hôm nay chúng ta sẽ giải một số bài tập. b, Triển khai bài mới: Hoạt động 1(10’). Ôn tập kiến thức lý thuyết. HOẠT ĐỘNG CỦA THẦY VÀ TRÒ NỘI DUNG KIẾN THỨC ● Gv: Yêu cầu HS thảo luận nhóm. Hoàn thành phiếu học tập: Nêu đặc điểm của: 1. Từ trường của dòng điện thẳng dài? 2. Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn uốn thành vòng tròn? 3. Từ trường của dòng điện chạy trong ống dây dẫn hình trụ? 4. Nguyên lí chồng chất từ trường? Nêu các trường họp đặc biệt tìm cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện gây ra? Hs: Thảo luận nhóm. Hoàn thành nhiệm vụ Các nhóm trình bày kêt quả nghiên cứu. I. KIẾN THỨC CẦN NẮM 1. Từ trường của dòng điện thẳng dài: B = 2.10-7 2. Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn uốn thành vòng tròn: B = 2p.10-7 3. Từ trường của dòng điện chạy trong ống dây dẫn hình trụ: B = 4p.10-7I 4. Nguyên lí chồng chất từ trường: ◘ Cảm ứng từ tại điểm M do hai dòng điện gây ra: Các trường hợp: + + + + + Hoạt động 2:(10) Giải bài tập 1 sgk HOẠT ĐỘNG CỦA THẦY VÀ TRÒ NỘI DUNG KIẾN THỨC ● Gv: Yêu cầu HS đọc, tóm tắt, giải bài tập 1. + Nhận xét từ trường của dòng điện? + Nhận xét từ trường tổng hợp? + Vẽ hình. + từ mối liên hệ giữa các vec tơ cảm ứng từ. Tìm góc hợp bởi phương lệch của nam châm với phương ban đầu? + Điều chỉnh dòng điện qua ống dây thay đổi từ I1 đến I2. Nhận xét. Tìm k? Hs: Cảm ứng từ tổng hợp do I1 và I2 gây ra. Bài 1: GIẢI 1/ Theo nguyên lí chồng chất từ trường ta có: Dưới tác dụng của từ trường tổng hợp, nam châm thử nằm cân bằng theo phương của vectơ cảm ứng từ . Gọi góc hợp bởi phương của và trục ống dây là thì: 2/ Khi nam châm thử chỉ hướng Đông Bắc, thì góc hợp bởi phương của nam châm thử nằm cân bằng và trục ống dây bằng 450. Do đó cảm ứng từ B2 trong ống dây bằng Bđ . Vậy: (1) Mặt khác: B = 4π.10-7.nI Suy ra: (2) Từ (1) và (2), ta được: Þ . Hoạt động 3: (11’) Giải bài tập 2 sgk HOẠT ĐỘNG CỦA THẦY VÀ TRÒ NỘI DUNG KIẾN THỨC ● Gv: Yêu cầu HS thảo luận nhóm và trả lời câu hỏi: + Xác định đặc điểm và ? + Viết biểu thức của và ? + Nhận xét đặc điểm của và ? + Tìm B? + Tìm α? Hs: Thảo luận nhóm. Trả lời các câu hỏi của GV. Đại diện nhóm trình bày. Cảm ứng từ tại tâm O do dòng điện I1 sinh ra là: Cảm ứng từ tại tâm O do dòng điện I2 sinh ra là: Vectơ cảm ứng từ có ohương thẳng đứng, có chiều hướng từ dưới lên rên. Còn có phương nằm ngang và có chiều hướng ra phía trước mặt phẳng dòng điện I2 Vectơ cảm ứng từ tại tâm O là tổng hợp của và , ta có: = 3,14.10-5 T. Vectơ hướng ra phía trước mặt phẳng hình vẽ và hợp với mặt phẳng nằm ngang góc α. Từ hình vẽ, ta có: Hoạt động 4:(10’) Giải bài tập 3 sgk HOẠT ĐỘNG CỦA THẦY VÀ TRÒ NỘI DUNG KIẾN THỨC ● Gv: Yêu cầu HS thảo luận nhóm và trả lời câu hỏi: + Viết biểu thức từ trường của ống dây? + Viết biểu thức của định luật Ôm, biểu thức của điện trở dây dẫn thẳng dài? + Từ các mối lien hệ. Tìm U? Hs: Thảo luận. Giải bài tập Cảm ứng từ trong ống dây dài được tính theo công thức: B = 4π.10-7.nI. Vì có thể bỏ qua chiều dày của lớp sơn cách điện nên n = 1/d. Gọi R là điện trở của dây đồng thì . Do đó ta có: (*) Đồng thời ta có: . Thế R vào (*) : Suy ra: 4. Củng cố: Kết hợp với quá trình ôn tập lý thuyết và giải bài tập. 5. Dặn dò :(2’) + Dặn dò một số vấn đề trước khi kiểm tra.