Giáo án Vật lý 11 - Bài 53: Tương tác giữa hai dòng điện thẳng song song định nghĩa ampe

Tiết : _____ Bài 53 TƯƠNG TÁC GIỮA HAI DÒNG ĐIỆN THẲNG SONG SONG ĐỊNH NGHĨA AMPE Mục tiêu : + Sử dụng quy tắc bàn tay trái xác định chiều của lực từ tác dụng lên đọan dòng điện để giải thích vì sao hai dòng điện cùng chiều thì đẩy nhau, hai dòng điện ngược chiều thì hút nhau. + Thành lập được và vận dụng được các công thức xác định lực tác dụng lên một đơn vị chiều dài của dòng điện. + Nắm được định nghĩa Ampe II. Phương Pháp Giảng Dạy : Phương pháp thực nghiệm và nêu vấn đề III. Thiết bị , đồ dùng dạy học : ____________________________________________________________________________________________ IV. Tiến Trình Giảng dạy Phân phối thời gian Phần làm việc của Giáo Viên Hoạt đông của học sinh Ghi chú Nội dung ghi bảng Tổ chức ,điều khiển Kiểm tra bài cũ và kiến thức cũ liên quan với bài mới (3’) Độ từ thiên là gì ? Độ từ khuynh là gì ? Bão từ là gì ? Bão từ có ảnh hưởng đến các họat động của con người không ? Nghiên cứu bài mới 1) TƯƠNG TÁC GIỮA HAI DÒNG ĐIỆN THẲNG SONG SONG a) Giải thích thí nghiệm Xem SGK trang 249 Xét hai dây dẫn song song có dòng điện cùng chiều như hình vẽ : Đoạn CD được đặt trong từ trường B1 của dòng điện I1 chịu tác dụng của lực từ F12. Đoạn AB đặt trong từ trường B2 của dòng điện I2 chịu lực tác dụng từ F12. Kết luận: Hai dây mang dòng điện cùng chiều thì hút nhau. Tương tự, hai dây dẫn có dòng điện ngược chiều thì đẩy nhau. Trả lời câu H1 : Hãy giải thích vì sao hai dòng điện song song ngược chiều thì đầy nhau ? Xét hai dây dẫn song song có dòng điện cùng chiều như hình vẽ : b) Công thức tính lực tương tác giữa hai dòng điện thẳng song song. - Cảm ứng từ của từ trường gây ra bởi dòng điện I1 : B1 = 2.10-7. - Lực từ của từ trường B1 tác dụng lên dây dẫn có chiều dài l có dòng điện I2 đi qua : F12 = B1 I2 l Þ F12 = 2.10-7 I2 l - Lực từ tác dụng lên mỗi đơn vị dài của dòng điện I2 là : F12 = 2.10-7. Theo định luật III Newton thì lực tác dụng lên mỗi đơn vị dài của dòng điện I1 cũng có giá trị như trên. F = F12 = F21 = 2.10-7. Trong đó : * F : lực tương tác giữa hai dây dẫn ( N ). * I1,I2 : cường độ dòng điện qua dây dẫn ( A ). * r : khoảng cách giữa hai dây dẫn ( m ). 2) ĐỊNH NGHĨA AMPE “ Ampe là cường độ dòng điện không đổi khi chạy trong hai dây dẫn thẳng tiết diện nhỏ, rất dài, song song với nhau và cách nhau 1 m trong chân không thì trên mỗi mét dài của mỗi dây có một lực bằng 2.10-7 N tác dụng” 1) TƯƠNG TÁC GIỮA HAI DÒNG ĐIỆN THẲNG SONG SONG a) Giải thích thí nghiệm GV có thể tiến hành thí nghiệm như hình 53.1 SGK trang 249 GV : Giả sử ta có hai dòng điện song song cùng chiều với nhau. Em hãy xác định cảm ứng từ do I1 gây ra tại M và lực từ tác dụng lên dây dẫn thứ hai tại M GV gọi HS lên xác định B và F21 tại M GV : Các em hãy hãy xác định cảm ứng từ do I2 gây ra tại N và lực từ tác dụng lên dây dẫn thứ hai tại N GV gọi HS lên xác định B và F12 tại N GV : Như vậy hai dây dẫn mang dòng điện song song cùng chiều thì tương tác như thế nào ? Trả lời câu H1 GV : Tương tự, xét hai dây dẫn song song có dòng điện ngược chiều như hình vẽ trên màn hình (GV vẽ hình ảnh này lên bảng để gọi HS lên thực hiện ) Giả sử ta có hai dòng điện song song