Giáo án và PPT Vật lí 12 kết nối bài 19: Điện từ trường. Mô hình sóng điện từ

BÀI 19: ĐIỆN TỪ TRƯỜNG. MÔ HÌNH SÓNG ĐIỆN TỪ

HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG

GV yêu cầu HS thảo luận và trả lời: Thang sóng điện từ bao gồm rất nhiều vùng như hồng ngoại, tử ngoại, ánh sáng nhìn thấy,… Sóng điện từ được tạo thành và lan truyền như thế nào?

HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

Hoạt động 1. Liên hệ giữa điện trường biến thiên và từ trường biến thiên

GV đặt câu hỏi hướng dẫn học sinh tìm hiểu: Dòng điện cảm ứng xuất hiện khi nào? Điện trường xoáy là gì? Điện trường biến thiên theo thời gian có làm xuất hiện từ trường không? So sánh điểm khác nhau cơ bản giữa điện từ trường với điện trường, từ trường.

Sản phẩm dự kiến:

1. Từ trường biến thiên và điện trường xoáy

- Từ thông qua ống dây kín biến thiên thì trong ống dây xuất hiện dòng điện cảm ứng. Sự xuất hiện của dòng điện cảm ứng chứng tỏ trong dây dẫn đã xuất hiện một điện trường, có chiều là chiều của dòng điện cảm ứng; đường sức của điện trường này là các đường cong kín. Điện trường có tính chất này là điện trường xoáy.

- Trong vùng không gian có từ trường biến thiên theo thời gian thì trong vùng đó xuất hiện một điện trường xoáy.

2. Điện trường biến thiên và từ trường

- Thí nghiệm với dòng điện xoay chiều qua tụ điện cho thấy điện trường biến thiên theo thời gian và làm xuất hiện từ trường.

3. Điện từ trường

- Từ trường biến thiên theo thời gian sinh ra trong không gian xung quanh một điện trường biến thiên theo thời gian; ngược lại, điện trường biến thiên theo thời gian cũng sinh ra một từ trường biến thiên theo thời gian trong không gian xung quanh.

Hoạt động 2. Mô hình sóng điện từ

GV đưa ra câu hỏi: Sóng điện từ được tạo thành như thế nào? Sóng điện từ là gì? Sóng điện từ truyền được trong những môi trường nào? So sánh tốc độ lan truyền sóng điện từ trong chân không với tốc độ ánh sáng. Sóng điện từ có đặc điểm gì? Bước sóng của sóng của điện từ trong chân không được tính như thế nào?

Sản phẩm dự kiến:

1. Sự tạo thành sóng điện từ

- Sóng điện từ được hình thành do điện từ trường lan truyền trong không gian.

2. Sự lan truyền sóng điện từ

- Sóng điện từ là quá trình lan truyền điện từ trường trong không gian. 

- Sóng điện từ truyền được trong mọi môi trường vật chất, kể cả trong chân không. 

- Tốc độ lẫn truyền sóng điện từ trong chân không bằng tốc độ ánh sáng. 

- Sóng điện từ là sóng ngang. Tại mỗi điểm trong quá trình truyền sóng, các véctơ và luôn vuông góc với nhau và vuông góc với phương truyền sóng. 

- Bước sóng của sóng điện từ trong chân không là λ = cT (c là tốc độ ánh sáng trong chân không, T là chu kì của dao động điện từ).

HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP

Từ nội dung bài học, GV yêu cầu HS hoàn thành các bài tập trắc nghiệm sau:

Câu 1: Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về sóng điện từ?

A. Sóng điện từ là sóng ngang.

B. Sóng điện từ không lan truyền được trong chân không.

C. Sóng điện từ là điện từ trường lan truyền trong không gian.

D. Tại một điểm trong không gian truyền sóng điện từ vectơ và vectơ luôn đồng pha nhau.

Câu 2: Trường hợp nào dưới đây xuất hiện điện từ trường?

A. Xung quanh điện tích đứng yên.

B. Xung quanh tia lửa điện.

C. Xung quanh một ống dây điện.

D. Xung quanh dòng điện không đổi.

Câu 3: Phát biểu nào sau đây sai khi nói về điện từ trường?

A. Một từ trường biến thiên theo thời gian sinh ra một điện trường xoáy ở các điểm lân cận.

B. Một điện trường biến thiên theo thời gian sinh ra một từ trường ở các điểm lân cận.

C. Điện trường và từ trường không đổi theo thời gian cùng có các đường sức là những đường cong khép kín.

D. Đường sức của điện trường xoáy là các đường cong kín bao quanh các đường sức từ của từ trường biến thiên.

Câu 4: Phát biểu nào sau đây sai khi nói về sóng điện từ và sóng cơ?

A. Đều mang theo năng lượng.

B. Đều truyền được trong chân không.

C. Đều tuân theo quy luật truyền thẳng

D. Đều tuân theo quy luật phản xạ, khúc xạ.

Câu 5: Trong vùng không gian có từ trường biến thiên theo thời gian thì trong vùng đó xuất hiện

A. lực từ.

B. hiện tượng cảm ứng điện từ.

C. điện trường xoáy.

D. điện từ trường.

Sản phẩm dự kiến:

HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG

Vận dụng kiến thức, GV yêu cầu HS hoàn thành bài tập sau:

Câu 1: Trong chân không, một máy phát phát ra bước sóng cực ngắn có λ = 4 m. Sóng này có tần số là bao nhiêu?

Câu 2: Một sóng điện từ đang truyền từ một đài phát sóng ở Hà Nội đến máy thu. Biết cường độ điện trường cực đại là 10V/m và cảm ứng từ cực đại là 0,15 T. Tại điểm A có sóng truyền về hướng Bắc theo phương nằm ngang, ở một thời điểm nào đó khi cường độ điện trường là 4 V/m và đang có hướng Đông thì vecto cảm ứng từ có hướng và độ lớn lần lượt là?