Giáo án Vật lý lớp 11 - Chương IV: Từ trường

Giáo án Vật lý lớp 11 - Chương IV: Từ trường

A. MỤC TIÊU BÀI DẠY:

1. Kiến thức: Học sinh hiểu được từ trường là gì? Và những vật nào gây ra từ trường; Phát biểu được định nghĩa về phương và chiều của từ trường tại một điểm; biết cách xác định các đường sức từ.

2. Kĩ năng: Rèn luyện học sinh kĩ năng phát hiện sự tồn tại của từ trường trong những trường hợp thông thường, kĩ năng xác định mặt Nam hay mặt Bắc của một dòng điện trong một mạch điện kín.

3. Giáo dục thái độ:

B. CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH

1. Giáo viên: Chuẩn bị các thiết bị cho thí nghiệm chứng minh lực tương tác từ, từ phổ theo các hình vẽ sách giáo khoa, các thiết bị sử dụng thí nghiệm cho tiết dạy bao gồm thanh nam châm, kim nam châm và thí nghiệm về tương tác từ giữa các dòng điện; chuẩn bị các phiếu học tập.

2. Học sinh: Xem lại những nội dung, khái niệm từ trường đã học ở trung học cơ sở.

C. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC.

 

doc 27 trang Người đăng quocviet Lượt xem 5291Lượt tải 2 Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo án Vật lý lớp 11 - Chương IV: Từ trường", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
CHƯƠNG IV
TỪ TRƯỜNG
Nội dung trong chương này tập trung nghiên cứu về lực tương tác giữa các điện tích chuyển động và nguồn gốc của tương tác đó, trong các trường hợp cụ thể như:
	+ Từ trường của nam châm;
	+ Từ trường của Trái Đất;
	+ Từ trường của dòng điện;
	+ Tác dụng của từ trường lên dây dẫn mang dòng điện;
	+ Tác dụng của từ trường lên các điện tích chuyển động.
Tiết ppct	TỪ TRƯỜNG	
A. MỤC TIÊU BÀI DẠY:
1. Kiến thức: Học sinh hiểu được từ trường là gì? Và những vật nào gây ra từ trường; Phát biểu được định nghĩa về phương và chiều của từ trường tại một điểm; biết cách xác định các đường sức từ.
2. Kĩ năng: Rèn luyện học sinh kĩ năng phát hiện sự tồn tại của từ trường trong những trường hợp thông thường, kĩ năng xác định mặt Nam hay mặt Bắc của một dòng điện trong một mạch điện kín.
3. Giáo dục thái độ:
B. CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH
1. Giáo viên: Chuẩn bị các thiết bị cho thí nghiệm chứng minh lực tương tác từ, từ phổ theo các hình vẽ sách giáo khoa, các thiết bị sử dụng thí nghiệm cho tiết dạy bao gồm thanh nam châm, kim nam châm và thí nghiệm về tương tác từ giữa các dòng điện; chuẩn bị các phiếu học tập.
2. Học sinh: Xem lại những nội dung, khái niệm từ trường đã học ở trung học cơ sở.
C. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC.
Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ, điều kiện xuất phát - Đề xuất vấn đề.
HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN
HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH
*Giáo viên yêu cầu học sinh nhắc lại các khái niệm về từ trường, lực từ đã học ở trung học cơ sở.
*Giáo viên nhấn mạnh: Trong chương này chúng ta nghiên cứu từ trường trên cơ cao hơn, mà trong bài này chúng ta trường lực mới khác hẳn với các trường tĩnh điện và trường hấp dẫn đã học ở lớp 10 và chương 1 ở đầu năm học. Do vậy chúng ta cần có những quan điểm và phương pháp nghiên cứu riêng.	
*Học sinh tái hiện lại kiến thức một cách có hệ thống để trả lời một số câu hỏi dẫn dắt của giáo viên;
*Học sinh chú ý lắng nghe, nhận thức vẫn đề cần nghiên cứu.
Hoạt động 2: Tìm hiểu nam châm.
HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN
HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH
