Thuyết minh bài giảng Vật lí Lớp 11 - Bài 19: Từ trường

BÀI 19 – TỪ TRƯỜNG
STT
Lời
Hình ảnh
1
Trong chương 1 các em đã được học lực điện cụ thể là lực tương tác giữa các điện tích đứng yên: Các điện tích cùng dấu đặt gần nhau thì đẩy nhau, ngược lại khác dấu thì hút nhau và nguồn gốc của lực điện là điện trường.
Vậy một vấn đề đặt ra là khi có các điện tích chuyển động thì lực tương tác giữa chúng ra sao? chúng gây ra loại trường gì?
Để giải quyết vấn đề trên cô và các em cùng nghiên cứu nội dung bài học mới, bài 19: Từ Trường.

- Giáo viên + Slide tiêu đề bài học
- Tiêu đề bài học phóng to
2
- Bài học hôm nay gồm có 4 nội dung chính:
- Nội dung thứ nhất là Nam châm
- Nội dung thứ 2 là Từ tính của dây dẫn có dòng điện
- Nội dung thứ 3 là Từ trường
- Nội dung thứ 4 là Đường sức từ
- Nội dung bài học:
- Hiển thị từng nội dung 
3
- Sau đây mời các em theo dõi nội dung đầu tiên về Nam châm.
- Đã từ rất lâu trong lịch sử loài người đã nhận thấy một vài loại quặng sắt có khả năng hút được sắt vụn, loại quặng sắt đó người ta gọi là Nam châm
- Như vậy ta có khái niệm: Nam châm là những chất có khả năng hút sắt
- Với đặc tính là hút sắt vậy nam châm được cấu tạo từ những vật liệu gì? Về sau người ta nhận thấy vật liệu cấu tạo nên nam châm thường là các chất (hoặc các hợp chất của chúng) đó là: Niken, sắt, mangan, ga đô linium, dysprosium
NC hút được sắt nên nó có ứng dụng rất nhiều trong đời sống ví dụ như: 
Dùng trong cần cẩu nam châm điện để di chuyển vật liệu bằng sắt, tô vít từ giữ các con ốc không bị rơi, khóa cặp xách hay túi xách, gắn tranh ảnh trên bảng từ ..
- Ở trong đời sống thường ngày chúng ta thường gặp 1 số loại nam châm như nam châm chữ u, nam châm thẳng, nam châm tròn, nam châm điện 
- GV + Tiêu đề nội dung 1:
- Hình ảnh nam châm + nhạc nền 4s
- Hình ảnh Nam châm
- Hình ảnh khái niệm nam châm 
- Hình ảnh nam châm và những chất cấu thành
Hình ảnh theo thuyết minh.
- Hình ảnh 1 số loại nam châm thường gặp
Hình ảnh 
4
Câu hỏi tương tác
- Để hiểu rõ hơn về nam châm, mời các em hoàn thành câu hỏi sau:
- Đọc câu hỏi

- Hiển thị câu hỏi
5
Để nghiên cứu sâu hơn nữa để tìm hiểu tại sao nam châm lại hút được những vật kim loại như vậy mời các em theo dõi tiếp phần thứ 2: Đặc điểm của nam châm.
- Qua khảo sát người ta thấy rằng: trên mỗi nam châm có những miền hút sắt mạnh nhất ở đó được gọi là cực của nam châm.
- Trên mỗi nam châm đều có 2 cực phân biệt;
- Xét 1 nam châm nhỏ (gọi là kim nam châm) đặt tự do và có thể quay quanh 1 trục thẳng đứng đi qua trọng tâm của kim. Nếu không có 1 nam châm nào khác hoặc 1 dòng điện nào thì kim nam châm luôn nằm theo hướng Nam – Bắc. Do vậy tên của các cực của nam châm được đặt là cực Nam và Bắc;
- Cực Bắc ký hiệu là chữ N;
- Cực Nam ký hiệu là chữ S;
- GV + Nội dung 1 – phần 2: Đặc điểm nam châm
- Hình ảnh nam châm, các cực của nam châm
6
- Để tìm hiểu giữa các nam châm tương tác với nhau như thế nào ta chuyển sang phần tiếp theo: Tương tác giữa các nam châm.
