CHƯƠNG 2: DẠY HỌC MỘT SỐ NỘI DUNG THUỘC “CHƯƠNG
2.2 Phân tích mục tiêu dạy hoc, mạch lôgic kiến thức trong chương Từ trường và chương Cảm ứng điện từ
2.2.1.1 Sơ đồ cấu trúc nội dung chương Từ trường
mm Tương tác từ
Từ trường
Vv
Từ trường cua
Vv
dong dién
Đường sức từ Véc tơ cảm ứng từ
Ỷ ee
Từ Từ Từ Lực từ Lực từ
trường trường trường tác tác
của của của dụng dụng
dòng dòng dòng lên lên một
điện điện điện doan dién
chay chay chay day tich
trong trong trong dan chuyén
day day ống thẳng động
dẫn dẫn dây mang trong từ
thang uốn dẫn dòng trường
dài thành hình điện đều
vũng trụ F=Bllsin [EqvB inứ
tròn a
2.2.1.2 Các kiến thức kỹ năng cần có sau khi học chương “Từ trường”
Sau khi học xong chương “ Từ trường” Học sinh cần nắm vững một số nội dung kiến thức sau:
a. Các kiến thức về Từ trường. Cảm ứng từ.
- Tương tác từ là tương tác giữa các hạt mang điện chuyển động:
Tương tác giữa hai nam châm
Tương tác giữa dòng điện và nam châm Tương tác giữa hai dòng điện
* Khái niệm về từ trường: Từ trường là dạng vật chất tồn tại trong không gian mà biểu hiện cụ thể là sự xuất hiện của lục từ tác dụng lên một dòng điện hay một nam châm đặt trong nó.
* 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.
- Tính chất của đường sức từ:
+Qua mỗi điểm trong không gian chỉ vẽ được một đường sức từ.
+ Các đường sức từ là những đường cong khép kín hoặc vô hạn ở hai đầu.
+ Chiều của đường cảm ứng từ tuân theo những qui tắc xác định( Qui tắc nắm tay phải, qui tắc vào Nam ra Bắc)
+ Người ta quy ước vẽ các đường sức từ sao cho chỗ nào từ trường mạnh thì các đường sức từ mau và chỗ nào từ trường yếu thì các đường sức từ thưa.
+ Đối với từ trường của nam châm, các đường cảm ứng từ đi ra từ cực Bắc đi vào cực Nam của nam châm.
+ Từ phổ là hình ảnh các mạt sắt sắp xếp trong từ trường. Dựa vào từ phổ ta có thể biết được gần đúng về hình dạng và sự phân bố các đường cảm ứng từ của từ trường.
* Cảm ứng từ: Cảm ứng từ tại một điểm là đại lượng véc tơ đặc trưng cho Từ trường tại điểm đó về phương diện tác dụng lực và được đo bằng thương số giữa lực tác dụng lên một đoạn dây dẫn có độ dài đủ nhỏ mang dòng điện đặt
vuông góc với đường cảm ứng từ tại điểm đó và tích của cường độ dòng điện với độ đoạn dây dẫn đó.
pot Il
*Véc tơ cảm ứng từ 8:
- Điểm đặt: Điểm khảo sát.
- Phương: Trùng với trục nam châm thử đặt tại điểm đó.
- Chiểu: từ cực Nam sang cực Bắc của nam châm thử nằm cân bằng tại
điểm đó - Độ lớn: 8=“
. Td
b. Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài
- Hình dạng: Đường cảm ứng từ là những đường tròn đồng tâm nằm trong mặt phẳng vuông góc với dây dẫn.
- Chiều đường cảm ứng từ xác định theo quy tắc nấm tay phải.
- Quy tắc nắm tay phải:
“ Dé bàn tay phải sao cho ngón cái nằm dọc theo dây dẫn và chỉ theo chiều dòng điện, khi đó các ngón kia khum lại chỉ chiều của đường sức
My?”
từ.
- Độ lớn cảm ứng từ tại một điểm cách tâm
một khoảng r: B=2.107 1 rla
r
khoảng cách từ tâm tới điểm khảo sát)
tị
c. Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn uốn thành vòng tròn:
- Chiều đường sức từ: xác định bằng qui tắc nắm tay phải Véc tơ cảm ứng từ Z tại tâm vòng dây:
- Điểm đặt: tại tâm vòng tròn.
- Phương: vuông góc với mặt phẳng khung.
- Chiều : trùng với chiều đường cảm ứng từ tại tâm.
- Độ lớn: ứ8=2z.107 < (R là bỏn kớnh vũng day)
d. Từ trường của dòng điện chạy trong ống dây dẫn hình trụ:
- Hình dạng: như hình vẽ:
- Chiểu: được xác định theo qui tắc nắm tay phải.
- Từ trường trong lòng ống dây là từ trường đều.
Vộc to cam ứng từ ệ tại một điểm trong lũng ống dõy .
- Điểm đặt: tại điểm khảo sát
- Phương: vuông góc với mặt phẳng ống dây.
- Chiều : trùng với chiều đường cảm ứng từ trong ống
- Độ lớn: 8 = 4z.10”nI (n là số vòng dây cuốn trên một đơn vị chiêu dài)
* Về phương diện từ trường của ống dây có vai trò như nam châm thẳng.
e. Các kiến thức về lực từ:
* Lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn mang dòng điện đặt trong từ trường đều.
Véc to luc tir F:
- Điểm đặt: tại trung điểm của đoạn dây.
