Mô tả:
GIÁO ÁN
Bài 40: DÒNG ĐIỆN FU-CÔ
Giáo viên hướng dẫn: Hà Thị Hoa Mai
Giáo sinh thực tập: Phạm Thị Ánh Hồng
I. Mục tiêu
1. Về kiến thức
- Nắm được thế nào là dòng điện Fu-cô, tính chất của dòng Fu-cô
- Nêu được các ứng dụng có lợi của dòng Fu-cô, các tác hại của dòng Fu-cô và cách khắc
phục
2. Về kỹ năng
- Kỹ năng quan sát và nhận xét thí nghiệm
- Kỹ năng giải thích các kết quả thí nghiệm, giải thích các ứng dụng của dòng Fu-cô.
3. Về thái độ
- Tích cực tham gia xây dựng bài.
- Học sinh sôi nổi trong tiết học.
II. Chuẩn bị
1. Giáo viên
- Giáo án bài giảng
- Trình chiếu trên powerpoint một số ứng dụng của dòng điện Fu-cô
2. Học sinh
Học bài cũ và chuẩn bị bài mới ở nhà.
III. Kiểm tra bài cũ
Câu 1. Thế nào là hiện tượng cảm ứng điện từ?
Trả lời: Khi có sự biến đổi từ thông qua mặt giới hạn bởi một mạch kín thì trong mạch
xuất hiện một suất điện động cảm ứng. Hiện tượng xuất hiện suất điện động cảm ứng
trong mạch gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ.
Câu 2: Phát biểu định luật Len-xơ về chiều của dòng cảm ứng và định luật Fa-ra-đây về
cảm ứng điện từ.
Trả lời:
- Định luật Len-xơ về chiều của dòng cảm ứng: Dòng điện cảm ứng có chiều sao cho từ
trường mà nó sinh ra có tác dụng chống lại nguyên nhân đã sinh ra nó.
- Định luật Fa-ra-đây về cảm ứng điện từ:
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:
, trong đó:
+ N là số vòng dây của khung dây
+
là độ biến thiên từ thông
+
là thời gian từ thông biến thiên
IV. Bài mới
* Đặt vấn đề: Công tơ điện là một dụng cụ quen thuộc trong gia đình, em có biết nguyên
tắc hoạt động của công tơ điện? Để biết được cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của công
tơ điện chúng ta học bài ngày hôm nay. Bài 40: Dòng điện Fu-cô
1. Dòng điện Fu-cô
Hoạt động của giáo viện
a. Thí nghiệm
- Dụng cụ:
+ Nam châm tạo ra từ trường
+ Hai lá kim loại đồng hoặc nhôm, một lá
đặc và một lá sẻ rãnh
- Tiến hành: Cho lá kim loại dao động
trong từ trường của nam châm và dao động
ngoài không khí. Quan sát hiện tượng mà
em quan sát được, cho nhận xét?
Hoạt động của học sinh
- Ghi chép
- Lá kim loại dao động trong từ trường của
nam châm dao động và dừng lại nhanh hơn
lá kim loại dao động ngoài không khí.
- Thay lá kim loại đặc bằng lá kim loại sẻ
rãnh. Cho lá kim loại này dao động trong từ
trường của nam châm em hãy quan sát và
so sánh thời gian doa động của lá kim loại
này với lá kim loại đặc lúc nãy.
- Đứng vậy. Vậy hiện tượng trong thí
nghiệm trên được giải thích như thế nào?
b. Giải thích kết quả thí nghiệm
- Dựa vào các kiến thức đã học em hãy cho
biết: khi lá kim loại dao động trong từ
trường thì đại lượng nào biến thiên? Từ đó
cho ta biết điều gì?
- Nguyên nhân sinh ra dòng cảm ứng trong
lá kim loại là gì?
- Dựa vào định luật Len-xơ em hãy giải
thích hiện tượng khi cho lá kim loại đặc
dao động trong từ trường thì nó dao động
trong một thời gian ngắn rồi dừng lại?
- Và dòng điện cảm ứng trong trường hợp
này gọi là dòng điện Fu-cô
- Vậy tại sao lá kim loại sẻ rãnh lại dao
động lâu hơn lá kim loại đặc? Em hãy xử
dụng công thức tính:
chứng tỏ điều
này?