- Ta tiến hành đưa 2 cực cùng tên của 2 nam châm lại gần nhau thì thấy chúng đẩy nhau;
- Ngược lại ta đưa 2 cực khác tên của 2 nam châm lại gần nhau thì thấy chúng hút nhau;
- Vậy chúng ta có kết luận trong phần này như sau:
- Hai cực của 2 nam châm đặt gần nhau sẽ đẩy nhau khi chúng cùng tên và hút nhau khi chúng khác tên;
- Lực tương tác giữa các nam châm gọi là lực từ và ta nói nam châm có từ tính
- Sau đây chúng ta cùng hoàn thành câu hỏi sau:
Một nam châm M được giữ thăng bằng nằm ngang bằng một sợi dây thẳng đứng đi qua trọng tâm của nó. Người quan sát cầm 1 nam châm thứ 2 sao cho không được chạm vào thanh nam châm M. Hỏi đặt thanh nam châm thứ 2 ntn để cho cực bắc của thanh nam châm M:
a. Đi lên
b. Đi xuống
c. Chuyển động theo đường tròn trong mặt phẳng nằm ngang
- Ở ý a, muốn cho cực bắc của nam châm M đi lên thì các em phải đặt nam châm thứ 2 nằm trong mặt phẳng thẳng đứng ( đồng phẳng với nam châm M) - ở phía dưới thanh nam châm M, cực Bắc của nam châm thứ 2 gần cực bắc hay cực nam của nam châm M. 
Hoặc ở phía trên thanh nam châm M, cực nam gần cực cực bắc ha cực nam của nam châm M.
Ý b các em làm ngược lại, tương tự ý a;
Ta đưa cực Nam của nam châm thứ 2 lại gần và ở phía dưới cực Bắc hay cực Nam của nam châm M. hoặc ta đưa cực Nam của nam châm 2 lại gần và ở phía trên cực bắc hay cực Nam của nam châm M, ta sẽ thấy cực bắc của nam châm M đi xuống.
-Ý c các em phải đặt nam châm thứ 2 nằm trong mặt phẳng nằm ngang chứa thanh nc M, có 1 cực gần cực Bắc hay cực nam của nam châm M;

- GV + Nội dung 1 – Phần 3: Sự tương tác giữa các nam châm
- Hình ảnh thí nghiệm tương tác 2 nam châm
- Nội dung kết luận phóng to
Nội dung 1
Nội dung 2
- Hiển thị câu hỏi
- Hình ảnh thí nghiệm
7
- Ở nội dung 1 các em đã thấy được biểu hiện từ tính của nam châm. Ngoài ra thực nghiệm còn chứng tỏ rằng, dây dẫn có dòng điện đi qua (gọi tắt là dòng điện) cũng có từ tính giống như nam châm.
- Chúng ta cùng chuyển sang nội dung thứ 2 của bài học ngày hôm nay: Từ tính của dây dẫn có dòng điện.
- GV + Nội dung 2
8
- Dòng điện có từ tính thì giữa dòng điện với nhau hoặc giữa dòng điện với nam châm phải có lực tương tác.
- Ta tiến hành thí nghiệm để để kiểm chứng dòng điện có từ tính như sau:
- Thí nghiệm thứ 1: dòng điện có thể tác dụng lực lên nam châm.
Trong thí nghiệm này, cô bố trí kim nam châm ở phía dưới dòng điện. Ban đầu, khóa k mở chưa có dòng điện chạy trong dây dẫn thì kim nam châm đứng yên chỉ theo hướng Nam- Bắc. Khi đóng khóa K, thì thấy ngay kim nam châm bị dịch chuyển. Chứng tỏ dòng điện tác dụng lực lên nam châm.
- Thí nghiệm thứ 2: nam châm có thể tác dụng lực lên dòng điện
Trong thí nghiệm này cô sử dụng cuộn dây đồng và bố trí sao cho cuộn dây có thể quay xung quanh một trục và nối 2 đầu cuộn dây với 2 cực của nguồn điện thì dòng điện sẽ chạy qua cuộn dây. Ta đưa nam châm lại gần dòng điện thì thấy rằng cuộn dây quay. Chứng tỏ nam châm đã tác dụng lực lên dòng điện.
- Thí nghiệm thứ 3: Hai dòng điện có thể tương tác lực với nhau
Ta bố trí 2 dòng điện song song đặt gần nhau. Ta tiến hành gạt cầu dao qua lại để làm đổi chiều dòng điện, ta thấy rằng chúng hút và đẩy nhau.
Cụ thể, 2 dòng điện cùng chiều thì hút nhau, ngược chiều thì đẩy nhau.
- Như vậy ta kết luận: 
Dòng điện tác dụng lực lên nam châm
Nam châm tác dụng lực lên dòng điện
Hai dòng điện có tương tác lực với nhau
Các lực đó là lực từ, nam châm và dòng điện có từ tính.