*Giáo viên giới thiệu lịch sử phát hiện nam châm, các vật liệu nam châm (các chất và hợp chất) và hướng dẫn học sinh đọc nội dung sách giáo khoa để trả lời câu hỏi C1;
ĐVĐ: Từ thời cổ xưa, loài ngưỡi nhận thấy ột số quặng sắt có khả năng hút các mảnh sắt nhỏ,những mẫu st81 đò là các nam châm tự nhiên. Ta nói rằng chúng có từ tính, tương tác giữa nam châm và mảnh sắt gọi là tương tác từ.
Một kim nam châm có thể đặt cho nó có thể quay tự do, sẽ luôn địnhhướng gần đúng theo phương Bắc-Nam của Trái Đất..
Giáo viên tiến hành thí nghiệm chứng
*Kể tên một số chất hoặc hợp chất dùng để làm nam châm?
*Giáo viên yêu cầu học sinh nhắc lại một số khái niệm cơ bản của nam châm như cực, tên gọi và kí hiệu?
*Giáo viên nhấn mạnh: Nam châm có hai cực là cực nam (S) và cực bắc (N).
*Giáo viên tiến hành thí nghiệm chứng tỏ trong một trường hợp thì hai nam châm hút nhau và trong một trường hợp khác thì hai nam châm đẩy nhau. Tù đó giáo viên cung cấp cho học sinh khái niệm về tương tác giữa hai nam châm.
*Nguyên nhân nào hai nam châm tương tác với nhau?
*Giáo viên nhấn mạnh, hai nam châm tương tác với nhau vì chúng có từ tính, nghĩa là xung quanh nó có từ trường.
*Giáo viên yêu cầu học sinh đọc nội dung sách giáo khoa để trả lời câu hỏi C2.
*Học sinh tiếp nhận và ghi nhớ thông tin từ giáo viên về lịch sử phát hiện nam châm.
*Học sinh xem sách giáo khoa và trả lời câu hỏi theo yêu cầu của giáo viên: Những vật liệu làm nam châm như sắt, niken, mangan, gadolinium.
*Học sinh nắm được khái niệm về nam châm:
+Nam châm có hai cực là cực Bắc North) và cực nam S (South);
*Học sinh quan sát giáo viên tiến hành thí nghiệm để chứng tỏ tương tác giữa hai nam châm gồm tương tác hút và tương tác đẩy.
*Học sinh ghi nhận kiến thức: 
Nếu hai cực của nam châm cùng loại thì tương tác giữa chúng là tương tác đẩy còn hai cực khác loại thì tương tác giữa chúng là tương tác hút.
*Học sinh xem sách giáo khoa để trả lời câu hỏi C2 theo yêu cầu của giáo viên.
Hoạt động 2: Từ tình của dây dẫn có dòng điện.
HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN
HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH
*Giáo viên tiến hành thí nghiệm, yêu cầu học sinh quan sát, nhận xét và kết luận.
*Giáo viên tiến hành thí nghiệm về tương tác từ hình 19.2, 19.3 và 19.4/sgk, và yêu cầu học sinh quan sát nhận xét và kết luận vấn đề.
- Tương tác giữa nam châm và nam châm;
- Tương tác giữa nam châm – dòng điện;
- Tương tác giữa dòng điện – dòng điện.
*Giáo viên tiến hành thí nghiệm ở trong mặt phẳng và trong không gian;
*Giáo viên yêu cầu học sinh nhận xét kết quả thu được.
*Giáo viên kết luận vấn đề.
*Học sinh quan sát giáo viên tiến hành thí nghiệm nhận xét kết quả thu được;
+Nam châm tương tác với nam châm;
+ Nam châm tương tác với dòng điện;
+Dòng điện tương tác với dòng điện;
*Học sinh nắm được khái niệm tương tác từ gồm ba loại tương tác trên;
*Học sinh nắm được lực gây ra tương tác từ được gọi là lực từ.
*Học sinh tiếp thu và ghi nhận kiến thức.
Hoạt động 3: Xây dựng khái niệm từ trường và tính chất cơ bản của từ trường.
HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN
HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH
*Giáo viên đặt vấn đề, nguyên nhân nào làm xuất hiện từ tính (gây ra tương tác từ như ở thí nghiệm trên)?
*Giáo viên dùng phương pháp so sánh tương tự để giải thích sự xuất hiện của lực từ.
*Giáo viên nhấn mạnh: Xung quanh một dòng diện hay một nam châm tồn tại một trường gây ra từ tính, hay gây ra tương tác từ và được gọi là từ trường.