- Hiện tượng dòng điện xuất hiện cảm ứng
trong thí nghiệm trên gọi là dòng điện Fucô. Em hãy định nghĩa dòng điện Fu-cô?
c. Định nghĩa dòng điện Fu-cô
- Vậy dòng điện Fu-cô có giống như dòng
điện thẳng không?
- Lá kim loại sẻ rãnh dao động trong thời
gian dài hơn lá kim loại đặc rồi mới dừng
lại.
- Lá kim loại dao động trong từ trường làm
từ thông qua lá kim loại biến thiên => vậy
trong lá kim loại xuất hiện dòng điện cảm
ứng.
- Nguyên nhân sinh ra dòng cảm ứng trong
lá kim loại là do lá kim loại dao động cắt
các đường cảm ứng từ làm từ thông qua đó
biến thiên => xuất hiện dòng điện Ic.
- Lá kim loại dao động trong từ trường cắt
các đường cảm ứng từ => từ thông qua lá
biến thiên làm xuất hiện dòng điện cảm ứng
trong lá. Dòng điện cảm ứng này có chiều
chống lại nguyên nhân đã sinh ra nó, mà ta
thấy nguyên nhân sinh ra Ic là do lá kim
loại dao động ( chuyển động ) trong từ
trường => do vậy thanh dừng lại nhanh hơn
lá kim loại doa động ngoài không khí.
- Do
, lá kim loại sẻ rãnh có S nhỏ
=> làm R lớn => dòng điện trong lá giảm
=> làm lá kim loại này dừng lại chậm hơn
lá kim loại đặc.
- ĐN: Dòng điện cảm ứng sinh ra trong
khối vậy dẫn khi vật dẫn chuyển động trong
từ trường hay được đặt t rong một từ trường
biến đổi theo thời gian là dòng điện Fu-cô.
d. Tính chất của dòng điện Fu-cô
- Đặc tính chung của dòng điện Fu-cô là
tính chất xoáy. Các đường dòng của dòng
- Ghi chép
Fu-cô là các đường cong kín trong khối vật
dẫn.
Chú ý: Một vật dẫn đặt trong từ trường
biến đổi thì trong khối vật dẫn cũng sinh ra
dòng điện cảm ứng. Đây chính là dòng điện
cảm ứng trong lõi thép của máy biến thế
( quay nam châm làm từ trường qua ba
cuộn dây biến thiên).
Vậy tại sao người ta lại nghiên cứu dòng
điện Fu-cô? Dòng điện Fu-cô có tác dụng
gì?
2. Tác dụng của dòng điện Fu-cô
Hoạt động của giáo viên
a. Trường hợp dòng Fu-cô có lợi
- Dòng Fu-cô có những tác dụng gì?
- Đúng vậy. Tác dụng hãm của dòng Fu-cô
dùng trong chế tạo các dụng cụ điện năng
như: công tơ điện, phanh điện từ……ngoài
ra ngày nay tác dùng này còn được dùng để
tạo ta đệm từ trường.
- Tác dụng nhiệt của dòng Fu-cô được ứng
dụng trong các lò luyện kim, trong bếp
từ….
- Khi ta cân một vật bằng cân có độ nhạy
lớn, kim của cân thường dao động khá lâu
=> khắc phục tình trạng này như thế nào?
Hoạt động của học sinh
- Dòng Fu-cô có tác dụng hãm, khối vật
dẫn có điện trở, khi có dòng điện chạy qua
thì trong vật dẫn tỏa nhiệt => vậy dòng Fucô còn có tác dụng nhiệt.
- Muốn khắc phục tình trạng đó đặt kim
dao động của cân giữa hai cực của một nam
châm. Vì dòng điện Fu-cô sinh ra khi kim
dao động chống lại chính dao động đoa =>
kim sẽ dừng lại nhanh chóng.
- Vậy công tơ điện có cấu tạo và hoatj động
như thế nào?
* Công tơ điện
- Ghi chép
- Cấu tạo:
+ cuộn dây điện áp
+ Cuộn dây dòng điện
+ Đĩa nhôm
+ Nam châm vĩnh cửu
+ Hộp số cơ khí
- Hoạt động: Khi dòng điện qua cuôn dây
trong công tơ, sinh ra mô men làm cho đĩa
kim loại trong công tơ quay. Đĩa được đặt
giữa hai cực của một nam châm vĩnh cửu
=> đĩa quay trong đĩa xuất hiện dòng điện
Fu-cô.
