TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC TỰ CHỦ, TÍCH CỰC
CỦA HỌC SINH TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG
"TỪ TRƯỜNG" VẬT LÝ LỚP 11 THPT
Nguyễn Anh Dũng
1
trong
1. MỞ ĐẦU
"
.
sinh (HS).
Điu kin lm cơ s cho vic tm kim, chng minh li gii
Kt lun, nhn đnh
Kt qu suy lun
Kt qu quan st,
th nghim
3, 2, 1, 4
2.3.1. Tiến trình dạy học bài 19: "Từ trường"
2.3.1.1. Sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức
Xut pht từ tương tc giữa cc nam châm. Lực tương tc l lực từ.
C cch no biểu diễn sự tồn tại của từ trưng hay
không?
2.3.1.2. Mục tiêu của tiết học
a. Kết quả học sinh thu được sau khi học
b. Mục tiêu trong quá trình dạy học
2.3.2. Tiến trình dạy học bài 20: "Lực từ. Cảm ứng từ"
2.3.2.1. Sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức Tm hiểu từ trưng đu:
+ Đnh nghĩa
+ Cch tạo ra từ trưng đu
Từ trưng l môi trưng vt cht được nhn bit thông qua tc dụng của lực từ tc dụng
lên một nam châm thử hay một dòng đin đặt trong khong không gian c từ trưng. Để
đơn gin ta xét với từ trưng đu
Từ trưng đu l g? v tạo ra bằng cch no?
Một đoạn dây dẫn mang dòng đin đặt trong từ trưng sẽ chu
tc dụng của lực từ. Hãy thit k phương n th nghim xc
đnh phương, chiu, độ lớn của lực từ tc dụng lên dòng đin?
dẫn AB
TN xc đnh quan h
của F với l:
B = const, I = 60A,
l(mm)
F (N) TN xc đnh quan h F
với I:
B = const, l = 40mm,
I(A)
F(N)
F
theo
B
b. Mục tiêu trong quá trình học
2.3.3. Tiến trình soạn thảo bài 21: "Từ trường của dòng điện chạy trong dây
dẫn có hình dạng đặc biệt"
2.3.3.1. Sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức
Với cc từ trưng đu khc nhau th hắng s c gi tr khc nhau.
Vy đại lượng no đặc trưng cho từ trưng v phương
din tc dụng lực?
C thể dùng thương s lm đại lượng đặc trưng cho từ trưng v phương din
tc dụng lực tại mỗi điểm. Đại lượng ny gọi l cm từ, ký hiu B,
Đơn v cm ng từ:
từ phổ
- Đưng sc từ l những
đưng tròn nằm trong
mặt phẳng vuông gc
với dây dẫn, tâm l giao
điểm của dây dẫn v mặt
phẳng đ.
- Chiu đưng sc xc
đnh bi quy tắc nắm tay
phi.
- Độ lớn B (tại một điểm
cch dây dẫn một
khong r).
- Đưng sc từ l những
đưng cong c chiu đi
vo mặt Nam, đi ra mặt
bắc của dòng đin tròn
y. Đưng sc từ qua
tâm O l đưng thẳng.
- Chiu đưng sc xc
đnh bằng quy tắc nắm
tay phi.
- Độ lớn B tại tâm của
dòng đin tròn:
- Bên ngoi cc đưng
sc từ ging như nam
châm thẳng, trong lòng
ng dây l những đưng
Dòng đin đặt trong từ trưng th chu tc dụng của lực từ. Vy khi
cc hạt mang đin chuyển động trong từ trưng th c chu tc
dụng của lực từ hay không?
Bn cht của dòng đin l dòng chuyển di c hướng của cc hạt mang đin. Một hạt đin tch
chuyển động trong một từ trưng đu, đu chu tc dụng của lực từ. Lực ny gọi l lực Lorenxơ
Cc yu t của lực Lorenxơ? - Xét một đoạn dây dây AB c chiu di l mang dòng đin đặt trong từ trưng c
cm ng từ B.
- Dòng đin l dòng chuyển di của cc electron ngược chiu dòng đin.
