Giáo án môn Vật lý 11 nâng cao - Tiết 63 - Hiện tượng tự cảm

Tiết 63 Ngày soạn: 15 / 03 / 2012 HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM A. MỤC TIÊU 1. Kiến thức Nêu được bản chất của hiện tượng tự cảm khi đóng mạch, khi ngắt mạch. Trình bày được định nghĩa và viết được biểu thức tính hệ số tự cảm của ống dây dài. Viết được công thức xác định suất điện động tự cảm. 2. Kỹ năng Vận dụng được công thức xác định hệ số tự cảm của ống dây dài và công thức xác định suất điện động tự cảm để giải một số bài tập trong SGK. 3. Thái độ Tích cực, hứng thú học tập của học sinh. B. PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY: Phương pháp dùng hình ảnh thí nghiệm trực quan, thuyết trình. C. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: Giáo án. Chuẩn bị các thí nghiệm hình 41.1, 41.2 SGK. 2. Học sinh: Ôn lại quy tắc xác định chiều của dòng điện cảm ứng. III. TIẾN TRÌNH DẠY – HỌC 1. Ổn định lớp - kiểm tra sỉ số (1’) 2. Kiểm tra bài cũ:(6’) Nêu cách tính từ thông qua mặt phẳng S đặt trong từ trường đều bất kỳ? Kể một vài ứng dụng của dòng điện Fu-cô? 3. Nội dung bài mới: a, Đặt vấn đề:(1’) Chúng ta đã biết dòng điện cảm ứng sinh ra trong dây dẫn. Tuy nhiên trong một số trường hợp dòng điện cảm ứng được sinh ra trong khối vật dẫn.Vậy dòng điện đó có đặc điểm như thế nào? b, Triển khai bài mới: Hoạt động 1 (17’). Tìm hiểu về hiện tượng tự cảm. HOẠT ĐỘNG CỦA THẦY VÀ TRÒ NỘI DUNG KIẾN THỨC ● Gv: Giới thiệu thí nghiệm hình 41.2: + Nêu dụng cụ thí nghiệm? Tác dụng của từng dụng cụ? + Đóng khóa K: ta thấy hiện tượng sáng lên của 2 bóng đèn Đ1 và Đ2 xảy ra như thế nào? + GV đổi vị trí của hai bóng đèn cho nhau rồi đóng khóa K như trên: Hiện tượng sáng lên ở 2 bóng đèn trong trường hợp này xảy ra như thế nào? + Nguyên nhân nào ngăn cản không cho dòng điện trong nhánh đó tăng lên nhanh chóng? + Hoàn thành câu C1? Hs: Quan sát tìm hiểu. Giải thích hiện tượng của TN. Trả lời các câu hỏi của GV. ● Gv: Ngắt khóa K. Yêu cầu HS nhận xét hiện tượng? + Giải thích hai hiện tượng vừa nêu? Hs: Vận dụng kiến thức đã học giải thích hiện tượng. ● Gv: Căn cứ vào kết quả thí nghiệm trên giáo viên đưa ra kết luận về định nghĩa hiện tượng tự cảm. Hs: Tiếp thu. 1. Hiện tượng tự cảm a. Thí nghiệm 1: - Bố trí thí nghiệm như sơ đồ hình 41.1 SGK. - Tiến hành TN: Đóng khóa K. Nhận xét hiện tượng? - Kết luận: Khi đóng khóa K thì đèn Đ1 sáng lên ngay, còn đèn Đ2 sáng lên từ từ. b. Thí nghiệm 2: - Bố trí thí nghiệm như sơ đồ hình 41.2 SGK. - Tiến hành TN: Ngắt khóa K. Yêu cầu HS nhận xét hiện tượng? - Kết luận: Khi ngắt khóa K thì bóng đèn không tắt ngay mà lóe sáng lên rồi sau đó mới tắt. * Định nghĩa hiện tượng tự cảm: Hiện tượng cảm ứng điện từ trong một mạch điện do chính sự biến đổi của dòng điện trong mạch đó gây ra gọi là hiện tượng tự cảm. Hoạt động 2 (14’). Tìm hiểu về suất điện động tự cảm. HOẠT ĐỘNG CỦA THẦY VÀ TRÒ NỘI DUNG KIẾN THỨC ● Gv: Gọi HS nhắc lại công thức xác định cảm ứng từ của dòng điện tròn và dòng điện trong ống dây. Hs: Nhắc và ghi lại biểu thức cảm ứng từ trong hai trường hợp. ● Gv: Có nhận xét gì về mối quan hệ giữa B và I trong hai trường hợp trên? Hs: B tỉ lệ với I ● Gv: Nhận xét mối liên hệ Φ giữa và i? Hs: B ~ i, Φ ~ B => Φ ~ i ● Gv: Giới thiệu về từ thông riền của mạch kín. Hs: Tiếp thu. ● Gv: Hoàn thành câu C2, C3? Hs: Hoàn thành câu C2, C3. ● Gv: Đơn vị của độ tự cảm là gì? Hs: Henry (H). ● Gv: Thông báo nội dung suất điện động tự cảm như SGK. Yêu cầu HS thành lập công thức xác định xác định suất điện động tự cảm? 2,. Suất điện động tự cảm. a. Hệ số tự cảm. - Xét mạch điện có dòng điện i chạy qua thì từ thông qua diện tích giới hạn bởi mạch điện tỉ lệ với cường độ dòng điện trong mạch đó: Trong đó: L là hệ số tỉ lệ và được gọi là hệ số tự cảm (độ tự cảm). Biểu thức: Trong hệ SI, đơn vị của L là Henry (kí hiệu: H), n là số vòng dây trên một đơn vị chiều dài của ống dây, V là thể tích của ống. b. Suất điện động tự cảm. Suất điện động được sinh ra do hiện tượng tự cảm gọi là suất điện động tự cảm. Do hệ số tự cảm của mạch điện là không đổi, nên: Biểu thức xác định suất điện động tự cảm: 4. Củng cố: (4’) Phát biểu định nghĩa hệ số tự cảm và viết biểu thức. Viết biểu thức xác định suất điện động tự cảm. Viết biểu thức xác định hệ số tự cảm của ống dây dài. 5. Dặn dò:(2’) + BTVN: 1, 2, 3. + Ôn tập về hiện tượng cảm ứng điện từ và suất điện động cảm ứng? + Ôn tập kiến thức về hiện tượng tự cảm, suất điện động tự cảm ? + Tìm hiểu về năng lượng từ trường? So sánh với năng lượng điện trường ?