Bài giảng Vật lí 11 - Bài 38: Hiện tượng cảm ứng điện từ suất điện động cảm ứng

TRƯỜNG THPT CHUYÊN NGUYỄN HUỆ - LỚP 11NHIỆT LIỆT CHÀO MỪNG CÁC THẦY, CÔ GIÁOCÂU HỎI KIỂM TRA BÀI CŨVẽ đường sức từ của nam châm thẳng và nêu các tính chất của đường sức từ?-Viết các công thức tính Cảm ứng từ của các dòng điện đặt trong không khí của: +Dòng điện thẳng: +Dòng điện tròn: +Ống dây dài:Thí nghiệm Ơ-xtét cho biết dòng điện sinh ra . từ trườngNgược lại từ trường có thể sinh ra dòng điện được không?BÀI 38 : Tiết 58, 59HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪSUẤT ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNGChương V: CẢM ỨNG ĐIỆN TỪM. Faraday1. Thí nghiệm:a. Thí nghiệm 10SN Khảo sát từ trường có sinh ra dòng điện hay không. *MĐ:- Để Nam châm (NC) và ống dây đứng yên* Cho NC chuyển động lại gần ống dây* Cho NC chuyển động ra xa ống dây0SN1. Thí nghiệm:a. Thí nghiệm 1Cho NC chuyển động ra xa ống dây0SN1. Thí nghiệm:a. Thí nghiệm 1Cho NC chuyển lại gần ống dây*TL: Khi số đường sức từ qua ống dây thay đổi thì có dòng điện chạy qua ống dây.1. Thí nghiệm:a. Thí nghiệm 1Khi nào xuất hiện dòng điện trong mạch kín?01. Thí nghiệm:b. Thí nghiệm 2:01. Thí nghiệm:b. Thí nghiệm 2:01. Thí nghiệm:b. Thí nghiệm 2:0Tại sao khi di chuyển con chạy thì khung dây xuất hiện dòng điện?	TL: Khi di chuyển con chạy thì từ trường trong ống dây thay đổi, nên số đường sức từ qua vòng dây biến đổi làm xuất hiện dòng điện trong vòng dây.	Các em hãy làm việc nhóm thảo luận cho thầy câu C1 SGK trong vòng 1 phút.1. Thí nghiệm:b. Thí nghiệm 2:Từ TN 1 và 2 ta có thể kết luận khi nào từ trường có thể sinh ra dòng điện? Từ trường biến thiên sinh ra dòng điện.TL câu C1: Khi đóng hay mở ngắt điện thì từ trường trong ống dây biến đổi. Nghĩa là số đường sức từ qua vòng dây biến đổi thì trong vòng dây xuất hiện dòng điện.1. Thí nghiệm:Nếu cho khung dây quay trong từ trường thì giải thích thế nào không? Xeùt moät maët phaúng dieän tích S ñaët trong töø tröôøng ñeàu B . laø goùc hôïp bôûi B vaø n 2. Khái niệm từ thônga. Định nghĩa từ thông SnB Veõ vectô phaùp tuyeán n cuûa S Từ trường thông qua diện tích S phụ thuộc vào những yếu tố nào? TL: Phụ thuộc B, S, cos 2. Khái niệm từ thônga. Định nghĩa từ thông SnB = B.S.cos  : Caûm öùng töø thoâng qua tieát dieän S (töø thoâng) Các em hãy nhận xét công thức tính từ thông?Ta thấy: laø goùc nhoïn laø goùc tuø = 0  > 0  0. = BScos Choïn S = 1 m2, = 0  = B SnB Vậy, ý nghĩa của từ thông là người ta dùng khái niệm từ thông để diễn tả số đường sức từ xuyên qua một diện tích nào đó. Hãy làm việc theo nhóm trong vòng 1 phút trả lời câu C2 SGK.2. Khái niệm từ thôngb. Ý nghĩa của từ thông c) Đơn vị của từ thông:  = BScos Ngoài ra trong hệ SI thì  còn có đơn vị là (Wb) 1 Wb = 1T.m2Theo công thức  là: T.m22. Khái niệm từ thôngDùng khái niệm từ thông để giải thích hiện tượng xuất hiện dòng điện trong các thí nghiệm 1 và 2?Phát phiếu học tập số 1. Xác định từ thông Một khung dây kín có diện tích S = 0,5 m2 đặt trong từ trường đều B = 0,1 T, sao cho mặt phẳng khung hợp với véc tơ cảm ứng một góc 300. Tính từ thông qua diện tích S.2. Khái niệm từ thôngBnαLG: α = 600  = B.S.cos600 = 1.0,5.0,5 =0,025 Wb 3. Hiện tượng cảm ứng điện từa. Dòng điện cảm ứng.Là dòng xuất hiện khi có sự biến thiên từ thông qua mạch điện kín. NS0 Trong TN 1 và 2 khi nào thì trong mạch kín xuất hiện dòng điện? Mỗi khi từ thông biến thiên thì trong mạch xuất hiện dòng điện.3. Hiện tượng cảm ứng điện từ.b. Suất điện động cảm ứng. Trong TN 1 và 2: Hiện tượng xuất hiện suất điện động cảm ứng khi có sự biến thiên từ thông qua mặt giới hạn bởi mạch kín gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ. 	