Giáo án Vật lý 12 nâng cao chương IV
I. MỤC TIÊU :
1. Kiến thức:
- Biết được cấu tạo của mạch dao động LC và hiểu khái niệm dao động điện từ.
- Thiết lập được công thức về dao động điện từ riêng trong mạch LC (các biểu thức phụ thuộc thời gian của điện tích, cường độ dòng điện, hiệu điện thế, năng lượng điện từ).
- Hiểu nguyên nhân làm tắt dần dao động điện từ và nguyên tắc duy trì dao động.
- Hiểu sự tương tự dao động điện và dao động cơ.
2. Kỹ năng:
- Thành lập phương trình dao động: q, u, i, năng lượng dao động.
- Giải thích sự tương tự dao động cơ và điện.
- Xác định được các đại lượng trong mạch dao động.
3. Thái độ:
II. CHUẨN BỊ :
1. Giáo viên :
- Hình vẽ minh hoạ dao động điện từ hình 21.3, 21.4. Dao động điện từ tắt dần.
- Chuẩn bị thí nghiệm ảo minh hoạ rất chi tiết diễn biến dao động điện trong mạch LC với đồ thị dao động tường minh.
2. Học sinh :
- Ôn lại dao động cơ học (dao động duy trì, dao động tự do, dao động tắt dần.)
- Ôn lại các định luật cho mạch điện, năng lượng tụ điện, điện tích (năng lượng điện trường, năng lượng từ trường).
điện từ cưỡng bức. 6) Nêu các đại lương tương đương trong dao động cơ và dao động điện từ. Các phương trình và công thức tương tự của hai loại dao động có cùng một dạng. q = q0cos(wt + j). i = q’= -wqosin(wt + j) uAB = cos(wt + j) WC = (wt + j) WL=(wt + j) W = WC + WL = =const HĐ2: Vận dụng biểu thức điện tích, cường độ dòng điện, hiệu điện thế trong mạch LC 10 Học sinh tóm tắt đề: + +i=I0 =40mA + Điện tích trên hai bản cực chậm pha hơn dòng điện + q0 = + u = Bài 1 SGK C = 25pF, L = 10-4H t= 0, i = Io = 40mA. Tìm i, q, u. + Tần số góc riêng của mạch LC? + Từ giả thiết xác định biên độ và pha ban đầu của i? + Pha ban đầu của q so với i như thế nào? + Công thức liên hệ q0 và I0? + Biểu thức của u? Bài 1 Ta có i = I0cos(). Giả thiết t =0, i=I0 =40mA Vậy: i =0,04cos2.107t (A) nên q = q0cos(). = q0sin với q0 = Vậy q = 2.109sin2.107t (C) + Biểu thức của hiệu điện thế: u == 80sin2.107t (V) HĐ2: Vận dụng năng lượng điện từ trong mạch dao động 10 Học sinh tóm tắt đề: + Giải theo sự hướng dẫn của GV + Năng lượng bù đủ đúng phần năng lượng tiêu hao do bị tỏa nhiệt trong mỗi chu kỳ. Bài 2: C = 50mF, L = 5mH. a) + W? q0? Biết U0 =6V. + WC? WL? i?ở thời điểm u = 4V b) R =0,1. Muốn dao động điện từ duy trì với U0 =6V thì phải bổ sung cho mạch một năng lượng có công suất bao nhiêu. Hướng dẫn hs giải a) + Công thức W biết U0. Công thức WC biết u? + Công thức liên hệ giữa u và i ở cùng thời điểm? b) Nguyên tắc truyền năng lượng trong dao động điện từ duy trì? + GV nêu công thức tính giá trị hiệu dụng của các đại lượng: , Bài 2 a) W = q0 = CU0 = 3.10-4C WC = WL = W – WC = 5.10-4 J Từ WL = b) Năng lượng bổ sung có công suất bằng công suất hao phí do tỏa nhiệt P =RI2 (1) Ta có: (2) Thế (2) vào (1): P = R = R 1,8.10-2 W HDD3. Giải bài tập bằng đồ thị 8 Hoạt động theo sự hướng dẫn của GV Bài 3 Dựa vào đồ thị nhận biết + Đây có phải là dao động tắt dần đều? + t=0 thì W ? + t = 3s thì WC , WL? + T? Bài 3: + Đây là dao động tắt dần không đều + t = 0 W = J + t =3s WC = 0 nên WL cực đại + T0,6s f 1,6Hz Chọn C C.- HOẠT ĐỘNG KẾT THÚC TIẾT HỌC Củng cố kiến thức: (5/) Bài tập về nhà : Làm bài tập trác nghiệm ôn tập IV: RÚT KINH NGHIỆM ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… BÀI 23: ĐIỆN TỪ TRƯỜNG Ngày soạn : 5/11/2009 Tiết : 38 I. MỤC TIÊU : 1. Kiến thức: - Hiểu được mối quan hệ giữa từ trường biến thiên và điện trường xoáy: Từ trường biến thiên làm xuất hiện điện trường xoáy: hiểu khái niệm điện trường xoáy. - Hiểu được mối liên hệ giữa điện trường biến thiên và từ trường: điện trường biến thiên theo thời gian làm xuất hiện từ trường. - Hiểu được khái niệm điện từ trường, sự tồn tại không thể tách rời giữa điện trường và từ trường. 