Giáo án Vật lý 11 - CT nâng cao - Tiết 44 - Từ trường

Tiết: 44 Ngày soạn: / /2013 CHƯƠNG IV : TỪ TRƯỜNG BÀI 26: TỪ TRƯỜNG Mục tiêu Kiến thức: - Biết được khái niệm tương tác từ, từ trường, tính chất cơ bản của từ trường - Nắm được khái niệm vectơ cảm ứng từ (phương, chiều), đường sức từ, từ phổ. Quy tắc về các đường sức từ. - Trả lời được câu hỏi từ trường đều là gì và biết được từ trường đều tồn tại bên trong khoảng không gian giữa hai cực từ của nam châm chữ U. Kỹ năng: - Giải thích được tương tác từ. - Giải thích được các tính chất của đường sức từ. - Nhận biết được từ trường đều và sự tồn tại của nó. - Vẽ được các đường sức từ biểu diễn từ trường của thanh nam châm thẳng, nam châm hình chữ U. Thái độ: Có thái độ nghiêm túc, tích cực, chủ động trong học tập, yêu thích môn học. Phương pháp Kết hợp phương pháp phát vấn và phương pháp thuyết trình và phương pháp trực quan. Chuẩn bị Giáo viên: Giáo án, SGK. Học sinh: Chuẩn bị bài theo yêu cầu của giáo viên. Tiến trình lên lớp Ổn định lớp: Nắm sĩ số Lớp 11A: Kiểm tra bài cũ: Không Nội dung bài mới: Đặt vấn đề: Ta đã biết xung quanh một hạt mang điện có một điện trường và thông qua điện trường này nó tương tác điện với một hạt mang điện khác. Vậy nếu 2 nam châm tương tác với nhau thì liệu chúng có tương tác thông qua một trường nào đó hay không? Triển khai bài mới: HOẠT ĐỘNG CỦA THẦY VÀ TRÒ NỘI DUNG KIẾN THỨC Hoạt động 1: Tìm hiểu tương tác từ GV: Lần lượt tiến hành TN giữa nam châm với nam châm, giữa nam châm với dòng điện và giưa dòng điện với dòng điện. HS: Quan sát rut ra các nhận xét. GV: Các em có nhận xét gì về bản chất của các tương tác trong ba thí nghiệm trên? 1. Tương tác từ a. Cực của nam châm - Nam châm thường gặp có 2 cực: cực Bắc (N), cực Nam (S) - Thực tế có nam châm có số cực lớn hơn hai nhưng không có nam châm nào có số cực là một số lẻ. b. Thí nghiệm về tương tác từ - Thí nghiệm hình 26.1 Tương tác giữa nam châm với nam châm: Các nam châm tương tác với nhau, các cực cùng tên thì đẩy nhau, các cực khác tên thì hút nhau. - Thí nghiệm Ơ-xtét (hình 26.2): Tương tác giữa nam châm và dòng điện Cho một dòng điện chạy qua một dây dẫn gần một kim nam châm, nam châm bị lệch Þ dòng điện và nam châm có mối liên hệ chặt chẽ, dòng điện cũng có vai trò như một nam châm. - Thí nghiệm hình 26.3: tương tác giữa hai dòng điện Cho I1 chạy qua dây AB; I2 chạy qua dây CD +/ I1 = 0 hoặc I2 = 0: không có tương tác +/ : AB và CD hút nhau. +/ : AB và CD đẩy nhau. Nhận xét: Tương tác giữa nam châm với nam châm, giữa dòng điện với nam châm và giữa dòng điện với dòng điện đều gọi là tương tác từ.Lực tương tác trong các trường hợp đó gọi là lực từ. Hoạt động 2: Tìm hiểu về khái niệm từ trường GV: Đưa ra câu hỏi gợi ý để giúp học sinh suy luận. Một vật gây ra lực hấp dẫn thì xung quanh vật đó có trường hấp dẫn, một vật gây ra lực điện thì xung quanh vật đó có điện trường. Theo các em xung quanh một vật gây ra lực từ thì sao? GV: Tổng kết đưa ra kết luận cuối cùng. GV: Hãy phát biểu định nghĩa dòng điện? GV: Dòng điện là dòng chuyển dời có hướng của các hạt mang điện. Dòng điện gây ra từ trường. Ta có thể đưa ra kết luận gì về từ trường của dòng điện? HS: Suy nghỉ đưa ra nhận xét về bản chất của từ trường trong dòng điện. GV: Tính chất cơ bản của từ trường là gì? GV: Yêu cầu HS nghiên cứu SGK nêu định nghĩa về phương và chiều của cảm ứng từ. GV: Đưa ra thông báo về đặc điểm của vectơ cảm ứng từ. 2. Từ trường a. Khái niệm từ trường Là môi trường vật chất trong không gian tồn tại xung quanh nam châm và dòng điện b. Điện tích chuyển động và từ trường Xung quanh điện tích chuyển động có từ trường. c. Tính chất cơ bản của từ trường Tính chất cơ bản của từ trường là nó gây ra lực từ tác dụng lên một nam châm hay một dòng điện đặt trong nó. d. Cảm ứng từ - Cảm ứng từ là một đại lượng vectơ kí hiệu đặc trưng cho từ trường về mặt gây ra lực từ. - Phương của nam châm thử nằm cân bằng tại một điểm trong từ trường là phương của vectơ cảm ứng từ của từ trường tại điểm đó . - Ta quy ước chiều từ cực Nam sang cực Bắc của nam châm thử là chiều của - Lực từ tác dụng lên