Khi có sự xuất hiện của dòng điện trong mạch kín thì trong mạch phải tồn tại 	cái gì để sinh ra dđ đó? một suất điện động. Suất điện động này gọi là suất điện động cảm ứng. khi nào thì trong mạch xuất hiện của suất điện động cảm ứng? khi có sự biến đổi từ thông qua mặt giới hạn bởi một mạch kín thì trong mạch xuất hiện suất điện động cảm ứng.Câu hỏi kiểm tra bài cũViết công thức tính từ thông và nêu ý nghĩa của từ thông?Phát biểu qui tắc nắm tay phải để xác định chiều cảm ứng từ?4. Chiều dòng điện cảm ứng. Định luật Len-xơ.Mục đính TN: Tìm quy luật về chiều của dòng điện cảm ứng.Dụng cụ TN:Cuộn dây.Nam ChâmLại gần ống dây từ thông tăng.Ra xa ống dây từ thông giảm.Điện kế và nguồn DC.Phương án TN: đưa cực bắc của NC lại gần hoặc xa ống dâya. Thí nghiệm (TN):4. Chiều dòng điện cảm ứng. Định luật Len-xơ.a. Thí nghiệm (TN):Đưa cực bắc của NC lại gần ống dây:SN0BcicChiều của Bc so với B như thế nào? Bc có tác dụng làm gì?  tăng. => Bc chống lại sự tăng .Đưa cực bắc của NC lại gần ống dây:Chiều của Bc so với B như thế nào? Bc có tác dụng làm gì? Bc B 4. Chiều dòng điện cảm ứng. Định luật Len-xơ.a. Thí nghiệm (TN):Đưa cực bắc của NC ra xa ống dây:SNBcicChiều của Bc so với B như thế nào? Bc có tác dụng làm gì?0  giảm. => Bc chống lại sự giảm .Đưa cực bắc của NC ra xa ống dây:Chiều của Bc so với B như thế nào? Bc có tác dụng làm gì? Bc B Kết quả TN: Cực Bắc NC đưa vào →Ф↑ ta thấy Cực Bắc NC đưa ra →Ф↓ ta thấyb. Nhận xét TN:- Ф↑ ta thấy- Ф↓ ta thấy4. Chiều dòng điện cảm ứng. Định luật Len-xơ.a. Thí nghiệm (TN): Bc B Bc B Bc B Bc B b. Nhận xét TN:Ф↑ ta thấyФ↓ ta thấyVậy khi có DĐCƯ nó tạo ra Bc có tác dụng gì?TL: Khi có DĐCƯ nó tạo ra Bc có tác dụng chống lại sự biến thiên từ thông.c) Định luật Len-xơ:Vậy từ kết luận trên em nào có thể đưa ra ĐL Len-xơ?	Dòng điện cảm ứng có chiều sao cho từ trường mà nó sinh ra có tác dụng chống lại nguyên nhân sinh ra nó. Các em đọc và trả lời câu C3 SGK cho thầy?4. Chiều dòng điện cảm ứng. Định luật Len-xơ. Bc B Bc B Phát phiếu học tập số 1Xác định chiều dòng cảm ứng khi cho cực nam của NC lại gần và ra xa ống dây?Phát phiếu học tập số 1 xác định chiều dòng điện cảm ứng4. Chiều dòng điện cảm ứng. Định luật Len-xơ.IvIvB Cho hệ thống như hình vẽ: Vòng dây được giữ cân bằng nhờ vật m. Xác định trạng thái của vòng dây khi cho NC chuyển động đi lên. Giải thích?L1 Phiếu học tập số 2SNBcicLời giảiKhi NC chuyển động lên phía trên từ thông qua mạch giảm. Trong vòng dây xuất hiện một dòng cảm ứng ic tạo ra Bc chống lại sự giảm từ thông qua mạch. - Chiều của ic xác định bằng quy tắc nắm tay phải như hình vẽ.- Mặt trên của vòng dây là mặt N gần với cực S của NC nên hai cực N – S hút nhau, làm vòng dây chuyển động đi lên. Độ lớn của suất điện động cảm ứng trong mạch kín tỉ lệ với tốc độ biến thiên của từ thông qua mạch.a. Định luật Fa-ra-đây:5. Định luật Fa-ra-đây về cảm ứng điện từ.b. Biểu thức: Trong hệ SI k=1, nếu kể đến ĐL Len-xơ thì ta viết lại biểu thức trên:k: là hệ số tỉ lệ.Dấu trừ (-) biểu thị ĐL len-xơ Nếu khung dây có N vòng:Ф: là từ thông qua diện tích giới hạn bởi một vòng dây.5. Định luật Fa-ra-đây về cảm ứng điện từ.ec= -∆Ф∆t∆Фec= - N∆t∆Ф∆tec= k Cho mạch điện như hình vẽ: E1 = 10V, E2 = 8V. Dây dài 2m gấp thành hình vuông. Cảm ứng từ qua mạch tăng theo qui luật: B = k.t (T), k = 0,16 (T/s). Xác định Suất điện động cảm ứng và cường độ dòng điện qua mạch. R = 4. Coi điện trở của hai nguồn không đáng kể. L2 CUÛNG COÁE1E2BDo B tăng nên trong mạch sẽ xuất hiện một sđ đ cảm ứng |ec|, dòng điện cảm ứng sinh ra phải có chiều sao cho từ trường do nó sinh ra phải ngược chiều với từ trường ngoài B. Suất điện động cảm ứng |ec| được biểu diễn như hình vẽ. Với |ec| = | / t| = | (BS)/ t| = S| B/ t| = k.S = k(l/4)2 = 0,04V. Vì |ec| + E1 > E2 nên dòng điện trong mạch sẽ có chiều ngược chiều kim đồng hồ.I = (E1 + |ec| - E2)/R = 0,51AE1E2BcecBXIN TRÂN TRỌNG CẢM ƠN CÁC THẦY CÔ VÀ CÁC EM.CHÀO THÂN ÁI VÀ QUYẾT THẮNG