Giáo án Vật lý 11 - Lê Ngọc Võ

Bài 21 (Mẫu)
TỪ TRƯỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN CHẠY TRONG CÁC DÂY DẪN CÓ HÌNH DẠNG ĐẶC BIỆT
 MỤC TIÊU 
v Kiến thức 
Nêu được đặc điểm của từ trường.
Vẽ được hình dạng của các đường sức từ sinh bởi dòng điện chạy trong các dây dẫn có hình dạng khác nhau.
Nêu được công thức tính cảm ứng từ trong các trường hợp đặc biệt.
v Kỹ năng
Xác định véc tơ cảm ứng từ tại mỗi điểm do dòng điện chạy trong các dây dẫn có hình dạng đặc biệt.
 Giải bài toán liên quan đến nội dung của bài.
v Thái độ 
 – 	
II. CHUẨN BỊ
v Giáo viên
 – Khung dây hình chữ nhật nhiều vòng, khung dây tròn, một ống dây, 3 tờ bìa, 3 tờ giấy trắng, kim nam châm , mạt sắt. 
Chuẩn bị hình vẽ phóng to H.21.1→ H.21.5 (SGK).
– Chuẩn bị phiếu học tập.
v Học sinh 
 – Ôn lại kiến thức về từ trường, đường sức từ , cảm ứng từ, từ phổ. Quy tắc bàn tay phải (đã học ở lớp 9)
III. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC	
HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH
HƯỚNG DẪN CỦA GIÁO VIÊN
NỘI DUNG LƯU BẢNG
v Hoạt động 1 : Kiểm tra bài cũ. Đặt vấn đề vào bài mới. (  phút)
- Cá nhân suy nghĩ , trả lời các câu hỏi của giáo viên.
– Nhận xét câu trả lời của bạn
w Học sinh nhận thức vấn đề của bài học.
o Định nghĩa cảm ứng từ ? Cảm ứng từ (B) là đại lượng véc tơ hay đại lượng vô hướng ? Phương , chiều của B và mối quan hệ với lực từ ?
w Đặt vấn đề : Chúng ta đã biết xung quanh dòng điện tồn tại từ trường. Sự phân bố cảm ứng từ có phụ thuộc vào dạng của mạch điện không ? Biểu thức xác định ra sao?
Để hiểu rõ vấn đề này, chúng ta sẽ nghiên cứu kiến thức mới, bài “TỪ TRƯỜNG CỦA MỘT SỐ DÒNG ĐIỆN CÓ DẠNG ĐƠN GIẢN ” 
- Ghi tựa bài lên bảng.
v Hoạt động 2 : Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài. (..phút)
áPC1 : – Hình dạng và đường sức từ của dòng điện thẳng ?
	– Xác định cảm ứng từ do dòng điện thẳng gây ra tại điểm M, cách dây dẫn thẳng một khoảng r (Phương , chiều và độ lớn) ? 
– Học sinh nghiên cứu sgk, quan sát thí nghiệm và trả lời các câu hỏi theo định hướng của giáo viên. 
 – ... là các đường tròn đồng tâm, tâm là giao điểm của tờ bìa và dòng điện thẳng. 
 Þ Các đường sức từ là các đường tròn đồng tâm nằm trong một mp ^ với dòng điện. Tâm là giao điểm giữa mặt phẳng và dây dẫn mang dòng điện. (H.29.3
☼ Giơ ngón cái của bàn tay phải hướng thao chiều dòng điện ; khum bốn ngón kia xung quanh dây dẫn thì chiều từ cổ tay đến ngón tay là chiều của đường sức từ .
w Độ lớn của cảm ứng từ tại điểm cách dây dẫn dài mang dòng điện I một khoảng r :
 B = 2.10–7 
Ÿ I : cường độ dòng điện, r là khoảng cách từ dòng điện đến điểm khảo sát. 
@ Ghi nhận kiến thức. 
w Yêu cầu HS đọc phần I, SGK.
 ☼ Đối với dây dẫn thẳng thì đường sức từ là những đường như thế nào ? và chiều có tuân theo qui tắc nào ?