Dòng Fu-cô này gây ra một mô men có tác
dụng cản chuyển động quay của đĩa. Khi
mô men cản và mô men quay cân bằng thì
đĩa quay đều.
- Khi ngắt dòng điện đĩa còn quay nữa
không hay dừng lại luôn? tại sao?
- Vậy dòng điện Fu-cô trong trường hợp
này có tác dụng gì?
- Khi ngắt dòng điện đĩa không dừng lại
ngay mà theo quán tính đĩa vẫn quay.
- Dòng Fu-cô có tác dụng cản trở chuyển
động quay theo quán tính của đĩa => làm
đĩa dừng lại nhanh chóng.
- Ghi chép
* Bếp từ
- Bếp từ có một cuôn dây để tạo ra từ
trường biến thiên với tần số cao có thể thay
đổi được. Ta chỉnh nhiệt độ của bếp bằng
cách thay đổi tần số này. Một cách gần
đúng có thể coi tất cả từ thông hướng thẳng
góc với mặt bếp để xuyên lên đáy nồi.
- Từ trường biến thiên này chỉ cách mawth
bếp vài milimet
- Nồi nấu dùng với bếp từ là nồi bằng kim
loại ( tránh các nồi bằng vật liệu không
phải là kim loại)
- Khi đặt dụng cụ nấu ăn lên bếp, đáy nồi
bằng kim loại nằm trong từ trường biến đổi
của cuộn dây sẽ xuất hiện dòng điện Fu-cô.
Tác dụng nhiệt của dòng Fu-cô làm nồi
nóng lên và nấu chín thức ăn.
* Đệm từ trường
- Thả một vật dẫn lên rơi trong từ trường
tăng dần từ cao xuống thấp, khi vật rơi
xuống bởi trọng lực sẽ có từ thông qua nó
tăng lên, tạo ra dòng điện Fu-cô chống lại
sự rơi này. Nếu vật làm bằng chất siêu dẫn,
điện trở bằng 0 sẽ tạo ra dòng điện Fu-cô
hoàn hảo, sinh ra lực điện phản kháng triệt
- Lắng nghe và ghi chép
tiêu hoàn toàn trọng lực => cho phép tạo ta
đệm từ trường, nâng vật nằm cân bằng trên
không chung. Đệm từ trường có thể dùng
để nâng tầu cao tốc, giảm ma sát, tăng vận
tốc chuyển động
* Luyện kim: Nấu chảy kim loại: Đặt khối
vật dẫn cần nấu nóng chảy trong từ trường
biến đổi, khối vật dẫn có điện trở nhỏ do
diện tích lớn => dòng Fu-cô sinh ra trong
nó lớn => nhiệt tỏa ra lớn => nấu chảy kim
loại.
b. Trường hợp dòng Fu-cô có hại
- Các vật như: máy bơm nước, máy biến
thế, cấu tạo dưới dạng một lõi sắt đặt trong
lòng một ống dây có dòng điện xoay chiều
đi qua, lõi sắt này có tác dụng tăng cườn từ
trường.
- Dòng điện qua ống dây biến đổi theo thời
gian => làm xuất hiện dòng điện Fu-cô
trong lõi thép, làm cho:
+ Nhiệt tỏa ra do dòng Fu-cô làm nóng lõi
thép => làm hỏng máy
+ Dòng Fu-cô có xu hướng chống lại
nguyên nhân đã sinh ra nó => làm giảm
công suất máy.
- Vậy ta khắc phục hiện tượng này bằng
cách nào?
- Đúng vậy. Để khắc phục tác hại trên
người ta không dùng lõi thép dưới dạng
khối liền mà dùng những lá thép silic có
phủ sơn cách điện ghép sát với nhau, đặt
song song với các đường sức từ. Các lá
thép có S nhỏ => điện trở lớn => dòng Fucô nhỏ. Bằng cách này ta giảm dòng Fu-cô
đi một cách đáng kể tuy là không thể triệt
tiêu hoàn toàn.
.
V. Củng cố
Yêu cầu học sinh nhắc lại:
- Khái niệm dòng Fu-cô
- Ghi chép
- Ta giảm dòng Fu-cô bằng cách tăng điện
trở của lõi thép lên.
- Ghi chép
- Tác dụng của dòng Fu-cô trong trường hợp có lợi.
- Tác dụng của dòng Fu-cô trong trường hợp có hại và cách khắc phục.
- Xem thêm -