LATS SỬ DỤNG KÊNH HÌNH DÙNG TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG “TỪ TRƯỜNG” - “CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ” VẬT LÝ LỚP 11

SỬ DỤNG KÊNH HÌNH TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ

vectorstock.com/28062424

Ths Nguyễn Thanh Tú eBook Collection DẠY KÈM QUY NHƠN EBOOK PHÁT TRIỂN NỘI DUNG

LATS KHAI THÁC, XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG KÊNH HÌNH DÙNG TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG “TỪ TRƯỜNG” - “CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ” VẬT LÝ LỚP 11 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG (TNU) WORD VERSION | 2021 EDITION ORDER NOW / CHUYỂN GIAO QUA EMAIL TAILIEUCHUANTHAMKHAO@GMAIL.COM Tài liệu chuẩn tham khảo Phát triển kênh bởi Ths Nguyễn Thanh Tú Đơn vị tài trợ / phát hành / chia sẻ học thuật : Nguyen Thanh Tu Group Hỗ trợ trực tuyến Fb www.facebook.com/DayKemQuyNhon Mobi/Zalo 0905779594

86 Chƣơng 3 KHAI THÁC, XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG KÊNH HÌNH DÙNG TRONG DẠY HỌC CHƢƠNG “TỪ TRƢỜNG”-“CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ” VẬT LÝ LỚP 3

TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

Đặc iểm các chƣơng “Từ trƣờng” và “Cảm ứng iện từ” Trong những năm gần đây, chƣơng trình và SGK phổ thông nói chung,

chƣơng trình và SGK Vật lý

n i riêng đã đƣợc biên soạn lại theo định hƣớng

phân an và đƣa vào giảng dạy nhằm nâng cao chất lƣợng dạy học, đ p ứng yêu cầu đổi mới của ngành giáo dục nƣớc nhà.

Trong giới hạn phạm vi nghiên cứu của luận án, chúng tôi chỉ tập trung nghiên cứu chƣơng “Từ trƣờng” và chƣơng “ ảm ứng điện từ” Nội dung của hai chƣơng này có ba nhóm kiến thức cơ ản, đ là: Từ trƣờng, lực từ và cảm ứng điện từ [62].

Nhóm thứ nhất là từ trường bao gồm các vấn đề: Khái niệm từ trƣờng, khái niệm cảm ứng từ, khái niệm đƣờng sức từ (mô tả từ trƣờng bằng phƣơng ph p hình học), khái niệm từ trƣờng đều, từ trƣờng của một số

ng điện có dạng đơn giản.

Nhóm thứ hai là lực từ bao gồm các vấn đề: Lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn mang

ng điện, lực từ tác dụng lên một khung dây dẫn mang

ng điện (mô

men ngẫu lực từ), lực từ tác dụng lên hạt mang điện chuyển động (lực Lo-ren-xơ và ứng dụng của lực từ.

Nhóm thứ ba là cảm ứng điện từ bao gồm các vấn đề: Hiện tƣợng cảm ứng điện từ, khái niệm “từ thông”, khái niệm “suất điện động cảm ứng”, định luật Lenxơ và hiện tƣợng tự cảm.

Xét về mặt lịch sử thì các lực từ và từ trƣờng đã đƣợc các nhà khoa học phát hiện và sử dụng từ rất sớm, sớm hơn cả các lực điện Đ là vì trong thiên nhiên c sẵn các nam châm tự nhiên và trong không gian xung quanh chúng có từ trƣờng trong đ c lực từ tác dụng. Nhờ ch ng mà con ngƣời đã ph t hiện ra từ trƣờng của Tr i Đất. Tuy nhiên, khái niệm “lực từ” và từ trƣờng c ng c c đại lƣợng đặc trƣng cho từ trƣờng phức tạp hơn rất nhiều so với khái niệm điện trƣờng và c c đại lƣợng đặc trƣng cho điện trƣờng. Vì vậy chƣơng trình và SGK Vật lý 11 chọn nghiên cứu điện trƣờng trƣớc từ trƣờng. Khi nghiên cứu từ trƣờng, HS đã nắm vững những kiến thức cơ ản về điện trƣờng nên rất thuận lợi trong việc tiếp nhận những kiến thức cơ ản về từ trƣờng.

87 Có thể nói, một số kiến thức, hiện tƣợng cơ ản đƣợc đề cập trong c c chƣơng này đã đƣợc trình ày trong chƣơng trình lớp 9 Tuy nhiên, o trình độ nhận thức của HS còn thấp nên các hiện tƣợng đ chỉ đƣợc khảo sát một c ch định tính, sơ lƣợc và có tính chất giới thiệu, mà không khảo s t định lƣợng và hông đi sâu giải thích bản chất của hiện tƣợng Trong c c chƣơng “Từ trƣờng” và “ ảm ứng điện từ” lớp 11 phổ thông, đã ắt đầu nghiên cứu các hiện tƣợng này cả về mặt định tính và định lƣợng, đồng thời đi sâu giải thích rõ bản chất VL các hiện tƣợng.

Các hiện tƣợng và các khái niệm về từ trƣờng có một số đặc điểm tƣơng tự với các hiện tƣợng và các khái niệm về điện trƣờng và trƣờng hấp dẫn mà HS đã đƣợc học từ trƣớc. Vì vậy, có thể coi đây là một thuận lợi rất lớn khi dạy học phần này.

Trong dạy học, GV có thể so sánh với điện trƣờng hay trƣờng hấp dẫn để hình thành khái niệm từ trƣờng, đƣờng sức từ hay lực từ. lớp 9, HS đã đƣợc học khái quát về từ trƣờng

o đ , trong ạy học phần

này GV có thể kết hợp cho HS ôn tập những kiến thức đã học có liên quan và sử dụng ch ng để nghiên cứu sâu hơn c c hiện tƣợng, các khái niệm cũng nhƣ hình thành các kiến thức mới.

Các hiện tƣợng về từ trƣờng và cảm ứng điện từ đƣợc ứng dụng nhiều trong ĩ thuật và đời sống, rất gần gũi với HS. Vì vậy, khi dạy học GV rất dễ dàng liên hệ với thực tiễn cuộc sống. Nhờ đ mà ài ạy trở nên sinh động và hiệu quả dạy học đƣợc nâng cao.

Bản chất của từ trƣờng phức tạp hơn điện trƣờng rất nhiều Điện trƣờng do các hạt mang điện đứng yên tạo ra, còn từ trƣờng là do các hạt mang điện chuyển động tạo thành. Từ trƣờng gắn liền với

ng điện, là một thuộc tính của d ng điện Đặc

biệt sự dịch chuyển của điện trƣờng, sự biến đổi của điện trƣờng cũng tạo ra từ trƣờng. Vì vậy, việc dạy cho HS hiểu rõ bản chất của từ trƣờng sẽ gặp h

hăn

nhiều hơn so với bản chất của điện trƣờng. ƣờng độ điện trƣờng là đại lƣợng đặc trƣng cho điện trƣờng về phƣơng iện tác dụng lực của điện trƣờng Tƣơng tự nhƣ vậy, cảm ứng từ là đại lƣợng đặc trƣng cho từ trƣờng về phƣơng iện tác dụng lực của từ trƣờng. Tuy nhiên việc hình thành khái niệm v c tơ cảm ứng từ gặp h

hăn hơn nhiều so với việc hình thành khái

niệm v c tơ cƣờng độ điện trƣờng. Bởi vì phƣơng của v c tơ cƣờng độ điện trƣờng trùng với phƣơng của lực tĩnh điện tác dụng lên hạt mang điện đứng yên đặt trong điện trƣờng

n v ctơ cảm ứng từ thì c phƣơng vuông g c với phƣơng của lực từ.

Đây là điểm khác biệt rất lớn giữa điện trƣờng và từ trƣờng. Vì vậy, có thể coi việc hình thành khái niệm v c tơ cảm ứng từ là một h

hăn lớn trong dạy học phần này.

88 Nhƣ ta đã iết lực điện c ng phƣơng với cƣờng độ điện trƣờng, nhƣng với lực từ thì khác. Lực từ c phƣơng vuông g c với v c tơ cảm ứng từ tại điểm ta x t Đ là h

hăn lớn nhất khi hình thành khái niệm v c tơ cảm ứng từ, bởi vì để x c định

hƣớng của v c tơ cảm ứng từ ta chỉ có thể dùng nam châm thử nằm cân bằng trong từ trƣờng Hƣớng của kim nam châm thử sẽ x c định hƣớng của từ trƣờng Nhƣng khó có thể giải thích đƣợc vì sao hƣớng của nam châm thử lại trùng với hƣớng của v c tơ cảm ứng từ.

Xuất phát từ những h

hăn đ , cả hai bộ SGK hiện hành đã chọn phƣơng n

tối ƣu là tiến hành khảo s t hai đại lƣợng này đan xen nhau Trƣớc hết khảo s t định tính về lực từ Sau đ mới khảo sát về độ lớn, phƣơng và chiều của lực từ gắn liền với việc khảo sát cảm ứng từ.

Trên đây là những đặc điểm chính của chƣơng “Từ trƣờng”, “ ảm ứng điện từ” VL 11 phổ thông. GV cần quan tâm đến những đặc điểm này trong dạy học để tìm ra những giải pháp thích hợp và tối ƣu, nhằm nâng cao hiệu quả dạy học. Kênh hình với những đặc điểm và vai trò của nó sẽ là một trong những phƣơng tiện góp phần khắc phục những khó hăn n i trên 3.2. Nội dung các chƣơng “Từ trƣờng” và “Cảm ứng iện từ” 3.2.1. Chương “Từ trường 3.2.1.1. Bài 26 - Từ trường  Tƣơng tác từ - Nam châm: Nam châm thƣờng gặp có 2 cực: cực Bắc (N), cực Nam (S). Giữa cực của nam châm có sự tƣơng t c với nhau. Cực cùng tên thì đẩy nhau, cực khác tên sẽ hút nhau.

- Từ tính của dây dẫn có dòng điện: d ng điện có thể tác dụng lực lên nam châm. Nam châm có thể tác dụng lực lên

ng điện. Hai

ng điện có thể tƣơng t c

với nhau.

- Tƣơng t c từ: Tƣơng t c giữa nam châm với nam châm, giữa nam châm và giữa

ng điện với

ng điện với dòng điện điện đều gọi là tƣơng t c từ. Lực tƣơng

t c trong c c trƣờng hợp đ gọi là lực từ.

89  Từ trƣờng - Từ trƣờng là một dạng vật chất đặc biệt tồn tại trong không gian mà biểu hiện cụ thể là sự xuất hiện của lực từ tác dụng lên một

ng điện hay một nam châm

đặt trong đ - Hƣớng của từ trƣờng: Hƣớng của từ trƣờng tại một điểm là hƣớng Nam – Bắc của kim nam châm thử nằm cân bằng tại điểm đ .

- Tính chất cơ ản của từ trƣờng: Tính chất cơ ản của từ trƣờng là nó gây ra lực từ tác dụng lên một nam châm hay hay dây dẫn có

ng điện đặt trong nó.

 Cảm ứng từ - Cảm ứng từ là một đại lƣợng đặc trƣng cho từ trƣờng về mặt gây ra lực từ, ký hiêu là B .

- Phƣơng của nam châm thử nằm cân bằng tại một điểm trong từ trƣờng là phƣơng của vectơ cảm ứng từ B của từ trƣờng tại điểm đ - Quy ƣớc chiều từ cực Nam sang cực Bắc của nam châm thử là chiều của B - Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang

ng điện chạy qua ở điểm nào lớn

hơn thì cảm ứng từ tại điểm đ lớn hơn  Đƣờng sức từ - Định nghĩa : Đƣờng sức từ là đƣờng đƣợc vẽ trong không gian có từ trƣờng, sao cho tiếp tuyến với nó tại mỗi điểm c hƣớng trùng với hƣớng của v c tơ cảm ứng từ tại điểm khảo sát. Quy ƣớc: Chiều của đƣờng sức tại mỗi điểm là chiều của từ trƣờng tại điểm đ - Các tính chất của đƣờng sức từ + Tại mỗi điểm trong từ trƣờng, có thể vẽ đƣợc một đƣờng sức từ đi qua và chỉ một mà thôi. +

c đƣờng sức từ là những đƣờng cong kín hoặc vô hạn ở hai đầu.

+

c đƣờng sức từ không cắt nhau.

+ Nơi nào từ trƣờng mạnh thì c c đƣờng sức từ ở đ vẽ mau hơn

ày hơn ,

nơi nào từ trƣờng nhỏ hơn thì c c đƣờng sức từ ở đ vẽ thƣa hơn - Từ phổ: Là tập hợp c c đƣờng sức từ của một nam châm hay một dây dẫn có ng điện chạy qua.

90  Từ trƣờng ều: là từ trƣờng mà: - Cảm ứng từ tại mọi điểm đều bằng nhau.

-

c đƣờng sức từ của từ trƣờng đều song song, cùng chiều và c ch đều nhau

3.2.1.2. Bài 27 - Phương và chi u của lực từ tác dụng ên dòng điện - Lực do từ trƣờng tác dụng lên nam châm hoặc

ng điện đặt trong nó gọi là lực từ.

- Phƣơng của lực từ tác dụng lên dòng điện: Lực từ tác dụng lên đoạn phƣơng vuông g c với mặt ph ng chứa đoạn

ng điện có

ng điện và cảm ứng từ tại điểm khảo sát.

- Chiều của lực từ tác dụng lên dòng điện: x c định theo quy tắc bàn tay trái.

- Quy tắc bàn tay trái: Đặt àn tay tr i sao cho c c đƣờng sức từ đâm xuyên vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến các ngón tay trùng với chiều cái choãi ra 900 chỉ chiều của lực từ tác dụng lên

ng điện, thì ngón

ng điện.

3.2.1.3. Bài 28 - Cảm ứng từ. Định luật Ampe  Cảm ứng từ - Định nghĩa: Cảm ứng từ tại một điểm là đại lƣợng đo ằng thƣơng số giữa lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn có độ ài đủ nhỏ mang trƣờng tại điểm đang x t và tích của cƣờng độ của góc tạo bởi

ng điện đặt trong từ

ng điện với độ ài đoạn dây và sin

ng điện và vec tơ cảm ứng từ.

- Biểu thức: B 

F Il sin 

B là cảm ứng từ tại điểm đang x t, F độ lớn của lực từ, l chiều ài đoạn dây α là góc hợp bởi hƣớng của

ng điện và hƣớng của v c tơ cảm ứng từ.