 – Tiến hành thí nghiệm về từ phổ của dòng điện thẳng dài. (hoặc trình bày thí nghiệm bằng hình vẽ (H. 21.1))
� Nhận xét gì về hình dạng các “đường mạt sắt” ?
� Từ hình ảnh các “đường mạt sắt” ta rút ra được kết luận gì về dạng các đường sức từ ?
�Chiều của đường sức từ ?
 ¥ Gợi ý : Đặt kim NC thử tại các điểm khác nhau trên đường sức từ để xác định chiều của đường sức từ.
– Giới thiệu quy tắc bàn tay phải ?
I
B
 � Độ lớn cảm ứng từ tại điểm cách dây dẫn dài mang dòng điện ?
I. TỪ TRƯỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN CHẠY TRONG DÂY DẪN THẲNG DÀI 
1. Đường sức từ 
 Đường sức từ là các đường tròn đồng tâm nằm trong một mp ^ với dòng điện. Tâm là giao điểm giữa mặt phẳng và dây dẫn mang dòng điện. 
2. Chiều của đường sức từ 
 – Tuân theo quy tắc bàn tay phải.
 ☼ Giơ ngón cái của bàn tay phải hướng thao chiều dòng điện ; khum bốn ngón kia xung quanh dây dẫn thì chiều từ cổ tay đến ngón tay là chiều của đường sức từ .
3. Độ lớn cảm ứng từ tại điểm cách dây dẫn thẳng dài mang dòng điện một khoảng r
B = 2.10–7 
Ÿ I : cường độ dòng điện, r là khoảng cách từ dòng điện đến điểm khảo sát. 
v Hoạt động 3 : Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn uốn thành vòng tròn. (..phút)
áPC2 : – Hình dạng và đường sức từ của dòng điện chạy trong dây dẫn tròn ?
	– Xác định cảm ứng từ do dòng điện tròn gây ra tại tâm vòng dây (Phương , chiều và độ lớn) ? 
– Đọc SGK.
 – Trên cơ sở đặt vấn đề của giáo viên , học sinh tự rút ra nhận xét và trả lời các yêu cầu của giáo viên . 
– Đường sức từ là những đường cong kín, nằm trong mp ^với mp vòng dây ( đường ngay tâm vòng dây là đường thẳng).
– Chiều đường sức từ đi vào mặt Nam, đi ra mặt Bắc của vòng dây.
– Độ lớn của cảm ứng từ tại tâm vòng dây :
 B = 2p.10–7 
@ Ghi nhận kiến thức. 
Yêu cầu HS đọc phần II SGK. 
 ☼ Đối với khung dây tròn thì sao ? Đường sức từ là đường như thế nào ? chiều có tuân theo qui tắc nào khác nữa hay không ?
 – Giới thiệu hình vẽ H21.3 
� Hình dạng đường sức từ ?
I
B
� Chiều của đường sức từ ?
� Độ lớn của đường sức từ tại tâm vòng dây ?
N
s
I
I
 Mặt Nam Mặt Bắc
II. TỪ TRƯỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN CHẠY TRONG DÂY DẪN UỐN THÀNH VÒNG TRÒN 
1. Đường sức từ 
 Đường sức từ là những đường cong kín, nằm trong mp ^với mp vòng dây ( đường ngay tâm vòng dây là đường thẳng).
2. Chiều của đường sức từ 
 w ... đi vào mặt Nam, đi ra mặt Bắc của vòng dây.
3. Độ lớn của cảm ứng từ 
B = 2p.10–7 
Tại tâm khung dây dẫn tròn :
Ÿ I : cường độ dòng điện trong một vòng dây.
Ÿ N : Số vòng dây trong khung dây.
Ÿ R : BKính của vòng dây. 
v Hoạt động 4 : Từ trường của dòng điện chạy trong ống dây dẫn hình trụ. (..phút)
áPC3 : – Hình dạng và đường sức từ của dòng điện chạy trong dây dẫn tròn ?
