Giáo án Vật lí Lớp 12 - Bài: Lực từ tác dụng lên dây dẫn mang dòng điện

- So sánh chương trình 2018 vs 2006 về Từ trường
2006
2018
a) Từ trường. Đường sức từ. Cảm ứng từ 
- Nêu được từ trường tồn tại ở đâu và có tính chất gì. 
- Nêu được các đặc điểm của đường sức từ của thanh nam châm thẳng, của nam châm chữ U, của dòng điện thẳng dài, của ống dây có dòng điện chạy qua.
- Phát biểu được định nghĩa và nêu được phương, chiều của cảm ứng từ tại một điểm của từ trường. Nêu được đơn vị đo cảm ứng từ. 
- Viết được công thức tính cảm ứng từ tại một điểm trong từ trường gây bởi dòng điện thẳng dài vô hạn và tại một điểm trong lòng ống dây có dòng điện chạy qua.
b) Lực từ. Lực Lo-ren-xơ 
- Viết được công thức tính lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn có dòng điện chạy qua đặt trong từ trường đều. 
- Nêu được lực Lo-ren-xơ là gì và viết được công thức tính lực này.
- Kỹ năng:
- Vẽ được các đường sức từ biểu diễn từ trường của thanh nam châm thẳng, của dòng điện thẳng dài, của ống dây có dòng điện chạy qua và của từ trường đều. 
- Xác định được độ lớn, phương, chiều của vectơ cảm ứng từ tại một điểm trong từ trường gây bởi dòng điện thẳng dài và tại một điểm trong lòng ống dây có dòng điện chạy qua.
- Xác định được vectơ lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn thẳng có dòng điện chạy qua được đặt trong từ trường đều.
 - Xác định được cường độ, phương, chiều của lực Lo-ren-xơ tác dụng lên một điện tích q chuyển động với vận tốc v r trong mặt phẳng vuông góc với các đường sức của từ trường đều.
Khái niệm từ trường
– Thực hiện thí nghiệm tạo ra được các đường sức từ bằng các dụng cụ đơn giản.
 – Nêu được từ trường là trường lực gây ra bởi dòng điện hoặc nam châm, là một dạng của vật chất tồn tại xung quanh dòng điện hoặc nam châm mà biểu hiện cụ thể là sự xuất hiện của lực từ tác dụng lên một dòng điện hay một nam châm đặt trong đó.
Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện; Cảm ứng từ
– Thực hiện thí nghiệm để mô tả được hướng của lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện đặt trong từ trường.
 – Xác định được độ lớn và hướng của lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện đặt trong từ trường. 
– Định nghĩa được cảm ứng từ B và đơn vị tesla. 
– Nêu được đơn vị cơ bản và dẫn xuất để đo các đại lượng từ. 
– Thảo luận để thiết kế phương án, lựa chọn phương án, thực hiện phương án, đo được (hoặc mô tả được phương pháp đo) cảm ứng từ bằng cân “dòng điện”.
– Vận dụng được biểu thức tính lực F = BILsinθ.
Từ thông; Cảm ứng điện từ
– Định nghĩa được từ thông và đơn vị weber. – Tiến hành các thí nghiệm đơn giản minh hoạ được hiện tượng cảm ứng điện từ. 
– Vận dụng được định luật Faraday và định luật Lenz về cảm ứng điện từ. 
– Giải thích được một số ứng dụng đơn giản của hiện tượng cảm ứng điện từ. 
– Mô tả được mô hình sóng điện từ và ứng dụng để giải thích sự tạo thành và lan truyền của các sóng điện từ trong thang sóng điện từ. – Thảo luận để thiết kế phương án (hoặc mô tả được phương pháp) tạo ra dòng điện xoay chiều.
 – Nêu được: chu kì, tần số, giá trị cực đại, giá trị hiệu dụng của cường độ dòng điện và điện áp xoay chiều.
 – Thảo luận để nêu được một số ứng dụng của dòng điện xoay chiều trong cuộc sống, tầm quan trọng của việc tuân thủ quy tắc an toàn khi sử dụng dòng điện xoay chiều trong cuộc sống.
Đặc điểm
2006
2018
Vị trí
Lớp 11
Lớp 12
xây dựng các khái niệm
Nêu đặc điểm, tính chất của từ trường và đường sức từ,..
Thực hiện thí nghiệm tạo đường sức từ rồi nêu khái niệm từ trường...
Cách chia phần
Không có cảm ứng điện từ
Có cảm ứng điện từ
Nội dung
Tên bài dạy
Số tiết
Yêu cầu cần đạt
Từ trường
Khái niệm từ trường
3 tiết 
– Thực hiện thí nghiệm tạo ra được các đường sức từ bằng các dụng cụ đơn giản.
 – Nêu được từ trường là trường lực gây ra bởi dòng điện hoặc nam châm, là một dạng của vật chất tồn tại xung quanh dòng điện hoặc nam châm mà biểu hiện cụ thể là sự xuất hiện của lực từ tác dụng lên một dòng điện hay một nam châm đặt trong đó.
Lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện; Cảm ứng từ
7 tiết
– Thực hiện thí nghiệm để mô tả được hướng của lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện đặt trong từ trường.
 – Xác định được độ lớn và hướng của lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện đặt trong từ trường. 
– Định nghĩa được cảm ứng từ B và đơn vị tesla. 
– Nêu được đơn vị cơ bản và dẫn xuất để đo các đại lượng từ. 
– Thảo luận để thiết kế phương án, lựa chọn phương án, thực hiện phương án, đo được (hoặc mô tả được phương pháp đo) cảm ứng từ bằng cân “dòng điện”.
– Vận dụng được biểu thức tính lực F = BILsinθ.
Từ thông; Cảm ứng điện từ
8 tiết
– Định nghĩa được từ thông và đơn vị weber. – Tiến hành các thí nghiệm đơn giản minh hoạ được hiện tượng cảm ứng điện từ. 
– Vận dụng được định luật Faraday và định luật Lenz về cảm ứng điện từ. 
– Giải thích được một số ứng dụng đơn giản của hiện tượng cảm ứng điện từ. 
– Mô tả được mô hình sóng điện từ và ứng dụng để giải thích sự tạo thành và lan truyền của các sóng điện từ trong thang sóng điện từ. – Thảo luận để thiết kế phương án (hoặc mô tả được phương pháp) tạo ra dòng điện xoay chiều.
 – Nêu được: chu kì, tần số, giá trị cực đại, giá trị hiệu dụng của cường độ dòng điện và điện áp xoay chiều.
 – Thảo luận để nêu được một số ứng dụng của dòng điện xoay chiều trong cuộc sống, tầm quan trọng của việc tuân
thủ quy tắc an toàn khi sử dụng dòng điện xoay chiều trong cuộc sống.
- Chỉ ra các khó khăn, sai lầm của hs khi học chương trình 2018
+ Thực hiện thí nghiệm để mô tả và định nghĩa các khái niệm
+ Vận dụng được định luật Faraday và định luật Lenz về cảm ứng điện từ. 
- Xây dựng kế hoạch bài dạy "Lực từ tác dụng lên dây dẫn mang dòng điện"
TÊN BÀI DẠY: Lực từ tác dụng lên dây dẫn mang dòng điện 
Môn học/Hoạt động giáo dục: Vật lí ; lớp: 12A
Thời gian thực hiện: (3 tiết)
I. Mục tiêu
1. Kiến thức:
Sau bài học này học sinh hình thành được các kiến thức sau:
- Phát biểu được khái niệm và công thức của lực Lo-ren-xơ, quy tác về chiều và phương của lực: Lực Lo-ren-xơ tác dụng lên một dòng điện I có chiều dài L được xác định theo quy tắc bàn tay trái: F = BIlsinα
2. Năng lực:
- Năng lực vật lí: 
+ Trình bày được quan hệ giữa 3 thông số: lực lo-ren-xơ, cảm ứng từ và chiều dài quỹ đạo. 
+ Rút ra kết luận về quy tắc phương chiều của lưc từ
 + Vận dụng được các kiến thức để giải quyết các bài toán đơn giản.
+ Giải thích được hiện tượng thực tiễn đơn giản liên quan đến nội dung bài học
+ Vận dụng quy tắc phương chiều để xác định lực trong bài toán vật lý
 - Năng lực chung: giao tiếp và hợp tác: thảo luận nhóm
 - Thiết kế phương án thí nghiệm khảo sát nội dung Lực từ tác dụng lên dây dẫn mang dòng điện 
 - Tiến hành được các thí nghiệm với dụng cụ đo theo phương án đã đề xuất
3. Phẩm chất
Tích cực tìm tòi thiết kế phương án thí nghiệm.
Cẩn thận gọn gàng, ngăn nắp khi thực hiện thí nghiệm.
Tích cực trao đổi, chia sẻ, đóng góp ý kiến cá nhân khi thực hiện nhiệm vụ.
II. Thiết bị dạy học và học liệu
Tài liệu: SGK, tài liệu về nội dung Lực từ tác dụng lên dây dẫn mang dòng điện, dụng cụ thí nghiệm và hệ thống trình chiếu, hình ảnh...
III. Tiến trình dạy học
1. Hoạt động 1: Khảo sát hiện tượng xuất hiện lực lo-ren-xơ:
a) Mục tiêu: 
Học sinh phát biểu được vấn đề.
Nêu được cách giải quyết vấn đề và thực hành thí nghiệm khảo sát.
b) Hoạt động của học sinh: 
- HS đã biết được dòng chuyển dời có hướng của các hạt điện tích điện tạo thành dòng điện. 
