Kiến thức + Phát biểu được định nghĩa từ thông riên và viết được công thức độ tự cảm của ống dây hình trụ.. + Viết được công thức tính suất điện động tự cảm.. + Nêu được bản chất và viết
Trang 1BÀI 25 - TỰ CẢM
I MỤC TIÊU
1 Kiến thức
+ Phát biểu được định nghĩa từ thông riên và viết được công thức độ tự cảm của ống dây hình trụ
+ Phát biểu được định nghĩa hiện tượng tự cảm và giải thích được hiện tượng tự cảm khi đóng và ngắt mạch điện
+ Viết được công thức tính suất điện động tự cảm
+ Nêu được bản chất và viết được công thức tính năng lượng của ống dây tự cảm
2 Kĩ năng
- Giải các bài tập cơ bản về hiện tượng tự cảm và năng lượng từ trường
3 Thái độ
- Học sinh biết liên hệ hiện tượng tự cảm trong thực tế
II CHUẨN BỊ
1 Giáo viên
- Chuẩn bị thí nghiệm về hiện tượng tự cảm khi đóng và ngắt mạch điện
2 Học sinh
- Ôn tập về hiện tượng cảm ứng điện từ
III CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
Hoạt động 1: Giới thiệu bài mới
- Chúng ta đã nghiên cứu hiện
tượng cảm ứng điện từ trong
vòng dây kín khi từ thông qua
mạch biến thiên Hôm nay
chúng ta tiếp tục nghiên cứu
hiện tượng cảm ứng điện từ do
chính bản thân mạch điện gây
ra,hiện tượng cảm ứng điện từ
như trên gọi là hiện tượng tự
cảm
- HS nhận thức được vấn đề cần nghiên cứu trong bài học
Hoạt động 2: Tìm hiểu khái niệm từ thông riêng của mạch
- Giả sử một mạch kín ( C) có
dòng điện i, dòng điện i gây
ra một từ trường, từ trường
gây ra một từ thông qua
( C) được gọi là từ thông
riêng của mạch ( C)
- Từ thông riêng có phụ thuộc
vào dòng điện i hay không?
- GV xác nhận và thông báo:
= Li với L là hệ số tỉ lệ,
phụ thuộc cấu tạo và kích
thước của mạch kín (C ),
- HS theo dõi bài giảng của GV
- HS dựa vào kiến thức từ thông và cảm ứng từ để trả lời:
- HS ghi nhận khái niệm độ tự cảm ống dây
I Từ thông riêng qua một mạch kín
- Từ thông riêng của một mạch kín có dòng điện chạy qua:
= Li
L l hệ số chỉ phụ thuộc vo cấu tạo và kích thước của mạch ( C) được gọi là độ tự cảm ống dy
- Đơn vị là henri (H)
Trang 2được gọi là độ tự cảm.
- Trong hệ SI độ tự cảm đo
bằng đơn vị gì?
Từ cụng thức: = Li, suy ra
khi i biến thiờn thỡ từ thụng
biến thiờn nờn xuất hiện dũng
điện cảm ứng
- GV hướng dẫn HS xõy dựng
cụng thức tính độ tự cảm của
ống dõy hỡnh trụ
- GV giao cho HS bài toỏn:
Cĩ một ống dây dẫn chiều dài
l, tiết diện S, gồm N vịng
dây, trong đĩ cĩ dịng điện i
chạy qua Tính L
+ Để tính L ta dùng cơng thức
nào?
+ Tính từ thơng bằng cơng
thức nào?
+ Tính cảm ứng từ B bằng
cơng thức nào?
- GV kết luận: L = 4.10-7
l
N2
.S
- GV: Vậy để cĩ được ống
dây cĩ độ tự cảm lớn ta phải
làm như thế nào?
- GV: Đối với ố ng dây cĩ lõi
sắt L=4 10-7 N2S/l
Trong ủoự : gói laứ ủoọ
tửứ thaồm ủaởc trửng cho tửứ
tớnh cuỷa loừi saột
- HS ghi nhận
- Các nhĩm nhận nhiệm vụ được giao, thảo luận nhĩm
- HS trả lời: dựng cụng thức:
= Li
- HS trả lời: = N.B.S
- HS trả lời: B 4 .107N.i
l
- HS tiếp thu: L =
S l
N2 7
10
4
- Dựng lừi sắt đặt vào bờn trong lũng ống dõy
- HS ghi nhận khỏi niệm độ từ thẩm lừi sắt
1H =
Độ tự cảm của một ống dây:
L = 4.10-7
l
N2
.S
- Độ tự cảm của ống dây cĩ lõi sắt:
L = 4.10-7. .S + gọi là độ từ thẩm đặc trưng cho từ tính của lõi sắt
Hoạt động 3: Tìm hiểu hiện tượng tự cảm
- GV thơng báo hiện tượng tự
cảm là hiện tượng cảm ứng điện
từ xảy ra trong một mạch cĩ
dịng điện mà sự biến thiên từ
thơng qua mạch được gây bởi
sự biến thiên của cường độ
dịng điện trong mạch
- Khi xảy ra hiện tượng tự cảm
thì dịng điện cảm ứng cĩ tác
dụng gì?