	– Xác định cảm ứng từ do dòng điện tròn gây ra tại tâm vòng dây (Phương , chiều và độ lớn) ? 
– Đọc SGK.
 – Trên cơ sở đặt vấn đề của giáo viên , học sinh đọc SGK, tự rút ra nhận xét và trả lời các yêu cầu của giáo viên . 
I
w Bên ngoài ống dây thì các đường đường sức từ giống như NC thẳng .
w Bên trong ống dây đường sức từ đều là những đường thẳng song song cách đều nhau . ( từ trường đều ).
– Chiều đường sức từ đi vào mặt Nam, đi ra mặt Bắc của các vòng dây của ống dây.
Từ trường đều.
– Độ lớn của cảm ứng từ trong lòng ống dây vòng dây :
Ÿ B = 4p.10–7nI 
Ÿ n : số vòng dây trên mỗi mét chiều dài .
– Giải bài tập trong SGK.
@ Ghi nhận kiến thức. 
Yêu cầu HS đọc phần II SGK. 
 ☼ Đối với ống dây dài thì đường sức từ có gì khác và giống trong 2 trường hợp đầu hay không ?
Còn chiều của các đường sức từ bên trong trong ống dây được xác định như thế nào ? ( G/s chiều dòng điện trong ống dây có chiều như hình vẽ .
 – Giới thiệu hình vẽ H21.4 
� Hình dạng đường sức từ ?
wChiều của đường sức từ được xác định theo quy tắc nắm tay phải :
Khum bàn tay phải nắm lấy ống dây sao cho các ngón trỏ (ngón giữa,..) hướng theo chiều dòng điện, khi đó ngón cái choãi ra chỉ chiều các đường sức từ .
² Lưu ý :
Ÿ Phía các đường cảm ứng từ đi vào → cực Nam (S) 
Ÿ Phía các đường cảm ứng từ đi ra → cực Bắc (N).
�Từ trường bên trong ống dây là từ trường gì ?
� Độ lớn của cảm ứng từ bên trong ống dây dây ?
Ÿ Nếu gọi N là tổng số vòng dây trên ống dây.
 Ÿ ℓ: chiều dài của ống dây 
 – Ta có : n = N/ ℓ (1/m)
☼ Nhắc lại nguyên lý chồng chất điện trường, từ đó đưa ra nguyên lý chồng chất từ trường.
 B = B1 + B2 + + Bn
� Yêu cầu học sinh làm bài tập thí dụ áp dụng (SGK)
III. TỪ TRƯỜNG CỦA DÒNG ĐIỆN CHẠY TRONG ỐNG DÂY DẪN HÌNH TRỤ 
1. Đường sức từ 
w Bên ngoài ống dây thì các đường sức từ giống như NC thẳng .
w	Bên trong ống dây đường sức từ đều là những đường thẳng song song cách đều nhau. ( từ trường đều ).
2. Chiều của đường sức từ 
 w ... đi vào mặt Nam, đi ra mặt Bắc của vòng dây trong ống dây.
3. Độ lớn của cảm ứng từ 
trong lòng ống dây :
B = 4p.10–7nI 
– Trong đó :
 Ÿ n : số vòng dây trên mỗi mét chiều dài .
 Ÿ I : cường độ dòng điện chạy trong ống dây
– Nếu gọi N là tổng số vòng dây trên ống dây.
 – ℓ: chiều dài của ống dây 
 – Ta có : n = N/ ℓ (1/m)
 Þ B = 4p.10–7I 
 = 4p.10–7nI 
IV. TỪ TRƯỜNG CỦA NHIỀU DÒNG ĐIỆN 
 Giả sử có n dòng điện, thì tại một điểm M , cảm ứng từ của dòng điện thứ nhất là B1, của dòng điện thứ 2 là B2,  của NC thứ n là Bn. Cảm ứng từ tổng hợp tại M được x.định 
B = B1 + B2 + + Bn
v Hoạt động 5: Củng cố, vận dụng và định hướng nhiệm vụ tiếp theo (  phút)
– Trình bày nội dung kiến thức đã tiếp thu theo yêu cầu của giáo viên.