- V c tơ cảm ứng từ B + Điểm đặt: Tại điểm đang x t + Hƣớng: Trùng với hƣớng của từ trƣờng tại điểm đ + Độ lớn: B 

F Il sin 

+ Đơn vị: Tesla (T)  Công thức ampe F= Ilsinα là độ lớn cảm ứng từ tại vị trí đặt đoạn ây c I là cƣờng độ

ng điện chạy qua

ng điện trong dây dẫn

l là chiều dài đoạn ây và α là g c tạo bởi

ng điện I và vectơ B

91  Lực từ tác dụng lên một oạn dây dẫn mang dòng iện - Điểm đặt: Tại trung điểm của đoạn dây.

- Phƣơng: Vuông g c với mặt ph ng tạo bởi

ng điện và cảm ứng từ.

- Chiều: X c định theo quy tắc bàn tay trái Quy tắc: Đặt bàn tay trái duỗi th ng sao cho cảm ứng từ đâm xuyên vào l ng àn tay, chiều từ cổ tay đến các ngón tay là chiều

ng điện hi đ ng n tay c i choãi ra

900 là chiều của lực từ.

- Độ lớn: F = BIlsinα  Nguyên lí chồng chất từ trƣờng Giả sử tại một điểm có n từ trƣờng B1 , B2 ,

Bn , thì từ trƣờng tại điểm đ là:

B  B1  B2  ....Bn

3.1.2.4. Bài 29 - Từ trường của một số dòng điện có dạng đơn giản  Từ trƣờng của dòng iện thẳng - Điểm đặt: Tại điểm đang x t - Phƣơng: vuông góc với mặt ph ng tạo bởi

ng điện và điểm đang x t

- Chiều: X c định theo quy tắc nắm tay phải Quy tắc: Giơ ng n tay c i của bàn tay phải hƣớng theo chiều

ng điện, khum

bốn ngón tay kia xung quanh dây dẫn thì chiều từ cổ tay đến các ngón tay là chiều của đƣờng sức từ.

- Độ lớn: B  2.107

I r

độ lớn cảm ứng từ, r là khoảng cách từ điểm khảo s t đến độ

ng điện, I cƣờng

ng điện chạy trong dây dẫn.  Từ trƣờng của dòng iện tròn Cảm ứng từ tại tâm vòng dây có - Điểm đặt: Tại tâm đƣờng tròn.

- Phƣơng: Vuông góc với mặt ph ng khung dây.

- Chiều: X c định theo quy tắc nắm tay phải.

Quy tắc: Khum bàn tay phải theo vòng dây của khung sao cho chiều từ cổ tay

đến các ngón tay trùng với chiều chiều đƣờng sức từ

ng điện trong khung, ngón tay cái choãi ra chỉ

92 - Độ lớn: B  2 .107

NI R

ng điện, I: cƣờng độ

N: số vòng dây, R: bán kính của

ng điện.

 Từ trƣờng của dòng iện trong ống dây - Điểm đặt: Tại điểm đang x t trong l ng ống dây.

- Phƣơng: Vuông góc với mặt ph ng của một vòng dây.

- Chiều: X c định theo quy tắc nắm tay phải.

Quy tắc: Khum bàn tay phải theo vòng dây của ống sao cho chiều từ cổ tay đến các ngón tay trùng với chiều

ng điện trong khung, ngón tay cái choãi ra chỉ chiều

đƣờng sức từ.

- Độ lớn: B  4 .107 nI n: số vòng dây trên một mét chiều dài của ống, N là số vòng dây quấn trên l(m) chiều dài.

3.2.1.5. Bài 31 - Tương tác giữa hai dòng điện thẳng song song. Định nghĩa đơn vị Ampe  Tƣơng t c giữa hai dòng điện th ng song song - Hai dòng điện cùng chiều hút nhau. Hai dòng điện ngƣợc chiều đẩy nhau  Công thức tƣơng tác giữa hai dòng iện thẳng song song - Lực từ tác dụng lên một đơn vị chiều dài của dây dẫn mang dòng điện F  2.107

I1, I2 lần lƣợt là cƣờng độ

I1 I 2 r

ng điện chạy qua các dây dẫn.

r là khoảng cách giữa hai dây dẫn.

- Lực từ tác dụng lên l(m) chiều dài của dây dẫn mang dòng điện: F  2.107

 Định nghĩ

I1 I 2 l r

ơn vị Ampe

mpe là cƣờng độ của

ng điện hông đổi khi chạy trong hai dây dẫn th ng,

tiết diện nhỏ, rất dài, song song với nhau và cách nhau 1m đặt trong chân không thì trên mỗi mét của sợi dây có một lực từ bằng 2.10-7 N tác dụng lên.

93 3.2.1.6. Bài 32 - Lực Lo-ren- ơ  Lực Lo-ren-xơ - Định nghĩa: Lực Lo-ren-xơ là lực mà từ trƣờng tác dụng lên một hạt mang điện chuyển động.

- Đặc điểm của lực Lo-ren-xơ: + Điểm đặt: Tại điện tích đang x t + Phƣơng : Vuông g c với mặt ph ng chứa vectơ vận tốc của hạt mang điện và vectơ cảm ứng từ tại điểm khảo sát. + Chiều: X c định theo quy tắc bàn tay trái.

Quy tắc: Đặt bàn tay trái duỗi th ng sao cho cảm ứng từ đâm xuyên vào l ng àn tay, chiều từ cổ tay đến các ngón tay là chiều của vec tơ vận tốc, hi đ ng n tay c i choãi ra 900 là chiều của lực Lo-ren-xơ nếu q > 0 và chiều ngƣợc lại nếu q < 0.

- Độ lớn: F  q vB sin  α là góc hợp bởi hƣớng của v c tơ vận tốc và hƣớng của vec tơ cảm ứng từ.  Ứng dụng: Lực Lo-ren-xơ c nhiều ứng dụng trong thực tế, khoa học và công nghệ: đo lƣờng điện từ, ống ph ng điện từ trong truyền hình, khối phổ kế, các máy gia tốc.

3.2.1.7. Bài 33 - Khung d

có dòng điện đ t trong từ trường

 Momen ngẫu lực từ M=I Ssinθ Trong đ θ là góc hợp bởi v c tơ cảm ứng từ B và v c tơ ph p tuyến n của mặt ph ng khung.  Động cơ iện một chiều - Cấu tạo: Gồm một hung ây đặt trong từ trƣờng đều của nam châm có thể quay quanh trục OO’. Bộ g p điện gồm hai vành khuyên và hai chổi quét.

- Hoạt động: Khi cho

ng điện chạy qua khung, momen ngẫu lực từ làm cho

khung quay quanh trục OO’. Bộ g p điện làm cho mỗi khi mặt ph ng khung vuông góc với đƣờng sức từ thì dòng điện trong hung đổi chiều. Khi khung quay liên tục Tuy là dòng một chiều.

ng điện trong hung đổi chiều nhƣng

ng điện đƣa ra vẫn

94  Điện kế khung quay - Cấu tạo: Gồm nam câm hình chữ U (1), lõ sắt (2), khung dây lồng bên ngoài lõi sắt (3), lò xo (4) - Hoạt động: Khi cho

ng điện vào khung thì ngẫu lực từ làm khung quay lệch

khỏi vị trí an đầu. Các lò xo sinh ra momen cản. Khung càng lệch xa vị trí cân bằng thì momen cản càng lớn. Khi momen cản bằng momen ngẫu lực từ thì khung dừng lại. Khi cân bằng góc lệch tỉ lệ với cƣờng độ

ng điện.

3.2.1.8. Bài 34 - Sự từ hóa các chất. Sắt từ  Các chất thuận từ và nghịch từ - Các chất có tính từ hóa yếu gồm các chất thuận từ và nghịch từ.

- Nguyên nhân của hiện tƣợng từ hóa ở các vật thuận từ và nghịch từ là do trong các phân tử của vật c c c

ng điện ín

c

ng điện này là do sự chuyển động

của các electron trong nguyên tử tạo thành.

- Khi các vật thuận từ và nghịch từ đƣợc đặt trong từ trƣờng ngoài thì chúng bị từ hóa, nếu khử từ trƣờng ngoài thì các vật này nhanh chóng trở lại trạng thái bình thƣờng tức từ tính của chúng mất đi  Các chất sắt từ - Chất sắt từ: Sắt từ là các chất có tính từ hóa mạnh: sắt, ni en, cô an - Giải thích tính từ hóa mạnh của sắt: Sắt có cấu tr c đặc biệt về phƣơng iện từ.

Một mẫu sắt đƣợc cấu tạo từ rất nhiều miền từ hóa tự nhiên và mỗi miền này có thể đƣợc coi nhƣ một “ im nam châm nhỏ”, sắp sếp hỗn độn. Khi không có từ trƣờng ngoài, các kim nam châm nhỏ sắp xếp hốn độn nên thanh sắt không có từ tính. Khi có từ trƣờng ngoài, ƣới tác dụng của từ trƣờng ngoài, các kim nam châm nhỏ có xu hƣớng sắp xếp theo từ trƣờng ngoài nên thanh sắt có từ tính.  N m châm iện N m châm vĩnh cửu - Nam châm điện: ho

ng điện chạy qua một ống dây có lõi sắt, lõi sắt đƣợc từ

hóa. Từ trƣờng tổng hợp (từ trƣờng ngoài và từ trƣờng do sự từ hóa của lõi sắt) lớn gấp hàng trăm, hàng nghìn lần so với từ trƣờng ngoài (từ trƣờng khi không có lõi sắt).

- Ống ây mang - Ngắt

ng điện có thêm lõi sắt gọi là một nam châm điện.

ng điện trong ống dây thì từ tính của lõi sắt cũng ị mất rất nhanh.

- Sắt từ mềm: là chất sắt từ mà từ tính của nó bị mất rất nhanh khi từ trƣờng ngoài bị triệt tiêu.

95  Nam châm vĩnh cửu - Thay lõi sắt bằng lõi thép. Từ trƣờng tổng hợp (từ trƣờng ngoài và từ trƣờng do sự từ hóa của lõi thép) lớn gấp hàng trăm, hàng nghìn lần so với từ trƣờng ngoài (từ trƣờng khi không có lõi thép). Ngắt

ng điên trong ống dây, từ tính của thép còn

giữ đƣợc một thời gian dài. Thép trở thành một nam châm vĩnh cửu.

- Sắt từ cứng: Chất sắt từ mà từ tính của nó tồn tại khá lâu sau khi từ trƣờng ngoài bị triệt tiêu.  Ứng dụng của các vật sắt từ - Trong đời sống hàng ngày:

cửa xếp nhựa, cửa tủ lạnh, trong quạt điện, trong

chuông điện, trong ống nghe và nói của m y điện thoại, trong loa ph t thanh, - Trong kỹ thuật: Nam châm điện trong rơle điện từ, cần cẩu điện, trong máy gia tốc, thiết bị ghi âm, thiết bị đọc âm thanh.

3.2.1.9. Bài 35 - Từ trường trái đất  Độ từ thiên Độ từ khuynh - Độ từ thiên: là góc lệch giữa kinh tuyến từ và kinh tuyến địa lý (còn gọi là góc từ thiên), kí hiệu là D. Quy ƣớc: Độ từ thiên ứng với trƣờng hợp cực Bắc của kim la bàn lệch sang phía Đông là độ từ thiên ƣơng, ngƣợc lại độ từ thiên âm.

- Độ từ khuynh: là góc hợp bởi kim nam châm của la bàn từ khuynh và mặt ph ng nằm ngang (còn gọi là góc từ khuynh), kí hiệu là I. Quy ƣớc: I > 0: cực bắc của kim nam châm nằm phía ƣới mặt ph ng nằm ngang, ngƣợc lại I < 0.  Các từ cực củ Trái Đất - Tr i Đất c hai địa cực: cực Bắc, cực Nam; ngoài ra còn có hai cực từ.

- Cực từ nằm ở Nam bán cầu là từ cực Bắc, cực từ nằm ở Bắc bán cầu là từ cực Nam.  Bão từ - Định nghĩa: Tại một nơi cố định các yếu tố của từ trƣờng Tr i đất (cảm ứng từ, độ từ huynh, độ từ thiên,..) Biến đổi xảy ra hầu nhƣ c ng một l c đƣợc gọi là bão từ.

- Phân loại: Gồm hai loại yếu và mạnh. Bão từ yếu thƣờng diễn ra trong khoảng thời gian ngắn. Bão từ mạnh diễn ra trong khoảng thời gian dài.

96 3.2.2. Cấu trúc và nội dung chương “Cảm ứng điện từ” 3.2.2.1. Bài 38 - Hiện tượng cảm ứng điện từ. Suất điện động cảm ứng  Khái niệm từ thông - Định nghĩa: Giả sử có một mặt ph ng diện tích S đƣợc đặt trong từ trƣờng đều B . Vẽ vectơ ph p tuyến n c ủa mặt ph ng hung ây, đại lƣợng: Φ =BScosα gọi là từ thông gửi qua diện tích S. - Đơn vị của từ thông: Wb (vê be).

- Ý nghĩa từ thông: Từ thông qua diện tích S bằng số đƣờng sức qua diện tích S đƣợc đặt vuông góc với đƣờng sức. Dùng khái niệm từ thông để diễn tả số đƣờng sức xuyên qua một diện tích nào đ  Hiện tƣợng cảm ứng iện từ - Dòng điện cảm ứng là d ng điện xuất hiện khi có sự biến đổi từ thông qua mạch điện kín.

- Suất điện động cảm ứng: Khi có sự biến đổi từ thông qua mặt giới hạn bởi một mạch kín thì trong mạch xuất hiện suất điện động cảm ứng.

- Hiện tƣợng cảm ứng điện từ là hiện tƣợng xuất hiện suất điện động cảm ứng.  Chiều của dòng iện cảm ứng Định luật Len-xơ ng điện cảm ứng có chiều sao cho từ trƣờng do nó sinh ra có tác dụng chống lại nguyên nhân sinh ra nó.  Định luật Faraday về cảm ứng iện từ - Phát biểu định luật: Độ lớn của suất điện động cảm ứng trong mạch kín tỉ lệ với tốc độ biến thiên của từ thông qua mạch.

- Biểu thức:  c  

 Dấu “ –“ iểu thị định luật Len-xơ t

Nếu mạch điện là một khung dây có N vòng dây thì: c  N

 t

97 3.2.2.2. Bài 39 - Suất điện động cảm ứng trong một đoạn dây d n chuyển động  Suất điện động cảm ứng trong 1 đoạn dây dẫn chuyển động trong từ trường - Suất điện động cảm ứng là suất điện động sinh ra dòng điện cảm ứng trong mạch kín.

- Chiều dòng điện cảm ứng: X c định theo quy tắc bàn tay phải : đặt bàn tay phải hứng c c đƣờng sức từ, ngón tay cái choãi ra 900 hƣớng theo chiều chuyển động của đoạn ây, hi đ chiều từ cổ tay đến bốn ngón tay chỉ chiều từ cực âm sang cực ƣơng của nguồn điện đ - Biểu thức suất điện động cảm ứng trong đoạn dây.