: Lực từ tc dụng lên dây dẫn
: Lực Lorenxơ tc dụng lên hạt đin tch (electron)
: vectơ vn tc của electron
- Electron chuyển động ngược chiu dòng đin
dọc theo dây dẫn.
- Lực từ tc dụng lên dây dẫn l tổng hợp cc
lực tc dụng lên tt c cc electron.
- Lực từ vuông gc mặt phẳng v xc
đnh bằng quy tắc bn tay tri.
Phương của lực Lorenxơ?
Lực từ vuông gc với mặt phẳng
Lực Lorenxơ c phương vuông gc với mặt phẳng
Chiu của lực Lorenxơ?
- Chiu của v ging như chiu của dây
đin v trong trưng hợp lực từ tc dụng lên
dây dẫn mang dòng đin
- Electron chuyển động ngược chiu dòng đin.
- Lực Lorenxơ luôn vuông gc với . Công
sut tc dụng bằng 0. Chuyển động của hạt l
chuyển động đu.
- Hạt chu tc dụng duy nht của từ trưng:
- Lực Lorenxơ đng vai trò l lực hướng tâm:
(R: Bn knh cong quỹ đạo)
Qũy đạo của một hạt đin tch chuyển động trong một từ trưng đu (với điu kin
) l một đưng tròn nằm trong mặt phẳng vuông gc với từ trưng, c bn
knh xc đnh bi công thc:
B
v
.
b. Mục tiêu trong quá trình học
C nhân nhn thc vn
đ cần nghiên cu.
I. T u
* Khái niệm:
không gian c từ trưng.
Để đơn gin ta xét với từ
trưng đu.
Từ trưng đu l g v c
thể được tạo thnh bằng
cch no?
GV: Một đoạn dây dẫn đặt
trong từ trưng sẽ chu tc
dụng của lực từ. Lực ny
được xc đnh ra sao? Học sinh đọc v tm
hiểu SGK.
Từ trưng đu l từ
trưng m đặc tnh của
n ging nhau tại mọi
điểm, cc đưng sc từ
khung dây.
+ Bit chiu dòng đin từ A
đn B v chiu từ trưng
như hnh vẽ.
Hin tượng g xy ra v v
sao?
Lực từ tc dụng lên khung
dây gồm những thnh phần
no?
Vy lực từ tc dụng
lên cc cạnh của khung c
bằng nhau hay không?
Chúng ta hãy tin hnh th
nghim sau: Đưa từ từ
Học sinh đ xut
phương n th nghim:
+ Tạo ra từ trưng đu
nh một nam châm hay
dòng đin.
+ Một đoạn dây dẫn
mang dòng đin được
đặt trong từ trưng.
HS nắm được dụng cụ,
cch b tr v tin hnh
th nghim. + Cp đin cho khung dây
v nam châm khung
dây chu tc dụng của lực
từ b kéo thẳng đng
xung pha dưới, cân b
mt thăng bằng.
cạnh AB ra ngoi khong
không gian giữa hai cực
của nam châm. Quan st
cho bit hin tượng xy ra?
Lực từ l một đại
lượng vectơ. Để kho st
n ta cần phi xc đnh
những yu t no?
Điểm đặt của lực từ
đâu?
GV: Tip theo chúng ta đi
tm hiểu phương của lực từ.
Khung dây b kéo xung
theo phương thẳng đng
chng tỏ điu g?
Nhn xét v phương của
lực từ so với dây dẫn v
đưng cm ng từ?
: Ta đã bit được
phương của lực từ. Vy
cc cạnh của khung dây. Độ lch của đòn cân
gim rõ rt, chng tỏ lực
từ tc dụng lên đoạn AB
l chủ yu.
4 yu t: Điểm đặt,
phương, chiu v độ lớn. Tại trung điểm của
cạnh AB.
Chng tỏ lực từ tc
dụng lên đoạn dây (cạnh
AB) c phương thẳng
đng.
Phương của lực từ
đồng thi vuông gc với
dây dẫn v đưng cm
ng từ.