– Thảo luận nhóm trả lời phiếu học tập.
w Ghi nhận nhiệm vụ học tập.
w Nhắc lại các kiến thức trọng tâm trong bài học : 
– Lưu ý cách xác định phương chiều và độ lớn của cảm ứng từ trong các trường hợp  thông qua các quy tắc “Nắm tay phải” ; “Vào Nam, ra Bắc” ; “Nam thuận, Bắc ngược”.
�Yêu cầu học sinh đọc thêm “Em có biết ?”
� Giao phiếu học tập cho hsinh. 
�Về nhà làm các BT 3→7, sgk 
� Yêu cầu HS xem trước bài 22 : “ Lực LO-REN-XƠ  ”.
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
 Ngày duyệt : / 2 / 2009
 Chữ ký
LÊ NGỌC VÕ
SINH VIÊN THỰC HIỆN
NGUYỄN THỊ HỜNG
 Lớp : 11A
Mã số: .......... ......
 Bài 21 
PHIẾU HỌC TẬP
Câu 1 : Nhận định nào sau đây không đúng về cảm ứng từ sinh bởi dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài :
A. Phụ thuộc môi trường xung quanh. 	B. Phụ thuộc vào bản chất dây dẫn.
C. Phụ thuộc hình dạng dây dẫn.	D. Phụ thuộc độ lớn dòng điện. 
Câu 2 : Cảm ứng từ sinh bởi dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài không có đặc điểm nào sau đây :
A. Tỉ lệ thuận với cường độ dòng điện. 	B. Tỉ lệ thuận với chiều dài dây dẫn. 
C. Tỉ lệ nghịch với khoảng cách từ điểm đang xét đến dây dẫn. D.Vuông góc với dây dẫn. 
Câu 3 : Cho dây dẫn thẳng dài mang dòng điện . Khi điểm ta xét gần dây hơn 2 lần và cường độ dòng điện tăng 2 lần thì độ lớn cảm ứng từ :
A. tăng 4 lần. 	B. tăng 2 lần. 	C. không đổi. 	D. giảm 4 lần.
Câu 4 : Độ lớn cảm ứng từ tại tâm vòng dây dẫn tròn mang dòng điện không phụ thuộc:
A. bán kính dây. 	B. cường độ dòng điện chạy trong dây. 	
C. bán kính vòng dây. 	D. môi trường xung quanh.
Câu 5 : Nếu cường độ dòng điện trong dây tròn tăng 2 lần và đường kính dây tăng 2 lần thì cảm ứng từ tại tâm vòng dây :
A. không đổi. 	B. tăng 4 lần. 	C. tăng 2 lần. 	D. giảm 2 lần.
Câu 6 : Độ lớn cảm ứng từ sinh bởi dòng điện chạy trong ống dây tròn không phụ thuộc :
A. chiều dài ống dây. 	B. đường kính ống. 	
C. số vòng dây của ống. 	D. số vòng dây trên một mét chiều dài ống.
Câu 7 : Khi cường độ dòng điện giảm 2 lần và đường kính ống dây tăng 2 lần nhưng số vòng dây và chiều dài ống không đổi thì cảm ứng từ sinh bởi dòng điện trong ống dây :
A. giảm 2 lần. 	B. không đổi. 	C. tăng 2 lần. 	D. tăng 4 lần.
Câu 8 : Một dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài vô hạn có độ lớn 10A đặt trong chân không sinh ra một từ trường có độ lớn cảm ứng từ tại điểm cách dây dẫn 50cm là :
A. 4.10–6(T). 	B. 2.10–7(T). 	C. 5.10–7(T). 	D. 3.10–7(T). 
Câu 9 : Một dòng điện chạy trong một dây tròn 10 vòng đường kính 20cm với cường độ 10A thì cảm ứng từ tại tâm các vòng dây là :
A. 0,2π (mT). 	B. 0,02π (mT).	C. 20π (mT).	D. 0,2 (mT).
Câu 10 : Khi cho hai dây dẫn song song dài vô hạn cách nhau a, mang hai dòng điện cùng độ lớn I nhưng cùng chiều thì cảm ứng từ tại các điểm nằm trong mặt phẳng chứa hai dây và cách đều hai dây có giá trị là :
ÀHẾT Á!