- HS nghe cô giáo hỏi và suy nghĩ trả lời
- Thực hành thí nghiệm khảo sát vấn đề đó 
 c) Sản phẩm học tập: 
Nội dung ghi vào vở:
Nhận xét:
- Khi hạt tích điện chuyển động trong một từ trường thì hạt ấy có chịu tác dụng của lực từ xung quanh từ trường đó.
d) Tổ chức hoạt động: 
- GV nêu câu hỏi điều kiện để tạo thành dòng điện?
- HS suy nghĩ sau đó phát biểu câu trả lời
- GV nêu câu hỏi. Vậy khi hạt tích điện chuyển động trong một từ trường thì hạt ấy có chịu tác dụng của lực từ không?
- HS suy nghĩa và trả lời
- Giáo viên chia lớp thành 4 nhóm và quan sát thí nghiệm kiểm chứng trên máy chiếu
- Thí nghiệm gồm: Nam châm điện hình chữ U, một mặt phẳng khung dây được đặt vuông góc với đường sức từ ở nam châm.
- Thí nghiệm cho dòng điện chay qua khung dây treo trên một giá đỡ, đầu kia của giá gắn một lực kế và có bộ phận hãm
- Khi dòng điện chạy qua thì kung bị kéo xuống
=> Chứng tỏ xuất hiện một lực làm khung dây bị kéo xuốngà KL là lực từ
- HS quan sát trả lời câu hỏi và ghi sản phẩm vào vở.
2. Hoạt động 2: Hình thành nội dung về quy tác phương chiều và công thức lưc Lo-ren-xơ:
a) Mục tiêu: 
- Trình bày được nội dung khái niệm và công thức lực Lo-ren-xo.
- Trình bày được quy tắc về phương chiều của lực Lo-ren-xơ
b) Hoạt động của học sinh:
- HS đọc và hình dung lại từ hoạt động I và nhận xét về phương chiều của lực tác dụng lên khung dây.
- HS nghiên cứu SGK và trả lời cau hỏi của giáo viên
- HS hình thành kiến thức về cảm ứng từ
- Tiếp nhận quy tắc bàn tay trái của giáo viên nêu ra
- Suy luận lí thuyết để tìm công thức định luật Lo-ren-xơ
c) Sản phẩm học tập: 
 1.Cảm ứng từ:
 Cảm ứng từ tại một điểm trong từ trường là đại lượng đặc trưng cho độ mạnh yếu của từ trường và được đo bằng thương số giữa lực từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn mang dòng diện đặt vuông góc với đường cảm ứng từ tại điểm đó và tích của cường độ dòng điện và chiều dài đoạn dây dẫn đó.
 B = 
 2. Đơn vị Cảm ứng từ:
 Trong hệ SI đơn vị cảm ứng từ là tesla (T).
 1T = 
 3. Véc tơ cảm ứng từ:
 Véc tơ cảm ứng từ tại một điểm:
 + Có hướng trùng với hướng của từ trường tại điểm đó.
 + Có độ lớn là: B = 
 4. Biểu thức tổng quát của lực từ:
 Lực từ tác dụng lên phần tử dòng điện I đặt trong từ trường đều, tại đó có cảm ứng từ là :
 + Có điểm đặt tại trung điểm của l;
 + Có phương vuông góc với và ;
 + Có chiều tuân theo qui tác bàn tay trái;
 + Có độ lớn F = IℓBsinα
d) Tổ chức thực hiện
Giáo viên yêu cầu học sinh thực hiện nhiệm vụ nghiên cứu 
Đọc sách giáo khoa, đưa ra dự đoán nội dung về cảm ứng từ và lực từ tác dụng lên dòng điện
Trao đổi với các bạn trong nhóm xác định dự đoán hợp lí.
Yêu cầu giải quyết vấn đề mà giáo viên đưa ra.
Giáo viên gợi ý: 
 kiến thức đã biết cần vận dụng: Dựa vào thí nghiệm ở hoạt động I, và thay đổi cường độ dòng điện thì xuât shieenj cảm ứng từ
Học sinh báo cáo, thảo luận.
3. Hoạt động 3: Luyện tập
a) Mục tiêu
- Vận dụng công thức nội dung Lực từ tác dụng lên dây dẫn mang dòng điện để giải quyết các bài tập cơ bản.
b) Hoạt động của học sinh: 
- HS làm việc nhóm giải bài tập trong SGK
c) Sản phẩm học tập: 
- HS giải bài tập vào vở sau khi đã được giáo viên chữa.
4. Hoạt động 4: Vận dụng
a) Mục tiêu: 
- Vận dụng kiến thức đã học giải bài toán thực tiễn.
b) Hoạt động của học sinh: 
- HS giải bài toán thực tiễn 
- HS ghi kết quả và cách giải vào vở sau khi được GV hướng dẫn
c) Sản phẩm học tập: 
- Cách giải và kết quả ghi vào vở
d) Tổ chức thực hiện: 
- HS quan sát qua mô phỏng bài toán trên màn hình chiếu.
- GV yêu cầu thảo luận nhóm và tìm ra cách giải 
- HS trình bày kết quả bài toán 
- Gv rút ra nhận xét và kết luận.