Giáo án Vật lý 11 - Tiết 54: Bài tập lực từ

Chia sẻ: Phạm Tùng Lâm | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:10

Thêm vào BST

Báo xấu

389
lượt xem 54
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo án Vật lý 11 - Tiết 54: Bài tập lực từ nhằm giúp học sinh luyện tập việc áp dụng quy tắc bàn tay trái và vận dụng công thức định luật Ampe, kể cả việc nhận ra góc trong công thức đó, luyện tập việc xác định momen ngẫu lực từ tác dụng lên một khung dây có dạng hình tam giác (không phải là hình chữ nhật), luyện tập việc xác định chiều của lực Lo-ren-xơ và công thức xác định độ lớn của lực Lo-ren-xơ.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo án Vật lý 11 - Tiết 54: Bài tập lực từ

GIÁO ÁN CHI TIẾT Giáo viên hướng dẫn: Lê Thị Quỳnh Trang Người soạn: Phạm Tùng Lâm Ngày tháng 02 năm 2012 Tiết 54. BÀI TẬP VỀ LỰC TỪ A. MỤC TIÊU BÀI HỌC 1. Kiến thức - Luyện tập việc áp dụng quy tắc bàn tay trái và vận dụng công thức định luật Ampe, kể cả việc nhận ra góc trong công thức đó. - Luyện tập việc xác định momen ngẫu lực từ tác dụng lên một khung dây có dạng hình tam giác (không phải là hình chữ nhật). - Luyện tập việc xác định chiều của lực Lo-ren-xơ và công thức xác định độ lớn của lực Lo-ren-xơ. 2. Kỹ năng - Vận dụng công thức cảm ứng từ để xác định cảm ứng từ tại một điểm do một hoặc nhiều dòng điện gây ra. - Tìm được lực từ tác dụng lên đoạn dây có dòng điện chạy qua. - Xác định và tính được lực Lo-ren-xơ tác dụng lên điện tích chuyển động trong từ trường. 3. Thái độ - Có tinh thần hợp tác trong học tập cũng như trong vi ệc áp d ụng các kiến thức đã đạt được. II. PHƯƠNG PHÁP LÊN LỚP Đàm thoại, diễn giải B. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên 1
- Một số công thức liên quan. - Một số bài tập về phần này theo nội dung trong bài 2. Học sinh - Ôn lại các công thức về cảm ứng từ, công thức Ampe của lực từ, lực Lo-ren- xơ. III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC Hoat đông 1(10 phut): Ôn định lớp và nhắc lại một số kiến thức liên quan ̣ ̣ ́ Hoạt động cua giao viên ̉ ́ ̣ ̣ ̉ ̣ Hoat đông cua hoc sinh - Viết biểu thức của lực từ tác dụng - Biểu thức của lực từ tác dụng lên lên đoạn dòng điện đặt trong từ đoạn dòng điện đặt trong từ trường trường đều trong trường hợp đoạn đều trong trường hợp đoạn dòng dòng điện hợp với véc tơ một góc . điện hợp với véc tơ một góc là: - Viết biểu thức của momen ngẫu - Biểu thức của momen ngẫu lực từ lực từ tác dụng lên khung dây hình tác dụng lên khung dây có dòng chữ nhật có dòng điện chạy qua đặt điện chạy qua đặt trong từ trường trong từ trường đều trong trường đều là: hợp đường sức từ không nằm trong với mặt phẳng khung dây và nêu ý nghĩa từng đại lượng. - Cho một hạt electron chuyển động trường đều với vận tốc , yêu cầu - HS lên bảng xác định đó là lực Lo- HS xác định lực gì đã tác dụng lên ren-xơ. hạt electron di chuyển trong từ trường đều ở hình vẽ bên và xác định phương, chiều độ lớn của lực đó? + Áp dụng quy tắc bàn tay trái xác định chiều của lực, biểu thức độ lớn là 2
