1. Tuần:…...Tiết theo PPCT: 63
Ngày soạn: 20/2/2013 Ngày dạy:…/…/…
Bài 41: HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM Lớp 11 NC
Trường thực tập: THPT Nguyễn Du Lớp:…
Giáo sinh thực hiện: Hoàng Phước Muội
I. MỤC TIÊU DẠY HỌC
1. Về kiến thức
Hiểu được bản chất và phân biệt hiện tượng tự cảm khi đóng mạch, khi ngắt mạch.
Hiểu được nguyên nhân và bản chất của hiện tượng tự cảm.
Hiểu được khái niệm hệ số tự cảm.
Nắm được biểu thức tính hệ số tự cảm của ống dây dài và suất điện động tự cảm.
2. Về kỹ năng
Dự đoán một số kết quả của thí nghiệm, từ đó rút ra kết luận từ các kết quả thu được.
Giải thích được một số hiện tượng vật lí.
Vận dụng được các công thức trong bài để giải bài tập.
3. Về thái độ
Nghiêm túc trong giờ học, có tinh thần hăng say học tập và tham gia bài học.
Rèn luyện tinh thần tự giác trong học tập.
II. CHUẨN BỊ
1.Giáo viên
a. Phương pháp dạy học:
Giảng giải kết hợp với đàm thoại
b. Phương tiện dạy học:
Máy tính, máy chiếu,…
c. Tài liệu:
Sách giáo khoa vật lý 11 nâng cao, sách bài tập, một số sách tham khảo,..
2. Học sinh
Ôn lại định luật Lenxơ về xác định chiều của dòng điện cảm ứng và biểu thức tính suất điện động cảm
ứng, dòng điện Fu-cô và các ứng dụng.
III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC
Hoạt động 1: Kiểm tra kiến thức cũ
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
1.Thế nào là dòng diện Fu-cô? Đặc tính chung 1.Dòng điện Fu-cô là dòng cảm ứng được sinh
của dòng Fu-cô là gì? ra trong vật dẫn khi vật dẫn chuyển động trong
từ trường hay được đặt trong từ trường biến
đổi theo thời gian.
Đặc tính chung của dòng Fu-cô là tính chất
xoáy, các đường dòng của dòng Fu-cô là các
đường cong kín trong khối vật dẫn.
2.Vì sao trong máy biến áp, người ta thường 2. Nếu ta sử dụng khối liền thì trong khối sẽ
dùng những lá thép mỏng ghép lại thành khối xuất hiện dòng Fu-cô, dòng Fu-cô này làm
mà không dùng một khối liền? khối sắt liền nóng lên dẫn đến máy nhanh
hỏng. Vì vậy người ta sử dụng các lá thép
mỏng để tăng điện trở, có tác dụng làm giảm
cường độ dòng điện Fu-cô xuất hiện.
Trang: 1

2. Hoạt động 2: Đặt vấn đề
Năm 1831, Faraday đã chứng tỏ bằng thực nghiệm rằng từ trường có thể sinh ra dòng điện còn gọi là
hiện tượng cảm ứng điện từ. Một năm sau đó, Hen-ri (nhà vật lý người Mỹ) phát hiện ra hiện tượng tự
cảm. Vậy hiện tượng tự cảm là gì? Các đặc trưng của tự cảm? Để trả lời các câu hỏi trên chúng ta sẽ
tìm hiểu thông qua bài học ngày hôm nay: hiện tượng tự cảm
Hoạt động 3: Tìm hiểu hiện tượng tự cảm
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung bài học
*Yêu cầu HS nhắc lại định Định luật Len-xơ: dòng điện 1. Hiện tượng tự cảm
luật Len-xơ về dòng điện cảm cảm có chiều sao cho từ a. Thí nghiệm 1
ứng. trường do nó sinh ra có tác
+ Dụng cụ thí nghiệm:
(?) Các em hãy vận dụng định dụng chống lại nguyên nhân
luật Len-xơ để dự đoán kết đã sinh ra nó + Bố trí thí nghiệm như hình
quả thí nghiệm dưới đây? vẽ:
Mô tả thí nghiệm ở hình 41.1 -Quan sát sơ đồ mạch điện.
về hiện tượng tự cảm khi - Chú ý lắng nghe để nắm
đóng mạch. được cách bố trí thí nghiệm và
Dụng cụ thí nghiệm: Hai bóng câu hỏi của GV.
đèn Đ1 và Đ2 giống hệt nhau,
biến trở R, cuộn dây có điện
trở, khóa K, nguồn điện một
chiều và dây dẫn điện. + Tiến hành thí nghiệm:
Bố trí thí nghiệm: + Kết quả: Đèn Đ2 sáng lên
Sơ đồ: trình chiếu chậm hơn so với đèn Đ1, sau
powerpoint đó hai đèn sáng như nhau.
Bóng đèn Đ1 mắc nối tiếp Giải thích:
với biến trở R tạo thành nhánh
Khi đóng K: dòng điện ICD qua
(1), bóng đèn Đ2 mắc nối tiếp
cuộn dây tăng B tăng từ
với cuộn dây có lõi sắt tạo
thành nhánh (2). Nhánh (1) và thông qua cuộn dây tăng xuất
(2) mắc song song với nhau. hiện IC chống lại sự tăng của
Khóa K mở, 2 đèn không ICD ICD tăng chậm Đ2 sáng
sáng. lên từ từ.
*Yêu cầu HS dự đoán kết quả Dự đoán kết quả thí nghiệm: Còn IAB tăng nhanh vì không
thí nghiệm khi ta đóng khóa Thí nghiệm 1: Khi đóng khóa có IC cản trở Đ1 sáng ngay.
K. K ta nhận thấy bóng đèn Đ1
sáng lên ngay và bóng đèn Đ2 b. Thí nghiệm 2
Mô tả thí nghiệm ở hình 41.2 sáng lên từ từ.
về hiện tượng tự cảm khi + Dụng cụ thí nghiệm:
Thí nghiệm 2: Khi mở khóa K,
ngắt mạch. + Bố trí thí nghiệm như hình
ta nhận thấy bóng đèn không
Dụng cụ thí nghiệm: Bóng đèn tắt ngay mà lóe sáng lên rồi
vẽ:
Đ, cuộn dây có lõi sắt, nguồn mới tắt dần.
điện một chiều, khóa K và dây
dẫn.
Trang: 2

3. Bố trí thí nghiệm:
Sơ đồ: trình chiếu powerpoint.
Mạch điện gồm đèn Đ mắc
song song với cuộn dây. Ban
đầu khóa K đang đóng, đèn Đ
đang sáng.
*Yêu cầu HS dự đoán kết quả
thí nghiệm khi ta ngắt khóa K.
Tiến hành thí nghiệm 1 và thí
nghiệm 2: Mở video thí +Tiến hành thí nghiệm
nghiệm để HS quan sát tiến + Kết quả: khi ngắt khóa K đèn
trình thí nghiệm và tự kiểm sáng lóe lên rồi tắt.
chứng dự đoán của mình. + Giải thích:
(?) Đưa ra câu hỏi Khi ngắt K: dòng điện I qua
C1/197(SGK), nhắc nhở HS cuộn dây giảm B giảm
chú ý quan sát thí nghiệm và qua cuộn dây giảm xuất hiện
trả lời câu hỏi trên. IC rất lớn chống lại sự giảm của
I IC phóng qua đèn bóng
Rút ra kết quả: đèn Đ lóe sáng lên rồi tắt.
Thí nghiệm 1:
Đóng khóa K người ta nhận Nhận xét:
thấy: Trong hai thí nghiệm trên:
Đèn Đ1 sáng lên ngay. Đều là hiện tượng cảm ứng
Đèn Đ2 sáng lên từ từ. điện từ.
Thí nghiệm 2: Nguyên nhân sinh ra là sự biến
Đèn Đ không tắt ngay mà lóe đổi dòng điện trong mạch.
sáng rồi sau đó mới tắt.