Suất điện động cảm ứng trong mạch chính là suất điện động trong đoạn dây chuyển động, c độ lớn :

c 

 t

  1  2 : độ biến thiên từ thông trong thời gian t Độ lớn suất điện động trong đoạn dây:  c Blv sin  l: chiều ài đoạn ây, v: độ lớn vận tốc của đoạn ây, θ là g c hợp bởi B và v  Má phát iện - Má phát iện xoay chiều + Cấu tạo: Gồm một khung dây ABCD có thể quay quanh trục OO’, đặt trong từ trƣờng của một nam châm. + Nguyên tắc hoạt động: Khi khung dây quay, các cạnh AD, BC cắt c c đƣờng sức. Vì vậy trong c c đoạn ây đ suất hiện suất điện động cảm ứng Hai đầu khung dây nối với hai vòng đồng, hai vòng đồng tiếp xúc với hai chổi quét Q. Mỗi chổi quét là một cực của m y ph t điện. Dòng điện đƣa ra ngoài là dòng điện có chiều thay đổi theo thời gian.

- Má phát iện một chiều Khi khung quay, trong khung suất hiện suất điện động cảm ứng, hai bán khuyên bằng đồng tiếp xúc với hai chổi quét Q. Mỗi chổi quét là một cực của máy. Dòng điện đƣa ra ngoài c chiều hông đổi.

98 3.2.2.3. Bài 40 - Dòng điện Fuco  Dòng iện Fu –cô - Định nghĩa: Dòng điện cảm ứng đƣợc sinh ra trong khối vật dẫn khi vật dẫn chuyển động trong từ trƣờng hay đƣợc đặt trong từ trƣờng biến đổi theo thời gian là dòng điện Fu-cô.

- Giải thích: Xét tấm kim loại ao động trong từ trƣờng của nam châm. Ta thấy tấm kim loại ao động trong một thời gian ngắn rồi dừng lại Theo định luật Lenxơ,

ng điện cảm ứng trong tấm kim loại có tác dụng ngăn cản sự chuyển động của

chính tấm kim loại đ

o đ tấm kim loại nhanh chóng dừng lại.

 Tính chất - ứng dụng - Tính chất: + Do tác dụng của dòng Fu-cô, mọi khối kim loại chuyển động trong từ trƣờng đều chịu tác dụng của những lực hãm điện từ. + Gây ra hiệu ứng tỏa nhiệt Jun – Lenxơ và gây năng lƣợng tổn hao vô ích.

- Ứng dụng: trong các bộ phanh điện từ của những ô tô hạng nặng, trong các lò cảm ứng để nung nóng kim loại, trong một số lò tôi luyện kim loại - Hạn chế dòng điện Fu-cô: không dùng lõi sắt có dạng khối liền, mà dùng những là thép silic mỏng có phủ một lớp sơn c ch điện ghép sát với nhau. Ngoài ra các lá th p này đƣợc đặt song song với c c đƣờng sức từ Khi đ điện trở của lõi sắt đối với dòng điện Fu-cô tăng lên.

3.2.2.4. Bài 41 - Hiện tượng tự cảm  Hiện tƣợng tự cảm - Định nghĩa: Hiện tƣợng tự cảm là hiện tƣợng cảm ứng điện từ trong một đoạn mạch điện do chính sự biến đổi của dòng điện trong mạch đ - Trong các mạch điện một chiều, hiện tƣợng tự cảm thƣờng xảy ra hi đ ng mạch (dòng điên tăng lên đột ngột) và khi ngắt mạch (dòng điện giảm đột ngột).

Trong mạch điện xoay chiều luôn xảy ra hiện tƣợng tự cảm.  Suất iện ộng tự cảm - Suất điện động đƣợc sinh ra do hiện tƣợng tự cảm gọi là suất điện động tự cảm  tc   L

i  i1  i2 : độ biến thiên cƣờng độ L: hệ số tự cảm của mạch điện

i t

ng điện trong khoảng thời gian t

99 - Hệ số tự cảm của ống ây đặt trong không khí L  4 .107 n 2V

n số vòng dây quấn trên một đơn vị chiều dài, N số vòng dây quấn trên l chiều dài của ống dây, V thể tích của ống.

3.2.2.5. Bài 42 - Năng ượng từ trường  Năng lƣợng của ống dây có dòng iện - Công thức tính năng lƣợng của ống dây có dòng điện: W

1 2 Li 2

W năng lƣợng của ống ây, L độ tự cảm của ống ây, I cƣờng độ

ng điên

chạy trong ống dây.  Năng lƣợng từ trƣờng - Năng lƣợng từ trƣờng trong ống dây: W

1 7 2 10 B V 8

B cảm ứng từ trong lòng ống dây, V thể tích ống dây.

- Mật độ năng lƣợng từ trƣờng: Là năng lƣợng từ trƣờng tính cho một đơn vị thể tích. w 

1 7 2 10 B 8

w (J/m3) mật độ năng lƣợng từ trƣờng 3.3. Khai thác, xây dựng kênh hình dùng trong dạy học các chƣơng “Từ trƣờng” và “Cảm ứng iện từ” 3.3.1. Kênh hình sách giáo khoa trong các chương “Từ trường”, “Cảm ứng điện từ” Có thể thấy rằng, ênh hình SGK đƣợc chọn lọc kỹ càng, công phu, phù hợp với nội dung dạy học Tuy nhiên, nhƣ đã trình ày ở mục 2.3.1.2, kênh hình SGK hoàn toàn là hình ảnh tĩnh, trong hi đ

iến thức VL khá là trừu tƣợng, đặc biệt các

chƣơng “Từ trƣờng” và “ ảm ứng điện từ” Trong

chƣơng này, nội dung kiến

thức liên quan nhiều đến các hiện tƣợng VL, đại lƣợng VL và các ứng dụng của hiện tƣợng này trong kỹ thuật cũng nhƣ trong đời sống. Chính vì vậy nếu nhƣ chỉ sử dụng hình ảnh tĩnh thì h c thể mô tả một cách rõ nét các hiện tƣợng, các quá trình diễn ra bên trong hay nguyên tắc hoạt động của các máy. o đ , chúng tôi tiến hành phân tích hệ thống ênh hình SGK trong

chƣơng “Từ trƣờng” và “ ảm ứng

điện từ”, chỉ ra mục đích sử dụng cũng nhƣ hạn chế nếu có, để từ đ làm căn cứ cho việc khai thác và xây dựng kênh hình dùng trong dạy học

chƣơng này

100 3.3.1.1. Kênh hình Hình Hình 26.1. Thí nghiệm về tƣơng tác nam châm với nam châm.

Hình 26.2. Thí nghiệm Ơ-xtét.

Hình 6 3 Tƣơng tác giữa 2 dòng điện.

K chương “Từ trường”

ch Hạn chế (nếu có) Bài 26: Từ trƣờng Minh họa tƣơng t c từ Hình ảnh tĩnh nên HS chỉ thấy kết quả là giữa nam châm với nam kim nam châm bị lệch hi đƣa nam châm châm. khác lại gần chứ chƣa hiểu rõ đƣợc tiến trình tiến hành thí nghiệm và hiện tƣợng xảy ra.

Minh họa tƣơng t c giữa HS chỉ thấy kết quả là kim nam châm bị ng điện với nam châm. lệch hi đặt gần dây dẫn c ng điện chạy qua, nhƣng chƣa hiểu rõ đƣợc cách thức tiến hành thí nghiệm và hiện tƣợng xảy ra trong thực tế.

Minh họa tƣơng t c giữa HS chỉ thấy hình ảnh khác nhau giữa 2 dây hai ng điện khi: dẫn hi chƣa c và hi c ng điện chạy a chƣa c ng điện qua, nhƣng chƣa hiểu rõ đƣợc bản chất và Hai ng điện cùng chiều hiện tƣợng xảy ra. thì hai dây hút nhau. c Hai ng điện ngƣợc chiều hai ây đẩy nhau Minh họa tƣơng t c từ Có thể ng để mình họa cho tƣơng t c giữa hai nam châm tròn. giữa 2 nam châm, tuy nhiên hình ảnh vẫn chƣa rõ n t.

Giới thiệu cho Hs thấy Mục đích là cho HS thấy đƣợc hình dạng đƣợc hình ảnh đƣờng sức đƣờng sức từ của một số nam châm nhƣng từ của một số nam châm. ở đầu hầu hết đều là đƣờng sức từ của nam châm th ng.

Quan sát từ phổ của một số nam châm.

Mục

Hình 26.4. Hai nam châm tròn đẩy nhau.

Hình 26.5. Đƣờng sức từ của một số nam châm.

Hình 26.6. Từ phổ của một số nam châm.

Hình 26.7. Từ Thấy đƣợc từ phổ của nam Có thể sử dụng hình ảnh này để giới thiệu phổ của nam châm hình chữ U. về từ phổ của nam châm chữ U. châm chữ U Hình 26.8. Thấy đƣợc đƣờng sức từ Có thể giới thiệu cho HS thấy đƣợc, trong Đƣờng sức từ của nam châm hình chữ U. khoảng giữa hai cực, đƣờng sức từ là các nam châm chữ U. đƣờng song song và c ch đều nhau.

Bài 27: Phƣơng và chiều của lực từ tác dụng lên dòng iện Hình 27.1. Thí Giới thiệu cho HS thấy Hình ảnh này giới thiệu bộ thí nghiệm về nghiệm về lực từ đƣợc khung dây sẽ bị lệch lực từ nhƣng chƣa nêu đƣợc cách thức tiến lên đoạn dây dẫn hi đặt trong từ trƣờng, tức hành thí nghiệm và hiện tƣợng sẽ xảy ra c ng điện là có lực từ tác dụng lên nên chƣa hiểu rõ đƣợc bản chất hiện tƣợng.

101 chạy qua. khung dây.

Hình 27.2. Quy Giúp HS nhớ đƣợc quy tắc Hình vẽ này có thể sử dụng đƣợc tắc bàn tay trái. bàn tay trái.

Bài 28: Cảm ứng từ Định luật Ampe Hình 28.1.

Thấy đƣợc đoạn ng điện Có thể sử dụng hình ảnh này Đoạn ng điện hợp với đƣờng sức từ một hợp với đƣờng góc a. sức từ một góc a.

Bài 29: Từ trƣờng của một số dòng iện có dạng ơn giản Hình 29.1. Từ Giới thiệu cho HS thấy Hình ảnh tĩnh nên chỉ mang tính giới thiệu. phổ của dòng đƣợc từ phổ của ng điện điện th ng. th ng.

Hình 29.2. Hình Cho thấy đƣợc hình dạng Hình ảnh này chỉ mang tính mô phỏng, HS dạng và chiều của và chiều của đƣờng sức từ sẽ không thể hình dung cách x c định đƣờng sức từ của của ng điện th ng. chiều của đƣờng sức từ của ng điện ng điện th ng. th ng bằng kim nam châm.

Hình 29.3.Quy HS biết đƣợc quy tắc để Có thể ng để minh họa quy tắc, tuy tắc nắm tay trái. x c định chiều đƣờng sức nhiên phải kết hợp hình vẽ với lời giải từ chạy trong dây dẫn thích của GV để làm rõ quy tắc. Nếu có thể th ng. sử dụng hình ảnh mô phỏng, màu sắc sinh động thì sẽ giúp HS dễ hình dung quy tắc hơn.

Hình 29.4. Quy Giới thiệu quy tắc c i đinh Đây là phần kiến thức mở rộng thêm, nên tắc c i đinh ốc. ốc để x c định chiều GV có thể sử dụng hình ảnh này để giới đƣờng cảm ứng từ của thiệu cho HS quy tắc c i đinh ốc. ng điện th ng.

Hình 29.5. Từ Thấy đƣợc từ phổ của HS thấy đƣợc hình ảnh từ phổ của dòng phổ của dòng ng điện tròn. điện tr n, nhƣng hông iết cách tiến hành điện tròn. thí nghiệm để tạo ra từ phổ của ng điện tr n cũng nhƣ sự sắp xếp của từ phổ của ng điện này.

Hình 29.6. Hình Quan s t đƣợc hình dạng HS khó hình ung đƣợc hình dạng thật của dạng và chiều của và chiều của đƣờng sức từ đƣờng sức từ và chỉ chấp nhận kết quả. đƣờng sức từ của của ng điện tròn. ng điện tròn.

Hình 29.7. Quy HS biết quy tắc để xác Có thể ng để minh họa quy tắc nắm tay tắc nắm tay phải định chiều đƣờng cảm ứng phải, tuy nhiên phải kết hợp hình vẽ với lời đối với ng điện từ chạy trong ng điện giải thích của GV để làm rõ quy tắc. Nếu tròn. tròn. có thể sử dụng hình ảnh mô phỏng, màu sắc sinh động thì sẽ giúp HS dễ hình dung quy tắc hơn.

102 Hình 29.8. Từ phổ của dòng điện trong ống dây.

Hình 29.9. Hình dạng và chiều đƣờng sức từ bên trong và bên ngoài ống dây.

Hình 29.10.

Giới thiệu cho HS từ phổ HS chỉ thấy hình dạng đƣờng sức từ chung của ng điện trong ống chung, chƣa hình ung rõ ên trong và ên dây. ngoài ống ây đƣờng sức từ cụ thể nhƣ thế nào.

Giới thiệu cho HS thấy Hình ảnh này có thể sử dụng đƣợc, tuy đƣợc hình dạng và chiều nhiên hình ảnh tĩnh và nhỏ nên nếu thay c c đƣờng sức từ bên trong thế bằng hình ảnh mô phỏng và có màu sắc và bên ngoài ống dây. sẽ tăng tính trực quan hơn.

HS dựa vào hình ảnh để Hình ảnh này nằm ở mục em có biết, để x c định tên cực của ống mở rộng kiến thức cho HS. Có thể sử dụng ây mang ng điện. hình ảnh này.

Bài 3 : Tƣơng tác giữ h i dòng iện thẳng song song Định nghĩ ơn vị Ampe Hình 31.1. Giải Giải thích và chứng mình Hình ảnh này chỉ mang tính minh họa để thích lực hút giữa đƣợc vì sao hai ng điện chứng mình và giải thích bằng lời, tuy ng điện song song song cùng chiều thì nhiên HS ko thấy đƣợc hình ảnh 2 dây khi song, cùng chiều. hút nhau. hút nhau sẽ nhƣ thế này. Nếu có thí nghiệm ảo có thể cho HS quan sát rõ và phân biệt đƣợc trƣờng hợp khi 2 dây dẫn chƣa c ng điện chạy qua và khi 2 dây dẫn c ng điện cùng chiều chạy qua.