*Giáo viên yêu cầu học sinh nêu lên khái niệm từ trường như sách giáo khoa.
*Giáo viên nhấn mạnh: Từ trường là một dạng vật chất, vậy thuộc tính cơ bản nào đặc trưng cho vật chất?
*Giáo viên đặt vấn đề về sự tồn tại của từ trường và hướng dẫn học sinh cách xác định từ trường.
*Giáo viên nhấn mạnh: Để xác định sự tồn tại của từ trường trong một khoảng không gian nào đó, người ta sử dụng kim nam châm nhỏ, đặt tại
*Hướng của từ trường?
+ Giáo viên hướng dẫn học sinh sử dụng nam châm thử để xác định từ trường.
*Học sinh thảo luận theo nhóm, giải thích sự xuất hiện của lực từ:
+ Xung quanh dòng điện hay nam châm tồn tại từ trường.
+ Từ trường này gây ra lực từ tác dụng lên dòng điện khác hay nam châm khác đặt trong nó.
*Học sinh thảo luận và hình thành khái niệm từ trường: Từ trường là một dạng vật chất tồn tại trong không gian mà biểu hiện cụ thể là sự xuất hiện lực từ tác dụng lên dòng điện hay nam châm đặt trong đó.
*Học sinh thảo luận theo nhóm để tìm được câu trả lời của giáo viên: Thuộc tính cơ bản của vật chất là tồn tại năng lượng.
*Học sinh nắm được quy ước về hướng của từ trường tại một điểm: Hướng của từ trường tại một điểm là hướng Nam - Bắc của nam châm nhỏ nằm cân bằng tại điểm đó.
Hoạt động 4: Tìm hiểu đặc điểm của đường cảm ứng từ.
HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN
HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH
*Giáo viên yêu cầu học sinh nhắc lại khái niệm về đường sức điện, biểu diễn hình học dạng đường sức điện trong điện trường? 
*Giáo viên liên hệ tương tự, dẫn dắt học sinh nắm được khái niệm đường sức từ.
*Giáo viên yêu cầu học sinh nhắc lại tính chất của đường sức điện;
*Giáo viên yêu cầu học sinh biểu diễn hình học dạng đường sức từ.
*Giáo viên giới thiệu từ phổ.
*Giáo viên tiến hành thí nghiệm, yêu cầu học sinh quan sát và rút ra được hình dạng của các đường sức từ.
 + Trường hợp từ trường của dòng điện thẳng dài;
+ Giáo viên giới thiệu quy tác bàn tay phải;
+ Trường hợp từ trường của dòng điện tròn;
+Giáo viên giới thiệu quy tắc nam thuận bắc ngược và vào nam ra bắc;
*Giáo viên trình tự dẫn dắt học sinh xây dựng các tính chất của đường sức từ.
*Từ tính chất 1, giáo viên hướng dẫn học sinh sử dụng phương pháp chứng minh phản chứng để chứng minh được tại một điểm bất kì trong từ trường ta chỉ có thể vẽ được duy nhất một đường sức từ.
*Học sinh tái hiện kiến thức trả lời các câu hỏi theo yêu cầu của giáo viên;
*Học sinh vẽ dạng đường sức điện trong một vài trường hợp đơn giản;
*Học sinh ghi nhận nội dung của định nghĩa đường sức từ: Đường sức từ là những đường vẽ ở trong không gian có từ trường, sao cho tiếp tuyến tại mỗi điểm có hướng trùng với hướng của từ trường tại điểm đó.
*Học sinh nắm được quy ước chiều đường sức tại một điểm là chiều của từ trường tại điểm đó..
*Học sinh quan sát giáo viên tiến hành thí nghiệm, nhận xét về hình dạng của các đường bột sắt trên tờ giấy, từ đó hình thành khái niệm từ phổ.
*Học sinh quan sát thí nghiệm và nhận xét kết quả: 
+ Từ trường của dòng điện trong dây dẫn thẳng dài có dạng là những đường tròn đồng tâm và có tâm nằm trên dòng điện.
*Học sinh nắm được nội dung quy tắc bàn tay phải: Để bàn tay phải sao cho ngón cái nằm theo dây dẫn và chỉ theo chiều của dòng điện, khi đó các ngón kia khum lại cho ta chiều của các đường sức từ.
*Học sinh quan sát giáo viên tiến hành thí nghiệm và nhận xét về hình dạng của đường sức từ trong trường hợp từ trường của dòng điện tròn;