- GV + Nội dụng 2 – phần 1
- Tên thí nghiệm phóng to (hiển thị 5s)
- Video thí nghiệm 1
- Tên thí nghiệm phóng to (hiển thị 5s)
-Video thí nghiệm 2
- Tên thí nghiệm phóng to (hiển thị 5s)
- Video thí nghiệm 3
- Video 2 dòng điện cùng chiều và ngược chiều 
- Hình ảnh kết luận:
(Hiển thị từng kết luận 1, dừng nghỉ giữa các kl 3s)
9
Cũng giống như điện trường, để giải thích sự xuất hiện của lực điện người ta đưa ra khái niệm điện trường.
Vậy thì để giải thích sự xuất hiện của lực từ người ta đưa ra khái niệm từ trường. 
Và bây giờ chúng ta cùng nhau chuyển sang nội dung thứ 3: Từ trường
- Khái niệm: Xung quanh 1 dòng điện hay 1 nam châm tồn tại 1 từ trường. Từ trường này gây ra lực từ tác dụng lên 1 dòng điện khác hay 1 nam châm khác đặt trong nó.
- Từ đó ta đưa ra định nghĩa từ trường.
- Cô nhắc lại 1 chút về định nghĩa điện trường để các em tiện so sánh:
Điện trường là 1 dạng vật chất (môi trường) bao quanh điện tích và gắn liền với điện tích. Điện trường tác dụng lực điện lên các điện tích khác đặt trong nó.
- Tương tự ta có định nghĩa từ trường: Từ trường là một dạng vật chất tồn tại trong không gian mà biểu hiện cụ thể của nó là sự xuất hiện của lực từ tác dụng lên 1 dòng điện hay 1 nam châm khác đặt trong nó.
- Bằng mắt thường ta không thể nhìn thấy sự có mặt của từ trường.
- Để phát hiện sự tồn tại của từ trường trong một khoảng không gian nào đó, người ta sử dụng kim nam châm nhỏ đặt tại một vị trí bất kỳ trong khoảng không gian ấy. Nếu không có tác dụng của lực từ trường do một dòng điện hay 1 nam châm nào khác thì kim nam châm luôn đứng yên và chỉ hướng Nam – Bắc. Khi có tác dụng của từ trường của 1 dòng điện hay 1 nam châm nào đó thì KNC sẽ quay đến vị trí cân bằng mới xác định. Vị trí này phụ thuộc vào chỗ đặt knc trong từ trường.
- Ta kết luận: Như vậy, để nhận biết có từ trường hay không, ta đưa nam châm thử (knc) vào. Nếu kim nam châm bị lệch khỏi hướng nam – bắc ban đầu thì nơi đó có từ trường.
- GV + Nội dung bài học
- Xuất hiện nội dung 3
- Hình ảnh khái niệm
- Hình ảnh định nghĩa điện trường
- Hình ảnh định nghĩa từ trường
- Hình ảnh kết luận
10
- Để có thể biểu diễn từ trường dưới dạng hình học (cũng giống như điện trường, ta sử dụng đường sức điện) còn đối với từ trường ta sử dụng đường sức từ.
Cô và các em cùng tiếp tục chuyển sang nội dung thứ 4 của bài học đó là: Đường sức từ.
- GV + Nội dung 4
11
Phần thứ 1: Định nghĩa
- Ta định nghĩa đường sức từ như sau: 
Đường sức từ là những đường vẽ trong không gian có từ trường, sao cho tiếp tuyến tại mỗi điểm có hướng trùng với hướng của từ trường tại điểm đó.
Người ta quy ước: Chiều của đường sức tại mỗi điểm là chiều của đường sức tại điểm đó.
- Để quan sát hình dạng của đường sức từ, mời các em cùng quan sát thí nghiệm từ phổ sau:
Ta tiến hành rắc mạt sắt lên 1 tấm kính (hay tấm nhựa trong) nhẵn và đưa vào từ trường cần quan sát. Do tác dụng của từ trường đó, các mạt sắt bị từ hóa và trở thành các nam châm nhỏ, nên các mạt sắt sẽ xắp xếp theo những đường sức từ.
Như vậy ta đã có hình ảnh từ phổ của từ trường và các mạt sắt sắp xếp theo các đường sức từ xác định trong không gian.

- Hình ảnh đường sức từ + định nghĩa + Quy ước
- Tên thí nghiệm + nhạc nền 4s
- Video thí nghiệm
- Dừng video để quan sát 5s
12
Cô giới thiệu thêm một số hình ảnh về từ phổ
---------------------------------------------------------------------
Bằng thí nghiệm từ phổ ta có được hình ảnh đường sức từ của một số từ trường. mời Các em chuyển sang nghiên cứu phần thứ 2 các ví dụ về đường sức từ.
