Giáo án môn Vật lý 11 nâng cao - Tiết 53 - Sự từ hóa các chất. Sắt từ

Tiết 53 Ngày soạn: 21 / 02 / 2012 SỰ TỪ HÓA CÁC CHẤT. SẮT TỪ A. MỤC TIÊU 1. Kiến thức Trình bày được sự từ hóa các chất sắt từ, chất sắt từ cứng, chất sắt từ mềm. Mô tả được hiện tượng từ trễ. Nêu được một vài ứng dụng của hiện tượng từ hóa của các chất sắt từ. 2. Kỹ năng Vận dụng được kiến thức để giải thích một số hiện tượng có liên quan. Kể được một vài ứng dụng của hiện tượng từ hóa của các chất sắt từ. 3. Thái độ - Tích cực, hứng thú học tập của học sinh. B. PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY: - Phương pháp dùng hình ảnh trực quan, thuyết trình. C. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: Nam châm, ống dây có lõi sắt. Các tranh vẽ phóng to hình 31.1, 31.2, 31.3 SGK. 2. Học sinh: Ôn lại những kiến thức về nam châm điện và nam châm vĩnh cửu đã học ở lớp 9. III. TIẾN TRÌNH DẠY – HỌC 1. Ổn định lớp - kiểm tra sỉ số (1’) 2. Kiểm tra bài cũ:(5’) Viết biểu thức momen ngẫu lực từ tác dụng lên khung dây khi các đường sức từ nằm trong mặt phẳng khung dây. 3. Nội dung bài mới: a, Đặt vấn đề:(1’) Chúng ta đã biết các dây dẫn mang dòng điện đặt trong từ trường đều chịu tác dụng lực từ. Vậy một khung dây mang dòng điện đặt trong từ trường sẽ như thế nào? b, Triển khai bài mới: Hoạt động 1 (12’). Tìm hiểu về chất thuận từ và chất nghịch từ HOẠT ĐỘNG CỦA THẦY VÀ TRÒ NỘI DUNG KIẾN THỨC ● Gv: hình 34.1 các miền từ hóa trong sắt từ cho HS quan sát. Hs: Quan sát tìm hiểu. ● Gv: Có một số rất ít có tính từ hóa mạnh, đa số các chất có từ tính hóa yếu. Thế nào là chất thuận từ? Chất nghịch từ? Hs: Trả lời ● Gv: Giới thiệu và giải thích thêm cho HS về nội dung được trình bày ở cột phải SGK. Hs: Quan sát hình I. CÁC CHẤT THUẬN TỪ VÀ NGHỊCH TỪ. – Các chất có từ tính hóa yếu có 2 loại la chất thuận từ và chất nghịch từ . – Nếu từ trường ngoài mất thì từ tính của các vật cũng biến mất. Hoạt động 2 (8’). Tìm hiểu chất sắt từ HOẠT ĐỘNG CỦA THẦY VÀ TRÒ NỘI DUNG KIẾN THỨC ● Gv: Giới thiệu các chất có tính từ hóa mạnh gọi là các chất sắt từ: sắt, niken, côban . . . Hãy nêu đặc điểm của sự cấu tạo các chất sắt từ? Hs: Trả lời ● Gv: Treo tranh vẽ 34.1a và giải thích: Một mẫu sắt từ được cấu tạo từ vô số các miền từ hóa tự nhiên. Vì sao bình thường thanh sắt không có từ tính? Hs: Bình thường các” kim nam châm nhỏ” sắp xếp hỗn độn, nên từ trường tổng hợp của thanh sắt bằng 0, do đó thanh sắt không bị từ hóa. ● Gv: Nếu đặt thanh sắt vào từ trường ngoài thì các” kim nam châm nhỏ” có xu hướng sắp xếp thế nào? Hs: Các” kim nam châm nhỏ” có xu hướng sắp xếp theo từ trường ngoài. II. CÁC CHẤT SẮT TỪ. Các chất có tính từ hóa mạnh gọi là các chất sắt từ: sắt, niken, côban . . . Một mẫu sắt từ được cấu tạo từ rất nhiều miền từ hóa tự nhiên. Hoạt động 3 (12’). Tìm hiểu về nam châm điện và nam châm vĩnh cữu HOẠT ĐỘNG CỦA THẦY VÀ TRÒ NỘI DUNG KIẾN THỨC ● Gv: Nhắc lại nam châm điện và