Giáo án Vật lý 11 - Bài 25: Tự cảm - Trường PTTH Huỳnh Thị Hưởng

Họ và tên: Đỗ Văn Ngọc Đơn vị: Trường PTTH Huỳnh Thị Hưởng Bài 25: TỰ CẢM I. Mục tiêu: 1. Kiến thức: - Phát biểu được định nghĩa từ thông riêng và viết được công thức độ tự cảm của ống dây hình trụ. - Phát biểu được định nghĩa hiện tượng tự cảm và giải thích được hiện tượng tự cảm khi đóng và ngắt mạch điện. - Viết được công thức tính suất điện động tự cảm. - Nêu được bản chất và viết được công thức tính năng lượng của ống dây tự cảm. 2. Kỹ năng: - Nhận diện được cuộn cảm trong các thiết bị điện. - Giải được các bài tập cơ bản về hiện tượng tự cảm và năng lượng từ trường. II. Chuẩn bị: 1. Giáo viên: - Các thí nghiệm về tự cảm, phiếu học tập cho học sinh. 2. Học sinh: - Ôn lại phần cảm ứng điện từ và suất điện động cảm ứng. - Chuẩn bị bài mới. 3. Nội dung ghi bảng: I. Từ thông riêng của một mạch kín: 1. Định nghĩa: Từ thông riêng của một mạch kín là từ thông gây bởi từ trường do bản thân dòng điện chạy trong mạch đó sinh ra. Từ thông riêng phụ thuộc vào cường độ dòng điện trong mạch và bản thân mạch đó. 2. Công thức: f = L.i (Wb) (25.1) Trong đó: i: cường độ dòng điện trong mạch (A) L: hệ số tự cảm, còn gọi là độ từ cảm, đơn vị là Henry (H) Công thức độ tự cảm ống dây hình trụ: L = 4p.10-7 .S (25.2) Với l: chiều dài ống dây (m) S: tiết diện ống dây (m2) N: số vòng dây (vòng) II. Hiện tượng tự cảm: 1. Định nghĩa: Hiện tượng tự cảm là hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra trong một mạch có dòng điện mà sự biến thiên từ thông qua mạch được gây ra bởi sự biến thiên của cường độ dòng điện trong mạch. 2. Một số ví dụ về hiện tượng tự cảm: III. Suất điện động tự cảm: 1. Biểu thức suất điện động tự cảm: e = -L. (25.3) Suất điện động tự cảm có độ lớn tỉ lệ với tốc độ biến thiên của cường độ dòng điện trong mạch. Chú ý: Dấu trừ (-) trong (25.3) phù hợp với định luật Len-Xơ. 2. Năng lượng từ trường của ống dây tự cảm: Khi cuộn cảm có dòng điện cường độ i chạy qua thì trong cuộn dây tích lũy năng lượng dưới dạng năng lượng từ trường: W = L.i2 III. Tổ chức các hoạt động dạy học: Hoạt động 1: kiểm tra bài cũ GV: Nêu câu hỏi: 1. Suất điện động cảm ứng là gì? 2. Phát biểu định luật Farađây (định luật cơ bản của hiện tượng cảm ứng điện từ). 3. Giải thích về dấu trừ trong biểu thức suất điện động cảm ứng. HS: có thể trả lời phiếu hoặc miệng. Hoạt động 2: Tìm hiểu về từ thông riêng của mạch kín Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên - Đọc SGK mục I, tìm hiểu và trả lời câu hỏi phiếu 1 - Biến đổi để thu được kết quả, trả lời phiếu 2 - Cho học sinh đọc SGK mục I, nêu câu hỏi phiếu 1 - Gợi ý HS trả lời - Nêu câu hỏi phiếu 2 - Hướng dẫn HS trả lời Hoạt động 3: Tìm hiểu về hiện tượng tự cảm Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên - Trả lời câu hỏi phiếu 3. - Đọc mục II.1 SGK. - Biến đổi để thu được kết quả, trả lời phiếu 2 - Nêu câu hỏi phiếu 3. - Gợi ý giúp HS hiểu * Nhấn mạnh: Hiện tượng tự cảm luôn xảy ra đối với các mạch điện 1 chiều biến thiên và các mạch điện xoay chiều. - Nêu câu hỏi C2. - Nhận xét và đánh giá câu trả lời của HS. Hoạt động 4: Xây dựng công thức xác định suất điện động tự cảm và tìm hiểu về năng lượng từ trường. Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên - Trả lời câu hỏi phiếu 4. - Làm theo hướng dẫn của GV. - Trả lời câu hỏi phiếu 5. - Tìm hiểu, trả lời C3. - Làm theo hướng dẫn. - Nêu câu hỏi phiếu 4. - Hướng dẫn HS trả lời. - Nêu câu hỏi phiếu 5 - Nêu câu hỏi C3. - Hướng dẫn HS. L.i2 = .A2 = Wb.A = J (Ta dựa vào công thức: A = iDf. J = A.Wb) Hoạt động 5: Vận dụng, củng cố: Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên - Thảo luận trả lời câu hỏi của GV. - Nhận xét, câu trả lời của bạn. - Cho HS làm 4, 5, 6 SGK trang 157. - Trả lời: 4.B; 5.C 6.L = 10-7.4p..(p.0,01) = 0,079H với r = = 10 cm = 0,1 m S = p.r2 = p.0,01 m2. - Nhận xét,̀ đánh giá. Hoạt động 6: Giao nhiệm vụ về nhà Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên - Ghi bài tập về nhà. - Chuẩn bị bài sau. - Cho học sinh làm bài 7, 8 SGK/157 - Dặn dò: chuẩn bị bài sau. PHIẾU HỌC TẬP Phiếu 1: Từ thông riêng của một mạch kín là gì? Từ thông riêng phụ thuộc vào yếu tố nào? Trả lời: Từ thông riêng của một mạch kín là từ thông gây bởi từ trường do bản thân dòng điện chạy trong mạch đó sinh ra. Từ thông riêng phụ thuộc vào cường độ dòng điện trong mạch và bản thân mạch đó. f = L.i Trong đó: L: hệ số tự cảm, còn gọi là độ tự cảm (H) i: cường độ dòng điện trong mạch (A) Phiếu 2: Thiết lập biểu thức (25.2). (Trả lời C1) Trả lời: Ta có: f = NBS = N(10-7.4p.i)S = (10-7. 4p..S)i So sánh với (25.1) suy ra: L = 10-7. 4p..S Phiếu 3: Hiện tượng tự cảm là gì: Trả lời: (ĐN/SGK) Phiếu 4: Xây dựng biểu thức tính suất điện động tự cảm của ống dây. Trả lời: Ta có: ec = - mà f = L.i vì L không đổi nên: Df = L. Di vậy ec = -L. Phiếu 5: Viết và giải thích ý nghĩa các đại lượng trong biểu thức tính năng lượng của ống dây. Trả lời: - Biểu thức năng lượng từ trường trong ống dây là: W = Li2. Trong đó: L: hệ số tự cảm, còn gọi là độ tự cảm của cuộn dây. i: cường độ dòng điện tức thời chạy qua mạch.