*Học sinh nắm được mặt nam của dòng điện tròn là mặt khi nhìn vào ta thấy chiều dòng điện cùng với chiều của kim đồng hồ, còn mặt Bắc thì ngược lại;
*Học sinh nắm được quy tắc nam thuận Bắc ngược: Các đường sức từ của dòng điện có chiều đi vào mặt Nam và đi ra mặt Bắc của dòng điện tròn ấy.
*Học sinh thảo luận theo nhóm và xây dựng được các tính chất của đường sức từ:
+ Qua mỗi điểm trong không gian có từ trường, ta chỉ có thể vẽ được một đường sức từ;
+Các đường sức từ là những đường cong khép kín hoặc vô hạn ở hai đầu;
+ Chiều của các đường sức từ tuân theo quy tắc xác định (quy tắc nắm bàn tay phải hoặc quy tắc vào Nam ra Bắc);
* Độ dày thưa các đường sức tại một vùng trong từ trường phụ thuộc vào độ mạnh hay yếu của từ trường.
Hoạt động 5: Từ trường của Trái Đất.
HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN
HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH
*Giáo viên yêu cầu học sinh thảo luận theo nhóm, đọc và tim hiểu nội dung ở sách giáo khoa theo gợi ý của giáo viên;
+Cấu tạo và tính chất của la bàn;
+ Nguyên tắc hoạt động của la bàn;
*Giáo viên nhấn mạnh: Khi cân bằng, hướng của từ trường Trái Đất tại điểm khảo sát BT nằm dọc theo hướng Nam - Bắc của kim nam châm;
*Giáo viên phân tích về dẫn dắt học sinh nắm được sự thay đổi của từ trường Trái Đất theo vị trí;
*Giáo viên trình tự trình bày các ứng dụng của địa từ trường;
*Học sinh làm việc theo nhóm để trả lời câu hỏi theo yêu cầu của giáo viên;
*Học sinh nắm được cấu tạo la bàn có bộ phận chính là kim nam châm;
*Học sinh nắm được nguyên tắc hoạt động của la bàn: Do kim nam châm luôn chịu tác dụng của từ trường Trái Đất (gọi là địa từ trường);
* Học sinh ghi nhận kiến thức;
*Học sinh ghi nhận kiến thức về thành phần biến thiên của địa từ trường:
+ Giá trị, nguồn gốc;
+ Tính tuần hoàn;
*Học sinh ghi nhận về đặc điểm, nguồn gốc của tính bất thường của địa từ trường.
Hoạt động 6: Củng cố bài học - Định hướng nhiệm vụ học tập tiếp theo.
HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN
HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH
*Giáo viên nhắc lại các kiến thức trọng tâm của bài học;
* Giáo viên nhấn mạnh các tính chất của từ trường, so sánh sự giống nhau và khác nhau của từ trường;
*Giáo viên yêu cầu học sinh về nhà trả lời các câu hỏi và bài tập từ 1 đến 8 ...  một iôn bay vào vùng từ trường đều với vận tốc vo thì bán kính quỹ đạo là R. Nếu tăng vận tốc lên hai lần thì bán kính quỹ đạo của iôn thay đổi như thế nào?
*Học sinh tiếp thu và nhận thức vấn đề cần tìm hiểu theo yêu cầu của giáo viên;
*Học sinh thảo luận theo nhóm, trả lời các câu hỏi theo yêu cầu của giáo viên;
*Đại diện nhóm lên trình bày kết quả thảo luận.
*Các nhóm khác bổ sung để hoàn chỉnh câu trả lời.
Hoạt động 4: Giải một số bài tập định lượng cơ bản.
HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN
HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH
*Giáo viên hướng dẫn học sinh xác định lực điện và lực Lorentz tác dụng lên hạt mang điện.
*vector lực điện cùng phương với vector cường độ điện trường , còn lực Lorentz có phương vuông góc với vector cảm ứng từ .
*Hướng dẫn học sinh sử dụng các công thức:
+ Bán kính của quỹ đạo: R = 
+ Chu kì của chuyển động tròn đều:
 T = = 6,6.10-6s.
*Giáo viên gọi hai học sinh lên bảng giải hai bài tập do giáo viên chuẩn bị trước.
*Giáo viên yêu cầu các học sinh còn lại làm việc theo nhóm.
