Giáo án Vật lí 11 - Bài 19 - Từ trường

Trường THPT Phạm Phú Thứ Ngày soạn: 01/01/2010 Người soạn: Nguyễn Quốc Trưởng Tiết: 38 Bài 19: TỪ TRƯỜNG I. MỤC TIÊU 1. Về kiến thức: - Phát biểu được từ trường là gì và nêu lên được những vật nào gây ra từ trường. - Biết cách phát hiện sự tồn tại của từ trường trong những trường hợp thông thường (từ trường không quá yếu). - Nêu được cách xác định phương và chiều của từ trường tại một điểm. - Phát biểu được định nghĩa và nêu được 4 tính chất cơ bản của các đường sức từ. 2. Về kĩ năng: - Biết cách xác định chiều của các đường sức từ của: + Dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài (được coi là vô hạn). + Dòng điện chạy trong dây dẫn được uốn thành vòng tròn. - Biết cách xác mặt Nam và mặt Bắc của một dòng điện chạy trong một mạch kín. II. CHUẨN BỊ Giáo viên: Nếu có điều kiện nên chuẩn bị trước các thí nghiệm chứng minh về: 1. Lực tương tác từ. 2. Từ phổ, Học sinh: Ôn lại phần từ trường đã được học ở chương trình Vật lí 9. III. THIẾT KẾ PHƯƠNG ÁN DẠY HỌC. 1. Ổn định và kiểm tra sĩ số lớp. (1 phút) 2. Tiến trình dạy bài mới: Thời gian Hoạt động của GV-HS Nội dung trọng tâm 5 phút Hoạt động 1: Nam châm. GV yêu cầu HS tự tham khảo SGK để tìm hiểu về nam châm. GV trình bày cho HS các vật liệu dùng để chế tạo nam châm: Sắt, côban, mangan, gađôlinium, disprôsium. GV yêu cầu HS hoàn thành yêu cầu C1. Cá nhân HS tự hoàn thành yêu cầu C1. GV: Mỗi nam châm có mấy cực. Đó là những cực nào? HS: Tham khảo SGK để trả lời: Trên mỗi nam châm có 2 cực là cực Nam và cực Bắc. GV: Các nam châm có tương tác với nhau không? Nếu có chúng tương tác với nhau như thế nào? HS: Suy nghĩ và thảo luận với nhau trả lời: Các nam châm có tương tác với nhau khi đặt gần nhau cụ thế 2 cực cùng tên thì đẩy nhau, khác tên thì hút nhau. GV yêu cầu HS hoàn thành yêu cầu C2. I. Nam châm. 1. Loại quặng sắt có khả năng hút được sắt vụn gọi là nam châm. 2. Mỗi nam châm bao giờ cũng có hai loại cực phân biệt là cực Nam (S) và cực Bắc (N). 3. Lực tương tác giữa các nam châm gọi là lực từ và nam châm có từ tính. 8 phút Hoạt động 2: Từ tính của dây dẫn có dòng điện. GV trình bày cho HS về từ tính của dây dẫn có dòng điện chạy qua. Nếu có điều kiện GV có thể tiến hành các thí nghiệm về tương tác từ như trong hình 19.3, 19.4, 19.5 SGK. HS quan sát kết hợp tham khảo SGK để hiểu rõ bản chất từ của dòng điện. GV yêu cầu HS rút ra nhận xét về dây dẫn mang dòng điện. HS thảo luận rút ra nhận xét: Dây dẫn có dòng điện chạy qua mang từ tính như nam châm. II. Từ tính của dây dẫn có dòng điện. 1. Dây dẫn có dòng điện chạy qua có từ tính như nam châm: - Dòng điện có thể tác dung lực lên nam châm. - Nam châm có thể tác dụng lực lên dòng điện. - Hai dòng điện có thể tương tác với nhau. 2. Kết luận: Tương tác giữa hai dòng điện, giữa dòng điện với nam châm, giữa nam châm với nam châm gọi là tương tác từ. Ta nói dòng điện và nam châm có từ tính. 6 phút Hoạt động 3: Từ trường. GV yêu cầu HS đọc SGK để tìm hiểu khái niệm từ trường. GV chú ý nhấn mạnh từ trường là một dạng vật chất tồn tại xung quanh nam châm hay dây dẫn có dòng điện chạy qua. GV: Để phát hiện từ trường người ta dùng nam châm thử. GV có thể giới thiệu qua về nam châm thử. GV yêu cầu HS đọc SGK và tự thảo luận với nhau để xem cách sử dụng nam châm thử để phát hiện từ trường, và tìm hiểu quy ước chiều của từ trường. III. Từ trường. 