Hoạt động 2: ( 33 phút) Phân tích và giải 3 bài tập trong SGK Phân tích và giải bài tập 1 Hoạt động cua giao Hoat đông cua Nội dung ghi bảng ̉ ́ ̣ ̣ ̉ viên ̣ hoc sinh + Gọi một HS lên bảng - HS hoạt động Bài 1. tóm tắt đề bài và gải. cá nhân Tóm tắt : Đề: l= 20 cm = 0,2 m l= 20 cm = 0,2 m m= 10g = 0,01kg m= 10g = 0,01kg B= 0,2 T; Fk = 0,06N; B= 0,2T ; g = 10m/s Fk= 0,06N; Hỏi: Imax=? để dây không g = 10m/s đứt Hỏi: Imax=? để Giải : dây không đứt GV gợi ý cho HS : - Khi đoạn dây CD chưa - Khung dây CD có dòng điện qua thì dây sẽ lệch khỏi vị treo thẳng đứng. Khi trí ban đầu. đoạn dây CD có dòng điện chạy từ C đến D thì . dây treo CD sẽ như thế nào so với vị trí ban đầu. - Yêu cầu HS phân tích - HS phân tích các lực tác dụng lên CD: lực tác dụng lên + Phân tích lực : CD Đoạn dây CD chịu tác dụng của các lực - HS tiến hành giải bài tập 3
Khi CD nằm cân bằng, hợp + Khi đoạn dây CD nằm lực tác dụng đoạn dây CD cân bằng, hợp lực tác bằng 0, ta có: dụng lên đoạn dây CD bằng 0 nên ta có phương trình Do nên ta có hợp lực: Suy ra : Các lực có cùng điểm đặt tại trung điểm CD. Ta có Nên ta có F2 + P2 = (2T)2 + Do dây treo có thể chịu được lực kéo lớn nhất Fk + Do dây treo chỉ chịu được nên T phải thỏa mãn lực kéo lớn nhất Fk nên T điều kiện sau: phải thỏa mãn điều kiện Thay số vào ta có : Vậy dòng điện qua đoạn - Yêu cầu HS khác nhận dây dẫn CD có cường độ xét bài làm và chữa lỗi lớn nhất là I=1,66A để dây sai của bạn. treo không bị đứt. 4
- HS nhận xét bài làm của bạn Phân tích và giải bài 2 Hoạt động cua giaỏ ́ ̣ ̣ Hoat đông cua ̉ Nội dung ghi bảng viên ̣ hoc sinh - Gọi một HS lên bảng - HS đọc đề bài Bài 2 : tóm tắt đề bài và giải. và tóm tắt đềTóm tắt đề bài bài. //mặt phẳng khung dây có - HS tiến hành dạng đều - GV gợi ý cho HS : giải bài tập AB = a + Xác định phương, Hỏi : chỉ chiều và biểu thức chiều, độ lớn, điểm đặt độ lớn của các lực từ tác dụng lên + HS xác định M= ? các cạnh của khung dây phương, chiều, Giải . độ lớn và điểm đặt các lực từ tác dụng lên các cạnh của khung. : - Các lực từ tác dụng lên các cạnh của khung là : 5
Gọi + Gọi vì nên Ta có : đặt tại trung điểm N của AH và có chiều như hình vẽ. + Xác định ngẫu lực tác + và tạo thành ngẫu lực tác dụng lên khung dây. dụng lên khung. GV gợi ý: và có cùng Momen của ngẫu lực là : phương, ngược chiều, có M=FN.NH độ lớn bằng nhau và có Với điểm đặt như hình vẽ, Vậy : hai lực này tạo thành ngẫu lực tác dụng lên Chú ý : khung làm khung quay. Từ Ta có : - Gọi một HS nhận xét là diện tích tam giác ABC, bài làm của bạn và chữa tức là diện tích mặt phẳng lỗi sai của bạn. khung dây. Ta suy ra : - Chú ý HS : Từ 6