Bài 32: Lực Lo-ren-xơ Hình 32.1. Thí Giới thiệu cho HS bộ thí Hình vẽ mô phỏng bộ thí nghiệm và ảnh nghiệm về chuyển nghiệm về chuyển động chụp đen trắng giới thiệu bộ thí nghiệm động của electron của electrong trong từ chƣa đƣợc rõ ràng HS h hình ung đƣợc trong từ trƣờng. trƣờng gồm: bộ thí nghiệm và cách tiến hành. GV nên - Sơ đồ thí nghiệm sử dụng thí nghiệm thật hoặc thí nghiệm ảo - Ảnh chụp thiết bị thí để giới thiệu cách tiến hành thí nghiệm và nghiệm hiện tƣợng xảy ra để HS hiểu rõ bản chất vấn đề.

Hình 32.2. Quy tắc Giúp HS biết cách xác Có thể sử dụng hình ảnh này để minh họa bàn tay trái hoặc định chiều của lực Lo-ren- quy tắc Tuy nhiên nếu có thêm hình ảnh x c định chiều của xơ theo quy tắc bàn tay động mô phỏng thì HS sẽ dễ dàng nắm lực Lo-ren-xơ trái. đƣợc quy tắc hơn.

Hình 32.3.

Thấy đƣợc các hạt mang đây chỉ xét trong mặt ph ng nên HS khó điện đi qua một tiết diện M hình ung đƣợc hạt mang điện chịu tác trong thời gian t dều chứa dụng của lực Lorentz. trong hình trụ MM’ thì sẽ chịu tác dụng của lực Lorentz nhƣ thế nào và chứng minh đƣợc công thức

103 của lực Lo- ren-xơ.

Hình 32.4. Sự lái Giới thiệu ứng dụng của Hình vẽ mang tính chất giới thiệu các bộ ch m tia điện tử lực Lo- ren –xơ trong vô phận bên trong ống ph ng điện nên HS trong ống phóng tuyến truyền hình. không thể hiểu rõ cơ chế hoạt động của điện từ bằng từ ống phóng này. Nếu c vi eo để giới thiệu trƣờng. thì có thể gi p HS hình ung rõ hơn về cơ chế này.

Hình 32.5. Hiệu Giới thiệu cho HS ví dụ Hình vẽ này nằm ở mục em có biết nên có ứng Hôn. về sự hiện hữu của lực Lo- thể sử dụng để dạy phần này, tuy nhiên GV ren-xơ t c ụng lên các có thể sử dụng thêm hình ảnh chụp bên hạt tải điện trong vật dẫn. ngoài các ví dụ khác hoặc bộ cảm biến đo cảm ứng từ trƣờng ch ng hạn để làm rõ thêm hiệu ứng Hôn.

Bài 33: Khung dâ c dòng iện ặt trong từ trƣờng Hình 33.1. Khung Giới thiệu cho HS cách bố Hình ảnh này chỉ có thể giới thiệu HS cách ây đặt trong từ trí thí nghiệm về khung bố trí thí nghiệm, tuy nhiên để làm cho HS trƣờng. ây đặt trong từ trƣờng và thấy rõ khung dây bị quay đi, GV cần sử hi cho ng điện chạy dụng thí nghiệm thật hoặc thí nghiệm mô qua, khung dây bị quay đi. phỏng để thấy rõ cơ chế hoạt động, hi chƣa c ng điện và hi đã c ng điện vào khung, ta thấy khung dây bị quay.

Hình 33.2. Lực từ Thấy đƣợc lực từ tác dụng Có thể sử dụng hình vẽ này để HS khảo sát tác dụng lên khung lên khung dây khi có dòng đƣợc lực từ tác dụng lên khung trong ây c ng điện điện chạy qua và áp dụng trƣờng hợp đơn giản. chạy qua. các quy tắc đã học để xác định chiều của lực từ tác dụng lên các cạnh của khung.

Hình 33.3 Lực từ Yêu cầu HS vận dụng quy Có thể sử dụng vẽ này để HS áp dụng quy tác dụng lên tắc àn tay tr i để xác tắc bàn tay trái. hung ây đặt định đƣợc chiều của lực từ vuông góc với từ tác dụng lên các cạnh của trƣờng B. khung dây.

Hình 33.4. Cấu Giới thiệu cho HS biết Sử dụng hình vẽ để giới thiệu cấu tạo động tạo của động cơ đƣợc cấu tạo và nguyên cơ nhƣng để làm rõ nguyên tắc hoạt động điện một chiều. tắc hoạt động của động cơ cần chiếu các thí nghiệm mô phỏng để HS điện một chiều. thấy rõ khung dây quay và cách tạo ra ng điện một chiều trong khung.

Hình 33.5. Cấu Giới thiệu cho HS biết Tƣơng tự nhƣ hình 33 6 tạo của điện kế đƣợc cấu tạo và nguyên khung quay. tắc hoạt động của điện kế

104

Hình 34.1. Các miền từ hóa tự nhiên trong sắt từ.

Bảng 34.1. Nhiệt độ Quy-ri của một vài chất.

Hình 34.2. Chu trình từ trễ.

Hình 34 3 Đầu từ và ăng trong thiết bị ghi âm.

Hình 35.1. Kim nam châm lệch khỏi kinh tuyến địa lý.

Hình 35.2. Kim nam châm lệch khỏi mặt ph ng nằm ngang.

khung quay.

Bài 34: Sự từ hoá các chất. Sắt từ Thấy đƣợc sự khác nhau Hình ảnh này có thể sử dụng để giới thiệu giữa các miền từ hoá tự cho HS các miền từ hóa trong sắt từ. nhiên trong sắt từ với hai trƣờng hợp: a)Mẫu sắt từ hông đặt trong từ trƣờng b)Mẫu sắt từ đặt trong từ trƣờng ngoài Giới thiệu cho HS biết Có thể sử dụng bảng này giới thiệu cho nhiệt độ Quy-ri của một HS. vài chất.

Giới thiệu cho HS biết Có thể sử dụng hình ảnh này để giới thiệu đƣờng cong từ trễ. cho HS. Giới thiệu cho HS biết Sử dụng hình vẽ để giới thiệu cấu tạo tuy đƣợc ứng dụng của vật sắt nhiên để làm rõ nguyên tắc hoạt động của từ đ là việc ghi và đọc thiết bị ghi âm, nên chiếu các thí nghiệm âm. mô phỏng để HS biết đƣợc quá trình.

Bài 35: Từ trƣờng Trái Đất Thấy đƣợc sự lệch của Có thể sử dụng hình vẽ này để minh họa. kim nam châm khỏi kinh tuyến địa lý.

Thấy đƣợc sự lệch khỏi Có thể sử dụng hình vẽ này để minh họa. mặt ph ng nằm ngang của một kim nam châm nhỏ quay tự do quanh trục nằm ngang đi qua trọng tâm của nó.

Bài 37: Xác ịnh thành phần nằm ngang của từ trƣờng Trái Đất Hình 37.1. Giới thiệu cho HS biết Nguyên tắc cấu đƣợc nguyên tắc cấu tạo tạo và hoạt động và hoạt động của la bàn của la bàn tang. tang.

105 3.3.1.2. Kênh hình sách giáo khoa chương “Cảm ứng điện từ” Mục ch Hạn chế Bài 38: Hiện tƣợng cảm ứng iện từ. Suất iện ộng cảm ứng Hình 38.1. Thí Thí nghiệm cho biết khi số Sử dụng để giới thiệu cách bố trí thí nghiệm, nghiệm 1 về cảm đƣờng sức từ xuyên qua cách tiến hành và hiện tƣợng xảy ra. Tuy ứng điện từ khi ống dây biến thiên thì nhiên vì hình ảnh tĩnh và ết hợp minh họa nam châm và ống trong ống dây sẽ xuất hiện bằng chữ nên HS h để hình dung và hiện dây chuyển động ng điện. tƣợng xảy ra. GV nên sử dụng thí nghiệm đối với nhau. thật, hoặc thí nghiệm ảo, thí nghiệm mô phỏng để HS quan s t đƣợc hiện tƣợng xảy ra một c ch rõ ràng hơn.

Hình 38.2. Thí Thí nghiệm cho biết khi Hạn chế của thí nghiệm này cũng tƣơng tự nghiệm 2 về cảm dịch chuyển con chạy của nhƣ thí nghiệm đƣợc trình bày ở hình 38.1. ứng điện từ khi biến trở thì trong vòng dây GV nên kết hợp sử dụng thí nghiệm thật ng điện trong sẽ xuất hiện ng điện hoặc thí nghiệm ảo, thí nghiệm mô phỏng ống dây biến đổi. cảm ứng. để HS thấy đƣợc hiện tƣợng một cách rõ ràng hơn.

Hình 38.3. Các Minh họa tính chất đại số Có thể sử dụng hình vẽ này để mình họa. đƣờng sức từ của từ thông. xuyên qua diện tích S. Hình 38.4. Dây Giới thiệu HS biết đƣợc Có thể sử dụng hình vẽ này để giới thiệu đàn và cuộn dây cấu tạo và nguyên tắc hoạt về cấu tạo. Tuy nhiên nếu GV dùng hình cảm ứng trong động của đàn ghita điện. ảnh chụp lại của đàn ghi ta điện và các đàn ghi ta điện. đoạn phim giới thiệu về cấu tạo bên trong của đàn ghita điện thì sẽ tăng tính trực quan hơn.

Hình 38.5. Thí HS phát biểu đƣợc định Hình vẽ này là sơ đồ cách mắc thí nghiệm, nghiệm về định luật Len-xơ.

GV cần tiến hành thí nghiệm thật, hoặc luật Len-xơ. chiếu thí nghiệm mô phỏng để HS thấy rằng trong cả trƣờng hợp tƣ trƣờng của ng điện nhƣ muốn ngăn cản nam châm lại gần hay ra xa nó. Từ đ ph t iểu đƣợc định luật Len- xơ.

Hình 38.11.

Giới thiệu cho HS cấu tạo Có thể sử dụng hình vẽ này để minh họa.

Khung ao động. của hung ao động đơn giản.

Bài 39: Suất iện ộng cảm ứng trong một oạn dây dẫn chuyển ộng Hình 39.1. Thí Nhằm đi đến kết luận rằng Hĩnh vẽ này chỉ giới thiệu cách bố trí thí nghiệm về suất một đoạn dây dẫn chuyển nghiệm và mô tả thí nghiệm, GV nên tiến điện động cảm động trong từ trƣờng thì hành thí nghiệm thật hoặc chiếu các thí ứng trong một trong đoạn ây đ sẽ xuất nghiệm ảo, thí nghiệm mô phỏng để HS có đoạn dây chuyển hiện suất điện động cảm thể thấy rõ bản chất hiện tƣợng.

Hình

106 động. ứng.

Hình 39.2. Quy HS biết đƣợc c ch để xác tắc bàn tay phải. định dấu các cực của nguồn điện sinh ra ng điện cảm ứng trong khung.

Hình 39 3 Để giải Hình minh hoạ sự xuất thích sự xuất hiện hiện suất điện động cảm suất điện động ứng trong đoạn dây MN. cảm ứng trong đoạn dây MN. Hình 39.5. Giới thiệu cho HS biết Nguyên tắc cấu đƣợc cấu tạo và nguyên tạo của máy phát tắc hoạt động của máy điện xoay chiều. ph t điện xoay chiều.

Hình 39.6.

Nguyên tắc cấu tạo của máy phát điện một chiều.

Hình 40.1. Thí nghiệm về dòng điện Fu-cô.

Hình 40.2. Cho tấm kim loại có rảnh xẻ ao động giữa hai cực của nam châm, nó sẽ ao động đƣợc lâu hơn.

Hình 4 3 Đĩa kim loại trong công tơ điện quay giữa 2 cực nam châm chữ U. Hình 40.4. Lõi của máy biến thế gồm những lá thép silic ghép với nhau.

Có thể sử dụng hình ảnh này để minh họa quy tắc bàn tay phải.

GV có thể sử dụng hình ảnh này để giải thích sự xuất điện động trong đoạn dây.

Tuy nhiên nếu có thể GV nên chiếu thí nghiệm mô ph ng để HS thấy rõ hơn hiện tƣợng.

Hình ảnh tĩnh và nhỏ nên h để cho HS hình dung ra cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của máy. GV nên chiếu các thí nghiệm ảo để HS hiểu rõ hơn về máy phát điện này.

Giới thiệu cho HS biết Hạn chế tƣơng tự nhƣ đã trình ày ở hình đƣợc cấu tạo và nguyên 39.5 tắc hoạt động của máy ph t điện một chiều.

Bài 40: Dòng iện Fu-cô HS đƣa ra đƣợc khái niệm Sử dụng hình ảnh này để giới thiệu cách bố về ng điện Fu-cô. trí thí nghiệm. Tuy nhiên cần sử dụng thí nghiệm thật hoặc thí nghiệm ảo để HS thấy rõ hiện tƣợng xảy ra, đ là hi ao động giữa 2 cực của nam châm thì tấm kim loại dừng lại khá nhanh.

Làm cho HS thấy rõ tấm GV nên sử dụng thí nghiệm thật hoặc thí kim loại có xẻ rảnh dao nghiệm ảo để HS thấy rõ và có sự so sánh động lâu hơn tấm kim loại chuyển động của 2 tấm kim loại khác liền khối. nhau. Từ đ hiểu rõ tác dụng chống lại dao động của dòng Fucô trong 2 tấm kim loại khác nhau.

Giới thiệu một ứng dụng Có thể sử dụng thêm nhiều hình ảnh khác của dòng Fu-cô trong đời trong thực tiễn cuộn sống để HS thấy rõ sống hơn ứng dụng của dòng Fu-cô

Giới thiệu cho HS biết một Có thể giới thiệu hình ảnh này để giới trong các tác dụng có hại thiệu lõi của máy biến thế. của dòng Fu-cô và c ch để khắc phục tác dụng có hại này.

107

Hình 41.1. Thí nghiệm về hiện tƣợng tự cảm khi đ ng mạch.

Hình 41.2. Thí nghiệm về hiện tƣợng tự cảm khi ngắt mạch.

Hình 41.3. Cuộn dây a) Không có lõi sắt b) Có lõi sắt

Bài 41: Hiện tƣợng tự cảm HS rút ra nhận xét bóng HS biết đƣợc cách bố trí thí nghiệm. Tuy đ n ở nhánh có ống dây nhiên GV cần tiến hành thí nghiệm thật sáng lên chậm hơn ng hoặc thí nghiệm mô phỏng để HS dễ dàng đ n ở nhánh kia. quan sát và rút ra nhận xét.

