Giáo án Vật lý lớp 11 - Trường THPT Tăng Bạt Hổ - Tiết 52: Khung dây có dòng điện đặt trong từ trường

Ngày soạn:	
Tiết 52: KHUNG DÂY CÓ DÒNG ĐIỆN ĐẶT TRONG TỪ TRƯỜNG
I. Mục tiêu:
1. Kiến thức:.
 - Trình bày được lực từ tác dụng lên khung dây mang dòng điện.
 - Thành lập được công thức xác định mô men ngẩu lực lực từ tác dụng lên khung trung trường hợp đường đường sức từ song song với mặt phăng khung dây.
 - Trình bày được nguyên tắc cấu tạo và hoạt động của động cơ điện một chiều và cử điện kế khung dây.
2. Kĩ năng: rèn luyện kỹ năng thực hành vận dụng, phân tích.
3. Thái độ: Chú ý quan sát lắng nghe, tích cực thảo luận.
II. Chuẩn bị:
1. Chuẩn bị của thầy: Khung dây, bộ pin và các dây nối.
2. Chuẩn bị của trò: Ôn lại quy tắc bàn tay trái, ngẫu lực.
III. Tổ chức hoạt động dạy học: 
A. Hoạt động ban đầu
1. Ổn định tổ chức: (1phút) 
2. Kiểm tra bài cũ: (4phút) Lực Lo ren xơ là gì? Hãy nêu quy tắc xác định chiều của lực Lorenxơ.
B. Hoạt động dạy-học:
TL (ph)
Hoạt động của học sinh
Trợ giúp của giáo viên
Nội dung kiến thức
 20
Hoạt động 1: Tìm hiểu tác dụng của từ trường lên khung dây đặt trong từ trường
HS: Tìm hiểu dụng cụ thí nghiêm, quan sát ,và nêu hiện tượng quan sát được (Khung dây quay khi cho dòn điện chạy qua).
HS: suy nghĩ.
HS:
HS: FAB = FDC = 0 ( vì ) 
HS: Thực hiện: 
HS: Ngẫu lực.
HS: Làm quay khung.
HS: vận dụng quy tắc bàn tay trái và lên biểu diễn các lực
HS:cân bằng với, cân bằng với 
HS:® Khung đứng yên và bị giãn ra.
Þ Khung dây ABCD cân bằng ( không quay)
HS: Lắng nghe, ghi nhận.
HS:
Trong đó F1 =F2=F.
d: tay đòn của ngẫu lực.
HS: M = FBC.AB
 Với : FBC = B.I.b ; AB = a
 M = B.I.b.a = B.I.S
 M = BSI
HS: Lắng nghe, ghi nhận.
GV: Hình 33.1 mô tả thí nghiêm, sau đó làm thí nghiệm và yêu cầu học sinh quan sát hiện tượng.
GV: Hiện tượng này được giải thích như thế nào-> chúng ta bước sang mục b.
H: Hãy nhắc lại công thức tính lực từ lên đoạn dòng điện I theo cảm ứng từ B ,I và l.
H: Xác định lực từ tác dụng lên các cạnh AB và CD?
H: Vận dụng quy tắc bàn tay trái xác định?
H: Hai lực cùng tác dụng vào khung có đặc điểm như vậy gọi là gì?
H: Ngẫu lực này có tác dụng gì đối với khung?
GV: Trong trường hợp đường sức không nằm trong mặt phẳng khung, nói chung ngẫu lực củng làm quay khung.
GV: Đường sức từ vuông góc với mặt phẳng khung dây.
H: Vận dụng quy tắc bàn tay trái xác định lực từ tác dụng lên các cạnh AB, CD, BC, DA của khung?
GV: Chú ý độ lớn của các lực để biểu diễn trên hình vẽ cho đúng.
H: Cho nhận xét các cặp lực nào thì cân bằng nhau?
