Giáo án Vật lý 11 - Bài 27 - Phương và chiều của lực từ tác dụng lên dòng điện

BÀI 27: PHƯƠNG VÀ CHIỀU CỦA LỰC TỪ TÁC DỤNG LÊN DÒNG ĐIỆN SƠ ĐỒ VỊ TRÍ CỦA BÀI Lực từ Phương và chiều của lực từ tác dụng lên dòng điện Cảm ứng từ. Định luật Am-pe Lực Lo-ren-xơ Sự từ hoá các chất. Sắt từ Bài tập từ trường Từ trường của một số dòng điện có dạng đơn giản Khung dây có dòng điện đặt trong từ trường Tương tác giữa hai dòng điện thẳng song song Từ trường trái đất Bài tập về lực từ Kiến thức THCS SƠ ĐỒ CẤU TRÚC NỘI DUNG CỦA BÀI TN xác định lực từ tác dụng lên dòng điện à Khi cho dòng điện chạy qua khung dây đặt trong NC, khung dây bị kéo xuốngà có lực từ xuất hiện Phương, chiều của lực từ tác dụng lên dòng điện Câu hỏi vận dụng Khái niệm lực từ Thí nghiệm xác định lực từ tác dụng lên dòng điện Phương của lực từ tác dụng lên dòng điện Chiều của lực từ tác dụng lên dòng điện MỤC TIÊU Về kiến thức - Trình bày được phương của lực từ tác dụng lên một đoạn dòng điện. - Phát biểu được quy tắc bàn tay trái và vận dụng được quy tắc đó. 2. Về kỹ năng - Rèn luyện kỹ năng ôn luyện kiến thức cũ. - Rèn luyện kỹ năng quan sát, thu thập thông tin và xử lí thông tin thu thập được. IV. CHUẨN BỊ - Giáo án. - Các hình vẽ 27.1 và 27.2 V. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC Thời gian Hoạt động của HS Hoạt động của GV Lưu bảng * Hoạt động 1: kiểm tra bài cũ 4’ - Trả lời câu hỏi. - Tương tác lực từ là gì - Lực từ là gì ? - Khái niệm và tính chất của từ trường ? - Định nghĩa đường sức từ ? - Quy tắc vẽ các đường sức từ? - Từ trường đều là gì ? * Hoạt động 2: Đặt vấn đề để bắt đầu bài mới 4’ - Nếu hai NC cùng cực thì chúng sẽ đẩy nhau. - Chúng sẽ hút nhau. - Lúc này NC sẽ bị lệch khỏi vị trí ban đầu. - Lực tương tác trong các trường hợp trên được gọi là lực từ. - Như các em đã biết khi ta đưa hai NC lại gần nhau, nếu hai NC cùng cực các em hãy cho biết có hiện tượng gì xảy ra ? - Vậy nếu hai NC khác cực thì chúng sẽ như thế nào ? - Tương tự nếu ta một dòng điện lại gần một NC thì các em thấy có hiện tượng gì xảy ra ? - Điều này chúng tỏ giữa chúng đã xuất hiện một lực tương tác vậy lực tương tác trong các trường hợp trên được gọi là gì ? - Lực tương tác trên được gọi là lực từ. Vậy làm thế nào để xác định được phương và chiều của lực từ thì chúng ta sẽ bắt đầu vào bài mới bài 27: phương và chiều của lực từ tác dụng lên dòng điện. * Hoạt động 3: Quan sát hình, phân tích thí nghiệm để xác định lực từ tác dụng lên dòng điện 10’ - Những dụng cụ đó là: NC điện, khung dây, lực kế, bộ phận hãm. - Khung dây đã bị dịch chuyển xuống phía dưới. - Không. - Để biết cách xác định lực từ tác dụng lên dòng điện như thế nào ? ta sẽ khảo sát qua phần 1 nói về thí nghiệm xác định lực từ tác dụng lên dòng điện. - Quan sát thí nghiệm hình 27.1 và bộ thí nghiệm trên bàn. Hãy cho biết những dụng cụ nào được dùng trong thí nghiệm trên ? - Trong thí nghiệm trên gồm: + Một NC điện hình chữ U. + Khung dây ABCD + Lực kế. + Bộ phận hãm. - Để xác định lực từ tác dụng lên dòng điện ta tiến hành thí nghiệm như sau: đặt khung dây sao cho khung dây cách đều hai cạnh của NC, sau đó cho một dòng điện chạy qua khung dây có chiều từ A sang B. - Các em hãy quan sát thí nghiệm và cho biết hiện tượng gì sẽ xảy ra với NC cũng như với khung dây ? - Ngoài khung dây bị kéo xuống các em còn thấy hiện tượng gì khác không? - Vậy khung dây bị kéo xuống đã chứng tỏ giữa khung dây mang điện và NC đã xuất hiện một lực tương tác và lực tương tác đó được gọi là lực từ. Vậy để biết cách xác định phương của lực từ như thế nào ? ta hãy cùng nhau học tiếp phần 2. phương của lực từ tác dụng lên dòng điện. BÀI 27: PHƯƠNG VÀ CHIỀU CỦA LỰC TỪ TÁC DỤNG LÊN DÒNG ĐIỆN 1. Thí nghiệm xác định lực từ tác dụng lên dòng điện - Thí nghiệm gồm: + NC điện hình chữ U + Khung dây ABCD + Lực kế + Bộ phận hãm à Khung