Giáo án Vật lí 11 - Bài 21 - Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn có hình dạng đặc biệt

Ngày soạn: 10 / 01 /2009 Tiết: 40 Bài 21: I. MỤC TIÊU: 1. Kiến thức: Phát biểu được cách xác định phương , chiều và viết được công thức tính cảm ứng từ B của: - Dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài (coi là vô hạn) tại một điểm bất kỳ. - Dòng điện chạy trong dây dẫn uốn thành vòng tròn tại tâm của nó. - Dòng điện chạy trong hình trụ dài tại một điểm bên trong lòng ống dây 2. Kỹ năng: - Vận dụng nguyên lý chồng chất điện trường để giải các bài tập đơn giản. - Phân tích và biểu diễn các vectơ, các hình vẽ trong không gian và trong mặt phẳng. 3. Thái độ: Tích cực xây dựng bài, liên hệ giải thích một số hiện tượng trong thực tế có liên quan. II.CHUẨN BỊ: 1. Chuẩn bị của thầy: Hình 21.4 SGK; Chuẩn bị các đồ dùng cho thí nghiệm về từ phổ và kim nam châm nhỏ để xác định hướng của từ cảm. 2. Chuẩn bị của trò: Ôn lại bài 19, 20 III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC: A. HOẠT ĐỘNG BAN ĐẦU: 1. Ổn định tổ chức: Kiểm tra sĩ số (1 phút ) 2. Kiểm tra bài cũ: (5 phút ) CH1: Phát biểu các định nghĩa: từ trường đều, lực từ, cảm ứng từ? CH2: Đoạn dây dẫn cĩ chiều dài 20cm, đặt trong từ trường đều B = 0,02T như hình vẽ. Hãy tính xác định phương, chiều và độ lớn của lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn đĩ. I 3. Tạo tình huống học tập (3 phút): GV: Xung quanh một dây dẫn có dòng điện tồn tại một từ trường. Tại một điểm trong không gian đó, vectơ cảm ứng từ xác định từ trường phụ thuộc vào những yếu tố nào? HS: Thảo luận đưa ra các ý kiến GV: Thông báo cho HS biết được các yếu tố mà B phụ thuộc và giới thiệu nội dung bài học B. HOẠT ĐỘNG TIẾP CẬN BÀI MỚI TL Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên Nội dung kiến thức 10 Hoạt động 1: Tìm hiểu từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài N:Trước hết xác định đường sức từ đi qua M, vẽ tiếp xúc với đường sức tại M - Vẽ vectơ (M, dây dẫn) C:Dòng điện chạy từ trái sang phải. - Ghi nhận công thức H: Trình bày phương án xác định hướng của tại điểm M gây bởi dòng điện có cường độ I chạy trong dây dẫn thẳng dài PQ? H: Vẽ vectơ ? H:Vectơ có quan hệ như thế nào với mp tạo bởi M và dây dẫn? GV:Giới thiệu hình 21.1a SGK H:Trả lời C1? GV:Nêu và phân tích công thức I. Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài - Hình vẽ: SGK - Cảm ứng từ của dòng điện thẳng dài I(A), r(m), B(T) 5 Hoạt động 2: Tìm hiểu từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn uốn thành vòng tròn N:Các đường sức của dòng điện tròn có chiều đi vào mặt nam và đi ra mặt bắc của dòng điện tròn ấy L: Ghi nhận đặc điểm của tại tâm của khung dây điện tròn L: Ghi nhận công thức H: Nêu chiều của các đường sức từ của dòng điện tròn? GV:Thông báo cho HS nắm được cảm ứng từ tại tâm của khung dây có phương vuông góc với mp chứa dòng điện và có chiều đi vào mặt nam, đi ra mặt bắc của dòng điện tròn đó GV:Nêu công thức II. Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn uốn thành vòng tròn - Hình vẽ: SGK - Cảm ứng từ tại tâm của khung dây điện tròn R: bán kính của khung dây tròn N: số vòng dây của khung 8 Hoạt động 3: Tìm hiểu từ trường của dòng điện chạy trong ống dây dẫn hình trụ L: Nghe GV giảng, ghi nhận từ trường của dòng điện chạy trong ống dây dẫn hình trụ. N:Thảo luận và trả lời câu C2 GV:Nêu và phân tích từ trường của dòng điện chạy trong ống dây dẫn hình trụ . Lưu ý HS: từ trường trong lòng ống dây là đều H:Trả lời câu hỏi C2? GV: Chiều các đường sức từ của ống dây dẫn hình trụ cũng có thể được xác định bằng quy tắc nắm tay phải III. Từ trường của dòng điện chạy trong ống dây dẫn hình trụ - Hình vẽ: SGK - Cảm ứng từ trong lòng ống dây điện hình trụ dài: n = N/l: số vòng dây quấn trên một đơn vị dài của lõi. 10 Hoạt động 4: Thông tin từ trường của nhiều dòng điện L:Ghi nhận nguyên lý chồng chất từ trường L: Đọc và tóm tắt N:Ta xác định lần lượt do I1, I2 gây ra tại M; rồi áp dụng nguyên lý chồng chất từ trường - Aùp dụng quy tắc nắm tay ta xác định được hướng của như hình vẽ Vì và B1 > B2 BM = B1-B2 = 6.10-6 (T) - Trả lời C3: Điểm phải tìm nằm tại trung điểm O1, O2 GV:Nêu và phân tích nguyên lí chồng chất từ trường H:Đọc và tóm ví dụ trong SGK? H: Làm thế nào để xác định tại M? H:Xác định ? H: Xác định ? - Yêu cầu HS trả lời câu hỏi C3 IV. Từ trường của nhiều dòng điện - Nguyên lý chồng chất: Vectơ cảm ứng từ tại một điểm do nhiều dòng điện gây ra bằng tổng các vectơ do từng dòng điện gây ra tại điểm đó Ví dụ: I1 = I2 = 6A O1O2 = 30 cm, MO1 = r1 = 0,1 m MO2 = r2 = 0,2 m =? Ta có: Vì và B1 > B2 BM=B1-B2= 6.10-6 (T) C. HOẠT ĐỘNG KẾT THÚC TIẾT HỌC 1. Củng cố kiến thức (2 phút ): Hãy nêu cách xác định phương, chiều và độ lớn của cảm ứng từ của dòng điện thẳng dài, tại tâm khung dây điện tròn và trong lòng ống dây điện hình trụ dài. 2. Bài tập về nhà – Tìm hiểu (1 phút ) Câu 1,2 ; bài 3,4,5,6,7 trang 133 SGK IV. RÚT KINH NGHIỆM – BỔ SUNG KIẾN THỨC: