Cảm ứng điện từ - cảm môn khoa học tự nhiên | Đại học Sư Phạm Hà Nội

I. Mục tiêu 1. Về kiến thức:
- Viết được công thức và hiểu được ý nghĩa vật lí của từ thông.
- Phát biểu được định nghĩa và xác định được điều kiện xuất hiện hiện tượng cảm ứng điện từ.
- Phát biểu được định luật Len-xơ theo những cách khác nhau. 2. Về năng lực:
- Vận dụng được định luật Len-xơ và định luật Fa-ra-day về cảm ứng điện từ.
- Tiến hành các thí nghiệm đơn giản minh họa được hiện tượng cảm ứng điện từ.
- Giải thích được một số ứng dụng đơn giản của hiện tượng cảm ứng điện từ. 3. Về phẩm chất:
- Chăm chỉ, tự giác trong học tập.
- Có trách nhiệm hoàn thành tốt các nhiệm vụ được giao.
- Trung thực khi làm thí nghiệm.
II. Thiết bị dạy học và học liệu
- 1 máy tính và 1 màn hình trình chiếu.
- Đồ dùng dạy học: nam châm, cuộn dây, điện kế, dây nối.
- Đồ dùng mô phỏng đường sức từ. - Phiếu học tập.
III. Tiến trình dạy học
1. Hoạt động 1: Khởi động. a. Mục tiêu:
- Giúp HS nhận thấy rằng bằng kiến thức cũ đã học không thể giải quyết được
vấn đề bài học, tìm hiểu kiến thức mới để giải quyết vấn đề. b. Nội dung:
- HS trả lời câu hỏi khởi động: “ Dòng điện gây ra từ trường. Trong điều kiện
nào từ trường gây ra dòng điện?” c. Sản phẩm:
- Những vấn đề khiến học sinh thắc mắc, chưa giải quyết được.
d. Tổ chức thực hiện:
- Ổn định trật tự, kiểm tra sĩ số.
- GV đặt câu hỏi mở đầu bài học: “ Ta đã biết dòng điện gây ra từ trường. Ngược
lại từ trường có sinh ra dòng điện không? Nếu có thì trong điều kiện nào?”
- GV dẫn dắt giới thiệu vào bài học mới: “Vậy thì để trả lời cho thắc mắc trên
chúng ta cùng nghiên cứu bài học hôm nay sẽ giúp chúng ta tìm ra câu trả lời
giải quyết vấn đề.”
2. Hoạt động 2: Tìm hiểu kiến thức về từ thông. a. Mục tiêu:
- Viết được công thức và hiểu được ý nghĩa vật lí của từ thông.
- Phát biểu được định nghĩa từ thông và đơn vị weber. b. Nội dung:
- Tiến hành thí nghiệm để tìm hiểu các kiến thức về từ thông. c. Sản phẩm:
- Công thức và ý nghĩa vật lý của từ thông.
- Định nghĩa từ thông và đơn vị weber.
d. Tổ chức thực hiện:
- GV dẫn dắt: “ Ở chương trước các em đã biết dòng điện sinh ra từ trường, vậy
theo các em từ trường có thể sinh ra dòng điện được không?”
- GV đưa ra giả thuyết 1: “ Từ trường có thể sinh ra dòng điện, để kiểm chứng ta
tiến hành làm thí nghiệm 1.”
- GV giới thiệu dụng cụ và bố trí thí nghiệm gồm: 1 ống dây đồng, 2 đầu nối với
điện kế, 1 nam châm vĩnh cửu sau đó tiến hành đặt nam châm bên cạnh ống dây
( nam châm đặt trong từ trường) , GV yêu cầu HS quan sát kim điện kế và nhận
xét hiện tượng gì xảy ra?
->HS quan sát và trả lời câu hỏi rồi kết luận: Từ trường không sinh ra dòng điện. =>Giả thuyết 1 sai.
- Tiếp theo GV đưa nam châm vào trong lòng ống dây, yêu cầu HS quan sát và
mô tả lại hiện tượng sau đó GV nhận xét câu trả lời của HS và kết luận: Kim
điện kế lệch khỏi vị trí số 0 tức là đã xuất hiện dòng điện, nếu nam châm đứng
yên tức là không có dòng điện.”
-GV đưa ra giả thuyết 2: “ Nam châm và vòng dây đứng yên thì không có dòng
điện, để kiểm chứng chúng ta tiến hành làm thí nghiệm 2.”
- GV giới thiệu dụng cụ và bố trí thí nghiệm: điện kế, biến trở, nguồn điện 1
chiều, vòng dây , ống dây, khóa K và sau đó tiến hành dịch chuyển con chạy thì
xảy ra hiện tượng gì? GV yêu cầu HS trả lời rồi nhận xét và kết luận giả thuyết 2 sai.
- GV tiến hành 3 thí nghiệm trong sách giáo khoa và yêu cầu HS quan sát hiện
tượng rồi nhận xét điểm chung của các thí nghiệm trên.
+ Cho nam châm SN dịch chuyển lại gần vòng dây (C).
+ Cho nam châm SN dịch chuyển ra xa vòng dây (C).
