Giáo án Vật Lí Lớp 9 - Tiết 34: Điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng - Năm học 2010-2011

Ngày soạn: 7/12/2010 Ngày giảng: 9/12/2010 Tiết 34: điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng I. Mục tiêu 1. Kiến thức - Nêu được dòng điện cảm ứng xuất hiện khi có sự biến đổi của số đường sức từ xuyên qua tiết diện của cuộn dây dẫn kín. 2. Kĩ năng - Giải thích được một số bài tập định tính về nguyên nhân gây ra dòng điện cảm ứng. - Quan sát TN, mô tả chính xác tỉ mỉ TN. - Phân tích, tổng hợp kiến thức cũ. 3. Thái độ - Có ý thức chấp hành nghiêm túc và tinh thần hợp tác trong nhóm. II. Đồ dùng dạy học 1. GV: Bảng phụ 1 Mỗi nhóm HS: Mô hình cuộn dây dẫn và đường sức từ của một nam châm. 1 cuộn dây có gắn đèn LED(điện kế nhạy) 1 thanh nam châm có trục quay vuông góc với thanh 2. HS: Đọc trước bài mới. III. Phương pháp - Thực hành, vấn đáp gợi mở, IV. Tiến trình dạy học 1. ổn định tổ chức (1 phút) 2. Kiểm tra bài cũ (5 phút) - Nêu các cách dùng nam châm để tạo ra dòng điện trong cuộn dây dẫn kín. 3. Bài mới (35 phút) * Đặt vấn đề(1 phút): Ta biết có thể dùng nam châm để tạo ra dòng điện cảm ứng ở cuộn dây dẫn kín trong những điều kiện khác nhau. Sự xuất hiện dòng điện cảm ứng không phụ thuộc vào loại nam châm hoặc trạng thái chuyển động của nó. Vậy điều kiện nào là điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng? =>Bài mới. Hoạt động 1: Khảo sát sự biến đổi của số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây dẫn khi một cực nam châm lại gần hay ra xa cuộn dây dẫn trong thí nghiệm tạo ra dòng điện cảm ứng bằng nam châm vĩnh cửu. (10 phút) Mục tiêu: - Quan sát TN, mô tả chính xác tỉ mỉ TN. - Phân tích, tổng hợp kiến thức cũ. Đồ dùng: Mô hình cuộn dây dẫn và đường sức từ của một nam châm. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh - GV thông báo: Xung quanh nam châm có từ trường. Các nhà bác học cho rằng chính từ trường gây ra dòng điện cảm ứng trong cuộn dây dẫn kín. Từ trường được biểu diễn bằng đường sức từ. Vậy hãy xét xem trong các TN trên, số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây có biến đổi không? - GV hướng dẫn HS sử dụng mô hình và đếm số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây dẫn khi nam châm ở xa và khi lại gần cuộn dây để trả lời câu hỏi C1. - GV hướng dẫn HS thảo luận chung câu C1 để rút ra nhận xét về sự biến đổi số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây khi đưa nam châm vào, kéo nam châm ra khỏi cuộn dây. *Chuyển ý: Khi đưa một cực của nam châm lại gần hay ra xa một đầu cuộn dây dẫn kín thì trong cuộn dây xuất hiện dòng điện cảm ứng. Vậy sự xuất hiện của dòng điện cảm ứng có liên quan gì đến sự biến thiên số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây hay không? I. Sự biến đổi của số đường sức từ xuyên qua tiết diện của cuộn dây C1: +Số đường sức từ tăng. +Số đường sức từ không đổi. +Số đường sức từ giảm. +Số đường sức từ tăng. * Nhận xét 1: Khi đưa một cực của nam châm lại gần hay ra xa đầu một cuộn dây dẫn thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây dẫn tăng hoặc giảm (biến thiên). Hoạt động 2: Tìm hiểu mối quan hệ giữa sự tăng hay giảm của số đường sức từ qua tiết diện S của cuộn dây với sự xuất hiện dòng điện cảm ứngĐiều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng. (14 phút) Mục tiêu: - Nêu được dòng điện cảm ứng xuất hiện khi có sự biến đổi của số đường sức từ xuyên qua tiết diện của cuộn dây dẫn kín. - Giải thích được một số bài tập định tính về nguyên nhân gây ra dòng điện cảm ứng. Đồ dùng: Bảng phụ 1 - Yêu cầu cá nhân HS trả lời C2 bằng việc hoàn thành bảng 1. - GV hướng dẫn đối chiếu, tìm điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng=>nhận xét 1 - GV yêu cầu cá nhân HS vận dụng nhận xét đó để trả lời