*Học sinh làm việc theo nhóm giải các bài toán theo yêu cầu của giáo viên;
*Học sinh lập luận được: Hạt proton chuyển động theo quỹ đạo tròn bán kính 5m dưới tác dụng của một từ trường đều có cảm ứng từ .
*Học sinh áp dụng các công thức tính bán kính quỹ đạo và công thức tính chu kì của chuyển động tròn đều để tìm kết quả theo hướng dẫn của giáo viên;
*Học sinh làm việc theo nhóm để trả lời các câu hỏi theo yêu cầu của giáo viên;
*Học sinh làm việc theo yêu cầu của giáo viên.
Hoạt động : Củng cố bài học - Định hướng nhiệm vụ học tập tiếp theo.
HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN
HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH
*Giáo viên hướng dẫn học sinh phân tích và trả lời các câu hỏi sách giáo khoa trang 138;
*Giáo viên giới thiệu mô hình chuyển động tròn đều của electron trong từ trường đều khi có vector vận tốc vuông góc với vector cảm ứng từ.
*Giáo viên yêu cầu học sinh làm thêm các bài tập ở sách bài tập.
*Học sinh thảo luận theo nhóm để trả lời các câu hỏi theo yêu cầu của giáo viên;
*Học sinh quan sát mô hình chuyển động của electron trong từ trường đều bằng mô hình thí nghiệm ảo.
*Học sinh ghi nhận nhiệm vụ học tập theo yêu cầu của giáo viên.
D. RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY
..
..
..
......
E. PHẦN GIÁO ÁN BỔ SUNG
..
..
..
......
Tiết ppct 	ÔN TẬP CHƯƠNG	
A. MỤC TIÊU BÀI DẠY:
1. Kiến thức: Học sinh cần nắm vững được các kái niệm cơ bản trong chương: Khái niệm về từ trường, các đường sức từ, khái niệm về cảm ứngt ừ, lực từ tác dụng lên dân dẫn có dògn điện chạy qua, lực Loremtz tác dụng lên hạt mang điện chuyển động trong từ trường.
2. Kĩ năng: Lựa chon và hướng dẫn một sơ bài tập từ đơn giản đến nâng cao về kiến thức về cảm ứng từ, lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn có dòng điện chạy qua, lực Lorentz tác dụng lên hạt mang điện chuyển động trong từ trường, vận dụng công thức xác định bán kính quỹ đạo và chu kì chuyển động tròn đều.
3. Giáo dục thái độ:
B. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC.
Hoạt động 1: Tổng kết các kiến thức cơ bản của chương IV.
NHỮNG KIẾN THỨC CƠ BẢN CHƯƠNG IV
1. Từ trường:
+ Các tương tác giữa nam châm – nam châm. Nam châm – dòng điện, dòng điện – dòng điện có cùng bản chất – đó là tương tác từ.
+ Bản chất của tương tác từ là tương tác giữa các hạt mang điện chuyển động, tương tác từ không liên quan đến tương tác của các điện tích.
*Khái niệm từ trương: Từ trường là dạng vật chất tồn tại khách quan xung quanh các hạt mang điện chuyển đông và tác dụng lên hạt mang điện chuyển động khác trong nó.
*Kết luận: Khi điện tích đứng yên thì xung quanh nó tồn tại một dạng vật chất đó chính là điện trường, vậy nguồn gốc của điện trường là do điện tích đứng yên sinh ra; Còn trong trường hợp điện tích chuyển động thì xung quanh nó tồn tại một dạng vật chất đó chính là từ trường, vậy nguồn gốc của từ trường là do hạt mang điện chuyển động sinh ra.
2. Cảm ứng từ.
+ Đường cảm ứng từ: Là đường cong do ta vạch ra trong từ trường, sao cho tiếp tuyến của đường cong tại mọi điểm có phương trùng với trục của nam châm thử đặt tại điểm đó. Các đường cảm ứng từ có chiều đi ra từ cực Bắc và đi vào cực Nam.
+ Tại mỗi điểm bên trong từ trường, ta chỉ có thể vẽ duy nhất một đường sức đi quan điểm đó, nghĩa là các đường sức không cắt nhau.
+Vector cảm ứng từ tại một điểm trong từ trường là đại lượng vật lí đặc trưng cho từ trường về phương diện tác dụng lực từ của từ trường. Độ lớn của vector cảm ứng từ được gọi là cảm ứng từ B.
+ Trong từ trường đều, cảm ứng từ B được xác định bằng tỉ số B = , trong đó F là lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn đặt vuông góc với đường sức từ có dòng điện I chạy qua, l là chiều dài của đoạn dây dẫn. Trong hệ đơn vị SI, cảm ứng từ có đơn vị là Tesla (T).
+Phương và chiều của vector cảm ứng từ tại một điểm là phương và chiều Nam - Bắc của kim nam châm (hay phương và chiều của đường sức từ đi qua điểm đó).
*Vector cảm ứng từ do một dòng điện trong dây dẫn thẳng dài vô hạn gây ra tại một điểm M cách dòng điện một khoảng r được xác định:
+ Phương: Vuông góc với mặt phẳng hợp bởi dây dẫn và điểm M.
+ Chiều: tuân theo quy tắc vặn nút chai, quy tắc nắm bàn tay phải hay quy tắc cái đinh ốc 1.
+ Độ lớn: B = 2.10-7m , trong đó m là độ từ thẩm, trong chân không hay không khí thì m = 1.
*Vector cảm ứng từ do một dòng điện trong khung dây tròn gây ra tại tâm của vòng tròn đó có:
+ Phương: Vuông góc với mặt phẳng chứa khung dây;
+Chiều: Tuân theo quy tắc vặn nút chai, hay qui tắc cái đinh ốc 2 hoặc quy tắc Nam thuận - Bắc ngược.
+Độ lớn: B = 2p.10-7m , trong đó m là độ từ thẩm, trong chân không hay không khí thì m = 1 và R là bán kính vòng tròn.
*Vector cảm ứng từ tại một điểm trong ống dây tròn:
+ Điểm đặt: Tại điểm đang xét.
+ Phương: Trùng phương vơi trục ống dây; chiều tuân theo quy tắc vặn nút chai, quy tắc cái đinh ốc 2;
+ Độ lớn: B = 4.10-7mnoI, trong đó m là độ từ thẩm, trong chân không hay không khí thì m = 1 và n là số vòng dây trong một đơn vị chiều dài ống dây (tính bằng m).
3. Lực tương tác giữa hai dòng điện song song dài vô hạn:
*Hai dây dẫn song song có hai dòng điện chạy qua thì tương tác từ với nhau: Nếu hai dòng điện cùng chiều thì chúng hút nhau, còn nếu hai dòng điện ngược chiều thì chúng đẩy nhau. Lực từ mà mỗi dòng điện tác dụng lên một đơn vị chiều dài của dòng điện kia được xác định bởi biểu thức: B = 2.10-7m , trong đó m là độ từ thẩm, trong chân không hay không khí thì m = 1 và I1 và I2 là cường độ dòng điện trong hai dây dẫn.
4. Lực Lorentz.
 *Một hạt mang điện chuyển động trong từ trường theo phương cắt các đường sức từ thì các hạt mang điện chịu tác dụng lực từ của từ trường lên hạt, gọi là lực Lorentz. Đặc điểm của vector lực Lorentz: Có phương vuông góc với mặt phẳng chứa vector cảm ứng từ và vector vận tốc; có chiều tuân theo quy tắc bàn tay trái và có độ lớn f = vBsina.
*Khi hạt mang điện bay vào vùng từ trường có phương vuông góc với vector cảm ứng từ thì hạt sẽ chuyển động tròn đều, trong trường hợp này lực Lorentz đóng vai trò là lực hướng tâm gây ra gia tốc hướng tâm. Bán kính quỹ đạo chuyển động của hạt được xác định bởi biểu thức: R = 
HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN
HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH
*Giáo viên sử dụng phương pháp đàm thoại, đưa ra hệ thống câu hỏi;
*Giáo viên yêu cầu học sinh làm việc cá nhân, làm việc theo nhóm, tái hiện lại kiến thức để trả lời các câu hỏi theo yêu cầu của giáo viên;
*Giáo viên hoàn thiện câu trả lời của học sinh, khắc sâu kiến thức.
*Học sinh làm việc theo yêu cầu của giáo viên.
Hoạt động 2: Giảỉ một số bài tập định lượng cơ bản.
HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN
HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH
*Giáo viên cho học sinh chép đề bài tập 1:
*Giáo viên yêu cầu học sinh làm việc theo nhóm, thảo luận và tìm phương pháp giải bào toán;
