Giáo án Bài 25: Tự cảm Vật lý 11 - Nông Văn Thiện

Chia sẻ: Nong Van Thien | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:9

Thêm vào BST

Báo xấu

313
lượt xem 45
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo án Bài 25: Tự cảm Vật lý 11 giúp cho học sinh nắm được khái niệm hiện tượng tự cảm, khái niệm hệ số tự cảm L (độ tự cảm): hệ số tỉ lệ trong biểu thức Φ=Li , đơn vị Henri (H) trong hệ SI.Biểu thức tính hệ số tự cảm của ống dây: L=4π.〖10〗^(-7) N^2/l S , n: số vòng dây/ 1 đơn vị chiều dài, V: thể tích của ống; khái niệm suất điện động tự cảm: là suất điện động được sinh ra do hiện tượng tự cảm.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo án Bài 25: Tự cảm Vật lý 11 - Nông Văn Thiện

Họ và tên: Nông Văn Thiện Bài 25: TỰ CẢM I.Mục tiêu 1. Nội dung kiến thức cần dạy - Khái niệm hiện tượng tự cảm: Hiện tượng cảm ứng điện từ trong một mạch điện do chính sự biến đổi của dòng điện trong mạch đó gây ra gọi là hiện tượng tự cảm. - Khái niệm hệ số tự cảm L (độ tự cảm): hệ số tỉ lệ trong biểu thức , đơn vị Henri (H) trong hệ SI.Biểu thức tính hệ số tự cảm của ống dây: , n: s ố vòng dây/ 1 đơn vị chiều dài, V: thể tích của ống - Khái niệm suất điện động tự cảm: là suất điện động đ ược sinh ra do hi ện tượng tự cảm 2.Kỹ năng - Giải thích được bản chất của hiện tượng tự cảm khi đóng, ngắt mạch -Vận dụng được các công thức xác định hệ số tự cảm của ống dây, công thức xác định suất điện động tự cảm -Vận dụng được công thức xác định năng lượng từ trường trong ống dây và công thức xác định mật độ năng lượng từ trường 3. Tư duy - Tư duy phân tích hiện tượng - Tư duy logic trong việc gắn kết các hiện tượng lại 4. Thái độ - Có thái độ thích thú, hưng phấn khi học và nghiêm túc khi làm thí nghiệm II. Chuẩn bị 1. Giáo viên - Chuẩn bị bộ thí nghiệm hiện tượng tự cảm - Chuẩn bị hình vẽ sơ đồ mạch điện 2. Học sinh - Đọc lại kiên thức về hiện tượng cảm ứng điện từ, định luật len xơ, các công thức tính từ thông qua một ống dây… III. Tổ chức hoạt động dạy học Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ( 5’) Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh - Thế nào gọi là hiện tượng cảm ứng - Mỗi khi từ thông qua mạch kín(C) điện từ? biến thiên thì trong mạch kín (C) xuất hiện một dòng điện gọi là dòng điện cảm ứng. hiện tượng xuất hiện dòng điện cảm ứng trong (C) gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ.
- Nêu biểu thức từ thông xét trong - Từ thông qua khung dây nhiều vòng: trường hợp khung dây nhiều vòng? = N.B.S.cos - Vậy ta thấy B mà B lại đặc trưng cho độ mạnh hay yếu của từ trường. - Vậy từ trường có thể tồn tại ở - Từ trường có thể tồn tại xung quanh đâu( vật liệu gì? Xung quanh dòng nam châm, dây dẫn có dòng điện chạy điện có từ trườn không?_)? qua. -Vậy phụ thuộc B mà B phụ thuộc vào I nên ta suy ra Vậy bài này ta sẽ đi nghiên cứu hiện tượng cảm ứng điện từ đặc biệt xảy ra trong một mạch điện. - Trước khi vào bài mới hãy nêu công B = 4-7 I thức tính độ lớn của từ trường trong lòng ống dây? Hoạt động 2: Từ thông riêng của một mạch kín (10’) Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh -Từ thông phụ thuộc vào từ trường mà từ trường lại phụ thuộc vào dòng điện nên ta có thể suy ra từ thông phụ thuộc vào dòng điện I -Người ta đã chứng minh được rằng từ thông phụ thuộc vào cường độ dòng điện theo biểu thức Trong đó: L là hệ số tỉ lệ hay độ tự cảm của mạch ( C ), đơn vị của L là heli( H ). L = -7.N2.S. - mà từ trường trong lòng ống dây B = 4-7 I vậy từ thông Hãy tính độ tự cảm L trong lòng ống dây ( trường hợp ống dây ) - Trong thực tế để tăng L người ta phải - Vậy nhìn vào biểu thức và kiến thức cuốn nhiều vòng dây và trong ống dây đã biết trong thực tế người ta làm thế có một lõi sắt. nào để tăng L? Tóm tắt