C4. ? Khi đóng (ngắt) mạch điện thì dòng điện qua nam châm điện tăng hay giảm. ? Từ đó suy ra sự biến đổi của số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây biến thiên tăng hay giảm. - GV hướng dẫn HS thảo luận C4 ? Từ nhận xét 1 và 2, ta có thể đưa ra kết luận chung về điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng là gì? * Tích hợp bảo vệ môi trường: - Dòng điện sinh ra từ trường và ngược lại từ trường lại sinh ra dòng điện. Điện trường và từ trường tồn tại trong một thể thống nhất gọi là điện từ trường. - Điện năng là nguồn năng lượng có nhiều ưu điểm: Dễ sử dụng, dễ chuyển hoá thành các dạng năng lựơng khác, dễ truyền tải đi xa.... nên càng ngày được sử dụng phổ biến. - Việc sử dụng điện năng không gây ra các chất thải độc hại cũng như các tác nhân gây ô nhiễm môi trường nên đây là một nguồn năng lượng sạch. * Các biện pháp GDBVMT: + Thay thế các phương tiện giao thông sử dụng các động cơ nhiệt bằng các phương tiện giao thông sử dụng động cơ điện. + Tăng cường sản xuất điện năng bằng các nguồn năng lượng sạch: Năng lượng nước, năng lượng gió, năng lượng Mặt Trời. II. Điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng C2: HS điền vào bảng 1 C3: Khi số đường sức từ qua tiết diện S của cuộn dây biến đổi thì xuất hiện dòng điện cảm ứng trong cuộn dây dẫn kín. * Nhận xét 1: Dòng điện cảm ứng xuất hiện trong cuộn dây dẫn kín đặt trong từ trường của một nam châm khi số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây biến thiên. C4:+ Khi ngắt mạch điện, cường độ dòng điện trong nam châm điện giảm về 0, từ trường của nam châm yếu đi, số đường sức từ biểu diễn từ trường giảm, số đường sức từ qua tiết diện S của cuộn dây giảm, do đó xuất hiện dòng điện cảm ứng. + Khi đóng mạch điện, cường độ dòng điện trong nam châm điện tăng, từ trường của nam châm mạnh lên, số đường sức từ qua tiết diện S của cuộn dây tăng, do đó xuất hiện dòng điện cảm ứng. * Kết luận: Trong mọi trường hợp, khi số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây dẫn kín biến thiên thì trong cuộn dây xuất hiện dòng điện cảm ứng. Hoạt động 3: Vận dụng(10 phút) Mục tiêu: - Nêu được dòng điện cảm ứng xuất hiện khi có sự biến đổi của số đường sức từ xuyên qua tiết diện của cuộn dây dẫn kín. - Giải thích được một số bài tập định tính về nguyên nhân gây ra dòng điện cảm ứng. - GV gọi 2, 3 HS nhắc lại điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng. - Y/c cá nhân HS hoàn thành câu C5, C6. - Yêu cầu giải thích tại sao khi cho nam châm quay quanh trục trùng vói trục của nam châm và cuộn dây trong TN phần mở bài thì trong cuộn dây không xuất hiện dòng điện cảm ứng. - GV nhấn mạnh: Như vậy không phải cứ nam châm hay cuộn dây chuyển động thì trong cuộn dây xuất hiện dòng điện cảm ứng mà điều kiện để trong cuộn dây xuất hiện dòng điện cảm ứng là cuộn dây dẫn phải kín và số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây phải biến thiên. III. Vận dụng C5: Khi quay núm của đinamô xe đạp, nam châm quay theo. Khi 1 cực của nam châm lại gần cuộn dây, số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây tăng, lúc đó xuất hiện dòng điện cảm ứng. Khi cực đó của nam châm ra xa cuộn dây thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây giảm, lúc đó cũng xuất hiện dòng điện cảm ứng. C6: Tương tự C5. -Khi cho nam châm quay theo trục quay trùng với trục của nam châm và cuộn dây thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện của cuộn dây không biến thiên, do đó trong cuộn dây không xuất hiện dòng điện cảm ứng. 4. Củng cố(3 phút) - GV củng cố kiến thức cơ bản ? Nhắc lại điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng. 5. Hướng dẫn học ở nhà(1 phút) - Học bài phần ghi nhớ - Tìm hiểu phần có thể em chưa biết (SGK- 89) - Chuẩn bị bài mới: Ôn tập