Giáo án Vật lí 12 kết nối Bài 16: Từ thông. Hiện tượng cảm ứng điện từ

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV yêu cầu HS nghiên cứu SGK và đặt câu hỏi:

+ Đại lượng  nào đặc trưng cho số đường sức từ biến thiên qua tiết diện của cuộn dây dẫn kín?

- GV chiếu hình 16.1 và mô tả đường sức từ xuyên qua diện tích S giới hạn bởi vòng dây dẫn kín (C).

- GV thông báo biểu thức từ thông.

- GV đặt câu hỏi và yêu cầu HS trả lời:

+ Em hãy nêu đơn vị của từ thông, ý nghĩa của từ thông.

+ Câu hỏi (SGK – tr66): Từ biểu thức (16.1), hãy cho biết trong trường hợp nào thì từ thông qua vòng dây diện tích S giới hạn bởi vòng dây dẫn kín (C) có trị số dương, trị số âm.

+ Hoạt động (SGK – tr67): Để làm từ thông biến thiên, có thể biến đổi từng đại lượng B, S, α trong biểu thức (16.1). Hãy đề xuất các cách có thể làm biến thiên từ thông qua tiết diện khung dây dẫn mềm nối với điện kế thành mạch kín trong các trường hợp sau:

Trường hợp 1: Khung dây dẫn đặt cạnh nam châm vĩnh cửu (Hình 16.4).

Trường hợp 2: Khung dây dẫn đặt cạnh nam châm điện (Hình 16.5).

- Sau khi HS trả lời, GV kết luận về định nghĩa, công thức và đơn vị của từ thông.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin SGK, trao đổi, thảo luận trả lời các câu hỏi mà GV đưa ra.

- GV quan sát, hướng dẫn, hỗ trợ HS (nếu cần thiết).

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

- GV mời đại diện các nhóm báo cáo kết quả thảo luận:

*Trả lời Câu hỏi (SGK – tr66)

- Từ công thức (16.1) ta thấy khi B và S cố định thì nếu:

+ Góc α = 90⁰ thì Ф = 0.

+ Góc α < 90⁰ thì Ф > 0.

+ Góc α > 90⁰ thì Ф < 0.

*Trả lời Hoạt động (SGK – tr67)

Sử dụng khung dây dẫn kín nối với điện kế. Thay đổi cảm ứng từ qua khung dây bằng cách sử dụng nam châm vĩnh cửu, nam châm điện; thay đổi tiết diện bằng cách sử dụng cuộn dây dẫn mềm; thay đổi góc α bằng cách quay khung dây hoặc nam châm.

- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung. 

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

- Từ kết quả thảo luận của nhóm, GV nhận xét, đánh giá quá trình HS thực hiện nhiệm vụ.

- GV kết luận về nội dung Từ thông

- GV chuyển sang nội dung Hiện tượng cảm ứng điện từ.

I. TỪ THÔNG

- Định nghĩa từ thông: từ thông dùng để diễn tả số đường sức từ xuyên qua một diện tích giới hạn đặt trong từ trường. 

- Công thức tính từ thông F từ thông qua diện tích S đặt trong từ trường đều B: 

F = BScosa.  

- Đơn vị đo từ thông: weber (kí hiệu: Wb).

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV nhắc lại hiện tượng cảm ứng điện từ.

- GV yêu cầu HS thảo luận nhóm và trả lời nội dung Câu hỏi (SGK – tr67)

Từ các cách làm biến thiên từ thông qua cuộn dây dẫn kín, hãy đề xuất một số phương án thí nghiệm minh họa hiện tượng cảm ứng điện từ.

- GV phát dụng cụ thí nghiệm cho các nhóm và yêu cầu các nhóm tiến hành thí nghiệm như nội dung Hoạt động (SGK – tr67,68) (Thí nghiệm 1 và thí nghiệm 2)

+ Hoạt động (SGK – tr67)

1. Khi nào kim điện kế dịch chuyển? Kim điện kế lệch khỏi vạch 0 chứng tỏ điều gì?

2. Giải thích sự biến thiên từ thông qua cuộn dây trong các trường hợp trên.

3. Nhận xét về mối liên hệ giữa sự biến thiên của từ thông qua cuộn dây với sự xuất hiện của dòng điện cảm ứng trong cuộn dây đó.

+ Hoạt động (SGK – tr68)

1. Khi đóng, ngắt khoá K hoặc di chuyến con chạy trên biến trở thì kim điện kế có lệch khỏi vạch số 0 không? Giải thích.

2. Khi đóng hoặc ngắt khoá K, đại lượng nào trong công thức (16.1) thay đổi làm xuất hiện dòng điện cảm ứng trong cuộn dây dẫn kín?

- GV kết luận về điều kiện xuất hiện dòng điện trong cuộn dây và hiện tượng cảm ứng điện từ.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin SGK, trao đổi, thảo luận trả lời các câu hỏi mà GV đưa ra.

- GV quan sát, hướng dẫn, hỗ trợ HS (nếu cần thiết).

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

- GV mời đại diện các nhóm báo cáo kết quả thảo luận:

*Trả lời Câu hỏi (SGK – tr67)

- Làm thay đổi cảm ứng từ: Dùng nam châm thẳng đưa lại gần hoặc ra xa cuộn dây. Dùng nam châm điện và đóng, mở dòng điện qua nam châm.

- Làm thay đổi góc α: Cho nam châm quay trước cuộn dây hoặc cho cuộn dây quay trước nam châm.

- Làm thay đổi tiết diện: Bóp mạnh để cuộn dây dẹp xuống trước nam châm.

*Trả lời Hoạt động (SGK – tr67)

1. Khi cực Bắc của nam châm đang lại gần hoặc đang ra xa cuộn dây. Kim điện kế lệch chứng tỏ có dòng điện chạy qua cuộn dây.

2. Khi cực Bắc của nam châm lại gần thì cảm ứng từ ở cuộn dây tăng và khi cực Bắc ra xa, cảm ứng từ ở cuộn dây giảm, làm từ thông biến thiên tăng và biến thiên giảm.

3. Khi từ thông qua cuộn dây biến thiên (tăng hoặc giảm) thì trong cuộn dây xuất hiện dòng điện cảm ứng. Dòng điện cảm ứng chỉ xuất hiện trong quá trình từ thông biến thiên.

II. HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ

- Khi từ thông qua cuộn dây dẫn kín biến thiên thì trong cuộn dây dẫn đó xuất hiện một dòng điện gọi là dòng điện cảm ứng. Hiện tượng xuất hiện dòng điện cảm ứng trong cuộn dây dẫn gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ.

- Hiện tượng này chỉ tồn tại trong khoảng thời gian từ thông qua cuộn dây dẫn kín biến thiên.