nam châm vĩnh cửu mà các em đã học ở lớp 9. Hs: Trả lời ● Gv: Cho dòng điện chạy qua 1 ống dây có lõi sắt thì lõi sắt có hiện tượng gì? Tại sao? Hs: Lõi sắt bị từ hóa. Vì từ trường của dòng điện trong ống dây (từ trường ngoài) đã làm cho lõi sắt bị nhiễm từ. Lõi sắt trở thành nam châm vĩnh cửu. ● Gv: Thí nghiệm chứng tỏ rằng từ trường tổng hợp lớn gấp hàng trăm lần, thậm chí hàng nghìn lần so với từ trường ngoài. Hs: Ống dây mang dòng điện có thêm lõi sắt là một nam châm điện. ● Gv: Thay lõi sắt bằng lõi thép (sắt pha thêm cacbon) thì từ trường tổng hợp cũng lớn hơn rất nhiều lần so với từ trường ngoài. Nhưng khi ngắt dòng điện trong ống dây, từ tính của lõi thép còn tồn tại một thời gian dài. Hs: Một chất sắt từ mà khi từ tính của nó bị mất rất nhanh khi từ trường ngoài triệt tiêu được gọi là chất sắt từ mềm. Một chất sắt từ mà từ tính của nó tồn tại khá lâu sau khi từ trường ngoài triệt tiêu được gọi là chất sắt từ cứng. III. NAM CHÂM ĐIỆN VÀ NAM CHÂM VĨNH CỬU. – Lõi sắt bị từ hóa. Lõi sắt trở thành nam châm vĩnh cửu. – Ống dây mang dòng điện có thêm lõi sắt là một nam châm điện. – Một chất sắt từ mà khi từ tính của nó bị mất rất nhanh khi từ trường ngoài triệt tiêu được gọi là chất sắt từ mềm. – Một chất sắt từ mà từ tính của nó tồn tại khá lâu sau khi từ trường ngoài triệt tiêu được gọi là chất sắt từ cứng. Hoạt động 2 (8’). Tìm hiểu chất sắt từ HOẠT ĐỘNG CỦA THẦY VÀ TRÒ NỘI DUNG KIẾN THỨC ● Gv: Hướng dẫn về thí nghiệm từ trễ được tiến hành với một ống dây mang dòng điện trong đó có một lõi thép: Khảo sát sự phụ thuộc của từ trường lõi thép vào từ trường của dòng điện trong ống dây. Sự phụ thuộc này được biểu diễn ở trên hình 34.2. Treo tranh 34.2 được phóng to. + Cho từ trường ngoài tăng từ O đến giá trị B0, từ trường của lõi thép tăng từ O đến giá trị B1, sự phụ thuộc của từ trường lõi thép vào từ trường ngoài được biểu diễn bằng đường nào? + Giảm từ trường ngoài từ B0 đến O nhưng vẫn giữ nguyên chiều của nó thì từ trường của lõi thép biến thiên như thế nào? + Điều đó chứng tỏ gì? + Người ta gọi đó là hiện tượng từ trễ và lõi thép trong ống dây lúc bấy giờ trở thành một nam châm vĩnh cửu. + Đổi chiều dòng điện trong ống dây rồi cho từ trường ngoài tăng từ O đến giá trị B0, từ trường của lõi thép giảm theo đường cong PQN. + Gọi Bc là từ trường không từ của lõi thép. + Quá trình từ hóa của lõi thép xảy ra theo đường cong kín MQNLM. Đường cong này gọi là chu kì từ trễ. Hs: Theo dõi. Nhận xét. Trả lời ● Gv: Nêu các ứng dụng của các vật sắt từ. Hs: Trả lời. IV. HIỆN TƯỢNG TỪ TRỄ. Quá trình từ hóa của lõi thép xảy ra theo đường cong kín MQNLM. Đường cong này gọi là chu kì từ trễ. V. ỨNG DỤNG CỦA CÁC VẬT SẮT TỪ. 4. Củng cố: (3’) Chu trình từ trễ là gì? Kể một vài ứng dụng của nam châm điện và nam châm vĩnh cửa. Hãy trình bày về ứng dụng của hiện tượng từ hóa trong việc ghi âm. 5. Dặn dò:(1’) + BTVN : 2, 3, 4 + Tìm hiểu về từ trường của Trái Đất