Giáo án Vật lý 11 - Bài 60: Suất điện động cảm ứng trong một một dây dẫn chuyển động

Tiết : Bài 60 : SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG TRONG MỘT MỘT DÂY DẪN CHUYỂN ĐỘNG MỤC TIÊU : Hiểu được rằng, một đoạn dây dẫn chuyển động trong từ trường thì nói chung trong đoạn dây đó suất hiện suất điện động cảm ứng. Nắm và vận dụng được quy tắc bàn tay phải xác định chiều từ cựa âm sang cực dương của suất điện động trong đoạn dây. Nắm và vận dụng được công thức xác định độ lớn của suất điện động cảm ứng trong đoạn dây. Nắm được nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều. II. PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY : Phương pháp thực nghiệm và nêu vấn đề .. THIẾT BỊ , ĐỒ DÙNG DẠY HỌC : . Một nam châm chử U Một điện kế Một khung dây như yêu cầu của thí nghiệm Một ngắt điện 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’) Trả lời câu hỏi SGk Làm bài tập 1,2,3, SGK Kiểm tra và đánh giá Nghiên cứu bài mới Suất điện động cảm ứng trong một một dây dẫn chuyển động Thí nghiệm : SGK Nhận xét : Khi thanh MN đứng yên Þ Kim điện kế chỉ số 0Þ Không có dòng điện trong mạch Khi thanh MN chuyển độn Þ Kim điện kế lệch khỏi vạch 0 Þ Xuất hiện dòng điện trong mạch Þ MN đóng vai trò một nguồn điện Þ Trong mạch xuất hiện một suất điện động cảm ứng Qui tắc bàn tay phải Đặt bàn tay phải hứng các đường sức từ , ngón tay cái choải ra 900 hướng heo chiều chuyển động của đoạn dây, khi đó đoạn dây dẫn đóng vai trò một nguồn điện ‘ chiều từ cổ tay đến bốn ngón tay kia chỉ chiều từ cực âm đến cực dương của nguồn điện đó . Độ lớn của suất điện động cảm ứng Bài này gồm bốn mục. Mục thứ nhất nêu lên thí nghiệm kết hợp với suy luận để rút ra nhận xét rằng trong đoạn dây dẫn chuyển động có suất điện động cảm ứng. Muc thứ hai nêu lên quy tắc xác định chiều của suất điện động cảu ứng trong đoạn dây, cũng có nghĩa là xác định chiề của dòng điện cảm ứng trong đoạn dây dẫn nếu đoạn dây đó được nối trong đoạn kín. Mục thứ ba dành cho việc thành lập biểu thức xác định suất điện động cảm ứng trong đoạn dây. Mục cuối cùng nói lên một ứng dụng của hiện tượng phát sinh dòng điện cảm ứng trong đoạn dây dẫn chuyển động trong từ trường. Suất điện động cảm ứng tong một đoạn dây dẫn chuyển động trong từ trường Mục đích của mục này là nhằm điến kết luận rằng một đoạn dây dẫn (không phải là một mạch điện kín) chuyển động trong từ trường thì nói chung trong đoạn dây đó xuất hiện suất điện động cảm ứng. Trước hết, xét sơ đò thí nghiệm trình bày trên Hình 60.1 SGK. Khi đoạn dây MN chuyển động thì kim điện kế lệch khỏi vạch số 0, GV cần lưu ý học sinh rằng, thí nghiệm ở đây cũng là thí nghiệm về sự xuất hiện dòng điện cảm ứng trong một mạch điện kín. GV dựa vào kế hoạch thí nghiệm để hướng dẫn học sinh qua một vài suy luận mới có thể đi đến được mục đích như vừa nói trên. Sơ sở của suy luận ở đây là nếu đoạn dây MN dừng chuyển động thì không có dòng điện cảm ứng cũng có nghĩa