H: Kết quả của tác dụng của các cặp lực cân bằng này thì khung dây này sẽ như thế nào?
GV: Thông báo:
Đây là vị trí duy nhất của khung mà lực từ không làm quay khung.
H: Nhắc lại công thức tính mômen ngẫu lực?
H: Hãy tính momen của ngẫu lực FBc, FAD đối với trục quay :
GV: Thông báo công thức tính momen ngẫu lực trong trường hợp đường sức từ không nằm trong mặt phẳng khung dây.
1. KHUNG DÂY ĐẶT TRONG TỪ TRƯỜNG 
a) Thí nghiệm 
 Xem SGK trang162 
b) Lực từ tác dụng lên khung 
* Đường sức từ nằm trong mặt phẳng khung : 
Nhận xét: Đặt AB = a, BC = b
 -Lực từ tác dụng lên cạnh AB, CD bằng 0.
 -Lực từ tác dụng lên BC, DA có phương vuông góc mặt phẳng khung dâyhướng vào, hướng ra.
 + Độ lớn FBC = FAD = B.I.b
Như vậy khung chịu tác dụng của nmột ngẫu lực. ngẫu lực này có tác dụng làm quay khung.
* Đường sức từ vuông góc với mặt phẳng khung dây.
 ] tác dụng lên các cạnh AB, CD, BC, DA có phương nằm trong mặt phẳng khung
 cân bằng với, cân bằng với ® Khung đứng yên và bị giãn ra.
Þ Khung dây ABCD cân bằng ( không quay)
c) Momen ngẫu lực từ tác dụng lên khung dây có dòng điện 
 * Trường hợp các đường sức nằm trong mặt phẳng khung dây : 
 Moment của ngẫu lực FBc, FAD đối với trục quay :
 M = FBC.AB
 Với : FBC = B.I.b ; AB = a
 M = B.I.b.a = B.I.S
 M = B.S.I
 * Trường hợp các đường sức từ không nằm trong mặt pẳhng khung dây : 
 M = I.B.S.Sinq 
Trong đó : 
 q : Góc hợp bởi vectơ cảm ứng từ với pháp tuyến với mặt phẳng khung dây. 
9 
Hoạt động 2: Tìm hiểu cấu tạo và hoạt động của động cơ điện một chiều
HS: Quan sát , lắng nghe, tìm hiểu cấu tạo và hoạt động của động cơ điện một chiều.
HS: chú ý tên gọi của động cơ.
GV: Hình 33.4.- Trình bày cấu tạo của động cơ điện một chiều.
GV: Trình bày hoạt động của động cơ điện một chiều
* GV: chú ý. Tuy dòng điện trong khung đổi chiều nhưng dòng điện đưa vào khung vẫn là dòng điện một chiều, nên động cơ điện nói trên gọi là động cơ điện một chiều.
2. ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU 
a) Nguyên tắc cấu tạo 
b) Họat động 
 SGK trang 164
Hoạt động 3: Tìm hiểu cấu tạo và hoạt động của điện kế khung quay
8
HS: Quan sát lắng nghe tìm hiểu cấu tạo và hoạt động của điện kế khùn quay.
GV: Hình 33.5 mô tả cấu tạo của điện GV kế khung quay.
GV: Trình bày hoạt động của điện kế khung quay.
GV: Chú ý để biến điện kế thành ampe kế thì người ta mắc thêm sơn hay điện trở phụ.
3. ĐIỆN KẾ KHUNG QUAY 
a) Cấu tạo 
b) Họat động 
 SGK trang 164
C. Hoạt động kết thúc tiết học:
1. Củng cố kiến thức: ( 3phút) 
 - Nhắc lại kiến thức trọng tâm của bài học và cho HS trả lời bài tập 1 trang 1765 để củng cố kiến thức.
2. Bài tập về nhà – Tìm hiểu: Về nhà làm các bài tập còn lại và xem trước bài 34.
IV. Rút kinh nghiệm: