Giáo án Vật lý 11 - Bài 25: Tự cảm (chương trình ban cơ bản)

GVHD giảng dạy Giáo sinh Lớp thực tập Trường Ngày soạn Ngày dạy : Phùng Thị Thanh Hà : Phạm Thị Thu : 11A11 : THPT Đoàn Kết Hai Bà Trưng : 12/02/2009 : 17/02/2009 Bài 25: TỰ CẢM (Chương trình ban Cơ bản) I. Mục tiêu: 1. Kiến thức: - Phát biểu được từ thông riêng của mạch kín là gì? - Phát biểu được khái niệm hiện tượng tự cảm? - Viết được công thứ tính suất điện động tự cảm? - Viết công thức tính Năng lượng từ trường của ông dây tự cảm. 2. Kĩ năng: - Vận dụng công thức làm các bài tập vê hiện tượng tự cảm - Giải thích hiện tượng tự cảm II. CHUẨN BỊ: 1. Giáo viên: - Dụng cụ thí nghiệm hiện tượng tự cảm: điện trở R, ống dây tự cảm L, khóa K, 2 đèn, nguồn 2. Học sinh: Ôn tập về hiện tượng cảm ứng điện từ, từ thông, suất điện động.. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC: Hoạt động 1 : Ổn định lớp. Kiểm tra bài cũ. Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung ghi bảng H: 1. Phát biểu và viết công thúc của định luật Fa-ra-day 2. Nêu quan hệ giữa suấ điện động cảm ứng và định luật Len-xơ. Lấy ví dụ về ứng dụng của hiện tượng cảm ứng điện từ. O: Nhận xét, đánh giá - Trả lời câu hỏi Hoạt động 2 : Tìm hiểu từ thông riêng của mạch kín Hoạt động của GV Hoạt động của HS Ghi bảng Mở bài: Nhắc lại hiện tượng cảm ứng điện từ. Trong bài này, chúng ta sẽ xét 1 loại hiện tượng cảm ứng điện từ đặc biệt là hiện tượng tự cảm: đó là hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra trong mạch có dòng điện biến thiên theo thời gian. Vậy hiện tượng tự cảm là gì? GV ghi tên bài lên bảng Qua mặt kín giới hạn bởi vòng dây (C) có dòng điện i, có từ thông không? Tại sao? O: đưa khái niệm từ thông ?: Công thức tính từ thông đã học ?: Công thức từ trường của dòng điện chạy trong các dây dẫn có hình dạng đặc biệt? O: Ta thấy Φ ~ B mà B ~ i => Φ ~ i => có thể viết Φ = L.i L: là hệ số dương, chỉ phụ thuộc vào cấu tạo và kích thước của mạch kín (C) gọi là hệ số tự cảm Đơn vị [i]= A, [ Φ] = Wb => L ==> [L]==H (Henri) O: Người ta vẫn nói là Faraday phát minh ra hiện tượng cảm ứng điện từ. Nhưng cũng đồng thời và độc lập với Faraday thì có Henri nhà Vật lý Mỹ là ngườinghieen cứu hiện tượng này. Người ta lấy tên ông đặt cho đơn vị độ tự cảm của ống dây. O: Xét ví dụ SGK ?: Trả lời câu C1 Gợi ý: Tính từ thông của ống dây? Tính từ thông riêng của ống dây theo công thức (25.1)? O: Viết công thức tính độ tự cảm: L= 4..10-7..S O: Chú ý: Công thức này áp dụng đối với ống trụ có chiều dài l khá lớn so với đường kính tiết diện S. Ống có độ tự cảm L đáng kể được gọi là ống tự cảm hay cuộn cảm Kí hiệu của cuộn cảm: ?: Dựa vào công thức (25.2) hãy nêu các cách làm tăng độ tự cảm L O: Làm tăng độ tự cảm người ta thường tăng N hoặc cho lõi sắt vào lòng ống dây. L= 4..10-7.µ..S; µ: độ từ thẩm, đặc trưng cho từ tính của lõi sắt µ chân không = 1; µkhông khí 1 + Có từ thông. Vì dòng điện sinh ra từ trường + Dây dẫn thẳng B= 2.10-7. + Dây dẫn uốn thành vòng tròn: B= 2.. 