Giáo án môn Vật lý 11 nâng cao - Tiết 65 - Bài tập về cảm ứng điện từ

Tiết 65 Ngày soạn: 26 / 03 / 2012 BÀI TẬP VỀ CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ A. MỤC TIÊU 1. Kiến thức Ôn tập kiến thức về hiện tượng cảm ứng điện từ, định luật Len – xơ. Ôn tập kiến thức về hiện tượng tự cảm, dòng điện Fu – cô, suất điện động cảm ứng trong đoạn dây dẫn chuyển động. 2. Kỹ năng Vận dụng được quy tắc bàn tay phải xác định chiều từ cực âm sang cực dương của suất điện động trong đoạn dây chuyển động. Vận dụng được công thức xác định năng lượng từ trường. Vận dụng được ĐL Fa-ra-đây để tìm suất diện động cảm ứng, suất điện động tự cảm. 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. Phương pháp giải các bài tập đặc trưng. 2. Học sinh: Ôn tập kiến thức về cảm ứng điện từ. III. TIẾN TRÌNH DẠY – HỌC 1. Ổn định lớp - kiểm tra sỉ số (1’) 2. Kiểm tra bài cũ:(5’) Hãy viết biểu thức năng lượng từ trường của ống dây? Gọi tên các đại lượng? Hãy viết biểu thức mật độ năng lượng từ trường? 3. Nội dung bài mới: a, Đặt vấn đề:(1’) Vận dụng các kiến thức đã học về chương cảm ứng điện từ. Hôm nay chúng ta sẽ giải một số bài tập. b, Triển khai bài mới: Hoạt động 1 (7’). Kiến thức cần nắm. HOẠT ĐỘNG CỦA THẦY VÀ TRÒ NỘI DUNG KIẾN THỨC ● Gv: Hoàn thiện các câu hỏi: + Thế nào là hiện tượng cảm ứng điện từ? + Phát biểu định luật Len – xo về chiều dòng điện cảm ứng? + Biểu thức tính từ thông? + Biểu thức suất điện động cảm ứng? + Suất điện động cảm ứng trong một đoạn dây dẫn chuyển động trong từ trường? + Hiện tượng tự cảm? Viết lại biểu thức suất điện động tự cảm? Hệ số tự cảm? Năng lượng từ trường? Hs: Quan sát tìm hiểu. Nhận xét * Kiến thức cần nắm: 1. Hiện tượng cảm ứng điện từ. Từ thông: 2. Suất điện động cảm ứng: 3. Suất điện động cảm ứng trong một đoạn dây dẫn chuyển động trong từ trường: = B.l.v.sinq 4. Hiện tượng tự cảm: + Hệ số tự cảm: + Suất điện động tự cảm: 5. Năng lượng từ trường: Hoạt động 2 (10’). Giải bài tập 1 HOẠT ĐỘNG CỦA THẦY VÀ TRÒ NỘI DUNG KIẾN THỨC ● Gv: Tìm hiểu và giải bài tập 1: + Vận dụng quy tắc nắm tay phải để xác đinh chiều của dòng điện cảm ứng? + Viết biểu thức tính từ thông của khung dây? + Tìm biến thiên của từ thông? + Nêu mối liên hệ giữa tốc độ góc và góc quay? + Viết lại công thức biến thiên từ thông? + Viết biểu thức tính SĐĐ cảm ứng? + Vận dụng biểu thức định luật Ôm tìm cường độ dòng điện chạy qua khung? Hs: Thảo luận nhóm. Hoàn thiện bài tập. Bài tập 1: a/. SGK b/. Từ thông qua khung dây trong cả hai trường hợp: f = B.S.cosa - Khi khung quay từ thời điểm t ® t + Dt thì độ biến thiên từ thông là: - Coi Dt rất nhỏ thì Da cũng rất nhỏ - Nên: sinDa Da và Vậy : - SĐĐ cảm ứng trong khung dây - Cường độ dòng điện cảm ứng lớn nhất qua khung dây: = 0,075 (A) Hoạt động 3 (10’). Giải bài tập 2 HOẠT ĐỘNG CỦA THẦY VÀ TRÒ NỘI DUNG KIẾN THỨC ● Gv: Đọc và giải bài tập 2: + Vận dụng quy tác bàn tay phải để xác định chiều dòng điện cảm ứng trong các đoạn dây? + Tìm góc quét khi thanh OM quay? + Viết biểu thức biến thiên từ thông? + Tìm suất điện động của tahnh OM?(Viết dưới dạng tổng quát) + Vận dụng biểu thức định luật Ôm để tìm cường độ dòng điện? Hs: Tìm hiểu. Giải bài tập. Bài tập 2. a) Hình 43.7 SGK. b) Gọi Da : Là góc quét của thanh OM và là góc nhỏ nên OMM’ là 1 tam giác. - Diện tích của tam giác đó là: - Từ thông xuyên qua diện tích đó là: - Độ lớn SĐĐ cảm ứng trong thanh OM: - Vì thanh quay đều nên : => - Gọi cung C1M là b thì cung C2M là 2p – b - Gọi R1 là điện trở của đoạn dây C1M R2 là điện trở của đoạn dây C2M - Vậy : R1 = và R2 = - Mà: - Cường độ dòng điện qua ampe kế: - Khi đầu M của thanh KL gần điểm 1 thì b rất nhỏ, gần điểm 2 thì (2p – b) cũng rất nhỏ, khi đó i rất lớn. Do tính chất đối xứng của khung dây nên ta có thể suy luận rằng khi đầu M tiến lại gần D thì i giảm dần, ra xa D thì i tăng dần. Vậy khi M đúng điểm D thì i cực tiểu. Khi b = p. Do đó ta có : Hoạt động 4 (10’). Giải bài tập 3 HOẠT ĐỘNG CỦA THẦY VÀ TRÒ NỘI DUNG KIẾN THỨC ● Gv: yêu cầu HS giải bài tập số 3: + Tóm tắt bài tập? + Viết biểu thức cảm ứng từ của ống dây? Tìm năng lượng từ trường của ống dây? + Công thức tính từ thông? + Nhận xét quá trinh chuyển đổng của từ thông bên trong óng dây? + Viết biểu thức tính sđđ cảm ứng? Tìm sđđ cảm ứng? Hs: Giải bài tập. Bài tập 3. a/. Ta có: B = 4p.10–7n.I Trong đó: => B = 0,00126 (T). Năng lượng từ trường của ống dây: = 31,6.10–5 (J) b/. Từ thông qua ống dây: f = B.S.cosa = N.B. pR2 = 632.10–6 (Wb) c/. Từ thông giảm đều từ giá trị 632.10–6 (Wb) đến 0 trong khoảng thời gian 0,01s nên SĐĐ cảm ứng từ trong ống dây có độ lớn : (V) 4. Củng cố: Kết hợp với quá trình ôn lý thuyết và giải bài tập. 5. Dặn dò:(1’) + BTVN: 2 + Ôn tập về định luật truyền thẳng ánh sáng và hiện tượng khúc xạ ánh sáng học lớp 9? + Tìm hiểu về định luật khúc xạ ánh sáng?