2. Kỹ năng: - Giải thích sự liên hệ giữa điện trường và từ trường. - Giải thích được nguyên nhân của dòng điện cảm ứng. 3. Thái độ: II. CHUẨN BỊ : 1. Giáo viên : - Các hình vẽ 23.3, 23.4 SGK. 2. Học sinh : Ôn kiến thức điện trường, từ trường, cảm ứng điện từ. III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC: A. HOẠT ĐỘNG BAN ĐẦU 1. Ổn định tổ chức (2/) 2. Kiểm tra bài cũ: (5/) 1. Cho biểu thức điện tích trong mạch LC có dạng q = q0cos(wt + j). Viết biểu thức u, i, WC, WB 3. Tạo tình huống học tập: Ta đã biết vật chất ở dạng trường nào? Nay ta biết thêm một loại trường nữa đó là điện từ trường có nhiều ứng dụng trong thực tế. B. TIẾN TRÌNH BÀI HỌC TL Hoạt động của HS Hoạt động của GV Kiến thức HĐ 1: Tìm hiểu mối liên hệ giữa điện trường biến thiên và từ trường biến thiên 13 12 - Quan sát thí nghiệm. HS thảo luận để trả lời các câu hỏi. - Chứng tỏ có điện trường xuất hiện tác dụng lực điện lên e làm nó chuyển động có hướng tạo nên dòng điện. - Điện trường này có các đường sức là những đường cong khép kín. - Dây dẫn đặt trong vùng không gian có từ trường biến thiên có tác dụng làm cho ta thấy rõ được sự tồn tại của điện trường xoáy trong không gian mà thôi. B giảm - HS ghi nhận khẳng định của Mác-xoen. - Điện trường giữa hai bản biến thiên. + + + + - - - - Hs thảo luận nhóm xác định chiều của đường sức từ khi tụ tích điện và khi phóng điện. - Thí nghiệm cảm ứng điện từ: Khi từ thông qua các vòng dây dẫn biến thiên thì trong vòng dây dẫn xuất hiện dòng điện cảm ứng. S N O - Sự xuất hiện dòng điện cảm ứng chứng tỏ điều gì? - Điện trường xuất hiện ở thí nghiệm này khác điện trường tĩnh ở đặc điểm gì ? Để phân biệt điện trường này với điện trường tĩnh người ta gọi là điện trường xoáy. - Nếu không có vòng dây dẫn thì có xuất hiện điện trường xoáy không? Nêu nhận định của Mắc-xoen Hướng dẫn hs vẽ hình 23.3a Dựa vào dòng điện cảm ứng tròng vòng dây dẫn xác định chiều của đường sức khi B tăng, khi B giảm - Đặt vấn đề: Liệu điện trường biến thiên theo thời gian có làm xuất hiện từ trường hay không? Xuất phát từ quan điểm “có sự đối xứng giữa điện và từ” Mác-xoen đã khẳng định là có. Thí nghiệm sau đó đã kiểm chứng nhận định này - Khi tụ điện tích, hay phóng điện thì điện trường giữa hai bản của tụ điện thay đổi như thế nào? - Điện trường giữa hai bản biến thiên sinh ra một từ trường. Vậy điện trường biến thiên tương đương với một dòng điện được gọi là dòng điện dịch. Hướng dẫn hs vẽ hình 23.3b - Dựa vào sự phóng và tích điện của tụ điện xác định chiều của đường sức từ khi E tăng, khi E giảm 1. Liên hệ giữa điện trường biến thiên và từ trường biến thiên a) Trong vùng không gian có từ trường biến thiên theo thời gian thì trong vùng đó xuất hiện một điện trường xoáy. B tăng - Điện trường có đường sức là những đường cong kín gọi là điện trường xoáy. (Khum tay trái) b) Trong vùng không gian có điện trường biến thiên theo thời gian sẽ làm xuất hiện một từ trường. Các đường sức của từ trường bao quanh các đường sức của điện trường. E tăng Sự biến thiên của điện trường tương đương với một dòng điện được gọi là dòng điện dịch. ( Khum tay phải) HĐ2: Khái niệm điện từ trường 8 HS xem SGK nêu nội dung thuyết Mắc-xoen về điện từ trường -Trong thực tế ta nói đến điện trường, từ trường riêng biệt là do hệ quy chiếu của người quan sát chỉ xét từng mặt của điện từ trường + - - C1: I trong dây dẫn đang tăng và chọn tụ điện đang nạp điện. Chiều của đường sức từ ở dây dẫn và giữa hai bản tụ điện như hình vẽ Nêu nội dung thuyết Mắc-xoen về điện từ trường: GV thông báo - Từ trường biến thiên càng nhanh thì cường độ điện trường xoáy càng lớn - Điện trường biến thiên càng nhanh thì cảm ứng từ càng lớn - Từ trường và điện trường không tồn tại riêng biệt, đối lập đối với nhau, chúng đồng thời tồn tại trong không gian, liên quan mật thiết với nhau và là hai thành phần của một trường thống nhất gọi là điện từ trường. - Vậy trong thực tế ta nói đến điện trường, từ trường riêng biệt đúng hay sai? 2. Điện từ trường Nội dung thuyết Mắc-xoen về điện từ trường: Mỗi biến thiên theo thời gian của từ trường đều sinh ra trong không gian xung quanh một điện trường xoáy biến thiên theo thời gian, và ngược lại, mỗi biến thiên theo thời gian của điện trường cũng sinh ra một từ trường biến thiên theo thời gian trong không gian xung quanh. + Từ trường biến thiên và điện trường biến thiên cùng tồn tại trong không gian. Chúng có thể chuyển hóa lẫn nhau trong một trường thống nhất gọi là điện từ trường. C.- HOẠT ĐỘNG KẾT THÚC TIẾT HỌC 4. Củng cố kiến thức: (5/) Câu C1 Dặn dò: - Sưu tầm các hiện tượng thực tế liên quan đến sóng điện từ. IV: RÚT KINH NGHIỆM ……………………………………………………………………………………………………………… BÀI 24: SÓNG ĐIỆN TỪ Ngày soạn: 07/11/2009 Tiết thứ: 39 I. MỤC TIÊU: 1. Kiến thức: - Hiểu được một cách sơ lược sự lan truyền của tương tác điện từ và về sự hình thành của sóng điện từ, quan hệ giữa sóng điện từ và điện từ trường - Nắm chắc các đặc điểm của sóng điện từ, những điểm tương ứng với sóng cơ. - Biết các tính chất của sóng điện từ. - Biết sơ lược về vai trò của hai nhà khoa học Mắc-xoen và Héc-xơ trong việc nghiên cứu điện từ trường và sóng điện từ. 2. Kĩ năng: - Trình bày các đặc điểm và tính chất sóng điện từ. - Giải thích được sự lan truyền của sóng điện từ. 3. Thái độ: - Tình cảm: có hứng thú với bộ môn. II. CHUẨN BỊ: 1. Chuẩn bị của thầy: - Hình vẽ 24.1, 24,2 trong SGK. Những điều cần lưu ý trong SGV. 2. Chuẩn bị của trò: - Ôn kiến thức về sóng cơ và điện từ trường. - Ôn lại khái niệm về sóng dọc, sóng ngang và sự truyền sóng cơ học. - Sưu tầm các hiện tượng thực tế liên quan đến sóng điện từ. III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC: A. HOẠT ĐỘNG BAN ĐẦU 1. Ổn định tổ chức (2/) 2. Kiểm tra bài cũ (8/) 1. Nêu khái niệm điện từ trường. Câu hỏi 2 SGK. 2. Vẽ đường sức của điện trường xoáy khi B tăng, khi B giảm; và đường sức từ của từ trường khi E tăng, E giảm. 3. Tạo tình huống học tập: ( SGK) B. TIẾN TRÌNH BÀI HỌC TL Hoạt động của HS Hoạt động của GV Kiến thức HĐ1: Phương pháp giải toán về đại cương dao động điều hòa 15 Hs nghiên cứu SGK thảo luận nhóm trả lời - Xuất hiện từ trường biến thiên ở vùng lân cận. - Xuất hiện điện trường biến thiên ở vùng lân cận. - Có sự lan truyền điện từ trường trong không gian ra xa điểm O. Nêu khái niệm sóng điện từ. + Hs thảo luận nhóm và trả lời câu hỏi của GV Hiện tượng gì sẽ xảy ra nếu có một điện trường biến thiên? Hiện tượng gì sẽ xảy nếu có một điện trường biến thiên? Đặt vấn đề: Hiện tượng gì sẽ xảy nếu tại điểm O có một điện trường biến thiên? Dùng tranh vẽ 24.1 minh họa Nêu khái niệm sóng điện từ? GV thông báo Mắc-xoen đã tiên đoán sự tồn tại của sóng điệ
File đính kèm:
- CIV.doc