Giáo án KHTN 9 kết nối bài 14: Cảm ứng điện từ. Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV yêu cầu HS đọc mục I SGK và quan sát Hình 14.1 để thảo luận nhóm mô tả bằng lời dụng cụ thí nghiệm, cách bố trí thí nghiệm và các bước tiến hành thí nghiệm 1: 

- GV chia nhóm, yêu cầu HS tiến hành thí nghiệm (10 phút), mô tả kết quả và trả lời câu hỏi: 

Sự thay đổi của kim điện kế chứng tỏ điều gì? 

- Từ đó GV giới thiệu về dòng điện cảm ứng.

- GV yêu cầu HS làm việc theo nhóm và trả lời nội dung Câu hỏi (SGK – tr68)

1. Quan sát Hình 14.2 và cho biết số đường sức từ xuyên qua tiết diện của cuộn dây dẫn biến thiên như thế nào (tăng hay giảm) khi đưa cực Bắc của nam châm lại gần cuộn dây dẫn theo phương vuông góc với tiết diện của cuộn dây.

2. Trong trường hợp thí nghiệm như Hình 14.1b thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện của cuộn dây dẫn biến thiên như thế nào?

- GV yêu cầu HS đọc mục I SGK và quan sát Hình 14.3 để thảo luận nhóm mô tả bằng lời dụng cụ thí nghiệm, cách bố trí thí nghiệm và các bước tiến hành thí nghiệm 2.

- GV chia nhóm, yêu cầu HS tiến hành thí nghiệm (10 phút), mô tả kết quả. Trả lời câu hỏi và thực hiện yêu cầu sau:

1. Khi đóng hoặc mở công tắc thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện cuộn dây dẫn biến thiên như thế nào?

2. Từ hai thí nghiệm dùng thanh nam châm vĩnh cửu dịch chuyển và nam châm điện ở trên, hãy nêu giả thuyết về nguyên nhân xuất hiện dòng điện cảm ứng trong cuộn dây.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS tiến hành thí nghiệm

- HS đọc thông tin SGK, thảo luận trả lời, thực hiện nhiệm vụ được nêu.

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời đại diện HS trả lời, đưa ra ý kiến.

- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung. 

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV đánh giá, nhận xét, tổng kết về nội dung:

Khi số đường sức từ xuyên qua tiết diện của cuộn dây biến thiên (tăng hay giảm) thì trong cuộn dây xuất hiện dòng điện cảm ứng.

I. DÒNG ĐIỆN CẢM ỨNG

Thí nghiệm 1: Thí nghiệm về dòng điện cảm ứng dùng thanh nam châm vĩnh cửu

Trong quá trình dịch chuyển thanh nam châm vĩnh cửu lại gần hoặc ra xa cuộn dây dẫn thì kim điện kế bị lệch sang phải hoặc sang trái, chứng tỏ có dòng điện chạy trong cuộn dây dẫn. 

Dòng điện xuất hiện trong cuộn dây dẫn khi đó gọi là dòng điện cảm ứng.

Câu hỏi (SGK – tr68)

1. Ở Hình 14.2 SGK, khi đưa cực Bắc (hoặc cực Nam) của thanh nam châm lại gần cuộn dây dẫn thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện cuộn dây dẫn tăng.

2. Khi đưa cực Bắc (hoặc cực Nam) của thanh nam châm ra xa cuộn dây dẫn thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện cuộn dây dẫn giảm.(B)

Thí nghiệm 2: Thí nghiệm về dòng điện cảm ứng dùng nam châm điện.

1. Khi đóng công tắc, cường độ dòng điện tăng từ không đến giá trị khác không, từ trường của nam châm điện mạnh lên thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện của cuộn dây cũng tăng lên.

Khi mở công tắc, cường độ dòng điện giảm về không, từ trường của nam châm điện giảm theo nên số đường sức từ xuyên qua tiết diện cuộn dây dẫn sẽ giảm đi.

2. Giả thuyết về nguyên nhân xuất hiện dòng điện cảm ứng trong cuộn dây: Khi số đường sức từ xuyên qua tiết diện của cuộn dây biến thiên (tăng hay giảm) thì trong cuộn dây xuất hiện dòng điện cảm ứng.

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- Qua các thí nghiệm 1 và thí nghiệm 2, nhận thấy:

Khi số đường sức từ xuyên qua tiết diện của cuộn dây biến thiên (tăng hay giảm) thì trong cuộn dây xuất hiện dòng điện cảm ứng.