HS rút ra nhận xét khi ngắt Hạn chế của hình ảnh này cũng tƣơng tự mạch ng đ n l e s ng trình bày của hình 41.1. lên một chút rồi tắt, chứng Trong thực tiễn giảng dạy, công tác tiến tỏ suất điện động cảm ứng hành thí nghiệm thật này đơn giản tuy trong ống ây hi đ ằng nhiên việc nhận ra rằng ng đ n l e s ng không. lên một chút thì không rõ ràng lắm. Chính Kết hợp với thí nghiệm ở vì vậy, ở đây cần sử dụng thí nghiệm ảo để hình 41.1, HS có thể rút ra HS có thể thấy rõ hiện tƣợng xảy ra trong định nghĩa về hiện tƣợng cả hai thí nghiệm hình 41.1. và 41.2. tự cảm.

Hình vẽ minh hoạ cho câu Có thể sử dụng hình ảnh này để mình họa hỏi C3 trang 198. cho câu hỏi.

3.3.2. Khai thác, xây dựng kênh hình dùng trong dạy học các chương “Từ trường” và “Cảm ứng điện từ” Dựa vào đặc điểm chƣơng trình VL lớp

, đặc điểm c c chƣơng “Từ trƣờng”,

“ ảm ứng điện từ” ết hợp việc phân tích những hạn chế (nếu có) của kênh hình theo từng ài trong SGK VL

N

đã trình ày ở mục 3.3.1), từ đ chúng tôi tiến

hành khai thác, xây dựng theo các mức độ đã đề xuất ở chƣơng

Trong mục 3.3.2

này sẽ trình ày và phân tích 6 ênh hình tƣơng ứng với 3 mức độ khai thác và xây dựng đã trình ày mỗi mức độ sẽ có 2 kênh hình), trong phần phụ lục của luận án sẽ trình bày thêm 9 kênh hình đã khai thác và xây dựng dùng trong dạy học 2 chƣơng này.

Trong từng ênh hình sẽ nêu rõ c c vấn đề sau: - Mức độ hai th c, xây ựng - Nội ung của ênh hình - Mục đích của việc sử ụng ênh hình - Phƣơng n sử dụng kênh hình: ở đây c một số kênh hình có thể có nhiều phƣơng án sử dụng khác nhau và sử dụng trong nhiều khâu khác nhau của quá trình dạy học.

108 3.3.2.1. Thí nghiệm v hiện tượng tự cảm khi đóng và ngắt mạch

Hình 3.1. Hình ảnh về hiện tượng tự cảm khi đóng và ngắt mạch.

- Mức độ khai thác: Mức độ 1 - khai thác kênh hình SGK. - Mục đích: Giúp HS nghiên cứu về hiện tƣợng tự cảm hi đ ng và ngắt mạch điện.

- Phương án sử dụng: GV giới thiệu hình vẽ này để HS có thể biết đƣợc cách bố trí thí nghiệm. Sau khi tiến hành thí nghiệm, HS sẽ r t ra đƣợc nhận xét trong từng trƣờng hợp cụ thể.

thí nghiệm hình 41.1, HS rút ra nhận x t

nhánh có ống dây sáng lên chậm hơn HS rút ra nhận xét khi ngắt mạch

ng đ n ở nhánh kia.

ng đ n ở

thí nghiệm hình 41.2,

ng đ n l e s ng lên một chút rồi tắt, chứng tỏ

suất điện động cảm ứng trong ống ây hi đ cƣờng độ

ng điện giảm dần đến

bằng không. Từ đ , HS có thể r t ra định nghĩa về hiện tƣợng tự cảm.

3.3.2.2. Nghiên cứu v đại ượng cảm ứng từ

Hình 3.2 Các bảng số liệu nghiên cứu về đại lượng cảm ứng từ.

- Mức độ khai thác: Mức độ 1 - Mục đích: Giúp HS hiểu đƣợc là với một nam châm nhất định thì thƣơng số F  B có giá trị hông đổi.

Il sin 

- Phương án sử dụng: Yêu cầu HS thực hiện 3 thí nghiệm để rút ra nhận xét: các thƣơng số

F F F , , là các hằng số (ở mục 1 bài 28 SGK Vật lý 11 trang I l sin 

145 SGK Vật lý 11). Kết quả thu đƣợc trình bày ở bảng 28.1, 28.2, 28.3 (trang 99 của luận án).

109 + Trong mỗi bảng, HS cần nắm đƣợc đại lƣợng nào là cố định, đại lƣợng nào là thay đổi, từ đ r t ra nhận x t c c thƣơng

F F F , , .

I l sin 

+ Yêu cầu HS rút ra nhận xét lực F tác dụng lên đoạn dây AB tỷ lệ nhƣ thế nào với cƣờng độ

ng điện I, chiều ài đoạn dây l và góc hợp bởi

+ Từ đ đi ến kết luận: thƣơng số

ng điện và đƣờng sức từ.

F  B có giá trị hông đổi và là đại Il sin 

lƣợng đặc trƣng cho từ trƣờng.

3.3.2.3. Hiện tượng cảm ứng điện từ được gây ra do nam châm chuyển động

Hình 3.3. Video về hiện tượng ƯĐT gây ra do nam châm chuyển động.

- Mức độ khai thác: Mức độ - Nội dung đoạn phim: Đoạn phim đƣợc diễn ra trong phòng thí nghiệm với cách bố trí mạch điện để tìm hiểu về hiện tƣợng cảm ứng điện trong bài 38 - hiện tƣợng cảm ứng điện từ - SGK Vật lý 11 nâng cao.

- Mục đích: nhằm giúp HS quan sát rõ hiện tƣợng khi dịch chuyển nam châm vào hoặc ra bên trong ống dây, trong ống dây sẽ xuất hiện

ng điện cảm ứng Để

từ đ c thể giúp HS hiểu rõ bản chất hiện tƣợng cảm ứng điện từ.

- Phương án sử dụng: C

phƣơng án sử dụng khác nhau

+ Phƣơng n : Sử dụng kết hợp với thí nghiệm thật.

GV sử dụng hình vẽ SGK để giới thiệu về cách bố trí thí nghiệm và cách thức tiến hành thí nghiệm Sau đ GV tiến hành thí nghiệm thật ở lớp để cả lớp cùng quan sát.

Tuy nhiên để HS hiểu rõ hơn ản chất của hiện tƣợng và kiểm nghiệm lại độ tin cậy của thí nghiệm, GV có thể sử dụng đoạn phim để chiếu cho cả lớp cùng quan sát và dừng lại cho HS thấy rõ im điện kế trong

trƣờng hợp thanh nam châm đứng yên và thanh

thanh nam châm dịch chuyển bên trong ống ây Điều đ chứng tỏ khi có sự thay đổi về số đƣờng sức từ gửi qua ống dây thì trong ống dây sẽ xuất hiện

ng điện cảm ứng.

+ Phƣơng n : Sử dụng trong trƣờng hợp không có thí nghiệm thật.

Nếu nhƣ hông c thí nghiệm thật để tiến hành, GV có thể

ng đoạn video

này để giới thiệu rõ cho HS. Nhƣng trong trƣờng hợp này, GV sẽ giới thiệu và phân tích kỹ các hiện tƣợng để HS thấy rõ đƣợc bản chất của vấn đề.

110 3.3.2.4. Sử dụng bài tập đ thị để ôn tập kiến thức phần Hiện tượng cảm ứng điện từ

Hình 3.4. Bài tập đồ th vận dụng hiện tượng cảm ứng điện từ.

- Mức độ khai thác: Mức độ 2 - Mục đích: Phần lớn HS làm quen với việc biểu diễn c c đại lƣợng bằng công thức, còn cách khảo sát đồ thị thì chƣa thành thạo cũng nhƣ c ch đọc đồ thị cũng chƣa chính x c Với việc sử dụng đồ thị này vừa giúp HS củng cố kiến thức về hiện tƣợng cảm ứng điện từ vừa học, vừa hiểu rõ hơn mối quan hệ giữa c c đại lƣợng trong công thức tính từ thông và suất điện động cảm ứng.

- Phương án sử dụng: Sử dụng cuối tiết học về hiện tƣợng cảm ứng điện từ để vận dụng, củng cố kiến thức. Hoặc có thể sử dụng nhƣ một bài kiểm tra để đ nh gi mức độ vận dụng kiến thức của HS. 3.3.2.5. Bảng tổng hợp nội dung bài 29 sách giáo khoa Vật lý 11

Bảng 3.1. Từ trường của dòng điện chạy trong các dây dẫn có hình dạng khác nhau.

Từ trƣờng củ dòng iện thẳng

Từ trƣờng củ dòng iện tròn

Cảm ứng từ của ng điện Cảm ứng từ ở tâm của dòng th ng đặt trong không khí: điện tròn gồm N vòng: I NI B  2.107 B  2.107 r R r: khoảng cách từ điểm khảo R: bán kính của ng điện s t đến dây dẫn

Từ trƣờng củ dòng iện trong ống dây

Cảm ứng từ bên trong ống dây dài:

B  4 .107 nI n: số vòng dây trên 1 mét chiều dài ống dây

111 - Mức độ hai th c: Mức độ 3 - Cách thức xây dựng: Kết hợp giữa việc khai thác các hình ảnh từ internet và kiến thức đã học để xây dựng nên nên bảng tổng hợp nội dung này.

- Mục đích sử dụng: GV sử dụng hình ảnh trên để củng cố lại nội dung kiến thức đã học sau khi dạy ài này Đồng thời, có cái nhìn tổng qu t hơn về từ trƣờng của

ng điện chạy trong các dây dẫn có hình dạng khác nhau.

3.3.2.6. ơ đ tư du tổng hợp chương “Từ trường”

Hình . . Sơ đồ tư duy tổng hợp kiến thức chương “Từ trường”.

- Mức độ khai thác: Mức độ 3 - Mục đích: Giúp HS dễ dàng hệ thống toàn bộ kiến thức chƣơng Từ trƣờng - Phương án sử dụng: GV sử dụng trong tiết ôn tập sau khi kết thúc toàn bộ chƣơng “Từ trƣờng” 3.4. Xây dựng

ho tƣ liệu kênh hình dùng trong dạy học các chƣơng “Từ

trƣờng” và “Cảm ứng iện từ” Sau khi vận dụng quy trình xây dựng ho tƣ liệu kênh hình (đã trình ày ở mục 2.3.4. của luận án), chúng tôi tiến hành xây dựng ho tƣ liệu ênh hình dùng cho dạy học các chƣơng “Từ trƣờng”, “ ảm ứng điện từ” bao gồm

5 hình tĩnh và

9

hình động.

Cách bố trí ho tƣ liệu sẽ đƣợc trình bày ở hình 3.6. Toàn bộ kho sẽ chia thành chƣơng: “Từ trƣờng” và “Cảm ứng điện từ”. Trong mỗi chƣơng c c ài sẽ đƣợc sắp xếp theo thứ tự phân phối ở SGK Vật lý 11 NC. Trong mỗi bài sẽ phân thành 2 thƣ mục riêng, bao gồm: ênh hình tĩnh và ênh hình động tƣơng tự nhƣ cách phân loại ở mục 2.2.3 của luận án). Trong từng thƣ mục này các kênh hình sẽ đƣợc đ nh số theo thứ tự để tiện cho việc sử dụng (ví dụ kênh hình thứ nhất trong mục kênh

112 hình tĩnh ài số 26 các kênh hình sẽ đƣợc đ nh số là 26.0 tên hình, tƣơng tự với ênh hình động và c c ài h c cũng tiến hành nhƣ trên).

phần phụ lục số 4, kho

tƣ liệu sẽ đƣợc trình bày một cách logic theo tên hình, ký hiệu và mục đích sử dụng.

Công việc này sẽ gi p ngƣời sử dụng dễ dàng tra cứu và tìm kiếm các nội dung kênh hình phù hợp với mục đích ạy học của bản thân.

Hình .6. Sơ đồ tổ chức kho tư liệu kênh hình trong dạy học chương “Từ trường” và “ ảm ứng điện từ”.

113 3.5. Thiết kế tiến trình dạy học một số bài cụ thể 3.5.1. Bài 2

“Từ trường của một số dòng điện c dạng đơn giản”

 Bước 1: GV cần phải ác định được các mục tiêu bài học Về kiến thức: HS cần trình ày đƣợc c c vấn đề sau: - Hình ạng của đƣờng sức và quy tắc x c định chiều c c đƣờng sức từ của ng điện th ng ài,

ng điện tr n;

- Hình ạng của đƣờng sức từ ên trong và ên ngoài ống ây c

ng điện

chạy qua và quy tắc x c định chiều của c c đƣờng sức từ ên trong ống ây; - ông thức tính cảm ứng từ của c

ng điện th ng,

ng điện tr n và ống ây

ng điện chạy qua.

Về kỹ năng - p ụng đƣợc c c quy tắc tƣơng ứng để vẽ c c đƣờng sức từ iểu iễn từ

trƣờng của

ng điện th ng ài,

ng điện tr n, của ống ây c

ng điện chạy qua;

- X c định đƣợc độ lớn, phƣơng, chiều của vecto cảm ứng từ tại một điểm o từ trƣờng gây ra ởi

ng điện th ng ài, tại tâm

trong l ng ống ây c

ng điện chạy qua.

ng điện tr n và tại một điểm

* Nghiên cứu ựa chọn nội dung sử dụng kênh hình Trong ài học này, tất cả c c nội ung đều c thể sử ụng ênh hình: - Sử dụng ênh hình là c c hình ảnh hoặc đoạn phim các thí nghiệm mô phỏng đƣợc dùng với chức năng trình chiếu, mình họa) về hình ạng đƣờng sức từ của c c

ng điện chạy trong c c ây ẫn c hình ạng đặc iệt gây ra, để từ đ nắm rõ

đặc điểm đƣờng sức từ của mỗi loại ây ẫn này - Sử dụng ênh hình để giới thiệu cho HS c c quy tắc x c định chiều của đƣờng sức từ chạy trong c c loại ây ẫn c hình ạng đặc iệt.

- Sử dụng kênh hình cụ thể là sơ đồ tƣ uy để củng cố, ôn tập cho HS sau hi đã học xong toàn ài học  Bước 2: Xác định các mức độ sử dụng kênh hình - Sử dụng kênh hình ở mức độ 1 khi giới thiệu về các quy tắc x c định chiều đƣờng sức từ.

114 - Sử dụng kênh hình ở mức độ

hi định hƣớng cho HS x c định đƣợc hình

dạng của đƣờng sức từ của mỗi loại dây dẫn.