1. Định nghĩa: Từ trường là một dạg vật chất tồn tại trong không gian mà biểu hiện cụ thể là sự xuất hiện của lực từ tác dụng lên một dòng điện hay một nam châm đặt trong đó. 2. Hướng của từ trường tại một điểm là hướng Nam – Bắc của kim nam châm nhỏ nằm cân bằng tại điểm đó. 18 phút Hoạt động 4: Đường sức từ. GV: Để biểu diễn về mặt hình học sự tồn tại của từ trường trong không gian, người ta dùng khái niệm đường sức từ. GV yêu cầu HS đọc SGK để tìm hiểu khái niệm đường sức từ. GV: Người ta quy ước chiều của đường sức từ tại một điểm là chiều của từ trường tại điểm đó. GV cho HS quan sát các thí nghiệm về từ phổ của nam châm thẳng và nam châm hình chữ U. HS đọc SGK để nghiên cứu từ trường của dòng điện thẳng sau đó rút ra các đặc điểm của đường sức từ của dòng điện thẳng. GV chú ý nhấn mạnh để HS nắm được quy tắc bàn tay phải để xác định chiều của đường sức từ của dòng điện thẳng. GV yêu cầu HS đọc SGK để tìm hiểu từ trường của dòng điện tròn sau đó rút ra các đặc điểm về từ phổ của dòng điện tròn này. GV chú ý nhấn mạnh cho HS quy tắc vào Nam ra Bắc để xác định chiều của các đường sức từ của dòng điện tròn này. GV có thể yêu cầu HS đọc SGK để nghiên cứu các tính chất của đường sức từ. HS nghiên cứu SGK và có thể thảo luận nhóm để tự ghi nhớ các tính chất của đường sức từ. GV yêu cầu HS hoàn thành yêu cầu C3. IV. Đường sức từ. 1. Định nghĩa: Đường sức từ là những đường vẽ ở trong không gian có từ trường, sao chô tiếp tuyến tại mỗi điểm có hướng trùng với hướng của từ trường tại điểm đó. 2. Các ví dụ về đường sức từ. a) Từ trường của dòng điện thẳng rất dài. SGK b) Từ trường của dòng điện tròn. SGK 3. Các tính chất của đường sức từ. - Qua mỗi điểm trong từ trường chỉ vẽ được một đường sức từ. - Các đường sức từ là những đường cong khép kín hoặc vô hạn ở hai đầu. - Chiều của các đường sức từ tuân theo những quy tắc xác định. - Quy ước vẽ các đường sức từ mau ở chỗ có từ trường mạnh và vẽ thưa ở chỗ có từ trường yếu. 3 phút Hoạt động 5: Từ trường Trái Đất. Đối với phần này GV có thể nhắc qua sau đó yêu cầu HS có thể nghiên cứu tại nhà coi như một bài tập. V. Từ trường Trái Đất. SGK 4 phút Hoạt động 6. Củng cố. GV nhắc lại các kiến thức trọng tâm học sinh cần nắm: - Nam châm và cấu tạo của nam châm. - Từ tính của dòng điện. - Từ trường quy ước về chiều của từ trường. - Định nghĩa đường sức từ, các ví dụ về đường sức từ và 4 tính chất cơ bản của đường sức từ. Yêu cầu HS hoàn thành các bài tập trong SGK và các bài tập tương tự trong sách BT. IV. RÚT KINH NGHIỆM