10-7. + Ống dây: B= 4. .10-7.n.I Trả lời C1 + Nghe giangr và ghi vở + Các cách tăng: Tăng N, S. Giảm l +NGhe giảng và ghi bài vào vở Bài 25 : Tự Cảm I. Từ thông riêng của một mạch kín - Từ thông riêng là từ thông do chính dòng điện i qua vòng dây kín (C) gây ra Φ ~ B mà B ~ i => Φ ~ i => có thể viết Φ = L.i L: là hệ số dương, chỉ phụ thuộc vào cấu tạo và kích thước của mạch kín (C) gọi là hệ số tự cảm Đơn vị [i]= A, [ Φ] = Wb => L ==> [L]==H (Henri) - Ví dụ: (SGK) Công thức tính độ tự cảm: L= 4..10-7..S * Cách làm tăng L tăng N hoặc cho lõi sắt vào lòng ống dây. L= 4..10-7.µ..S; µ: độ từ thẩm, đặc trưng cho từ tính của lõi sắt µ chân không = 1; µkhông khí 1 Hoạt động 2: Thí nghiệm hiện tượng tự cảm Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung ghi bảng O: Khi i trong (C) biến thiên thì biến thiên, khi đó trong mạch xảy ra hiện tượng cảm ứng điện từ gọi là hiện tượng tự cảm Y/c 1HS đọc đ/n hiện tượng tự cảm O: Nêu các trường hợp xảy ra hiện tượng tự cảm O: Gới thiệu dụng cụ thí nghiệm: cuộn dây L có cùng điện trở R, cần dụng cụ nhận biết hiện tượng tự cảm là 2 đèn Vẽ mạch điện ?: Khi đóng khóa K, dự đoán hiện tượng 2 đèn sáng ngay không, và độ sáng của 2 đèn O: Tiến hành thí nghiệm và y/c HS QS hiện tượng ?: Nhận xét độ sáng của 2 đèn. Giải thích hiện tượng O: Nhận xét câu trả lời của HS + Quan sát thí nghiệm và nêu hiện tượng + Nghe giảng và ghi vào vở II. Hiện tượng tự cảm 1. Đ/n: là hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra trong mạch có i biến thiên - Các trường hợp xảy ra hiện tượng tự cảm: + Khi đóng, ngắt mạch + Mạch điện xoay chiều b, Thí nghiệm: Thí nghiệm Tiến hành Hiện tượng Giải thích TN 1 Đóng khóa K Đèn 1 sáng ngay Đèn 2 sáng lên từ từ tăng itc ngược chiều iL ban đầu TN 2 Ngắt K` Đèn 1 tắt ngay Đèn 2 bừng sáng trước khi tắt giảm itc cùng chiều iL Hoạt động 3: Tìm hiểu về suất điện động tự cảm và năng lượng từ trường Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung ghi bảng ?: Nêu công thức định luật Faraday ?: Xây dựng công thức tính suất điện động tự cảm khi i biến thiên Gợi ý: tính độ biến thiên từ thông riêng? ?: Phát biểu thành lời công thức tính suất điện động cảm ứng O: Dấu trừ trong (25.3) phù hợp với định luật Len-xơ O: Khi làm thí nghiệm ở trên, khi ngắt K, đèn sáng bừng lên trước khi tắt. Chứng tỏ năng lượng phóng qua đèn. Năng lượng ấy là năng lượng từ trường, được tích lũy trong ống dây W=L.i2 ?: Trả lời C3 O: Nêu một số ứng dụng của cuộn cảm trong mạch xoay chiều và máy biến thế + Nghe giảng, trả lời và ghi vở ecu=- III. Suất điện động tự cảm 1. Suất điện động tự cảm: etc = -; mà =L.i; L không đổi => = L.i => etc = -L. (25.3) Dấu (-) phù hợp với đl Len-xơ 2. Năng lượng từ trường của ống dây W=L.i2 IV. Ứng dụng: (SGK) IV. Củng cố: 1. Củng cố kiến thức 2. Dặn dò HS làm bài tập SGK và SBT Ý kiến GVHD (Ký tên, họ tên) Giáo sinh (Ký tên, học tên)