+ Cho nam châm SN đứng yên, mạch ( C) dịch chuyển lại gần hoặc ra xa nam châm.
- GV nhận xét câu trả lời của HS và đi đến kết luận:
+ Khi ta đưa nam châm lại gần hoặc ra xa cuộn dây, hay thay đổi cường độ
dòng điện thì đều làm thay đổi đường sức từ qua cuộn dây, xuất hiện dòng điện qua cuộn dây.
+ Từ trường không làm xuất hiện dòng điện mà là do sự biến thiên đường sức từ qua ống dây.
- GV dẫn dắt: “ Vậy đại lượng nào đặc trưng cho sự biến thiên số đường sức từ?
Đặc trưng cho sự thay đổi số đường sức từ xuyên qua vòng dây người ta đưa ra
khái niệm Từ thông. Chúng ta cùng thảo luận nhóm rồi hoàn thành phiếu học tập
để hiểu kĩ hơn về khái niệm mới này.” Phiếu học tập
Câu 1: Nếu thay đổi vòng dây có diện tích lớn( nhỏ) hơn thì số đường sức từ gửi
qau vòng dây sẽ như thế nào?
Câu 2: Khi ta sử dụng 2 thanh nam châm chứ I thì kim điện kế lệch nhiều hay ít? Vì sao?
Câu 3: Nếu để thanh nam châm dịch chuyển theo hướng chéo không vuông góc
với mặt phẳng vòng dây thì kim điện kế lệch như thế nào? Vì sao?
Câu 4: Từ thông phụ thuộc vào những yếu tố nào?
Câu 5: Viết công thức tính từ thông và cho biết đơn vị của từ thông.
- GV gợi ý hướng dẫn khi HS gặp khó khăn sau đó yêu cầu HS báo cáo kết quả.
- GV tổng hợp, nhận xét về kết quả các nhóm và tổng kết lại hoạt động.
3. Hoạt động 3: Hình thành kiến thức về hiện tượng cảm ứng điện từ. a. Mục tiêu:
- Phát biểu được định nghĩa và xác định được điều kiện xuất hiện hiện tượng cảm ứng điện từ.
- Tiến hành các thí nghiệm đơn giản minh họa được hiện tượng cảm ứng điện từ.
- Giair thích được một số ứng dụng đơn giản của hiện tượng cảm ứng điện từ. b. Nội dung:
- Thảo luận nhóm và trả lời câu hỏi của giáo viên. c. Sản phẩm:
- Định nghĩa và điều kiện xuất hiện hiện tượng cảm ứng điện từ.
- Các thí nghiệm minh họa được hiện tượng cảm ứng điện từ.
- Giair thích được một số ứng dụng đơn giản của hiện tượng cảm ứng điện từ.
d. Tổ chức thực hiện:
- GV yêu cầu HS nhắc lại nguyên nhân xuất hiện dòng điện cảm ứng khi tiến
hành 3 thí nghiệm trong SGK và nhắc lại ý nghĩa của từ thông. GV dẫn dắt: “
Dòng điện này người ta gọi là dòng điện cảm ứng. Để tìm hiểu kĩ hơn về dòng
điện này chúng ta cùng tìm hiểu phần tiếp theo.”
- GV yêu cầu HS làm việc nhóm và trả lời 2 câu hỏi của giáo viên:
+ Thế nào là dòng điện cảm ứng?
+ Hiện tượng cảm ứng điện từ là gì?
- GV gọi đại điện nhóm trả lời và nhận xét kết quả của HS rồi tổng kết lại hoạt động:
4. Hoạt động 4: Tìm hiểu định luật Len-xơ về chiều dòng điện cảm ứng. a. Mục tiêu:
- Phát biểu được định luật Len-xơ theo những cách khác nhau. b. Nội dung:
- Tìm hiểu trong SGK về cách xác định chiều dòng điện cảm ứng bằng định luật Lenz. c. Sản phẩm:
- Nội dung định luật Len-xơ.
d. Tổ chức thực hiện:
- GV dẫn dắt: “ Chiều của dòng điện cảm ứng được xác định bởi định luật Lenz
như thế nào, chúng ta cùng tìm hiểu mục cuối cùng trong bài học.”
- GV biểu diễn định luật thành sơ đồ.
- GV yêu cầu HS thực hiện câu C3.
- GV giới thiệu trường hợp từ thông qua ( C ) biến thiên do kết quả của chuyển
động: Khi từ thông qua ( C ) biến thiên do kết quả của 1 chuyển động nào đó thì
từ trường cảm ứng có tác dụng chống lại chuyển động nói trên.
5. Hoạt động 5: Vận dụng a. Mục tiêu:
- Vận dụng được định luật Len-xơ và định luật Fa-ra-day về cảm ứng điện từ. b. Nội dung:
- GV yêu cầu HS làm các bài tập sau: c. Sản phẩm: - Bài làm của học sinh.
d. Tổ chức thực hiện:
- GV giao nhiệm vụ trên lớp. - HS thực hiện ở nhà.
- Kết quả được tổng kết trên Padlet.