Giáo án môn Vật lý 11 - Bài 25: Tự cảm

Bài 25
TỰ CẢM
MỤC TIÊU
Kiến thức
Học sinh trình bày được những đặc điểm từ thông riêng của một mạch kín.
Học sinh định nghĩa hiện tượng tự cảm và đưa ví dụ về hiện tượng tự cảm.
Học sinh thiết lập được biểu thức tính suất điện động tự cảm.
Học sinh viết và giải thích được ý nghĩa các đại lượng trong biểu thức tính năng lượng từ trường của ống dây tự cảm.
Kỹ năng
Học sinh có khả năng nhận diện cuộn cảm trong các thiết bị điện.
Học sinh vận dụng lý thuyết để giải các bài tập cơ bản về hiện tượng tự cảm và năng lượng từ trường.
CHUẨN BỊ
Giáo viên
Chuẩn bị các thí nghiệm về hiện tượng tự cảm
Học sinh
Ôn lai phần cảm ứng điện từ và suất điện động tự cảm.
TIẾN TRÌNH DẠY - HỌC
Hoạt động 1 ( 5 phút ): Kiểm tra bài cũ
Hoạt động của giáo viên
Hoạt động của học sinh
Nội dung cơ bản
- Đặt câu hỏi kiểm tra bài cũ:
1. Nêu công thức xác định từ thông qua vòng dây kín diện tích S đặt trong từ trường đều?
2. Phát biểu và viết biểu thức của định luật Fa-ra-đây?
3. Viết công thức cảm ứng từ B trong lòng ống dây N vòng, chiều dài l, có dòng điện I chạy qua
- Nhận xét, đánh giá câu trả lời của học sinh
-Trả lời các câu hỏi của giáo viên.
1. Công thức tính từ thông qua vòng dây kín diện tích S đặt trong từ trường đều B:
θ=BScosα
Trong đó ∝ là góc hợp bởi pháp tuyến n của cuộn dây và vecto từ trường B.
2.Định luật Fa-ra-đây: Độ lớn của suất điện động cảm ứng xuất hiện trong mạch kín tỉ lệ với tốc độ biến thiên từ thông qua mạch kín đó.
- Biểu thức của định luật:
ec=∆∅∆t
3.Công thức tính cảm ứng từ: 
B=4π.10-7Nli
Hoạt động 2 ( 8 phút ): Tìm hiểu từ thông riêng của một mạch kín
Hoạt động của giáo viên
Hoạt động của học sinh
Nội dung cơ bản
-Lập luận để đưa ra biểu thức tính từ thông riêng của mạch điện kín.
?? Biến đổi để đưa ra biểu thức tính độ tự cảm của ống dây.
- Giới thiệu đơn vị của độ tự cảm.
?? Dựa vào biểu thức độ tự cảm vừa tìm được, hãy cho biết độ tự cảm phụ thuộc vào các yếu tố nào?
?? Tìm mối liên hệ giữa độ tự cảm và các đơn vị khác.
- Nhận xét các câu trả lời của học sinh.
- Biến đổi để đưa ra biểu thức tính độ tự cảm của ống dây.
- Cho biết các yếu tố ảnh hưởng đến độ tự cảm của ống dây.
- Tìm mối liên hệ giữa độ tự cảm và các đơn vị khác.
I.Từ thông riêng của một mạch kín
-Từ thông riêng của một mạch kín có dòng điện chạy qua: ∅=Li
- Độ tự cảm của ống dây:
L=4π.10-7N2lS
- Đơn vị của độ tự cảm là Henri (H)
1H=1Wb1A
Hoạt động 3( 15 phút): Tìm hiểu hiện tượng tự cảm
Hoạt động của giáo viên
Hoạt động của học sinh
Nội dung cơ bản
-Nêu định nghĩa về hiện tượng tự cảm.
-Trình bày thí nghiệm 1
?? Giải thích hiện tượng sảy ra.
-Trình bày thí nghiệm 2
?? Giải thích hiện tượng sảy ra ở thí nghiệm 2.
-Yêu cầu học sinh làm C2.
- Nhận xét các câu trả lời của học sinh.
- Quan sát thí nghiệm, mô tả hiện tượng sảy ra.
- Giải thích các hiện tượng sảy ra.