- Sử dụng kênh hình ở mức độ 3 hi đƣa c c ài tập hình ảnh cho HS, đ i hỏi HS phải vận dụng kiến thức vừa học để giải quyết vấn đề.  Bước 3: ử dụng kho tư iệu đã

dựng để lựa chọn kênh hình phù

hợp với các nội dung dạy học. Cụ thể như sau:

Hình .7. Đoạn phim khảo sát đường Hình sức từ của dòng3.2 điện chạy trong các

thử để xác đ nh chiều đường cảm ứng

dây dẫn có hình dạng khác nhau.

trong dây dẫn thẳng dài.

Hình .9. uy tắc nắm tay phải để xác đ nh cảm ứng từ

Hình .8 .Đoạn phim d ng nam châm

Hình .

. Đường sức từ của

dây dẫn trong dây dẫn tròn.

trong dây dẫn thẳng dài.

Hình .

. uy tắc nắm tay phải để xác đ nh cảm ứng từ trong dây dẫn tròn.

115

Hình . 2. Từ trường của nam châm thẳng.

Hình . . uy tắc nắm tay phải d ng để xác đ nh từ trường bên trong ống dây.

Hình . 4. Bài tập về xác đ nh đường cảm ứng từ hoặc chiều dòng điện trong các dây dẫn khác nhau.  Bước 4: Thiết kế các hoạt động dạ học với việc sử dụng kênh hình -

oạt động 1: Tìm hiểu về từ trƣờng của

ng điện th ng ài

GV trình ày thí nghiệm: Xuyên một ây ẫn th ng đứng qua một tờ ìa đặt nằm ngang

ho một

ng điện chạy qua ây ẫn, rải mạt sắt lên tấm ìa và gõ nh

GV yêu cầu HS quan s t và trả lời ựa theo hệ thống câu hỏi GV đƣa ra HS theo dõi thí nghiệm và trả lời đầy đủ những câu hỏi gợi mở của GV. Từ đ , r t ra đƣợc ết luận: ạng đƣờng sức từ của ây ẫn th ng đ là c c đƣờng tr n đồng tâm, c tâm là giao điểm giữa ây ẫn và mặt ph ng tấm ìa.

GV chiếu đoạn phim thí nghiệm đặt nam châm thử tại c c điểm h c nhau trong từ trƣờng của

ng điện th ng và đặt ra câu hỏi: nhận x t về phƣơng, chiều

của nam châm thử và từ đ nêu quy tắc x c định chiều của c c đƣờng sức từ HS quan s t đoạn phim thí nghiệm và trả lời câu hỏi của GV. Sau hi HS đã iết đƣợc quy tắc nắm tay phải, GV chiếu hình ảnh mình họa cụ thể quy tắc nắm tay phải Trên hình ảnh này, GV phải chỉ rõ ra chiều của

ng

116 điện trong ây và chiều đƣờng cảm ứng từ đƣợc x c định nhƣ thế nào, c ch đặt tay nhƣ thế nào để vẽ đƣợc chính x c đƣờng sức từ -

oạt động 2: Tìm hiểu về từ trƣờng của

ng điện tr n

GV tiến hành thí nghiệm ở lớp nhƣ sau: ho vòng dây nằm trong mặt ph ng th ng đứng xuyên qua tấm bìa nằm ngang và chứa tâm vòng dây có

ng điện. Rắc

mạt sắt lên tấm bìa và gõ nh . Yêu cầu HS quan sát. Để cả lớp c ng c điều kiện quan sát, GV chiếu lại đoạn phim thí nghiệm và kèm theo các câu hỏi sau: PHIẾU HỌC TẬP Tên HS (Nhóm) ..........................................................................................................

Lớp ............... Trƣờng ..................................................................................................

- Tại tâm v ng ây, đƣờng sức từ có hình dạng nhƣ thế nào, các đƣờng còn lại ra sao? ....................................................................................................................................... Độ cong c c đƣờng nhƣ thế nào? .......................................................................................................................................

Quy trình làm việc với kênh hình về“Từ trường của dòng điện tròn” có thể được tiến hành như sau: Giai doạn 1: HS cần x c định vấn đề GV nêu ra ở đây, đ là quan sát hình dạng đƣờng sức từ Đồng thời dự kiến thao t c tƣ uy cần vận dụng đ là phân tích và tổng hợp để rút ra hình dạng của đƣờng sức từ chạy trong dây dẫn tròn. iai đoạn 2: HS đọc kỹ các câu hỏi trong phiếu học tập và bắt đầu quan sát đoạn phim trình chiếu.

117 - Mỗi cá nhân bắt đầu thực hiện c c thao t c tƣ uy để trả lời các câu hỏi trong phiếu học tập.

- GV thu lại các phiếu học tập để đ nh gi , mời một vài cá nhân trả lời câu hỏi iai đoạn 3: GV nhận xét các kết quả trả lời và rút ra kết luận cuối cùng: - Tại tâm v ng ây, đƣờng sức từ là đƣờng th ng, xung quanh là c c đƣờng cong.

- àng xa tâm độ cong càng giảm dần GV chiếu lại hình ảnh mô phỏng hình dạng đƣờng sức từ để HS có thể kiểm chứng lại những kiến thức vừa học:

-

oạt động 3: Tìm hiểu từ trƣờng của

Tƣơng tự nhƣ trƣờng của

ng điện trong ống dây

hoạt động trên, GV cũng tiến hành thí nghiệm thật về từ

ng điện trong ống dây.

Để đảm bảo tất cả c c HS đều có thể quan sát và hiểu rõ hiện tƣợng, GV chiếu đoạn phim mô phỏng thí nghiệm rải mạt sắc để quan s t hình ạng của đƣờng sức từ và

m theo hệ thống câu hỏi gợi mở HS phải trả lời c c câu hỏi này để r t ra ết

luận về hình ạng của đƣờng sức từ chạy trong ống ây.

-

oạt động 4: GV tiến hành vận ụng, ôn tập, củng cố iến thức cho HS giai đoạn này, GV c thể sử ụng c c ài tập ằng hình ảnh, yêu cầu HS vận

ụng c c quy tắc vừa học đƣợc để x c định chiều đƣờng sức từ của c c loại ây ẫn c

ng điện: th ng ài, tr n, ống ây.

GV hƣớng ẫn HS tự lập sơ đồ tƣ uy để tự củng cố, ôn tập lại iến thức vừa

học; hoặc GV c thể chiếu hình ảnh sơ đồ tƣ uy đã đƣợc thiết ế sẵn về nội ung ài học, nhằm gi p HS hệ thống h a và ôn tập lại iến thức vừa học  Bước 5: Soạn giáo án bài dạy Hoạt ộng : Đặt vấn đề vào ài mới Giới thiệu ài mới: Ta đã iết, xung quanh

ng điện c từ trƣờng Tại một

điểm trong hông gian đ , vectơ cảm ứng từ B phụ thuộc vào những yếu tố nào Tiết học hôm nay ta sẽ nghiên cứu nội ung này.

118

Hoạt ộng 2: Từ trƣờng củ dòng iện thẳng Hoạt ộng củ GV - Trình ày thí nghiệm: Xuyên một ây ẫn th ng th ng đứng qua một tờ ìa đặt nằm ngang Rắc mạt sắt và gõ nh lên tờ ìa Yêu cầu HS quan s t - Sau đ , chiếu lại đoạn phim thí nghiệm hiện tƣợng trên và trả lời c c câu hỏi: hình ạng đƣờng sức từ gây ởi ây ẫn th ng ài nhƣ thế nào

Hoạt ộng củ HS

- Quan s t đoạn phim và trả lời câu hỏi

- Nhận x t: + Từ trƣờng của ng điện th ng ài là những đƣờng tr n đồng tâm nằm trong những mặt ph ng vuông g c với ng điện và c tâm là giao điểm của ây ẫn và mặt ph ng vuông g c ây ẫn - hiếu lại hình ảnh từ phổ của ng điện ài cho HS quan s t

- Đặt câu hỏi định hƣớng: xung quanh ng điện th ng ài tồn tại một từ trƣờng Đại lƣợng đặc trƣng cho hả năng t c ụng lực của từ trƣờng là vectơ cảm ứng từ Vậy vectơ cảm ứng từ B tại một điểm c ch ng điện một hoảng r trong v ng

- X c định đƣợc vấn đề là cần phải x c định vectơ cảm ứng từ B tại một điểm M c ch ng điện một hoảng r gây ởi ng điện c cƣờng độ I chạy trong ây ẫn th ng ài

119 hông gian c từ trƣờng đƣợc x c định nhƣ thế nào - Tiến hành thí nghiệm hoặc cho HS xem đoạn phim thí nghiệm đặt nam châm thử tại c c điểm khác nhau trong từ trƣờng của ng điện th ng. Từ thí nghiệm đ yêu cầu HS nhận x t chiều của nam châm thử

- Quan sát thí nghiệm, thảo luận nhóm và nêu nhận xét về phƣơng và chiều của các kim nam châm thử, từ đ nêu c ch x c định chiều của các đƣờng sức từ bằng quy tắc nắm tay phải

- hiếu lại hình ảnh mình họa cho HS rõ hơn về quy tắc nắm tay phải

- Ph t iểu lại quy tắc nắm tay phải

- Giới thiệu thêm cho HS quy tắc đinh ốc để x c định chiều của đƣờng sức từ chạy trong ây ẫn th ng ài - Nhằm gi p HS vận ụng đƣợc quy tắc nắm tay phải, GV yêu cầu HS lên ảng x c định chiều đƣờng cảm ứng từ và chiều ng điện trong c c trƣờng hợp sau

- Ghi nhớ để c thể vận ụng

- Lên ảng x c định chiều đƣờng cảm ứng từ và chiều ng điện chạy trong ây ẫn tr n

120

ung cấp cho HS iểu thức x c định độ lớn của cảm ứng từ và yêu cầu HS nhắc lại c c đại lƣợng c trong công thức B  2.107

-

Ghi ch p vào vở

-

Ghi nhớ iến thức

I r

- R t ra ết luận cuối c ng về vectơ cảm ứng từ o ng điện th ng ài gây ra tại một điểm c ch ng điện một hoảng r: + Điểm đặt: tại điểm hảo s t + Phƣơng OM với OM là hoảng c ch từ điểm M đến ây ẫn + hiều x c định theo quy tắc nắm tay phải + Độ lớn B  2.107

I r

Hoạt ộng 3: Từ trƣờng củ dòng iện chạy trong dây dẫn tròn Hoạt ộng củ GV

Hoạt ộng củ HS

GV tiến hành thí nghiệm ở lớp nhƣ sau: cho vòng dây nằm trong mặt ph ng th ng đứng xuyên qua tấm bài nằm ngang và chứa tâm

ng điện. Rắc mạt sắt lên

tấm bài và gõ nh . Yêu cầu HS quan sát.

Quy trình tổ chức hoạt động nhận thức nội ung “Từ trƣờng của

ng điện tr n” - Nhận phiếu học tập và thực hiện

có thể đƣợc tiến hành nhƣ sau: iai đoạn 1: HS cần x c định vấn đề GV nêu ra ở đây, đ là: quan s t hình dạng đƣờng sức từ. Đồng thời dự kiến

nhƣ c c ƣớc của quy trình

121 thao t c tƣ uy cần vận dụng đ là phân tích và tổng hợp để rút ra hình dạng của đƣờng sức từ chạy trong dây dẫn tròn iai đoạn 2: HS đọc kỹ các câu hỏi trong phiếu học tập và bắt đầu quan sát đoạn phim trình chiếu - Mỗi cá nhân bắt đầu thực hiện các thao t c tƣ uy để trả lời các câu hỏi trong phiếu học tập - GV thu lại các phiếu học tập để đ nh giá, mời một vài cá nhân trả lời câu hỏi iai đoạn 3: GV nhận xét các kết quả trả lời và rút ra kết luận cuối cùng: - Tại tâm v ng

ây, đƣờng sức từ là

đƣờng th ng, xung quanh là c c đƣờng cong -

àng xa tâm độ cong càng giảm dần GV chiếu lại hình ảnh mô phỏng hình

dạng đƣờng sức từ để HS có thể kiểm chứng lại những kiến thức vừa học

- Yêu cầu HS vận ụng quy tắc nắm tay phải trong x c định chiều của từ trƣờng chạy trong ây ẫn th ng ài để suy ra chiều của

- Ph t iểu ựa theo suy nghĩ của mình

ng điện chạy trong ây ẫn

tr n.

-

hiếu đoạn phim mô phỏng lại quy tắc - Ghi nhớ quy tắc

122 nắm tay phải

ng để x c định chiều của

cảm ứng từ o ây ẫn tr n gây ra

-

Giới thiệu thêm quy tắc đinh ốc

- Nắm thêm một quy tắc để x c định

- Nhằm gi p HS vận ụng quy tắc vừa chiều đƣờng cảm ứng từ ên trong đƣợc học, GV yêu cầu HS lên ảng làm ài ây ẫn tr n tập vận ụng quy tắc nắm tay phải x c định - Lên ảng x c định chiều đƣờng chiều đƣờng cảm ứng từ và chiều của ng cảm ứng từ và chiều của ng điện điện chạy trong ây ẫn tr n trong ây ẫn tr n t y từng trƣơng hợp

-

ung cấp cho HS công thức tính cảm - Ghi nhớ công thức

ứng từ tại tâm của v ng ây B  2.107 

I R

Yêu cầu HS ph t iểu vectơ cảm ứng từ tại tâm của

ng điện tr n:

điểm đặt, phƣơng, chiều, độ lớn

ao gồm

- Ph t iểu và ghi nhớ iến thức

123 Hoạt ộng 4: Tìm hiểu từ trƣờng của

ng điện chạy trong ống ây

Hoạt ộng củ GV Hoạt ộng củ HS - Trình ày c ch ố trí thí nghiệm tiến hành thí nghiệm về từ trƣờng của dòng điện trong ống dây - Để đảm bảo cả lớp điều có thể quan sát - Quan s t thí nghiệm và trả lời câu thí nghiệm, GV chiếu đoạn phim thí hỏi GV đặt ra nghiệm về từ trƣờng của ng điện chạy trong ống ây Và yêu cầu HS nhận x t về hình ạng của đƣờng sức từ

hiếu lại hình ảnh mô phỏng từ trƣờng ên trong ống ây để HS quan s t và iểm chứng lại những nhận x t của mình -

- Tự iểm tra những nhận x t an đầu của mình

- Yêu cầu HS quan s t hình ạng đƣờng - Liên hệ đến đƣờng sức từ của nam sức từ ên trong ống ây và cho iết c châm th ng hình ạng giống đƣờng sức từ của nam châm gì - R t ra nhận x t cho HS: ống ây c ng điện chạy qua c thể coi nhƣ là một nam châm điện - Gợi ý: vì ng điện trong ống ây đƣợc - Trả lời câu hỏi của GV quấn theo c ng một chiều nên ng điện trong ống ây c thể xem nhƣ nhiều ng điện tr n hợp thành Vì vậy, vẫn c thể