Bài tập: Một ống dây dài 30cm, tiết l= 30 cm = 0.3m diện ống 10 cm2, ống có 400 vòng S = 10 cm2 = 10-3 m2 a, Tính độ tự cảm của ống dây N = 400 vòng b, Tính từ thông riêng của ống dây với I =2A i = 2 A, Bài giải a, Ta tính L = 4.10-7. 10-4 = 0,67.10-4 H b, Tính L.i = 1,34.10-4 wb Ta vừa nghiên cứu xong từ thông riêng của một mạch kín ta sang phần tiếp theo hiện tượng tự cảm Hoạt động 2: Hiện tượng tự cảm (20’) Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh -Hiện tượng cảm ứng điện từ đã nghiên cứu mới chỉ dừng ở sự biến thiên từ thông của mạch ngoài, tuy nhiên trong định nghĩa không nêu cụ thể giới hạn sự biến thiên từ thông qua mạch trong hay ngoài, vậy hiện tượng cảm ứng điện từ có xảy ra do sự biến thiên từ thông của chính mạch điện gây ra? -Khi từ thông thay đổi do chính dòng điện trong mạch gây ra thì hiện tượng gì xảy ra? Điều kiện xảy ra hiện tượng đó? Những quy luật chi phối? - Vậy ta cần làm thế nào để kiểm tra Xây dựng thí nghiệm về sự biến đổi từ thông do chính dòng trong mạch gây ra bằng cách tăng giảm dòng điện, quan sát hiện tượng và giải
- Nhìn váo sơ đồ mạch điện hãy cho thích sử dụng kiến thức đã biết biết ta cần những gì? - Cần một nguồn điện nối với khóa k với 1 ống dây. - Có được sơ đồ mạch điện rồi vậy làm sao kiểm tra được khi đóng mạch điện có hiện tượng gì? -Ta lắp một bóng đèn để hiển thị tác dụng của dòng điện, mặt khác nếu lắp 1 cái ta sẽ không so sánh được với khí không có ống dây ta lắp thêm - Vậy nếu hai bóng bóng 1 có lắp nối cái nữa không mắc qua ống dây mà tiếp với ống dây mà bóng 2 không lắp mắc song song như hình vẽ. ống dây thì dòng điện sẽ có sự ưu tiên khi qua 2 đèn này ta cần làm thế nào để - Lắp thêm một biến trở vào mạch khắc phục? đèn 2 và điều chỉnh sao cho dòng qua - Ta đã thiết kế xong thí nghiệm trước 2 mạch là bằng nhau. khi làm thí nghiệm dụ đoán hiện tượng về tốc độ sáng của 2 đèn ( tốc độ sáng 2 đèn bằng nhau vì cường độ dòng là như nhau) Ta làm thí nghiệm : lắp sơ đồ mạch - Ta thấy đèn 2 sáng ngay lập tức đèn điện như hình vẽ 1 sang từ từ. -Hãy quan sát hiện tượng và nhận xét - Vậy đã có hiện tượng mới xuất hiện Khái niệm hiện tượng tự cảm: khiến cho đèn 1 sáng chậm hơn so với hiện tượng tự cảm là hiện tượng đèn 2 và hiện tượng này người ta gọi là cảm ứng điện từ xảy ra trong một hiện tượng tự cảm nó là trường hợp đặc
biệt của hiện tượng cảm ứng điện từ. mạch có dòng điện mà sự biến - Dựa vào kiến thức đã biết để giải thiên từ thông qua mạch được gây thích? ra bởi sự biến thiên của cường độ dòng điện trong mạch. - Giải thích: khi đóng khóa k dòng điện qua ống dây và đèn 2 tăng lên đột ngột,khi đó trong ống dây xảy ra hiện tượng cảm ứng điện từ - hiện tượng tự cảm. xuất điện động cảm ứng xuất hiện có tác dụng cản trở - Ta thấy đóng mạch thì xuất hiện dòng nguyên nhân sinh ra nó nghĩa là cản điện cảm ứng chống lại sự tăng của trở sự tăng dòng điện đi qua L. khi đó dòng điện. vậy nếu ta ngắt mạch thì sẽ dòng điện qua đèn 1 tăng lên từ từ thế nào? làm cho đèn 1 sáng từ từ. Hệ quả logic: thí nghiệm khi ngắt mạch: Khi công tắc ngắt, dòng trong mạch giảm làm cho từ thông qua ống dây biến đổi, nên trong ống dây xuất Ta đi làm thí nghiệm để kiểm tra hiện dòng cảm ứng. Theo định luật Len-xơ dòng cảm ứng cùng chiều với dòng trong mạch do nguồn gây ra và đi qua bóng đèn, vì vậy bóng đèn lóe - Quan sát hiện tượng : sáng lên rồi mới tắt. - Cho thay đèn 2 bằng một đèn - Kết luận tạm thời: Hiện tượng xảy ra ne( đèn Ne có đặc điểm là khi đủ đúng như dự đoán. điện áp định mức thì đèn mới sáng) -Kết luận cuối cùng: Hiện tượng cảm -Ta thấy đèn Ne lóe lên sáng ròi tắt ứng điện từ xảy ra trong một mạch điện khi ta ngắt mạch. do chính sự biến đổi của dòng điện trong mạch gây ra gọi là hiện tượng tự cảm. -Ta đã tìm hiểu xong thế nào là hiện tượng tụ cảm. Hoạt động III: suất điện động tự cảm (5’)