đoạn dòng điện ở điểm nào lớn hơn thì cảm ứng từ tại điểm đó lớn hơn. Hoạt động 3: Tìm hiểu về đường sức từ GV: Yêu cầu học sinh nhắc lại định nghĩa đường sức từ đã được học ở lớp 9. HS: DỰa trên cơ sở đó và SGK phát biểu lại định nghĩa đường sức từ GV: Yêu cầu HS nghiên cứu SGK nêu các tính chất của đường cảm ứng từ. GV: Làm thí nghiệm : - Rắc mạt sắt lên một tấm bìa - Đặt tấm bìa lên một nam châm và gõ nhẹ Yêu cầu HS quan sát và nhận xét về hình dạng các đường mạt sát GV: Thông báo khái niệm từ phổ 3. Đường sức từ a. Định nghĩa: SGK b.Các tính chất của đường sức từ -Tại mỗi điểm trong từ trường, có thể vẽ được một đường sức từ đi qua và chỉ một mà thôi. - Các đường sức từ là những đường cong kín. Trong trường hợp nam châm, ở ngoài nam châm các đường sức đi ra từ cực Bắc, đi vào ở cực Nam của nam châm - Các đường sức từ không cắt nhau. - Nơi nào các đường cảm ứng từ lớn hơn thì các đường sức từ ở đó vẽ mau hơn (dày hơn), nơi nào cảm ứng từ nhỏ hơn thì các đường sức từ ở đó vẽ thưa hơn. c. Từ phổ Þ Các "đường mạt sắt" cho ta hình ảnh các đường cảm ứng từ, đó là từ phổ của nam châm. Hoạt động 4: Tìm hiểu về từ trường đều GV: Cho HS tham khảo SGK nêu định nghĩa từ trường đều. GV Cho HS quan sát lại hình ảnh từ phổ của nam châm hình chữ U để HS thấy rằng các đường mạt sắc là các đường gần như song song và cách đều nhau, yêu cầu HS kết hợp với tính chất của đường sức từ để đưa ra kết luận về đường sức từ của từ trường đều 4. Từ trường đều - Một từ trường mà cảm ứng từ tại mọi điểm đều bằng nhau gọi là từ trường đều. - Ở khoảng giữa 2 cực nam châm hình móng ngựa, từ trường là đều, các đường cảm ứng từ song song và cách đều nhau. Củng cố: P1. Phát biểu nào sau đây không đúng? có lực tác dụng lên một dòng điện khác đặt song song cạnh nó. có lực tác dụng lên một kim nam châm đặt song song cạnh nó. có lực tác dụng lên một hạt mang điện chuyển động dọc theo nó. có lực tác dụng lên một hạt mang điện đướng yên đặt cạnh nó. P2. Tính chất cơ bản của từ trường là gây ra lực từ tác dụng lên nam châm hoặc lên dòng điện đặt trong nó. gây ra lực hấp dẫn lên các vật đặt trong nó. gây ra lực đàn hồi tác dụng lên các dòng điện và nam châm đặt trong nó. gây ra sự biến đổi về tính chất điện của môi trường xung quanh. P3. Từ phổ là hình ảnh của các đường mạt sắt cho ta hình ảnh của các đường sức từ của từ trường. hình ảnh tương tác của hai nam châm với nhau. hình ảnh tương tác giữa dòng điện và nam châm. hình ảnh tương tác của hai dòng điện chạy trong hai dây dẫn thẳng song song. P4. Phát biểu nào sau đây là không đúng? Qua bất kỳ điểm nào trong từ trường ta cũng có thể vẽ được một đường sức từ. Đường sức từ do nam châm thẳng tạo ra xung quanh nó là những đường thẳng. Đường sức mau ở nơi có cảm ứng từ lớn, đường sức thưa ở nơi có cảm ứng từ nhỏ. Các đường sức từ là những đường cong kín. P5. Phát biểu nào sau đây là đúng? Từ trường đều là từ trường có các đường sức song song và cách đều nhau. cảm ứng từ tại mọi nơi đều bằng nhau. lực từ tác dụng lên các dòng điện như nhau. Các đặc điểm bao gồm cả phương án A và B. P6. Phát biểu nào sau đây là không đúng? Tương tác giữa hai dòng điện là tương tác từ. Cảm ứng từ là đại lượng đặc trưng cho từ trường về mặt gây ra tác dụng từ. Xung quanh mỗi điện tích đứng yên tồn tại điện trường và từ trường. Đi qua mỗi điểm trong từ trường chỉ có một đừng sức từ. P7. Phát biểu nào sau đây là đúng? Các đường mạt sắt của từ phổ chính là các đường sức từ. Các đường sức từ của từ trường đều có thể là những đường cong cách đều nhau. Các đường sức từ luôn là những đường cong kín. Một hạt mang điện chuyển động theo quỹ đạo tròn trong từ trường thì quỹ đạo chuyển động của hạt chính là một đường sức. P8. Dây dẫn mang dòng điện không tương tác với A. các điện tích chuyển động. B. nam châm đứng yên. C. các điện tích đứng yên. D. nam châm chuyển động. c) Đáp án phiếu học tập: P1 (D); P2 (A); P3 (A); P4 (B); P5 (C); P6 (C); P7 (C); P8 (C). 5. Dặn dò * Làm bài tập 1, 2 SGK * Trả lời ðýợc các câu hỏi trong SGK * Bài mới: “Phýõng và chiều của lực từ tác dụng lên dòng ðiện” Nêu ðặc ðiểm của vectõ lực từ?