là không có suất đieện động cảm ứng trong mạch. Vậy suất điện động cảm ứng suất hiện ở đoạn dây MN chuyển động. Quy tắc bàn tay phải Trước hết GV đặt vấn đề : trở lại thí nghiệm theo sơ đồ trên hình 60.1 SGK và coi rằng MN đóng vai trò nguồn điện trong mạch. Trong hia đầu M, N của đoạn dây thì đầu nào là cực dương đầu nào là cực âm và đặc biệt là tìm cách phát biểu quy tắc xác định các cực của nguồn điện đó. GV gợi ý hs dùng bàn tay phải để đi đến xâu phát biểu như SGK. Độ lớn của suất điện động cảm ứng Để thành lập công thức xác định độ lớn của suất điện động cảm ứng trong đoạn dây MN, GV nên giả thiết rằng hai đầu M, N của đoạn d6y không nối thành mạch kín. Sau đó GV chia thành năm bước như sau : Trước hết hướng dẫn để học sinh đi đến điều khẳng định rằng khi đoạn dây MN chuyển động tịnh tiến về bên trái như HÌnh 60.1 SGk thì sưới tác dụng của lực Lo-ren các êlectron chuyển động về đầu M, vì vậy M là cực âm, N là cực dương của nguồn. Chính vì vậy mà khi nối đoạn dây thành mạch kín thì dòng điện trong mạch coá chiều NPQM như thí nghiệm đã nhận ra. Sau đó GV gợi ý cho học sinh nhận ra rằng, vì đầu m thừa êlectron, đầu N thiếu êlectron nên MN xuất hiện điện trường E (gọi là điện trường của cảm ứng ). GV gợi ý tiếp để học sinh nhận thấy rằng, thực ra êlectron chịu hai lực tác dụng, lực điện eE và lực Lo-ren eBv. Lực Lo-ren thì không đổi còn lực điện thì tăng dần. Cuối cùng hai lực đó cân bằng nhau. Từ đó học sinh có thể rút ra nhận xét rằng, khi cân bằng thì E = Bv. Đến đây, GV có thể yêu cầu học sinh nhớ lại công thức liên hệ giữa E và U trong chường III (công thức 20.4). từ công thức đó học sinh suy ra hiệu điện thế U giữa hai đầu M, N của đoạn dây, U = El = Bvl. GV cần chỉ ra cho học sinh thấy rằng, trong trường hợp đang xét thì hiệu điện thế giữa M, N chính là suất điện động của nguồn điện MN. x = B/v. Cuối cùng, GV thông báo công thức tính suất điện động cảm ứngtrong trường hợp vectơ vận tốc của hạt và đường sức từ không vuông góc với nhau mà hợp thành góc q, khi đó ta có công thức (60.2) x = B/vsinq. GV dùng H1 giúp học sinh vận dụng công thức (60.2). Trả lời H1 suất điện động cảm ứng trong MN bằng không, vì trong trường hợp này sinq = 0. Máy phát điện Máy phát điện xoay chiều học sinh cũng đã học ở lớp 9. vì vậy, ở đây chỉ trình bày một cách rất vắng tắt. Nội dung của mục này cũng gồm hai vấn đề : nguyên tắc cấu tạo và hoạt độg của máy phát điện dxoay chiều. Về nguyên tắc cấu tạo chỉ cần nêu máy gồm một khung dây quay trong từ trường của một nam châm. Về hoạt động của máy nên nói rõ đó là ứng dụng của suất điện động cảm ứng khi các cạnh của khung dây cắt các đường sức từ của nam châm. Khi dây quay một vòng thì dòng điện đổi chiều một lần nên gọi al2 dòng điện xoay chiều. Trả lới Củng cố bài giảng Dặn dò của học sinh (5’) Yêu cầu nhắc lại : Nhấn mạnh các nội dung quan trọng . Trả lời câu hỏi và làm bài tập SGK Chuẩn bị bài mới” “ HS tư lưc {{{{{{{{{{]{{{{{{{{{{