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh - Hiện tượng tự cảm có bản chất là hiện tượng cảm ứng điện từ nên Suất trong hiện tượng tự cảm cũng có suất điện động cảm ứng và gọi là điện suất điện động tự cảm động tự - Biểu thức xác định suất điện động tự cảm có dạng như thế nào? cảm có - Để xác định công thức suất điện động tự cảm có thể xuất phát từ độ lớn suất điện động cảm ứng, do đó cần xây dựng mối liên hệ giữa sự tỉ lệ với biến đổi từ thông và sự biến đồi dòng điện trong mạch. tốc độ - Xét mạch điện có dòng điện i chạy qua, từ thông qua di ện tích c ủa biến mạch tỉ lệ với từ trường do dòng điện sinh ra, từ trường này tỉ l ệ v ới thiên cường độ dòng điện, vậy từ thông qua diện tích giới hạn bởi mạch của điện tỉ lệ với cường độ dòng điện trong mạch đó: cường độ dòng Vậy suất điện động tự cảm tính theo công thức: điện trong Suất điện động tự cảm: mạch Từ thông qua diện tích giới hạn của mạch điện: Hệ số tự cảm: của ống dây: , N: số vòng dây, V: thể tích của ống - Khi ngắt công tắc đèn sang bừng lên trước khi tắt, chứng tỏ có năng lượng giải phóng trong đèn là năng lượng đã tích lũy trong ống dây tự cảm khi có dòng điện chạy qua và người ta đã chưng minh được rằng năng lượng đó được tính theo công thức sau : W = ½ Li2 Hoạt động 4: ứng dụng (3’) Hiện tượng tự cảm có nhiều ứng dụng trong thực tế nhất là dung trong mạch điện xoay chiều. Hoạt động 5: củng cố và tổng kết(2’)
Củng cố Tổng kết Bài tập: một ống dây dài 10 cm, diện - Hiện tượng tự cảm (1 hiện tượng tích ống dây 20cm2 gồm 200 vòng. vật lý): Hiện tượng cảm ứng điện từ a,Tính độ tự cảm của ống dây trong một mạch điện do chính sự biến b,Cường độ dòng điện trong ống dây đổi của dòng điện trong mạch đó gây giảm 2 A xuống 1A trong 0.02s. Tính ra gọi là hiện tượng tự cảm độ lớn của suất điện động tự cảm - Hệ số tự cảm L (độ tự cảm): hệ số tỉ trong ống dây lệ trong biểu thức , đơn vị Henri (H) trong hệ SI.Biểu thức tính hệ số tự cảm của ống dây: , n: số vòng dây/ 1 đơn vị chiều dài, V: thể tích của ống - Khái niệm suất điện động tự cảm: là suất điện động được sinh ra do hiện tượng tự cảm Khi cuộn cảm có dòng điện với cường độ I chạy qua thì trong cuộn cảm tích lũy năng lượng từ trường: W = ½ Li2 Nội dung trình bày bảng Tiết: TỰ CẢM
I. Từ thông riêng của mạch kín dòng trong mạch do nguồn gây ra và đi qua bóng đèn, vì vậy bóng đèn lóe sáng Trong đó: L là hệ số tỉ lệ hay độ tự lên rồi mới tắt. cảm của mạch ( C ), đơn vị của L là - Thí nghiệm kiểm tra: heli( H ). - kết luận: : Hiện tượng xảy ra đúng L = -7.N2.S. như dự đoán. II. Hiện tượng tự cảm 3. Định nghĩa (sgk) 1.Thí nghiệm III. Suất điện động tự cảm - Dụng cụ 1.Suất điện động tự cảm - Cách tiến hành Suất điện động tự cảm có độ lớn tỉ lệ với tốc độ biến thiên của cường độ dòng điện trong mạch 2. Năng lượng từ trường của ống dây t ự c ảm W = ½ Li2 -Hiện tượng: Ta thấy đèn 2 sáng ngay Khi cuộn cảm có dòng điện với cường lập tức đèn 1 sang từ từ độ I chạy qua thì trong cuộn cảm tích Nhận xét: Vậy đã có hiện tượng mới lũy năng lượng từ trường: W = ½ Li2 xuất hiện khiến cho đèn 1 sáng chậm hơn so với đèn 2 và hiện tượng này IV. Ứng dụng người ta gọi là hiện tượng tự cảm nó là trường hợp đặc biệt của hiện tượng cảm ứng điện từ. 2.Hệ quả khi ngắt mạch: Khi công tắc ngắt, dòng trong mạch giảm làm cho từ thông qua ống dây biến đổi, nên trong ống dây xuất hiện dòng cảm ứng. Theo định luật Len-xơ dòng cảm ứng cùng chiều với