- GV yêu cầu HS làm việc theo nhóm và trả lời nội dung Hoạt động (SGK – tr68)

1. Đề xuất một số cách làm biến thiên số đường sức từ xuyên qua tiết diện cuộn dây dẫn.

2. Đề xuất một số phương án thí nghiệm làm xuất hiện dòng điện cảm ứng.

- GV cho HS thảo luận nhóm mô tả bằng lời dụng cụ thí nghiệm, cách bố trí thí nghiệm và các bước tiến hành thí nghiệm 3.

- GV chia nhóm, yêu cầu HS tiến hành thí nghiệm (10 phút), thực hiện yêu cầu và trả lời câu hỏi sau:

1. Mô tả sự sáng của hai đèn LED khi nam châm quay.

2. Khi cực nam châm quay lại gần hoặc ra xa cuộn dây dẫn thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện cuộn dây dẫn biến thiên như thế nào?

3. Chứng tỏ khi nam châm quay, dòng điện xuất hiện trong cuộn dây dẫn gắn hai đèn LED có mối liên hệ với sự biến thiên của số đường sức từ xuyên qua tiết diện của cuộn dây dẫn.

- GV giới thiệu phần mở rộng kiến thức – SGK -tr.69.

-  GV cho HS thảo luận nhóm mô tả bằng lời dụng cụ thí nghiệm, cách bố trí thí nghiệm và các bước tiến hành thí nghiệm 4;

- HS chia nhóm, thực hiện thí nghiệm. Trả lời câu hỏi và thực hiện yêu cầu sau:

1. Khi tiết diện của cuộn dây giảm thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện cuộn dây dẫn biến thiên như thế nào?

2. Từ kết quả thí nghiệm, chứng tỏ số đường sức từ xuyên qua tiết diện cuộn dây dẫn biến thiên thì trong cuộn dây dẫn xuất hiện dòng điện cảm ứng.

- HS trả lời Câu hỏi (SGK – tr.69)

1. Khi làm biến thiên số đường sức từ xuyên qua tiết diện của cuộn dây dẫn, thí nghiệm 3 và 4 đã chứng tỏ điều gì?

2. Nêu điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng trong cuộn dây dẫn kín.

…………………..

I. HIỆN TƯƠNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ

Hoạt động (SGK – tr68)

1. Một số cách làm biến thiên số đường sức từ qua tiết diện cuộn dây dẫn:

+ Có thể đưa thanh nam châm lại gần hoặc ra xa cuộn dây.

+ Cho thanh nam châm quay quanh trục cố định trước cuộn dây.

+ Thay đổi tiết diện cuộn dây.

+ Thay đổi số vòng của cuộn dây.

2. HS tự đề xuất.

Ví dụ: thí nghiệm 3 (SGK -tr.69)

Thí nghiệm 3: Thí nghiệm về dòng điện cảm ứng dùng nam châm quay

1. Khi quay nam châm thì hai bóng đèn thay phiên nhau sáng lên.

2. Khi cực nam châm quay lại gần cuộn dây dẫn thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện cuộn dây dẫn tăng lên.

Khi cực nam châm quay ra xa cuộn dây dẫn thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện cuộn dây dẫn giảm đi.

3.  

+ Khi cực nam châm lại gần cuộn dây thì số đường sức từ qua cuộn dây tăng, khi đó đèn LED sáng.

+ Khi cực nam chậm ra xa cuộn dây thì số đường sức từ qua cuộn dây giảm, khi đó đèn LED cũng sáng.

Như vậy, đèn LED sáng chứng tỏ cuộn dây có dòng điện khi nam châm quay.

Thí nghiệm 4: Thí nghiệm về dòng điện cảm ứng bằng cách thay đổi tiết diện của cuộn dây

1. Khi tiết diện của cuộn dây giảm thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện cuộn dây dẫn giảm.

2. Khi tiết diện của cuộn dây giảm thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện cuộn dây dẫn giảm nên xuất hiện dòng điện cảm ứng trong mạch.

Câu hỏi (SGK – tr.69)

1. Thí nghiệm 3 và 4 đã chứng tỏ: Khi số đường sức từ xuyên qua tiết diện của cuộn dây dẫn kín biến thiên thì trong cuộn dây dẫn đó xuất hiện dòng điện cảm ứng, kết quả làm cho kim điện kế quay hoặc đèn LED sáng.

…………………..