- Thực hiện C2
II.Hiện tượng tự cảm
Định nghĩa:
Hiện tượng tự cảm là hiện tượng cảm ứng điện từ sảy ra trong một mạch có dòng điện mà sự biến thiên từ thông qua mạch được gây ra bởi sự biến thiên của cường độ dòng điện trog mạch.
Ví dụ về hiện tượng tự cảm
Ví dụ 1:Khi đóng khóa K, đèn 1 sáng lên ngay còn đèn 2 sáng lên từ từ.
Giải thích: Khi đóng khóa K, dòng điện qua ống dây và đèn 2 tăng lên đột ngột , khi đó trong ống dây sảy ra hiện tượng cảm ứng điện từ - hiện tượng tự cảm. Suất điện động cảm ứng xuất hiện có tác dụng cản trở nguyên nhân sinh ra nó, nghĩa là cản trở sự tăng cường độ dòng điện qua L. Do đó cường độ dòng điện qua L và đèn 2 tăng lên từ từ, không tăng nhanh như dòng điện qua đèn 1.
Ví dụ 2: Khi đột ngột ngắt khóa K, ta thấy đèn sáng bừng lên trước khi tắt.
Giải thích: Khi ngắt khóa K, dòng điện iL giảm đột ngột xuống 0. Trong ốngdây sảy ra hiện tượng tự cảm cùng chiều với iL ban đầu, dòng điện này chạy qua đèn. Vì K đóng đột ngột nên cường độ dòng cảm ứng khá lớn, làm cho đèn sáng bừng lên trước khi tắt.
Hoạt động 4 ( 8 phút): Tìm hiểu suất điện động tự cảm
Hoạt động của giáo viên
Hoạt động của học sinh
Nội dung cơ bản
-Giới thiệu suất điện động tự cảm và biểu thức tính suất điện động tự cảm.
?? Hãy giải thích dấu (-) trong biểu thức tính suất điện động tự cảm?
-Giới thiệu năng lượng từ trường của ống dây tự cảm.
-Yêu cầu học sinh thực hiện C3.
- Nhận xét các câu trả lời của học sinh.
- Biến đổi đưa ra biểu thức tính suất điện động tự cảm.
- Giải thích dấu (-) trong biểu thức tính suất điện động tự cảm.
- Thực hiện C3
III. Suất điện động tự cảm
Suất điện động tự cảm
-Suất điện động cảm ứng trong mạch suất hiện do hiện tượng tự cảm gọi là suất điện động tự cảm.
- Biểu thức tính suất điện động tự cảm:
etc=-L.∆i∆t
Suất điện động tự cảm có độ lớn tỉ lệ với độ biến thiên của cường độ dòng điện trong mạch.
-Có dấu trừ trong biểu thức tính suất điện động tự cảm vì suất điện động cảm ứng sinh ra có chiều sao cho từ trường cảm ứng có tác dụng chống lại sự biến thiên của từ thông ban đầu qua mạch kín.( định luật Len-xơ).
 2. Năng lượng từ trường của ống dây tự cảm.
Khi có dòng điện có cường độ i chạy qua ống dây tự cảm thì ống dây tích lũy được một năng lượng:
W=12Li2
Hoạt động 5 (4 phút): Tìm hiểu ứng dụng của hiện tượng tự cảm.
Hoạt động của giáo viên
Hoạt động của học sinh
Nội dung cơ bản
?? Nêu một số ứng dụng của hiện tượng tự cảm mà em biết?
-Nhận xét câu trả lời của học sinh.
- Nêu các ứng dụng của hiện tượng tự cảm.
- Nêu một số ứng dụng của hiện tượng tự cảm đã biết.
IV. Ứng dụng
Hiện tượng tự cảm có nhiều ứng dụng trong các mạch điện xoay chiều. Cuộn cảm là một trong các phần tử trong các mạch điện xoay chiều có mạch dao động và các máy biến áp
Hoạt động 6 ( 5 phút): Củng cố, giao nhiệm vụ về nhà
Hoạt động của giáo viên
Hoạt động của học sinh
?? Tóm tắt lại kiến thức cơ bản đã học.
-Nhận xét câu trả lời của học sinh và khái quát lại kiến thức.
- Ra bài tập về nhà: Các câu hỏi và bài tập trang 157 SGK 
- Tóm tắt các kiến thức cơ bản.
- Ghi bài tập về nhà.
RÚT KINH NGHIỆM GIỜ DẠY
 Giáo viên hướng dẫn Giáo sinh thực tập
 Vũ Bích Thu Trịnh Thị Xuyến