124 ng quy tắc nắm tay phải để x c định chiều của đƣờng sức từ đối với ng điện trong ống ây Sau đ , yêu cầu HS ph t iểu quy tắc nắm tay phải ng để x c định chiều đƣờng sức từ ên trong ống dây - Nhận x t câu trả lời của HS và chiếu hình ảnh để trình ày lại quy tắc nắm tay phải ng trong trƣờng hợp này

- Nhằm gi p HS vận ụng quy tắc nắm tay phải để x c định chiều đƣờng cảm ứng từ ên trong ống ây, GV đƣa ra ài tập yêu cầu HS x c định chiều đƣờng sức từ hoặc chiều ng điện trong c c trƣờng hợp sau:

- Lên ảng x c định chiều đƣờng cảm ứng từ hoặc chiều ng điện chạy trong ống ây t y theo từng trƣờng hợp

- ung cấp cho HS công thức tính cảm - Ghi nhớ công thức ứng từ ên trong ống ây B  4 .107 nI Hoạt ộng 5: Tổng ết và hệ thống h a iến thức - GV r t ra nhận x t cuối c ng cho ài học: + Từ trƣờng của c c + ảm ứng từ

ng điện c hình ạng h c nhau thì h c nhau

tại một điểm:

* Tỷ lệ với cƣờng độ

ng điện gây ra từ trƣờng

* Phụ thuộc vào ạng hình học của ây ẫn * Phụ thuộc vào vị trí điểm ta x t

125 - Yêu cầu HS tự vẽ c c sơ đồ tƣ uy để củng cố iến thức, hoặc GV trình chiếu sơ đồ tƣ uy đã soạn sẵn ằng phần mềm Min map để cho HS quan s t và hệ thống iến thức đã học

3.5.2. Bài 3

“Hiện tượng cảm ứng điện từ – Suất điện động cảm ứng”

Bƣớc : Xác ịnh mục tiêu củ

ài học

- Về kiến thức: + Phát biểu đƣợc định nghĩa, ý nghĩa và đơn vị của từ thông. + Phân biệt đƣợc hiện tƣợng cảm ứng điện từ, suất điện động cảm ứng và dòng điện cảm ứng.

- Về kỹ năng: + Nhận biết đƣợc sự xuất hiện của

ng điện trong các thí nghiệm.

- Về thái độ: + Tạo cho HS có hứng thú với môn học VL. + Có tinh thần hợp tác với GV trong học tập. * Nghiên cứu, lựa chọn nội dung có thể sử dụng kênh hình - Sử dụng ênh hình để giới thiệu HS về sự thay đổi số đƣờng sức từ gửi qua ống dây khi cho ống dây chuyển động trong từ trƣờng; - Sử ụng ênh hình để giới thiệu về sự phụ thuộc của từ thông vào gi trị g c α;

126 - Sử dụng ênh hình để HS có thể vận dụng kiến thức vừa học để giải thích các hiện tƣợng liên quan; - Yêu cầu HS tự vẽ sơ đồ tƣ uy để củng cố, ôn tập lại nội ung ài học hoặc GV c thể trình chiếu sơ đồ tƣ uy đã vẽ sẵn ằng phần mềm để HS quan s t.

Bước 2: Xác định các mức độ sử dụng kênh hình - Sử dụng kênh hình ở mức độ

để HS hình thành và hiểu rõ đƣợc bản chất của

hiện tƣợng cảm ứng điện từ.

- Sử dụng kênh hình ở mức độ 3 đ là GV đƣa ra một bài tập sáng tạo yêu cầu HS vận dụng kiến thức vừa học để giải thích hiện tƣợng vật lý.

Bước 3: ử dụng kho tư iệu kênh hình đã

dựng để lựa chọn kênh hình phù

hợp nội dung phục vụ cho tiết dạ

Hình 3.15. Thí nghiệm mô phỏng sự thay đổi số đường sức từ

I x

x'

K _

C

Hình 3.16. Hiện tượng cảm ứng điện từ.

cảm ứng điện từ.

B

B n 

 n

Hình 3.18. Từ thông.

+

Hình 3.17. Bài tập về hiện tượng

127  Bước 4: Thiết kế các hoạt động dạ học có sử dụng kênh hình oạt động 1: Tiến hành c c thí nghiệm về hiện tƣợng cảm ứng điện từ - GV tổ chức cho HS tiến hành thí nghiệm , nhƣ SGK VL 11 đã trình ày Sau đ , chiếu đoạn phim mô phỏng thí nghiệm, cho HS quan sát rõ số lƣợng đƣờng sức từ thay đổi trong từng trƣờng hơp và trả lời phiếu học tập số , số

Sau hi đã

tiến hành thí nghiệm và nhận xét câu trả lời của HS, GV sẽ r t ra ết luận: hi số đƣờng sức từ qua ống ây thay đổi thì trong ống ây sẽ xuất hiện

ng điện

PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1 Nhóm:...............................................................................................................

Lớp

Trƣờng.......................................................................................

1. Chuẩn bị dụng cụ thí nghiệm: + 1 nam châm th ng

+

điện kế G

+ 1 ống dây

2.Tiến hành thí nghiệm - Mắc sơ đồ thí ngiệm nhƣ hình vẽ.

- an đầu đƣa nam châm lại gần ống dây và quan sát.

- Sau đ lại đƣa nam châm ra xa ống dây rồi lại quan sát.

3. Trả lời câu hỏi: - an đầu nam châm đứng yên thì im điện kế nhƣ thế nào? ..........................................................................................................................

- Khi đƣa nam châm lại gần ống ây thì im điện kế l c này nhƣ thế nào? ..........................................................................................................................

- Khi đƣa nam châm ra xa ống dây thì có hiện tƣợng gì xảy ra? ..........................................................................................................................

- Nhận x t im điện kế trong trƣờng hợp: ..........................................................................................................................

128 PHIẾU HỌC TẬP SỐ 2 Nhóm:...............................................................................................................

Lớp

Trƣờng.......................................................................................

1. Chuẩn bị dụng cụ thí nghiệm: +

+ 1 nam châm th ng. + 2 ống dây có lõi sắt.

điện kế G

+ 1 biến trở

2. Tiến hành thí nghiệm

- Mắc sơ đồ thí ngiệm nhƣ hình vẽ - an đầu dịch chuyển con chạy của biến trở sang phải và quan s t im điện kế.

- Sau đ lại dịch chuyển con chạy của biến trở sang ên tr i và quan s t im điện kế.

3. Trả lời câu hỏi: - Khi dịch chuyển con chạy của biến trở sang phải thì im điện kế nhƣ thế nào? ............................................................................................................................

- Khi dịch chuyển con chạy của biến trở sang tr i thì im điện kế nhƣ thế nào? .............................................................................................................................

- Nhận x t im điện kế trong trƣờng hợp: ............................................................................................................................. oạt động 2: Tìm hiểu về từ thông hoạt động này GV giới thiệu cho HS h i niệm từ thông, đồng thời chiếu hình vẽ cho HS quan s t trong trƣờng hợp g c α thay đổi thì từ thông sẽ thay đổi nhƣ thế nào oạt động 3: Tìm hiểu về hiện tƣợng cảm ứng điện từ

129 PHIẾU HỌC TẬP SỐ 3 Nh m Lớp:

Trƣờng:

Quan s t đoạn phim và hoàn thành bảng sau:

Chuyển ộng của thanh nam châm

Có xuất hiện dòng điện trong khung dây? Nếu có chiều kim điện kế thế nào?

Thanh nam châm đứng yên Cực bắc của thanh nam châm chuyển động lại gần ống dây Thanh nam châm đang chuyển động lại gần ống dây thì dừng lại Nam châm chuyển động ra xa ống dây Khung dây và nam châm dịch chuyển ngƣợc chiều nhau Khi thanh nam châm chuyển động ra xa với vận tốc nhanh hơn Đổi cực của thanh nam châm 2. Từ các thí nghiệm trên, theo em khi nào có sự xuất hiện ng điện cảm ứng trong khung dây? .................................................................................................................... ........................................................................................................................................................

3. Theo em, còn có những c ch nào để làm xuất hiện

ng điện trong khung dây? Giải

thích? .............................................................................................................................................. ........................................................................................................................................................

4. Hiện tƣợng xuất hiện

ng điện trong hung ây trong c c trƣờng hợp trên là

hiện tƣợng cảm ứng điện từ. Em hãy định nghĩa thế nào là hiện tƣợng cảm ứng điện từ? .................................................................................................................................

130 * Quy trình sử dụng kênh hình tổ chức thao tác tư duy cho HS trong ví dụ này được thực hiện như sau: iai đoạn 1: GV trình bày các vấn đề cần tìm hiểu. Mỗi HS trong nhóm cần x c định vấn đề nghiên cứu cần đặt ra ở đây: đ là quan s t hiện tƣợng xảy ra trong c c đoạn mạch và chiều lệch im điện kế trong từng trƣờng hợp h c nhau Đồng thời dự kiến c c thao t c tƣ uy cần phải vận dụng để đạt đƣợc kiến thức đ thông qua việc trả lời phiếu học tập, cụ thể nhƣ sau: - Trong câu hỏi 1, HS cần vận dụng thao t c tƣ uy phân tích để trả lời, đ là quan s t 6 trƣờng hợp dịch chuyển của thanh nam châm, trong từng trƣờng hợp HS sẽ rút ra nhận x t đ là trƣờng hợp nào có xuất hiện

ng điện trong ống ây Điều

đ thể hiện qua sự lệch của im điện kế và phân tích từng trƣờng hợp im điện kế lệch nhƣ thế nào?

- Trong câu hỏi 2, HS cần vận dụng thao t c tƣ uy tổng hợp. Từ tất cả các trƣờng hợp khảo sát, HS cần r t ra đƣợc nhận xét tổng hợp đ là hi c sự dịch chuyển tƣơng đối của thanh nam châm so với ống ây hi đ mới có sự xuất hiện ng điện cảm ứng.

- Trong câu hỏi 3, HS cần có sự liên hệ từ câu 1,

để trả lời, đ là thay vì ịch

chuyển thanh nam châm so với ống dây thì có thể giữ thanh nam châm đứng yên và dịch chuyển ống dây. Ngoài ra, HS vẫn có thể đề xuất thêm c c trƣờng hợp nhƣ quay vòng dây, hay dịch chuyển biến trở trong các mạch điện ín - Trong câu hỏi 4, HS cần vận dụng thao t c h i qu t h a để trả lời. Đó là khi có sự dịch chuyển tƣơng đối của thanh nam châm so với ống ây, hay ngƣợc lại và c c trƣờng hợp HS kể ở trên, c nghĩa là đã c sự biến đổi từ thông qua mạch kín.

Từ đ , HS r t ra định nghĩa hiện tƣợng cảm ứng điện từ. iai đoạn 2:

c nh m đọc kỹ các câu hỏi trong phiếu học tập và bắt đầu

quan s t đoạn phim GV trình chiếu.

- Mỗi thành viên trong nhóm bắt đầu thực hiện các hoạt động tƣ uy để trả lời câu hỏi trong phiếu học tập mà GV đã phát ra.

- Tiến hành thảo luận nhóm, thống nhất ý kiến để ghi vào phiếu học tập và nạp lại cho GV.

131 - Đại diện các nhóm trình bày kết quả. GV tổ chức cho cả lớp cùng nhận xét câu trả lời của các nhóm. iai đoạn 3: GV tổng kết và r t ra định nghĩa về hiện tƣợng cảm ứng điện từ. Mỗi HS rút kinh nghiệm từ việc thảo luận chung cả lớp, những nhận xét và kết luận của GV, từ đ ghi nhớ khái niệm và có thể vận dụng để giải thích hiện tƣợng cảm ứng điện từ trong c c trƣờng hợp khác nhau. oạt động 4: ủng cố, ôn tập nội ung tiết học GV hƣớng ẫn HS vẽ sơ đồ tƣ uy cho ài học Sau đ , chiếu sơ đồ tƣ uy cho HS quan s t, hệ thống lại iến thức của tiết học.  Bước 5: Soạn giáo án bài dạy Hoạt ộng 1: Ổn định lớp, đặt vấn đề vào bài mới: Hoạt ộng của GV

Hoạt ộng của HS

Đặt câu hỏi:

HS trả lời:

- Em hãy cho biết điều kiện để có dòng - Phải có một hiệu điện thế giữa điện

đầu

vật dẫn

- Muốn tạo và duy trì hiệu điện thế giữa 2 - Ta dùng nguồn điện để duy trì hiệu đầu vật dẫn, ta phải dùng thiết bị nào?

điện thế giữa

đầu vật dẫn

Giới thiệu: Tuy vậy, trong thực tế có trƣờng hợp không cần

ng đến nguồn

điện ta vẫn có thể tạo ra đƣợc

ng điện

hƣơng này ch ng ta sẽ khảo sát dòng điện đặt biệt đ Hoạt ộng 2: Tiến hành các thí nghiệm Hoạt ộng của GV

Hoạt ộng của HS

Lần lƣợt giới thiệu các dụng cụ thí nghiệm a)Thí nghiệm 1: - Giới thiệu dụng cụ thí nghiệm

- Theo dõi các nhóm tiến hành.

- Đại diện các nhóm nhận bộ thí nghiệm và phiếu học tập số 1

132 - Tiến hành lại thí nghiệm 1 yêu cầu học - Các nhóm tiến hành thí nghiệm và sinh quan sát thí nghiệm rồi rút ra nhận xét. báo cáo kết quả.

-

an đầu hi để nam châm đứng yên thì - Kim điện kế chỉ vạch số 0 im điện kế nhƣ thế nào:

- Khi đƣa nam châm lại gần ống dây kim - Kim điện kế lệch ra khỏi vạch số 0 điện kế nhƣ thế nào - Điều đ chứng tỏ đƣợc gì?

- Chứng tỏ c

ng điện chạy trong

ống dây - Khi đƣa nam châm ra xa ống dây thì có - Kim điện kế lệch khỏi vạch số 0. hiện tƣợng gì xảy ra? Và chứng tỏ đƣợc Chứng tỏ c điều gì?

ng điện chạy qua

trong ống dây

- GV chiếu lại video clip mô phỏng thí nghiệm trên - Khi đƣa nam châm lại gần hoặc ra xa ống - Số đƣờng sức từ xuyên qua ống ây ây thì c i gì thay đổi

thay đổi. Cụ thể là hi đƣa nam châm lại gần thì số đƣờng sức từ gửi qua ống ây tăng, hi đƣa nam châm ra xa thì số đƣờng sức từ giảm.

