Giáo án Vật lý 11 - Bài 54: Khung dây có dòng điện đặt trong từ trường

Tiết : _____ Bài 54 KHUNG DÂY CÓ DÒNG ĐIỆN ĐẶT TRONG TỪ TRƯỜNG Mục tiêu : Hiểu được rằng, một khung dây mang dòng điện đặt trong từ trường đều thì lực từ tác dụng lên khung nói chung có xu hướng là làm quay khung, chỉ trừ một trường hợp duy nhất khi các đường sức từ vuông góc với mặt phẳng khung dây thì lực từ không làm quay khung . Thành lập được công thức xác định mômen ngẫu lực từ tác dụng lên khung trong trường hợp đường sức từ song song với mặt phẳng khung dây . Nắm được nguyên tắc cấu tạo và họat động của động cơ điện một chiều và của điện kế khung quay. 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’) 1) Hãy nêu những điều mà bạn biết về lực từ tương tác giữa hai dòng điện thẳng song song cùng chiều, ngược chiều ( chẳng hạn phương, chiều, của lực ). 2) Giải thích tại sao hai dòng điện song song cùng chiều thì hút nhau. 3) Cho hai dòng điện thẳng song song, viết công thức lực từ tác dụng trên mỗi đơn vị dài của mỗi dòng điện. 4) Phát biểu định nghĩa ampe. Nghiên cứu bài mới I. KHUNG DÂY ĐẶT TRONG TỪ TRƯỜNG a) Thí nghiệm Xem SGK trang 252 b) Lực từ tác dụng lên khung * Đường sức từ nằm trong mặt phẳng khung : Nhận xét : Lực từ tác dụng lên cạnh AB, CD bằng 0. Lực từ tác dụng lên BC, DA có phương vuông góc mặt phẳng khung dây FBC = FAD = B.I.AD Đặt AB = a, BC = b Þ FBC = FAD = B.I.b * Đường sức từ vuông góc với mặt phẳng khung dây ] F1, F2, F3, F4 tác dụng lên các cạnh AB, CD, BC, DA có phương nằm trong mặt phẳng khung F1 cân bằng với F2, F3 cân bằng với F4 ® Khung đứng yên và bị giãn ra. Þ Khung dây ABCD cân bằng ® Cân bằng của khung là cân bằng bền ] F1, F2, F3, F4 tác dụng lên các cạnh AB, CD, BC, DA có phương nằm trong mặt phẳng khung. F1 cân bằng với F2, F3 cân bằng với F4 ® Khung đứng yên và bị co lại. Þ Khung dây ABCD cân bằng ® Cân bằng của khung là cân bằng không bền c) Momen ngẫu lực từ tác dụng lên khung dây có dòng điện * Trường hợp các đường sức nằm trong mặt phẳng khung dây : Moment của ngẫu lực FBC, FAD đối với trục quay : M = FBC.AB Với : FBC = B.I.b ; AB = a M = B.I.b.a = B.I.S M = BSI * Trường hợp các đường sức từ không nằm trong mặt pẳhng khung dây : M = IBSSinq Trong đó : q : Góc hợp bởi vectơ cảm ứng từ với pháp tuyến với mặt phẳng khung dây. 2) ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU a) Nguyên tắc cấu tạo b) Họat động SGK trang 254 3) ĐIỆN KẾ KHUNG QUAY a) Cấu tạo b) Họat động SGK trang 254 I. KHUNG DÂY ĐẶT TRONG TỪ TRƯỜNG a) Thí nghiệm GV tiến hành bố trí và thực hiện thí nghiệm như SGK trang 252 b) Lực từ tác dụng lên khung * Đường sức từ nằm trong mặt phẳng khung : GV : Quan sát màng hình trường hợp mặt phẳng khung dây song song với đường cảm ứng từ, các em cho biết lực từ tác dụng lên cạnh AB, CD có giá trị như thế nào ? GV : Lực từ tác dụng lên BC, DA có phương như thế nào ? * Đường sức từ vuông góc với mặt phẳng khung dây GV : Quan sát hình vẽ trên màng hình, các em nhận thấy F1, F2, F3, F4 tác dụng lên các cạnh AB, CD, BC, DA có phương nằm trong mặt phẳng khung. Các em cho biết chiều của cặp lực F1 và F2 ; F3 và F4 như thế nào ? GV : Quan sát hình vẽ các em thấy khung dây như thế nào ? GV : Cân bằng của khung dây được gọi là cân bằng bền ( GV hướng dẫn cho HS về cân bằng bền và cân bằng không bền ) GV : Quan sát hình vẽ trên màng hình, các em nhận thấy F1, F2, F3, F4 tác dụng lên các cạnh AB, CD, BC, DA có phương nằm trong mặt phẳng khung. Các em cho biết chiều của cặp lực F1 và F2 ; F3 và F4 như thế nào ? GV : Quan sát hình vẽ các em thấy khung dây như thế nào ? GV : Cân bằng của khung dây được gọi là cân bằng không bền ( GV hướng dẫn cho HS về cân bằng bền và cân bằng không bền ) c) Momen ngẫu lực từ tác dụng lên khung dây có dòng điện J GV cần hướng dẫn cho HS biết công thức tính Moment ngẫu lực (lớp 10 HS chưa học Moment ngẫu lực ) GV : Dựa vào hình ảnh trên màng hình, các em cho biết moment của ngẫu lực FBC, FAD đối với trục quay : GV gọi HS lên bảng tính HS : Moment của ngẫu lực FBC, FAD đối với trục quay : M = FBC.AB Với : FBC = B.I.b ; AB = a M = B.I.b.a = B.I.S GV Trình bày : M = IBSSinq 2) ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU GV yêu cầu HS nêu nguyên tắc cấu tạo động cơ điện một chiều trên tranh vẽ. 3) ĐIỆN KẾ KHUNG QUAY GV yêu cầu HS nêu nguyên tắc cấu tạo điện kế khung quay. I. KHUNG DÂY ĐẶT TRONG TỪ TRƯỜNG a) Thí nghiệm HS quan sát thí nghiệm như SGK trang 252 b) Lực từ tác dụng lên khung * Đường sức từ nằm trong mặt phẳng khung : HS : Lực từ tác dụng lên cạnh AB, CD có giá trị bằng 0 HS : Lực từ tác dụng lên BC, DA có phương vuông góc mặt phẳng khung dây FBC = FAD = B.I.AD Đặt AB = a, BC = b Þ FBC = FAD = B.I.b * Đường sức từ vuông góc với mặt phẳng khung dây HS : F1 cân bằng với F2, F3 cân bằng với F4 HS : Khung đứng yên và bị giãn ra. HS : F1 cân bằng với F2, F3 cân bằng với F4 HS : Khung đứng yên và bị co lại. c) Momen ngẫu lực từ tác dụng lên khung dây có dòng điện HS : Moment của ngẫu lực FBC, FAD đối với trục quay : M = FBC.AB Với : FBC = B.I.b ; AB = a M = B.I.b.a = B.I.S 2) ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU HS nêu nguyên tắc cấu tạo động cơ điện một chiều trên tranh vẽ. 3) ĐIỆN KẾ KHUNG QUAY HS nêu nguyên tắc cấu tạo điện kế khung quay. Củng cố bài giảng Dặn dò của học sinh (5’) Yêu cầu HS trả lời các câu hỏi 1, 2, 3, 4, 5 và 6 HS làm các bài tập 1, 2 SGK trang 255. {{{{{{{{{{ ] {{{{{{{{{{