- Ví dụ 1: Từ trường của dòng điện thẳng rất dài:
Bằng thí nghiệm từ phổ ta có kết quả về từ trường của dòng điện thẳng rất dài như sau:
- Đường sức là những đường tròn nằm trong mặt phẳng vuông góc với dòng điện, tâm nằm trên dòng điện.
- Chiều: xác định theo quy tắc bàn tay phải.
- Quy tắc bàn tay phải được phát biểu như sau: 
Để bàn tay phải sao cho ngón cái nằm dọc theo dây dẫn và chỉ theo chiều dòng điện, khi đó các ngón kia khum lại cho ta chiều của các đường sức từ.
- Chúng ta vận dụng quy tắc để xác định chiều đường sức từ trong 2 trường hợp sau:
- Trường hợp 1: Dòng điện thẳng có chiều hướng về sau mặt phẳng hình vẽ ( kí hiệu dấu + hay dấu X ta hình dung dòng điện như một mũi tên, dòng đi vào thì ta nhìn thấy đuôi của mũi tên là dấu cộng hoặc dấu nhân)
- Trường hợp 2: Dòng điện thẳng có chiều hướng về phía trước mặt phẳng hình vẽ ( kí hiệu dấu chấm ta hình dung dòng đi ra thì ta nhìn thấy đầu của mũi tên là dấu chấm)
Để xác định chiều của đường sức từ các e sẽ nắm tay phải sao cho ngón cái chỉ theo chiều dòng điện và các ngón kia khum lại cho ta chiều đường sức từ.
- Ví dụ tiếp theo là từ trường của dòng điện tròn
Tương tự bằng thí nghiệm từ phổ ta có được hình ảnh từ phổ của dòng điện tròn.
Vậy qua đây chúng ta nhận thấy hình ảnh đường sức từ: Có 1 đường sức từ qua tâm của dòng điện là là đường thẳng, các đường còn lại là đường cong.
Quy tắc xác định chiều đường sức từ: đi vào mặt Nam và mặt bắc của dòng điện.
Giả sử có 1 dòng điện tròn chiều như hình vẽ:
Xét trường hợp 1: dòng điện chạy ngược chiều kim đồng hồ, ta viết được chữ N thỏa mãn 2 mũi tên gắn ở 2 đầu chữ N được đánh theo chiều dòng điện. Vậy mặt chúng ta nhìn thấy mặt của dòng điện tròn có ký hiệu chữ N nên mặt đó là mặt bắc, suy ra đường sức từ sẽ đi ra ký hiệu dấu chấm.
Xét trường hợp 2: dòng điện chạy theo chiều kim đồng hồ, ta viết được chữ S sao cho 2 mũi tên gắn vào 2 đầu chữ S thỏa mãn theo chiều dòng điện. Vậy mặt ta nhìn thấy có ký hiệu chữ S nên nó là mặt nam. Suy ra chiều đường sức từ đi vào, ta nhìn thấy đuôi của mũi tên là dấu + hoặc dấu X.
Từ đây các em có thể ghi nhớ, nếu mặt của dòng điện ta quan sát thấy dòng điện chạy ngược chiều kim đồng hồ là mặt Băc, cùng chiều kim đồng hồ là mặt nam
- 1 số hình ảnh từ phổ trong tự nhiên ( hình ảnh theo lời giới thiệu GV)
-----------------------------------------------------------------
- Hình ảnh + chú thích
- Hiển thị quy tắc bàn tay phải cạnh hình ảnh bàn tay phải.
- Hình ảnh trường hợp 1
- Hình ảnh trường hợp 2
- Hình ảnh cả 2 trường hợp + chiều đường sức từ
- Hình ảnh ví dụ 2:
- Hình vẽ
Dừng hình để quan sát.
13
Tiếp theo cô và các em cùng nhau tìm hiểu thêm về các tính chất của đường sức từ.
Phần này các em cùng cô nhắc lại tính chất của đường sức điện để từ đó so sánh với tính chất của đường sức từ
- Qua mối điểm trong điện trường chỉ vẽ được duy nhất một đường sức điện.
- Các đường sức điện của điện trường tĩnh là đường cong không khép kín.
- Đường sức điện là những đường có hướng.
- Quy ước vẽ đường sức điện: nơi nào điện trường mạnh thì vẽ mau, nơi nào điện trường yếu thì vẽ thưa.
Tương ứng vơi tính chất của đường sức điện ta cũng có tính chất tương ứng của đường sức từ.