ngược chiều với nhau. Em hãy xác định cảm ứng từ do I1 gây ra tại M và lực từ tác dụng lên dây dẫn thứ hai tại M GV gọi HS lên xác định B và F21 tại M GV : Tương tự, các em hãy xác định cảm ứng từ do I2 gây ra tại N và lực từ tác dụng lên dây dẫn thứ hai tại N GV gọi HS lên xác định B và F12 tại N GV : Như vậy hai dây dẫn mang dòng điện song song trái chiều thì tương tác như thế nào ? b) Công thức tính lực tương tác giữa hai dòng điện thẳng song song. GV : + Gọi r là khoảng cách giữa hai dây dẫn. + Cảm ứng từ B1 do I1 gây ra tại M: B1=2.10-7 + Độ lớn lực từ tác dụng lên một đoạn l của CD : F12 = B.I.l(B ┴ CD) ; F12 = 2.10-7 GV : Nếu lấy l = 1m Þ F ? GV : Theo định luật III Newton , độ lớn lực từ tác dụng lên 1m chiều dài của dòng điện I1 được tính như thế nào ? 2) ĐỊNH NGHĨA AMPE GV : Từ công thức : Nếu ta có Đặt I1 = I2 = 1A ; r =1m, em hãy cho biết giá trị F GV : Định nghĩa Ampere ? 1) TƯƠNG TÁC GIỮA HAI DÒNG ĐIỆN THẲNG SONG SONG a) Giải thích thí nghiệm HS quan sát hành thí nghiệm như hình 53.1 SGK trang 249 HS lên xác định B và F12 tại N HS xác định cảm ứng từ do I2 gây ra tại N và lực từ tác dụng lên dây dẫn thứ hai tại N HS : Hai dây dẫn mang dòng điện song song cùng chiều thì chúng hút nhau Trả lời câu H1 HS lên xác định B và F12 tại N HS xác định cảm ứng từ do I2 gây ra tại N và lực từ tác dụng lên dây dẫn thứ hai tại N HS : hai dây dẫn mang dòng điện song song trái chiều thì chúng đẩy nhau b) Công thức tính lực tương tác giữa hai dòng điện thẳng song song. HS cùng với GV thiết lập công thức HS : HS : 2) ĐỊNH NGHĨA AMPE HS : Khi đó F = 2.10-7N HS : Ampe là cường độ dòng điện không đổi khi chạy trong hai dây dẫn thẳng tiết diện nhỏ, rất dài, song song với nhau và cách nhau 1 m trong chân không thì trên mỗi mét dài của mỗi dây có một lực bằng 2.10-7 N tác dụng Củng cố bài giảng Dặn dò của học sinh (5’) Bài tập 1 : Hai dây dẫn thẳng dài đặt song song với nhau và cách nhau d = 10 cm. Dòng điện trong hai dây có cường độ I1 = 2 A, I2 = 5 A. Tính lực tác dụng lên một đọan có chiều dài 0,20 m của mỗi dây dẫn. Cho biết hai dây dẫn đặt trong không khí. GV : Hướng dẫn Áp dụng công thức , trong đó ta đã biết r = d = 0,1 m : I1 = 2A ; I2 = 5 A. Từ đó ta tính ra được F là lực tác dụng lên mỗi đơn vị chiều dài của mỗi dây dẫn. Sau đó để tìm lực tác dụng lên đọan dây có chiều dài 0,2m. Bài tập 2 : Hai dây dẫn thẳng , dài song song đặt trong không khí. Cường độ dòng điện trong hai dây dẫn đó bằng nhau và bằng I = 1 A . Lực từ tác dụng lên mỗi đơn vị dài của mỗi dây bằng 2.10-5. Hỏi hai dây đó cách nhau bao nhiêu ? GV : Hướng dẫn : Áp dụng công thức ,trong đó đã biết F = 2.10-5 N, I1 = I2 = I = 1A . Từ đó ta tính được r là khỏang cách giữa hai dây dẫn. Dặn HS làm các bài tập 1, 2, 3 SGK trang 250. HS : Bài giải 1 Áp dụng công thức tính lực tương tác giữa hai dòng điện thẳng song song cho mỗi mét chiều dài dây : = = 2.10-5 (N) Lực từ tác dụng lên đọan dây nói trên : F = F0.l = 0,2.2.10-5 = 4.10-6 (N) HS : Bài giải 1 Áp dụng công thức tính lực tương tác giữa hai dòng điện thẳng song song cho mỗi mét chiều dài dây : = Khi đó ta tính được khỏang cách giữa hai dây dẫn. Þ = = 10-2 m = 1 cm HS trả lời các câu hỏi 1, 2, 3 SGK trang 250 – 251. {{{{{{{{{{ ] {{{{{{{{{{