Giải thích hiện tượng: c. Hiện tượng tự cảm
(?) Hãy giải thích hiện tượng
trong 2 thí nghiệm trên? Chú ý Thí nghiệm 1: Khi đóng công Hiện tượng tự cảm là hiện
vận dụng định luật Len-xơ. tắc, dòng điện trong cả hai tượng cảm ứng điện từ trong
Gợi ý: nhánh đều tăng. Trong nhánh một mạch điện do chính sự
Thí nghiệm 1: (2) do dòng điện tăng làm từ biến đổi của dòng điện trong
+ Khi K đóng thì dòng điện thông biến thiên qua cuộn dây mạch đó gây ra.
chạy qua cuộn dây như thế làm xuất hiện dòng điện cảm Suất điện động cảm ứng được
nào? ứng ngược chiều dòng điện gọi là suất điện động tự cảm.
+ Khi dòng điện chạy qua (theo định luật Len-xơ) làm Dòng điện cảm ứng gọi là dòng
cuộn dây tăng lên, thì cảm ứng cho dòng điện trong nhánh (2) điện tự cảm.
từ xuyên qua cuộn dây biến không tăng lên nhanh chóng vì
thiên như thế nào? vậy Đ2 sáng lên từ từ.
+ Cảm ứng từ xuyên qua cuộn Thí nghiệm 2: khi ngắt công
dây tăng thì từ thông xuyên tắt, dòng điện trong mạch
qua cuộn dây tăng lên, theo giảm, làm cho từ thông qua
định luật Len-xơ thì trong cuộn dây biến thiên, làm xuất
Trang: 3

4. cuộn dây sẽ? hiện dòng điện cảm ứng cùng
Trong thí nghiệm 1 sau 1 chiều dòng điện (theo định
khoảng thời gian thì độ sáng luật Len-xơ) dòng này đi qua
của hai bóng đèn là? bóng đèn làm bóng đèn lóe
Gợi ý: sáng.
Sau 1 khoảng thời gian cường
độ dòng điện chạy trong mạch Trả lời câu hỏi C1:
như thế nào?
Cường độ dòng điện chạy Sau khi đóng khóa K ít lâu, độ
trong mạch đạt cực đại và ổn sáng hai bóng đèn Đ1 và Đ2
định, từ thông qua cuộn dây sáng như nhau. Vì sau ít lâu
như thế nào? dòng điện trong mạch đạt giá
trị không đổi, từ thông xuyên
Thí nghiệm 2: qua ống dây không biến thiên
+ Khi K ngắt thì dòng điện vì thế không xuất hiện dòng
chạy qua cuộn dây như thế điện cảm ứng, khi đó hai bóng
nào? đèn sáng bình thường như
+ Khi dòng điện chạy qua nhau.
cuộn dây giảm đi, thì cảm ứng
từ xuyên qua cuộn dây biến
thiên như thế nào?
+ Cảm ứng từ xuyên qua cuộn
dây giảm thì từ thông xuyên
qua cuộn dây giảm đi, theo
định luật Len-xơ thì trong
cuộn dây sẽ?
*Nhận xét và kết luận lại ý
kiến của HS.
(?) Hiện tượng tự cảm là gì? Trả lời: Hiện tượng tự cảm là
Gợi ý: hiện tượng cảm ứng điện từ
+ Trong 2 thí nghiệm trên, trong một mạch điện do chính
hiện tượng làm xuất hiện dòng sự biến đổi của dòng điện
điện là hiện tượng gì? trong mạch đó gây ra.
+ Nguyên nhân dẫn đến các Nhắc lại khái niệm hiện tượng
hiện tượng đó là? tự cảm là?
+ Hiện tượng như trên gọi là
hiện tượng tự cảm, vậy hiện
tượng tự cảm là gì?
Kết luận hiện tượng tự cảm
là…yêu cầu một học sinh khác
nhắc lại khái niệm.
Trang: 4

5. Hoạt động 4: Tìm hiểu hệ số tự cảm và suất điện động tự cảm
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung bài học
(?) Mối quan hệ của từ thông Lắng nghe 2. Suất điện động tự cảm
qua diện tích giới hạn bởi Tiếp thu và ghi nhớ a. Hệ số tự cảm
mạch điện với cường độ dòng
điện trong mạch đó? Hệ số tự cảm của mạch điện:
Gợi ý: L= /i
-Từ biểu thức tính cảm ứng từ
B trong ống dây, hãy cho biết Từ trường trong ống dây: L là hệ số tỉ lệ và được gọi là
mối quan hệ giữa B và I? B = 4 .10-7nI B~I hệ số tự cảm, đơn vị của L
-Từ biêu thức tính từ thông trong hệ SI là Henri, kí hiệu là
Từ thông qua ống dây : H.