HS dự đon l c.
2. Phương của lực từ.
Ta c: Cc đưng cm
ng từ nằm ngang, dây
AB cũng nằm ngang v
vuông gc với cc đưng
cm ng từ.
Phương của lực từ tc
dụng lên đoạn dây dẫn
vuông gc với mặt phẳng
cha đoạn dây v cc
đưng cm ng từ.
3. Chiều của lực từ.
* Kt lun:
Chiu của lực từ xc đnh
bằng quy tắc bn tay tri.
Nội dung quy tắc bn tay
tri: "Đặt bn tay tri duỗi
thẳng sao cho cc đưng
cm ng từ xuyên vo
v chiu của từ trưng?
c thể xc đnh độ lớn của
lực từ
F
tc dụng lên dây
AB được không v bằng
cch no?
Để bit sự phụ thuộc của
F v I vo l ta lm th no?
GV: Ban đầu điu chỉnh cân
thăng bằng, đọc gi tr F
0
trên lực k. Khi cp đin
cho nam châm đin v
khung dây khung dây
chu tc dụng của lực từ
kim b lch chỉnh kim v
v tr cân bằng rồi đọc gi tr
F
1
trên lực k.
Vy độ lớn của lực từ F
c gi tr bao nhiêu?
Từ cc kt qu th nghim
kho st sự phụ thuộc của
F vo I v l rút ra nhn xét
g?
Tỷ s
I.
F
Ta lm th nghim thay
đổi I (giữ l không đổi) rồi
thay đổi l (giữ I không
đổi) xem F thay đổi như
th no.
II. Cm ng t.
1. Độ lớn của lực từ tác
dụng lên đoạn dây dẫn
có dòng điện.
a. Th nghim tm sự phụ
thuộc của F vo I.
B = const, l = 40mm,
α = 90
o
I(A)
F(N)
F
l
= const hay F ~ l
* Kt lun:
I.
F
l
= const.
Tại một điểm trong từ
trưng: dù I, l thay đổi
nhau trong từ trưng?
GV: Vy còn cc từ
trưng đu khc nhau?
C cch no để tạo cc
từ trưng đu khc nhau?
C nhn xét g v tỷ s
I.
F
l
?
như th no?
GV: Đ l trưng hợp dây
dẫn đặt vuông gc với
vectơ cm ng từ
B
(α =
90
o
). Nu gi tr α khc đi
th lực từ được tnh như th
no?
Trong trưng hợp no lực
từ tc dụng c gi tr lớn
nht, nhỏ nht? HS: F = F
1
– F
0. Lực F tỷ l thun với I
v l F tỷ l thun với
tch I.l hay
I.
F
l
= const.
V th nghim với từ
Trong h đơn v SI:
F = 1N
I = 1A
L = 1m
B =
1N
1A.1m
= 1T.
Cm ng từ l đại
lượng vectơ v lực l đại
lượng vectơ.
như th no th tỷ s
I.
F
l
cũng luôn l hằng s.
c. Th nghim tm sự phụ
thuộc của F vo từ
trưng.
I
l
*
Cm ng từ tại một điểm
l đại lượng đặc trưng
cho từ trưng v phương
din tc dụng lực từ được
đo bằng thương s giữa
lực từ tc dụng lên một
đoạn dây dẫn mang dòn
đin đặt vuông gc với
cc đưng cm ng từ tại
điểm kho st v tch của
cưng độ dòng đin với
độ di đoạn dây dẫn đ.
* Biu thc: B =
I.
F
l
.
* : Tesla (ký hiu l
T) m ng t.
Vectơ cm ng từ tại
Từ biểu thc: B =
I.
F
l
F = B.I.l
ca lc t
F
theo
B
.
F = B.I.lsin α.
(trong đ α l gc tạo bi
B
v
l
).
Hong 4: Củng cố bài học
Hướng dẫn về nhà (5ph)
HS cần nắm được
phương chiu của lực từ,
quy tắc bn tay tri.
Gii cc bi tp SGK v
SBT. 3. KẾT LUẬN