- HS ghi nhận định nghĩa về
hiện tượng tự cảm
- HS trả lời: dịng điện cảm ứng cĩ tác dụng cản trở nguyên nhân sinh ra nĩ
II Hiện tượng tự cảm
1 Định nghĩa
- Hiện tượng tự cảm là hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra trong một mạch cĩ dịng điện
mà sự biến thiên của từ thơng qua mạch được gây ra bởi sự biến thiên của cường độ dịng điện trong mạch
Trang 3- GV tiến hành thì nghiệm 1,
yêu cầu HS quan sát hiện tượng
và giải thích kết quả thí
nghiệm?
- GV tiến hành thì nghiệm 2,
yêu cầu HS quan sát hiện tượng
và giải thích kết quả thí
nghiệm?
- GV yêu cầu HS làm câu C2
- HS trả lời:đèn 1 sáng lên ngay còn đèn 2 sáng lên từ từ
Vì khi đóng khóa K dòng điện trong ống dây và đèn 2 tăng lên đột ngột, khi đó trong ống dây xẩy ra hịên tượng tự cảm Suất điện động cảm ứng xuất hiện có tác dụng cản trở nguyên nhân sinh ra nó nghĩa
là cản trở dòng điện qua L
Do đó dòng điện qua L và qua đèn 2 tăng lên từ từ, không tăng nhanh như đèn 1
- HS trả lời: Đèn sáng bừng lên trước khi tắt
- HS giải thích hiện tượng
- HS làm câu C2
2 Một số ví dụ về hiện tượng
tự cảm
a) Ví dụ 1: Hiện tượng tự cảm khi đóng mạch điện.
Giải thích: sgk
b) Ví dụ 2: hiện tượng tự cảm khi ngắt mạch.
Giải thích: sgk
Hoạt động 4: Công thức tính suất điện động tự cảm và năng lượng từ trường của ống dây tự cảm
- Thông báo: Khi có hiện
tượng tự cảm xảy ra trong một
mạch điện thì suất điện động
cảm ứng xuất hiện trong mạch
gọi là suất điện động tự cảm
- Có thể áp dụng công thức
nào để tính suất điện động tự
cảm?
- Gợi ý: Có thể sử dụng công
thức tính suất điện động cảm
ứng để tính suất điện động tự
cảm được không?
+ là gì? Tính bằng
công thức nào?
- Em cú nhận xét gỡ về biểu
thức tớnh suất điện động tự
cảm vừa thu được?
- GV giải thớch sự cú mặt của
dấu trừ trong cụng thức là để
phự hợp với định luật Len –
- HS ghi nhớ khái niệm suất điện động tự cảm
- Thảo luận nhóm
- Trả lời:
+ etc = - trong đó là
từ thông riêng được cho bởi :
= Li
Vì L không đổi nên = Li Suy ra : etc = - L
- HS trả lời: suất điện động tự cảm cú độ lớn tỉ lệ với tốc độ biến thiên của cường độ dũng điện trong mạch
- HS ghi nhận
Trang 4- Trong thớ nghiệm 2, Khi
ngắt khóa K đèn sáng bừng lên
rồi mới tắt chứng tỏ đã có một
năng lượng giải phóng trong
đèn
- Năng lượng này chính là
năng lượng đã tích lũy trong
ống dây tự cảm khi có dòng
điện chạy quavà gọi là năng
lượng từ trường trong ống dõy
- Người ta chứng minh được
công thức tính năng lượng đã
tích lũy trong ông dây tự cảm
khi có dòng điện chạy qua là
W =
- HS theo dừi bài giảng GV
- HS ghi nhận trong ống dõy
cú dũng điện chạy qua tồn tại năng lượng từ trường
- HS ghi nhớ cụng thức tớnh năng lượng từ trường trong ống dõy
Hoạt động 5 : Tìm hiểu ứng dụng của hiện tượng tự cảm.
- Yêu cầu học sinh nêu một
số ứng dụng của hiện tượng
tự cảm
- Giới thiệu các ứng dụng
của hiện tượng tự cảm
- HS nêu một số ứng dụng của hiện tượng tự cảm mà
em biết
- Ghi nhận các ứng dụng của hiện tượng tự cảm
IV Ứng dụng
- Hiện tượng tự cảm có nhiều ứng dụng trong các mạch điện xoay chiều Cuộn cảm là một phần tử quan trọng trong các mạch điện xoay chiều có mạch dao động và các máy biến áp
Hoạt động 6: Củng cố, dặn dò
- Từ thông riêng và biểu thức tính từ thông riêng của mạch
- Hiện tượng tự cảm và điều kiện xuất hiện hiện tượng tự cảm
- Năng lượng từ trường trong ống dây tự cảm
IV RÚT KINH NGHIỆM SAU TIẾT DẠY