*Giáo viên định hướng:
+ Xác định cảm ứng từ do I1và I2 gây ra tại M;
+Xác định vector cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện trên gây ra tại M bằng nguyên lí chồng chất từ trường;
+ Kết luận đặc điểm của vector cảm ứng từ tổng hợp: Điểm đặt, phương, chiều và độ lớn;
*Giáo viên lập luận để chứng tỏ 
) = A1MA2 = 2a
*Giáo viên hướng dẫn học sinh sử dụng kiến thức lượng giác để chứng tỏ được:
BM = 2B1Mcosa =4.10-7
*Giáo viên tổng quát hoá phương pháp giải các bài toán có dạng tương tự.
*Giáo viên yêu cầu học sinh làm việc theo nhóm để tìm kết quả bài toán;
* Giáo viên định hướng:
+ Đưa biến x xuống mẫu số;
+ Sử dụng bất đẳng thức Couchy;
+ Lập luận để tìm ymin từ đó suy ra giá trị Bmax.
*Giáo viên tổng quát hoá phương pháp giải các bài toán đồng dạng.
*Giáo viên cho học sinh chép đề bài bài tập 2;
*Giáo viên yêu cầu học sinh làm việc theo nhóm, thảo luận và tìm kết quả bài toán;
*Giáo viên định hướng:
+ Xác định lực Lorentz tác dụng lên điện tích thứ nhất.
+ Lực này đóng vai trò là lực hướng tâm trong chuyển động tròn đều của điện tích;
+ Bán kính quỹ đạo của hạt mang điện;
* Viết công thức tính bán kính quỹ đạọ của hạt mang điện thứ hai;
+ Lậpluận để suy ra vận tốc của hạt mang điện thứ hai.
*Học sinh chép đề bài tập 1: Hai dây dẫn song song dài vô hạ, đặt cách nhau một khoảng 2a = 20cm trong chân không. Hai dòng điện chạy trong hai dây dẫn cùng chiều và có cùng cường độ là 10A. Một mặt phẳng P vuông góc với hai dây dẫn và cắt hai dây dẫn tại hai điểm A1 và A2. M là một điểm nằm trên đường trung trực của A1A2. O là trung điểm của A1A2 và OM = x.
a. Xác định cảm ứng từ tại điểm M do hai dòng điện trên gây ra với x = 20cm.
b. Tìm điểm Mo trên đường trung trực trên để cảm ứng từ tại điểm đó có giá trị cực đại.
Bài giải:
Gọi là các vector cảm ứng từ do I1, I2 gây ra tại M, khi đó:
+ Hai vector có: điểm đặt tại M; 
+ Có phương, chiều như hình vẽ;
 Độ lớn: 
 B1= B2 = 2.10-7 a 
 = 2.10-7
Ta có () = A1MA2 A1 + + A2
(góc có cạnh tương ứng vuông góc)
BM = 2B1Mcosa =4.10-7
Thay số vào ta được BM = 1,6.10-5T
b. Ta có BM = 4.10-7 
 Để BM -> BMmax thì y = đạt giá trị min.
Theo bất đẳng thức Couchy:
y = ≥ a => ymin = a khi x = a = 10cm
Khi đóBMmax = 2.10-5T
*Học sinh chép đề bài tập 2: Một điện tích có khối lượng 1,6.10-27kg, có điện tích q1= -e chuyển động vào vùng từ trường đều có cảm ứng từ B = 0,4T với vận tốc v1 = 10-6 (m/s). Biết rằng vector vận tốc vuông góc với vector cảm ứng từ.
a. Tính bán kính quỹ đạo của điện tích;
b. Một điện tích thứ hai có khối lượng 9,6.10-27kg, điện tích q2 = 2e bay vuông góc với từ trường trên sẽ có bán kính quỹ đạo gấp 2 lần điện tích thứ nhất. Tính vận tốc của điện tích thứ hai.
Hoạt động : Củng cố bài học - Định hướng nhiệm vụ học tập tiếp theo.
HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN
HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH
*Giáo viên hướng dẫn học sinh phân tích và trả lời các câu hỏi sách giáo khoa trang 138;
*Giáo viên giới thiệu mô hình chuyển động tròn đều của electron trong từ trường đều khi có vector vận tốc vuông góc với vector cảm ứng từ.
*Giáo viên yêu cầu học sinh làm thêm các bài tập ở sách bài tập.
*Học sinh thảo luận theo nhóm để trả lời các câu hỏi theo yêu cầu của giáo viên;
*Học sinh quan sát mô hình chuyển động của electron trong từ trường đều bằng mô hình thí nghiệm ảo.
*Học sinh ghi nhận nhiệm vụ học tập theo yêu cầu của giáo viên.

Tài liệu đính kèm:

  • docCHUONG IV. TUTRUONG.doc