- Phương: vuông góc với 7 và 8
- Chiểu: xác định bằng qui tắc bàn tay trái.
- Độ lớn: F=Bilsina
* Qui tắc bàn tay trái: Đặt bàn tay trái duỗi thẳng sao cho các đường cảm ứng từ xuyên vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón tay trùng với chiều của dòng điện, khi đó ngón cái choãi ra 900 độ chỉ chiều của lực từ tác dụng lên dây dẫn đó.
* Lực tương tác giữa hai dây dẫn song song mang dòng điện.
- Hai dòng điện song song cùng chiều thì hút nhau, ngược chiều thì đẩy nhau.
- Độ lớn của của lực tác dụng lên một đoạn dây / là:
Fˆ=2.10” nh
r
* Lực Lo-ren-xơ: Lực Lo-ren-xơ là lực từ tác dụng lên một hạt điện tích chuyển động trong từ trường.
Lực Lo-ren -xơ:
- Điểm đặt: tại điện tích:
- Phương: vuông góc với mặt phẳng (7, B.) - Chiều: xác định bằng qui tắc bàn tay trái.
- Độ lớn: ƒ = |qạ|v.B.sin ứ
* Qui tắc bàn tay trái dùng để xác định lực Lo-ren-xơ:
Để bàn tay trái mở rộng sao cho từ trường hướng vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngún giữa là chiều của ứ khi qạ>0 và ngược chiều khi qụ<0. Lỳc đó chiều của lực Lo-ren-xơ là chiều của ngón cái choãi ra.
* Khi điện tích chuyển động trong từ trường đều theo phương vuông góc với véc tơ cảm ứng từ Z thì điện tích chuyển động theo qui đạo tròn với bán
kinh: R = mv
lúa|5
2.2.1.3. Phân tích mục tiêu dạy học chương “Từ truờng”.
Kiến thức cần nắm ở mức độ
Tên bài Vận dụng
Nhận biết Hiểu
- Nêu được từ trường| - Biết cách phát|- Vẽ được các tồn tại ở những đâu | hiện sự tồn tại của |đường sức từ biểu và có tính chất gì. từ trường trong ldiễn từ trường của
- Phát biểu được định | trường hợp từ|nam châm thẳng, nghĩa và nêu được trường không quá|của dòng điện bốn tính chất cơ bản yếu. thẳng dài, của của các đường sức từ.| - Xác định được vòng dây có dòng
Bài 12: chiều các đường sức điện chạy qua.
Từ trường từ của dòng điện|- Xác định được
trong dây dẫn phương, chiều của thang, vòng dây |từ trường tại một tròn, xác định được |điểm.
mặt Nam, mặt Bắc của một dòng điện chạy trong một mạch kín.
- Mô tả được thí - Viết và hiểu|- Biểu diễn được Bài 20:
Lực từ. Cảm
ứng từ. nghiệm xác định cảm ứng từ.
- Phát biểu được định nghĩa véc tơ cảm ứng
được công thức định luậ Ampe và ý nghĩa của từng đại lượng trong công
véc to Cam ting tir
tai mot diém bat ky.
- Xác định được
từ, đơn vị cảm ứng từ.
- Phát biểu được qui tắc bàn tay trái.
- Phát biểu được định
thức.
- Viết và hiểu được công thức tính cảm ứng từ Z và ý nghĩa của các đại
phương, chiều của lực từ trong mọi trường hợp.
- Phân tích các hiện tượng vật lý.
Từ trường Bài 21:
của dòng
điện chạy trong các dây dẫn có
hình dạng
đặc biệt
nghĩa phần tử dòng | lượng trong công|' Giải được một số
điện. thức. bài tập đơn giản.
- Xác định được| - Viết được công|- Vận dụng phương, chiều của| thức tính cảm ứng |nguyên lý chồng véc to B do dòng
điện chạy trong các dây dẫn có hình dạng đặc biệt.
- Nắm được nguyên lý chồng chất của từ trường.
từ Z của dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài, vòng dây
tròn, ống dây hình
trụ và hiểu được ý nghĩa của từng đại lượng có trong công thức.
- Biểu diễn được véc tơ cảm ứng từ # tại các điểm khác nhau của từ trường trong và ngoài ống
dây.
chất của từ trường và sử dụng công thức tính cảm ứng tr B trong các trường hợp để giải các bài tập.
- Phân tích và tổng hợp được các véc tơ từ trường do nhiều từ trường gây nên tại một điểm.
- Giải các bài tập đơn giản khác.
Bài 22:
LucLo ren-
xO
- Phat biéu duoc dinh nghia luc Loren-xo.
- Nêu được các đặc trưng cơ bản của chuyển động của hạt mang điện trong từ trường đều.
-Viết được biểu thức lực Loren-xơ
# =|a|vBsin ứ và
hiểu được ý nghĩa của từng đại lượng trong công thức.
-Viết được công thức tính bán kính
mv >
—— va
uy dao R=
quy da \alB hiểu được ý nghĩa
của từng đại lượng trong công thức.
- Xác định được phương, chiều độ lớn của lực Loren- xơ trong các
trường hợp cụ thể.
- Vẽ được qui dao và xác định được phương, chiều độ lớn của lực Loren- xo trong trường hợp một điện tích q chuyển động với vận tốc v trong mặt phẳng vuông
góc với các đường sức của từ trường đều.
- Giải được các bài tập đơn giản khác.