dây bị kéo xuống khi cho dòng điện chạy qua à Lực từ xuất hiện tác dụng lên khung dây * Hoạt động 4: Phương của lực từ tác dụng lên dòng điện 14’ - Cảm ứng từ có phương nằm ngang và có chiều hướng từ cực Bắc sang cực Nam của NC. - Lên bảng vẽ hình các véctơ tương ứng. - Lực từ có phương vuông góc với đoạn dòng điện AB. - Ta có lực từ vuông góc với mặt phẳng chứa I - Lực từ cũng có phương vuông góc với cảm ứng từ . - Lực từ có phương vuông góc với cảm ứng từ và với mặt phẳng chứa đoạn dòng điện. - Lực từ tác dụng lên đoạn dòng điện có phương vuông góc với mặt phẳng chứa đoạn dòng điện và cảm ứng từ tại điểm khảo sát. - Phương của một lực từ tác dụng lên một đoạn dòng điện vuông góc với đoạn mặt phẳng chứa đoạn dòng điện và đường sức từ đi qua điểm đặt đoạn dòng điện đang xét. - Các em hãy tiếp tục quan sát thí nghiệm và trả lời một số câu hỏi sau: - Khi cho một dòng điện có chiều từ A sang B chạy trong dây dẫn, Lúc này trong lòng của NC sẽ xuất hiện cảm ứng từ , hãy nhớ lại cách xác định cảm ứng từ trong NC và cho cô biết cảm ứng từ lúc này có phương và chiều như thế nào ? - Ở phần 1 chúng ta vừa xác định khi có dòng điện chạy qua khung dây đặt trong NC thì sẽ có một lực từ kéo NC xuống. Vậy cô mời một em lên bảng biểu diễn các véctơ chỉ chiều dòng điện và cảm ứng từ lên hình vẽ. - Nhận xét hình biểu diễn. - Từ hình vẽ trên hãy cho cô biết phương của lực từ thế nào so với phương của đoạn dòng điện AB ? - Mà đoạn dây dẫn AB nằm trong mặt phẳng ABCD và chứa dòng điện I nên ta có được điều gì ? - Ta vừa thấy phương của lực từ vuông góc với phương của mặt phẳng chứa đoạn dòng điện. Vậy phương của lực từ như thế nào so với phương của cảm ứng từ ? - Từ hai điều trên ta rút ra được điều gì về phương của lực từ ? - Từ biểu thức trên hãy phát biểu thành lời về phương của lực từ tác dụng lên dòng điện ? - Qua nhiều thí nghiệm khảo sát ta cũng được kết quả tương tự như trên. - Vậy tóm lại lực từ tác dụng lên đoạn dòng điện có phương vuông góc với mặt phẳng chứa đoạn dòng điện và cảm ứng từ tại điểm khảo sát. - Yêu cầu HS trả lời câu hỏi C1 SGK trang 142. - Phần trên chúng ta vừa học về phương của lực từ. Vậy làm cách nào để xác định chiều của lực từ ? và sau đây chúng ta sẽ giải đáp vấn đề trên trong mục 3. Chiều của lực từ tác dụng lên dòng điện. 2. Phương của lực từ tác dụng lên dòng điện à à à à à Lực từ tác dụng lên đoạn dòng điện có phương vuông góc với mặt phẳng chứa đoạn dòng điện và cảm ứng từ tại điểm khảo sát. * Hoạt động 5: Cách xác định chiều của lực từ 10’ - Để xác định chiều của lực từ ta dùng quy tắc bàn tay trái. - Đặt bàn tay trái sao cho các đương sức từ đâm xuyên vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến các ngón tay trùng với chiều dòng điện, thì ngón cái choãi ra 900 chỉ chiều của lực từ tác dụng lên dòng điện. - Lên bảng xác định chiều lực từ - Ở cấp dưới chúng ta đã từng học cách xác định chiều của lực từ. Em nào cho biết để xác định chiều của lực từ ta dùng quy tắc hay biện pháp gì? - Cũng như trước đây chúng ta học thì chiều của lực từ được xác định bằng quy tắc bàn tay trái. - Dựa vào SGK cũng như kiến thức đã học hãy phát biểu quy tắc bàn tay trái - Dựa vào quy tắc bàn tay trái hãy lên bảng xác định chiều của lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn sau: I 3. Chiều của lực từ tác dụng lên dòng điện - Quy tắc bàn tay trái: Đặt bàn tay trái sao cho các đương sức từ đâm xuyên vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến các ngón tay trùng với chiều dòng điện, thì ngón cái choãi ra 900 chỉ chiều của lực từ tác dụng lên dòng điện. Hoạt động 6: Tổng kết nội dung chính, yêu cầu cho HS 3’ - Ghi chép lại những yêu cầu của GV. - Nhắc lại cách xác định phương chiều của lực từ cũng như quy tắc bàn tay trái. - Yêu cầu HS làm bài tập trong SGK, trong sách bài tập và soạn bài mới.