A. 0. 	B. 10–7I/a.	C. 10–7I/4a. 	D. 10–7I/2a.
Câu 11 : Khi cho hai dây dẫn song song dài vô hạn cách nhau a, mang hai dòng điện cùng độ lớn I nhưng ngược chiều thì cảm ứng từ tại các điểm nằm trong mặt phẳng chứa hai dây và cách đều hai dây có giá trị là :
A. 0. 	B. 2.10–7I/a.	C. 4.10–7I/a. 	D. 8.10–7I/a.
Câu 12 : Một điểm cách dây dẫn vô hạn mang dòng điện một khoảng là 20cm thì có độ lớn cảm ứng từ là 1,2 (μT). Một điểm khác cách dây dẫn đó 60cm thì có độ lớn cảm ứng từ có giá trị làø :
A. 0,4 (μT). 	B. 0,2 (μT). 	C. 3,6 (μT). 	D. 4,8 (μT). 
Câu 13 : Tại một điểm cách một dây dẫn thẳng dài vô hạn mang dòng điện 5A có cảm ứng từ 0,4μT. Nếu cường độ dòng điện trong dây dẫn tăng thêm 10A thì cảm ứng từ tại điểm đó có giá trị là :
A. 0,8 (μT). 	B. 1,2 (μT). 	C. 0,2(μT). 	D. 1,6(μT). 
Câu 14 : Một dây dẫn tròn mang dòng điện 20A, tâm vòng dây có cảm ứng từ 0,4π μT. Nếu dòng điện qua vòng dây giảm 5A so với ban đầu thì cảm ứng từ tại tâm vòng dây là:
A. 0,3π (μT). 	B. 0,5π (μT).	C. 0,2π (μT).	D. 0,6π (μT).
Câu 15 : Một ống dây dài 50cm có 1000 vòng dây mang một dòng điện là 5A. Độ lớn cảm ứng từ trong lòng ống dây là :
A. 8π (mT).	B. 4 π (mT).	C. 8 (mT).	D. 4 (mT).
Câu 16 : Một ống dây được cuốn bằng loại dây tiết diện có bán kính 0,5mm sao cho các vòng dây sát nhau. Số vòng dây trên một mét chiều dài ống dây là :
A. 1000. 	B. 2000.	C. 5000. 	D. không xác định
Câu 17 : Một ống dây được cuốn bằng loại dây mà tiết diện có bán kính 0,5mm sao cho các vòng sát nhau. Khi có dòng điện 20A chạy qua thì độ lớn cảm ứng từ trong lòng ống dây là :
A. 4 (mT). 	B. 8 (mT). 	C. 8π (mT). 	D. 4π (mT). 
Câu 18 : Một đoạn dây có dòng điện đặt trong một từ trường đều B . Để lực điện từ tác dụng lên dây có giá trị cực đại thì góc lệch (a) giữa giữa dây dẫn và véc tơ B phải bằng :
A. 0,50. 	B. 300.	C. 900. 	D. 600.
Câu 19 : Độ lớn cảm ứng từ sinh bởi d.điện thẳng dài tại một điểm M có độ lớn tăng dần khi :
A. M dịch chuyển theo hướng ^ với dây và đi ra xa dây. 	
B. M dịch chuyển theo hướng ^ với dây và đi lại gần dây. 	
C. M dịch chuyển theo hướng 1 đường sức từ. 	D. M dịch chuyển theo hướng // với dây. 
Câu 20 : Cảm ứng từ của dòng điện thẳng tại điểm N cách dòng điện 2,5 cm bằng 1,8.10–5(T). Tính cường độ dòng điện ?
A. 1 (A). 	B. 1,25 (A).	C. 2,25 (A).	D. 3,25 (A).
	ÀHẾT Á!