Ta có : là diện tích tam giác ABC, tức là diện tích mặt phẳng khung dây. Ta suy ra : Vậy công thức trên không chỉ đúng với khung dây hình chữ nhật mà còn đúng đối với khung dây phẳng có dạng bất kỳ. Phân tích và giải bài 3 Hoạt động cua giao ̉ ́ Hoat đông cua hoc Nội dung ghi bảng ̣ ̣ ̉ ̣ viên sinh - Gọi một HS lên bảng - HS đọc và tóm tắt đề Tóm tắt: tóm tắt đề bài và giải. bài và giải. U=220V, - GV gợi ý cho HS : Quỹ đạo tròn bán kính + Chùm hạt bay theo R quỹ đạo tròn trong từ trường đều thì lực nào đóng vai trò là lực Hỏi: hướng tâm. a) xác định chiều của b) R=? Xác định chiều của lực Giải theo quy tắc bàn tay phải. a) Vì quỹ đạo của electron là đường tròn nên lực Lo-ren-xơ tác dụng lên electron đóng vai trò lực hướng tâm. Dựa theo quy tắc bàn 7
tay trái ta xác định được chiều chuyển động của electron như hình vẽ. b) Vì - Vì lực Lo-ren-xơ đóng Vì lực Lo-ren-xơ đóng vai trò lực hướng tâm vai trò lực hướng tâm nên ta có nên ta có - Hạt electron được tăng tốc bởi hiệu điện thế U=220 V sẽ chịu tác dụng của lực nào? Lực điện trường chính - Hạt electron chịu tác là ngoại lực tác dụng dụng của lực điện lên hạt electron. trường. - Gợi ý cho HS: áp dụng định lí động năng Áp dụng định lí động để tìm được năng. - Yêu cầu HS phát biểu định lí động năng. - HS phát biểu định lí Trong đó động năng: Độ biến thiên động (do trước khi tăng tốc, - Yêu cầu HS xác định năng bằng công của tốc độ của electron rất biểu thức độ biến thiên ngoại lực tác dụng lên nhỏ, có thể bỏ qua) động năng và công của vật. Và ngoại lực tác dụng lên Ta có được: hạt electron. + Độ biến thiên động Thay vào biểu thức (1) năng của hạt electron ta có: + Công của ngoại lực Thay số vào ta có: bằng: Ta có + Độ biến thiên động Vậy chùm hạt electron năng: chuyển động trên quỹ đạo tròn với bán kính là - Yêu cầu HS nhận xét + Công của ngoại lực 8
bài làm của bạn và bằng: chữa lại những lỗi sai. * Nếu như còn dư thời gian thì cho HS làm bài tập tương tự: GV đọc đề bài: - HS nhận xét bài làm Câu 1: Một của bạn. khung dây tròn bán kính 5cm gồm 75 vòng được đặt trong từ trường đều - HS lấy giấy ra làm có cảm ứng từ 0, 25 T. bài và trả lời đáp án. Mặt phẳng khung hợp - Một HS nhận xét bài với đường sức từ góc làm của bạn 60o. Tính momen ngẫu lực từ tác dụng lên khung dây. Cho biết mỗi vòng dây có dòng điện chạy qua là 8A. - GV gọi HS trả lời đáp án từng câu. Câu 1: Tóm tắt: R=5cm=0,05m N=75 vòng B=0,25T I qua mỗi vòng dây là 8A Giải : Hoạt động 3 : Củng cố và dặn dò (2 phút) - Sau bài học này chúng ta nắm được các vấn đề sau 9
+ Công thức không chỉ đúng với khung dây hình chữ nhật mà còn đúng đối với khung dây phẳng có dạng bất kỳ, khung dây phẳng đặt trong từ trường đều, mặt phẳng khung chứa đường sức từ. - Các em về ôn tập kiến thức ở hai chương III dòng điện trong các môi trường và chương IV từ trường nhưng trọng tâm sẽ là ch ương IV để sau 2 tiết thực hành là có tiết kiểm tra. Sinh viên thực tập Giáo viên hướng dẫn Phạm Tùng Lâm Lê Thị Quỳnh Trang 10