- Qua mỗi điểm trong không gian chỉ vẽ được một đường sức từ.
- Các đường sức từ là những đường cong khép kín hoặc vô hạn ở hai đầu.
- Chiều của đường sức từ tuân theo quy tắc xác định.
- Quy ước vẽ đường sức từ: chỗ nào từ trường mạnh thì vẽ mau, chỗ nào từ trường yếu thì vẽ thưa.

- Hiển thị từng nội dung
- Thu nhỏ tính chất đường sức điện, hiển thị tính chất đường sức từ song song bên cạnh tc đường sức điện.
14
Các em thân mến, cô và các em vừa học xong nội dung bài 19 – Từ trường. Trong bài học này, các em cần phải nắm được các nội dung chính sau:
1. Nam châm: hút được sắt, trên mỗi nam châm đều có 2 cực phân biệt làcực nam và cực bắc.
2. Từ tính của dây dẫn có dòng điện: Giữa dòng điện và nam châm, dòng điện với dòng điện có tương tác lực từ.
3. Từ trường: Từ trường là 1 dạng vật chất tồn tại trong không gian mà biểu hiện cụ thể của nó là sự xuất hiện của lực từ tác dụng lên 1 dòng điện hay 1 nc khác đặt trong đó.
4. Đường sức từ: Đường sức từ là những đường vẽ trong không gian có từ trường, sao cho tiếp tuyến tại mỗi điểm có hướng trùng với hướng của từ trường tại điểm đó. 
Trong phần này các e lưu ý các quy tắc xác định chiều đường sức từ.
- GV + Nội dung cần nắm được
- Hiển thị từng nội dung cần nắm
- Hiển thị toàn bộ nội dung cần nắm – Hiển thị 10s

Để củng cố kiến thức vừa học, các em cùng làm 1 số bài tập sau:
Câu 1: Điều nào sau đây là đúng khi nói về từ trường?
A. Nguồn gốc sinh ra từ trường là các hạt mang điện.
B. Tính chất cơ bản của từ trường là tác dụng lực từ lên hạt mang điện đặt trong nó.
C. Từ trường có mang năng lượng.
D. Tất cả đều đúng.
Câu 2: Điều nào sau đây là không đúng khi nói về đường sức từ?
A. Đường sức từ có chiều đi từ cực Bắc sang cực Nam của nam châm thử.
B .Tập hợp các đường sức từ của từ trường gọi là từ phổ.
C . Tiếp tuyến của đường sức từ tại mỗi điểm có phương trùng với phương của từ trường tại điểm đó.
D. Đường sức từ là đường cong khép kín hoặc vô hạn ở hai đầu.
Câu 3: Chọn phát biểu sai?
Tương tác từ là tương tác:
A. giữa hai dòng điện.
B. giữa hai nam châm. 
C. giữa một nam châm và một dòng điện.
D. giữa hai điện tích.
Câu 4: Chọn phát biểu sai?
Từ trường tồn tại 
A. xung quanh một nam châm.
B. xung quanh chùm tia electron.
C. xung quanh một điện tích đứng yên
D. xung quanh một dây dẫn có dòng điện.
Câu 5: Phát biểu sau đúng hay sai?
 Đường sức từ của nam châm là đường cong hở đi ra từ cực Bắc, đi vào cực Nam của nam châm.
Đáp án: tích vào sai.
Câu 6: Phát biểu sau đúng hay sai?
Người ta quy ước: Chiều đường sức tại một điểm ( hay chều từ trường tại một điểm) là chiều từ cực Nam sang 
cực Bắc của Kim nam châm đặt tại điểm đó.
Đáp án: tích vào đúng
Câu 7: Phát biểu sau đúng hay sai?
Hai dòng điện song song cùng chiều thì đẩy nhau.
Đáp án tích vào sai.
Câu 8: Phát biểu sau đúng hay sai?
 Nam châm đứng yên gây ra từ trường
Đáp án tích vào đúng
Câu 9: Phát biểu sau đúng hay sai?
Nam châm chuyển động không gây ra từ trường.
Đáp án Tích vào sai
Câu 10: Phát biểu sau đúng hay sai?
Chiều đường sức của dòng điện tròn, đi ra mặt Bắc và đi vào mặt Nam của dòng điện.
Tích vào đúng.

- GV + phần bài tập
- Hiển thị từng bài tập
16
Bài học của chúng ta đến đây là kết thúc rồi. Chúc các em học tập hiệu quả và nắm được nội dung của bài giảng. Xin chào và hẹn gặp lại các em trong bài học sau.
- GV chào