hãy cho mối quan hệ giữa
và B? = NBS ~B
-Rút ra mối quan hệ giữa và Kết luận: I Hệ số tự cảm của một ống dây
I? dài đặt trong không khí:
Φ
Thông báo: Từ thông qua diện Ghi nhận L= 4π.10-7 n 2 V
tích giới hạn bởi mạch điện tỉ I
lệ với cường độ dòng điện Trong đó:
trong mạch đó: n là số vòng dây trên một đơn
=LI vị chiều dài
Với L là hệ số tỉ lệ và được
V thể tích ống dây
gọi là hệ số tự cảm. Đơn vị
của L trong hệ SI là Henri, kí b. Suất điện động tự cảm
hiệu là H. Suất điện động được sỉnh ra
do hiện tượng tự cảm gọi là
*Yêu cầu HS làm câu hỏi C2 Trả lời C2: suất điện động tự cảm.
SGK/198. Từ thông của ống dây:
Gợi ý:
= nlBS = nBV
Từ thông của ống dây có N + Từ (29.3): B = 4 .10-7nI
vòng: = NBS => = 4 .10-7n2IV
Số vòng dây trên 1 đơn vị độ + Từ (41.1): = Li
dài: n=N/l Φ
=> L = 4π.10-7 n 2 V
Yêu cầu HS làm câu hỏi C3 I
SGK/198. Đây là biểu thức tính hệ số tự
cảm của ống dây.
Trả lời C3:
Trang: 5

6. Chỉ áp dụng cho trường hợp
ống dây không có lõi sắt nghĩa
là hình 41.3a. Vì công thức
41.2 được thiết lập chỉ cho
trường hợp ống dây đặt trong
môi trường không khí.
(?) Suất điện động tự cảm là Suất điện động tự cảm là suất
gì? điện động sinh ra do hiện
*Yêu cầu một HS khác nhắc tượng tự cảm.
lại suất điện động tự cảm.
Xây dựng công thức tính suất Theo dõi, nắm biểu thức tính
điện động tự cảm: suất điện động tự cảm.
= L. i
ΔΦ
Mà e c
Δt
Δi
e tc L
Δt
Hoạt động 4: Củng cố kiến thức
Câu 1: Phát biểu nào sau đây là không đúng?
A. Hiện tượng cảm ứng điện từ trong một mạch điện do chính sự biến đổi của dòng điện trong mạch đó
gây ra gọi là hiện tượng tự cảm
B. Suất điện động được sinh ra do hiện tượng tự cảm gọi là suất điện động tự cảm
C. Hiện tượng tự cảm là một trường hợp đặc biệt của hiện tượng cảm ứng điện từ
D. Suất điện động cảm ứng cũng là suất điện động tự cảm.
Câu 2: Đơn vị của hệ số tự cảm là:
A. Vôn (V) B. Tesla (T) C. Vêbe (Wb) D. Henri (H).
Câu 3: Biểu thức tính suất điện động tự cảm là:
I t
A. e L . B. e = L.I C. e = 4ð. 10-7.n2.V D. e L
t I
Câu 4: Biểu thức tính hệ số tự cảm của ống dây dài là:
I t
A. L e B. L = .I C. L = 4 . 10-7.n2.V . D. L e
t I
Trang: 6

7. Hoạt động của GV Hoạt động của HS
BT: Một ống dây dẫn hình trụ có chiều dài 50 cm, Hướng dẫn giải:
gồm 100 vòng dây, mỗi vòng có bán kính 2 cm. Độ tự cảm của ống dây:
Tính độ tự cảm của ống dây đó.
Tóm tắt 7 N2
L 4 .10 S
l = 50 cm=0,5m l
N =100 vòng 7 N2 2
R = 2 cm=0,02m 4 .10 R
l
L=?(H)
1002
4.3,14.10 7 .3,14.0,022
0,5
3,16.10 5 ( H )
Dặn dò:
 Làm bài tập
 1,2,3 SGK/199
 11, 12, 13 đề cương/45
 Học bài đầy đủ
 Chuẩn bị bài 42: năng lượng từ trường
Trang: 7