- Trong cả

trƣờng hợp quan sát thấy kim - Kim điện kế lệch ngƣợc chiều nhau.

điện kế nhƣ thế nào?

Chứng tỏ

ng điên chạy trong

khung theo 2 chiều ngƣợc nhau.

- Từ đ em c thể r t ra đựoc nhận xét gì - Khi số đƣờng sức từ gửi qua ống về mối liên hệ giữa đƣờng sức từ do nam châm gửi qua ống ây và

ây thay đổi thì trong ống dây sẽ

ng điện trong xuất hiện

ng điện

ống dây?

b) Thí nghiệm 2: - Giới thiệu bộ thí nghiệm

- Đại diện các nhóm nhận bộ thí nghiệm và phiếu học tập số 2

- Quan sát các nhóm thực hiện

- Các nhóm tiến hành thí nghiệm và báo cáo kết quả.

133 - Tiến hành lại thí nghiệm 2 yêu cầu học - Quan s t để trả lời câu hỏi sinh quan sát thí nghiệm rồi rút ra nhận xét.

-

an đầu, hi c

ng đã c

ng điện - Kim điện kế chỉ vạch số 0

chạy qua ống ây nhƣng quan s t thấy kim điện kế nhƣ thế nào?

- Khi dịch chuyển con chạy C của biến trở - Kim điện kế lệch ra khỏi vạch số 0 sang phải thì

im điện kế nhƣ thế nào? chứng tỏ c

Chứng tỏ điều gì?

ng điện chạy trong

ống dây

- Khi dịch chuyển con chạy C của biến trở - Kim điện kế lệch ra khỏi vạch số 0 sang tr i thì

im điện kế nhƣ thế nào? chứng tỏ c

Chứng tỏ điều gì?

ng điện chạy trong

ống dây

- Chiếu lại thí nghiệm mô phỏng trên power point, yêu cầu HS giải thích vì sao có sự xuất hiện xuất hiện

ng điện

- Khi dịch chuyển con chạy của biến trở thì - Vì B=410-7nI Khi R iến trở thay đại lƣợng nào thay đổi.

đôỉ thì I thay đổi=> số đuờng sức từ gƣỉ qua ống ây thay đổi

- Kim điện kế khi dịch con chạy về 2 phía - Chiều

ng điện trong

trƣờng hợp

sẽ lệch khác nhau, chứng tỏ đƣợc gì về ngƣợc chiều nhau. chiều

ng điện.

- Chiếu nhận xét của thí nghiệm 2

- Ghi chép vào vở

Nhƣ vậy từ 2 thí nghiệm trên em có thể rút - Khi số đƣờng sức từ gửi qua ống ây thay đổi thì từ sẽ xuất hiện dòng

ra nhận xét chung gì?

điện trong ống dây Trong thí nghiệm 2 ở trên đã c

ng điện

chạy qua mạch l c an đầu. Bây giờ chúng ta tiến hành thí nghiệm và giữ nguyên con chạy biến trở thì hi đ ng hay ngắt điện thì im điện kế sẽ nhƣ thế nào?

- GV tiến hành thí nghiệm và yêu cầu học - Khi đ ng hay ngắt điện, im điện sinh nhận xét. Từ đ r t ra ết luận.

kế vẫn lệch khỏi vạch số 0

134 Để có thể thể thấy rõ hơn sự thay đổi HS quan s t để hiểu rõ thêm bản chất số đƣờng sức từ trong c c trƣờng hợp khi của hiện tƣợng dịch chuyển nam châm lại gần hoặc ra xa ống dât và khi dịch chuyển con chạy của biến trở, GV có thể sử dụng thí nghiệm mô phỏng về sự thay đổi số đƣờng sức từ trong từng trƣờng hợp

Hoạt ộng 3 :Tìm hiểu về từ thông Hoạt ộng của GV

Hoạt ộng của HS

Đặt vấn đề: Trong các thí nghiệm trên, ng điện xuất hiện trong mạch chứng tỏ số đƣờng sức từ qua ống ây thay đổi Để đặc trƣng cho số đƣờng sức từ qua diện tích S giới hạn bởi mạch ín ngƣ ì ta

ng đại

lƣợng gọi là từ thông.

- Thông báo định nghĩa từ thông: mặt ph ng diện tích S đƣợc đặt trong từ trƣờng đều B , vectơ ph p tuyến n , đại lƣợng   BScos (38.1) gọi là cảm ứng từ thông

135 (gọi tắt là từ thông) qua diện tích S - Từ thông là một đại lƣợng gì? Nó phụ - Phát biểu: Từ thông là một đại lƣợng đại số, phụ thuộc vào giá trị

thuộc vào gì?

của góc  - Nêu các truờng hợp + 0   <90:

>0

+  =90

=0

:

+ 90 <   180:

<0

Dán hình vẽ lên bảng cho học sinh quan sát B

 n

B n 

- Quy ƣớc: chọn chiều của n sao cho  là - Vẽ c c đƣờng sức từ sao cho số đƣờng sức xuyên qua một đơn vị

góc nhọn   > 0 Từ công thức

  BScos

diện tích đặt vuông góc với đƣờng sức thì bằng trị số của cảm ứng từ B

nếu   0    BS S  1    B Đ ng thức này n i lên điều

gì?

- Nhận xét câu trả lời và thông

o ý nghĩa

của từ thông: Ngƣời ta dùng khái niệm từ thông để diễn tả số đƣờng sức từ xuyên qua một diện tích nào đ

136 - GV chiếu ý nghĩa của từ thông.

- Ghi vào vở

Trong hệ SI, đơn vị từ thông là Wb

cos  1, S  1m2 , B  1T    1Wb .

Nếu

Vậy 1Wb  1T .1m2 - Chiếu bài tập cho HS làm

- Lên bảng giải ài tập

Hoạt ộng 4: Tìm hiểu về hiện tƣợng cảm ứng điện từ Hoạt ộng của GV GV phát phiếu học tập số 3 và yêu cầu HS quan s t đoạn phim và tổ chức hoạt động nhận thức nội ung này nhƣ sau: iai đoạn 1: GV nêu vấn đề. HS cần x c định vấn đề nghiên cứu cần đặt ra ở đây: đ là quan s t chiều hiện tƣợng xảy ra trong c c đoạn mạch và chiều lệch kim điện kế trong từng trƣờng hợp khác nhau.

Và đồng thời dự kiến c c thao t c tƣ uy cần phải vận dụng để đạt đƣợc kiến thức đ thông qua việc trả lời phiếu học tập, cụ thể nhƣ sau: - Trong câu hỏi 1, HS cần vận dụng thao t c tƣ uy phân tích để trả lời, đ là quan s t 6 trƣờng hợp dịch chuyển của thanh NC, trong từng trƣờng hợp HS sẽ rút ra nhận x t đ là trƣờng hợp nào có xuất hiện ng điện trong ống ây, điều đ thể hiện qua sự lệch của im điện kế và phân tích từng trƣờng hợp im điện kế lệch nhƣ thế nào.

- Trong câu hỏi 2, HS cần vận dụng thao t c tƣ uy tổng hợp, đ là từ tất cả các

Hoạt ộng của HS

137 trƣờng hợp HS cần r t ra đƣợc nhận xét tổng hợp đ là hi c sự dịch chuyển tƣơng đối của thanh nam châm so với ống dây khi đ mới có sự xuất hiện

ng điện cảm ứng

- Trong câu hỏi 3, HS cần có sự liên hệ từ câu , để trả lời, đ là thay vì

ịch

chuyển nam châm so với ống dây thì có thể giữ thanh nam châm đứng yên và dịch chuyển ống dây. Ngoài ra, HS vẫn có thể đề xuất thêm c c trƣờng hợp nhƣ quay vòng dây, hay dịch chuyển biến trở trong các mạch điện kín.

- Trong câu hỏi 4, HS cần vận dụng thao t c h i qu t h a để trả lời, đ là hi c sự dịch chuyển tƣơng đối của thanh nam châm so với ống ây, hay ngƣợc lại và c c trƣờng hợp HS kể ở trên, c nghĩa là đã c sự biến đổi từ thông qua mạch kín. Từ đ , HS r t ra định nghĩa hiện tƣợng cảm ứng điện từ. iai đoạn 2:

c nh m đọc kỹ các

câu hỏi trong phiếu học tập và bắt đầu quan s t đoạn phim GV trình chiếu.

- Mỗi thành viên trong nhóm bắt đầu thực hiện các hoạt động tƣ uy để trả lời câu hỏi trong phiếu học tập mà GV phát ra - Tiến hành thảo luận nhóm, thống nhất ý kiến để ghi vào phiếu học tập và nộp lại cho GV. - Đại diện các nhóm trình bày kết quả.

GV tổ chức cho cả lớp cùng nhận xét câu trả lời của c c nh m Sau đ , GV tổng kết

138 và r t ra định nghĩa về hiện tƣợng cảm ứng điện từ.

GV nhận xét câu trả lời của các nhóm và đặt câu hỏi - Từ các thí nghiệm 1, 2, kết hợp với các

Khi từ thông qua mặt giới hạn bởi

hiện tƣợng vừa quan sát ở đoạn phim trên mạch điện kín biến đổi theo thời và dùng khái niệm từ thông hãy cho biết gian thì trong mạch xuất hiện dòng hi nào thì ín

ng điện xuất hiện trong mạch điện.

ng điện trong trƣờng hợp này có gì - Tiếp thu và ghi chép.

đặc biệt, ta đi vào mục 3.

- Thông

o:

ng điện xuất hiện khi có sự

biến đổi từ thông qua mạch điện kín gọi là - Tiếp thu và ghi chép. ng điện cảm ứng.

Mạch ín c

ng điện thì trong mạch phải

nhƣ thế nào?

- Thông báo: Suất điện động sinh ra dòng điện cảm ứng trong mạch điện kín gọi là suất điện động cảm ứng.

- Từ hai thí nghiệm trên và nhiều thí

- Khi có sự biến đổi từ thông qua

nghiệm khác ta rút ra kết luận gì?

một mạch kín thì trong mạch xuất hiện suất điện động cảm ứng.

- Nhận xét và nhắc lại kết luận.

- Thông báo: Hiện tƣợng xuất hiện suất Tiếp thu và ghi chép. điện động cảm ứng đƣợc gọi là hiện tƣợng cảm ứng điện từ.

139 Hoạt ộng 5: Củng cố Hoạt ộng của GV

Hoạt ộng của HS

Kết luận: sau tiến hành các thí nghiệm - Học sinh lắng nghe ch ng ta đã iết đựợc nguyên nhân xuất hiện

ng điện trong mạch kín. Chúng ta

cũng đã iết đƣợc c c h i niệm từ thông, ng điện cảm ứng, suất điện động cảm ứng, hiện trƣợng cảm ứng.

Cần nhấn mạnh rằng: khi có sự biến đổi từ thông qua mạch kín thì trong mạch sẽ xuất hiện

ng điện cảm ứng.

Tiết sau chúng ta sẽ đi vào hảo sát chiều của

ng điện đ nhƣ thế nào và cách xác

định chiều của nó.

Giai đoạn 3: GV sử ụng sơ đồ tƣ uy để t m tắt iến thức cho HS

140 KẾT LUẬN CHƢƠNG 3 Trong chƣơng 3 của luận án, những kết quả đạt đƣợc qua quá trình nghiên cứu bao gồm: phân tích đặc điểm chƣơng trình VL lớp

N , phân tích đặc điểm nội

dung phần Điện từ học, cụ thể trong c c chƣơng “Từ trƣờng” và “ ảm ứng điện từ”; nghiên cứu việc sử dụng kênh hình SGK trong dạy học xây dựng đƣợc

5 hình tĩnh, và

chƣơng này; hai th c và

9 hình động, hệ thống h a thành ho tƣ liệu kênh

hình, đồng thời nêu mục đích sử dụng với ênh hình đã hai th c, xây ựng đ ; thiết kế tiến trình dạy học của 2 bài thuộc

chƣơng “Từ trƣờng”, “ ảm ứng điện từ” với

sự hỗ trợ của kênh hình. Cụ thể công việc đã làm đƣợc nhƣ sau: - Qua việc phân tích đặc điểm cấu trúc, nội dung sách giáo khoa VL điểm nội dung phần “Điện từ học”, đặc biệt là

N , đặc

chƣơng “Từ trƣờng”, “Cảm ứng

điện từ”, kết hợp với việc phân tích đặc điểm tâm lý lứa tuổi này, chúng tôi nhận thấy việc khai thác, xây dựng và sử dụng các kênh hình trong

chƣơng này là cần

thiết, nhằm góp phần phát triển tính tích cực nhận thức cho HS. - Trên cơ sở lý luận thực tiễn đã nghiên cứu ở chƣơng , ết hợp với việc phân tích kênh hình SGK thuộc kênh hình trình

ng trong

chƣơng này, ch ng tôi đã tiến hành khai thác, xây dựng chƣơng “Từ trƣờng” và “ ảm ứng điện từ” đƣợc trình

ày trong chƣơng 3 của luận án. Kết quả đã khai thác và xây dựng đƣợc 205 hình tĩnh,

9 hình động, hệ thống h a thành ho tƣ liệu ênh hình để sử dụng khi cần

thiết Đồng thời, cũng đã chỉ ra cách thức khai thác, xây dựng của các loại kênh hình này, nêu ra c c phƣơng n cụ thể để sử dụng các kênh hình này trong dạy học từng nội dung khác nhau. Việc đề xuất nhiều phƣơng n sử dụng cho một kênh hình cụ thể đã chứng tỏ rằng có thể sử dụng kênh hình một cách linh hoạt trong nhiều khâu khác nhau của quá trình dạy học, từ đ c thể phát triển tính tích cực nhận thức, giúp giờ học thêm sinh động, qua đ nâng cao hiệu quả dạy học môn VL. - Với hệ thống ho tƣ liệu ênh hình đã xây ựng đƣợc, đề tài đã thiết kế tiến trình dạy học và soạn thảo 2 giáo án của 2 bài thuộc từ”, VL

chƣơng “Từ trƣờng”, “ ảm ứng điện

N trình ày trong chính văn của luận án và 3 bài trình bày ở phần phụ lục.

Các tiến trình dạy học và gi o n đã soạn thảo đều tuân thủ theo quy trình đã đề xuất ở chƣơng

về việc khai thác, sử dụng kênh hình trong tổ chức dạy học nhằm góp phần

phát triển tính tích cực nhận thức của HS trong học tập VL ở trƣờng THPT. Tiếp theo, trong chƣơng 4, chúng tôi sẽ trình bày tiến trình và kết quả thực nghiệm sƣ phạm để đ nh gi tính hả thi và hiệu quả của các tiến trình dạy học đã soạn thảo.