Giáo án Vật lý lớp 11 - Trường THPT Tăng Bạt Hổ - Tiết 48: Bài tập về từ trường

Ngày soạn:	
Tiết 48: BÀI TẬP VỀ TỪ TRƯỜNG
I. Mục tiêu:
 1. Kiến thức:
 Củng cố kiến thức về:
 - Nguyên lí chồng chất từ trường, từ trường của dòng điện tròn, của dòng điện trong ống dây.
 - Các công thức cảm ứng từ của dòng điện tròn, dòng điện trong ống dây để giải các bài toán cơ bản.
 2. Kĩ năng: Vận dụng quy tắc nắm tay phải để xác định chiều của đường sức từ.
 3. Thái độ: Chú ý lắng nghe, tích cực thảo luận.
II. Chuẩn bị:
 1. Chuẩn bị của thầy: Hệ thống bài tập
 2. Chuẩn bị của trò: Ôn lại các kiến thức về từ trường đã học.
III. Tổ chức hoạt động dạy học: 
A. Hoạt động ban đầu
 1. Ổn định tổ chức: (1phút): 
 2. Kiểm tra bài cũ: (4phút)
 a) Hãy vẽ một số đường sức từ trong mặt phẳng vuông góc với dòng điện tròn và đi qua tâm dòng điện đó. Có nhận xét gì về đường sức đi qua tâm dòng điện.
 b) Vẽ một ống dây có dòng điện chạy qua, cần chỉ rõ chiều của dòng điện trong các vòng dây từ đó ghi chú rõ các cực của ống dây.
B. Hoạt động dạy-học:
TL (ph)
Hoạt động của học sinh
Trợ giúp của giáo viên
Nội dung kiến thức
 12
Hoạt động 1: Tìm hiểu bài toán cân bằng của nam châm thử
HS: Thực hiện:
HS: Thảo luận tìm lới giả cho bài toán.
HS: Đường thẳng,song song với trục ống dây.
HS:// trục ống dây.
HS: Cảm ứng từ của của Trái đất và của ống dây?
HS: thực hiện:
 HS: Thực hiện:
HS: 450.
HS: Thực hiện theo hướng dẫn của GV:
+Tìm liên hệ B2 và Bđ.
+Tìm Phương trình lên hệ giữa B1;B2 và I1, I2 từ đó tìm k.
GV: Gọi 1HS đọc đề
GV: Tóm tắt đề bài toán lên bảng.
GV: Yêu cầu HS đọc kĩ đề và tìm hiểu đề bài toán.
H: đường sức từ bên trong ống dây có dạng như thế nào?
H: Vậy cảm ứng từ của từ trường của ống dây có phương như thế nào?
HS: Nam châm thử năm cân bằng dưới tác dụng của những cảm ứng từ nào?
GV: Vận dụng nguyên lí chồng chất từ trường biểu diễn cảm ứng từ B trên hình vẽ.
GV: Dựa vào hình vẽ hãy tính 
Khi nam châm chỉ đúng hướng Đông Bắc thì góc hợp bởi phương cảu nam châm và của ống dây bằng bao nhiêu?
GV: hướng dẫn HS tìm k
Bài 1:
Tóm tắt:
+ Trục của ống dây
a) , kim nam châm thử nằm cân bằng trong ống đây thì góc hợp bởi phương nam châm và trục ống dây =?
b) Thay I1 bởi , kim NC thử nằm cân bằng theo hướng Đông- Bắc. k = ?
 Bài giải
a) Tại kim nam châm thử có 2 véc tơ cảm ứng từ
+ Cảm ứng từ của từ tường của trái đất 
+ Cảm ứng từ củ từ trường của ống dây 
Theo nguyên lí chồng chất từ trường ta có:
.
Dưới tác dụng của từ trường tổng hợp, nam châm nằm cân bằng theo phương của véctơ cảm ứng từ tổng hợp.
+ Theo hình vẽ ta có:
Vậy phương của nam châm nằm cân bằng hợp với trục của ống dây một góc 300.
b) Khi mam châm thử chỉ hướng Đông –Bắc thì góc hợp bởi nam châm và trục ống dây bằng 450. Do đó.
Vậy: .(1)
Mặt khác ta có: Từ trường bên trong ống dây
B =
Từ (1) và (2)ta rút ra .
13
Hoạt động 2: Tìm hiểu bài toán xác định cảm ứng từ tổng hợp
HS: Đọc đề và tìm hiểu đề bài toán.
Thảo luận tìm lời giải cho bài toán.
HS: trả lời.
HS: vận dụng quy tắc nắm tay phải xác định phương chiều của các véc tơ, cảm ứng từ.
THực hiện theo hướng dẫn của GV:
HS: lên bảng trình bày.
GV: Vừa đọc đề, vừa tóm tắt đề bài toán lên bảng.
H: Tại 0 có các véc tơ cảm ứng từ nào?
H: Xác định phương chiều và độ lớn của các vec tơ cảm ứng từ do I1 và I2 gây ra.
GV: áp dụng nguyên lí chồng chất từ trường xác định độ lớn và chiều của cảm ứng từ tổng hợp tại O.
+ dựa vào hình vẽ.
+ áp dụng định lí pitago.
GV: Gọi 1HS lên bảng trình bày.
GV: Nhận xét, đánh giá điểm.
Bài 2:
Tóm tắt:
R = 10cm= 0,1m, I1 = 3A, I2 = 4A
, xác định chiều và độ lớn của véc tơ cảm ứng từ tại tâm 0 của vòng tròng.
 Bài giải:
- Tại tâm 0 có các véc tơ cảm ứng từ do dòng điện I1,I2 sinh ra.
+ có phương thẳng đứng, chiều hướng lên, độ lớn
+ có phương nằm ngang,có chiều hướng ra phía trước mặt phẳng dòng điện độ lớn
- Theo nguyên lí chồng chất từ trường ta có.
.
* Tìm độ lớn B.
Theo hình vẽ ta có:
B =
* Hướng của :
Véc tơ hướng ra phía trước mặt phẳng hình vẽ, hợp với mặt phẳng nằm ngang một góc . Từ hình vẽ ta có
Hoạt động 3: Bài toán về cảm ứng từ của từ trường bên trong ống dây
13
HS: đọc đề và tìm hiểu đề bài toán.
HS:Thảo luận tìm lời giải cho bài toán.
+ d
+ n = .
HS: hoàn thiện bài giải lên bảng trình bày.
GV Đọc đề và tóm tắt đề bài toán lên bảng.
GV: Hướng dẫn học sinh tìm n.
+ chiều dày của lớp sơn cách điện không đáng kể thì mỗi vòng đây chiếm chiều dài của vòng dây là bao nhiêu?
+ Vậy gọi n là số vòng dây trên 1m chiều dài thì n =?
GV: nhận xét, đánh giá, cho điểm.
Bài 3:
Tóm tắt.
 d = 1,2mm= 1,2.10-3m
B = 0,004T, l =60m ,
U = ?
 Bài giải:
- Cảm ứng từ trong ống dây dài là 
B = .
Trong đó
+ n = ; I = ; R =
C. Hoạt động kết thúc tiết học:
1. Củng cố kiến thức: ( 5phút) : 
2. Bài tập về nhà – Tìm hiểu: 
IV. Rút kinh nghiệm: