Ngày soạn:12/12/2020
LỚP 9
CHỦ ĐỀ 3: LỰC ĐIỆN TỪ 1. Tên chủ đề: Lực điện từ
- Thời lượng: 02 tiết
- Thực hiện từ tiết thứ 31, 35 theo KHGD.
2. Nội dung của chủ đề - Lực điện từ
- Động cơ điện một chiều 3. Mục tiêu
3.1. Kiến thức
- Biết được đoạn dây dẫn thẳng có dòng điện chạy qua đặt trong từ trường chịu tác dụng của lực điện từ.
- Phát biểu được quy tắc bàn tay trái về chiều của lực điện từ tác dụng lên dây dẫn thẳng có dòng điện chạy qua đặt trong từ trường đều.
- Nêu được nguyên tắc cấu tạo và hoạt động của động cơ điện một chiều.
3.2. Kỹ năng
- Sử dụng thành thạo qui tắc bàn tay trái để xác định chiều của lực từ, chiều dòng điện hay chiều của đường sức từ khi biết trước chiều của hai trong ba yếu tố trong qui tắc.
- Giải thích được nguyên tắc hoạt động (về mặt tác dụng lực) của động cơ điện một chiều.
3.3. Phẩm chất - Năng lực cần hình thành, phát triển
* Phẩm chất: Yêu nước, trung thực, trách nhiệm, chăm chỉ, nhân ái
* Năng lực:
- Năng lực chung: NL tự học, NL giải quyết vấn đề, NL sáng tạo, NL giao tiếp, NL sử dụng ngôn ngữ, NL hợp tác
- Năng lực chuyên biệt: K1, K2, K3, K4, P3, P8, X1, X3, X4, X5, X6, X7, X8, C1 3.4. Nội dung tích hợp: Giáo dục đạo đức và bảo vệ môi trường
4. Bảng mô tả mức độ câu hỏi, bài tập đánh giá năng lực học sinh qua chủ đề Nội dung
MỨC ĐỘ NHẬN THỨC Các năng lực
hướng tới của chủ đề Nhận biết Thông hiểu Vận dụng
thấp
Vận dụng cao Lực điện
từ
- Biết được đoạn dây dẫn thẳng có dòng điện chạy qua đặt trong từ trường chịu tác dụng của lực điện từ.
- Biết quy tắc
- Hiểu được chiều của lực điện từ phụ thuộc các yếu tố nào.
- Hiểu điều kiện có lực
Sử dụng thành thạo qui tắc bàn tay trái Câu hỏi C2,
C3/SGK T74;
Xác định đúng chiều của lực điện từ tác dụng lên khung dây dẫn có
- Năng lực chung: NL tự học, NL giải quyết vấn đề, NL sáng tạo, NL giao tiếp, NL sử dụng
xác định chiều của lực từ
- Nêu đúng nội dung quy tắc bàn tay trái Câu hỏi 1.1; 1.2;
1.3;
điện từ tác dụng lên dây dẫn thẳng có dòng điện chạy qua Câu hỏi 2.3;
Bài 27.7;
27.8/SBT
Bài tập 27.1; 27.2/
SBT
dòng điện chạy qua Câu hỏi C4/SGK T74
ngôn ngữ, NL hợp tác
- Năng lực chuyên biệt:
K1, K3, K4, P3, P8, X1, X3, X5, X6, X7, X8, C1 Động cơ
điện một chiều
Kể tên được các bộ phận chính của động cơ điện một chiều.
Câu hỏi 1.4
Hiểu nguyên tắc cấu tạo và hoạt động của động cơ điện một chiều.
Câu hỏi 2.4;
Bài
28.5/SBT
- Năng lực chung: NL tự học, NL giải quyết vấn đề, NL sáng tạo, NL giao tiếp, NL sử dụng ngôn ngữ, NL hợp tác
- Năng lực chuyên biệt:
K1, K2, K3, P3, P8, X4, X5, X6, X8, C1
5. Biên soạn câu hỏi, bài tập theo các mức độ nhận thức
* Nhận biết
1.1. Phát biểu quy tắc bàn tay trái.
1.2. Nêu tác dụng của từ trường lên dây dẫn thẳng có dòng điện chạy qua đặt trong từ trường và không song song với đường sức từ.
1.3. Dùng quy tắc nào dưới đây để xác định chiều của lực điện từ?
A. Quy tắc nắm tay phải.
B. Quy tắc nắm tay trái.
C. Quy tắc bàn tay phải.
D. Quy tắc bàn tay trái.
1.4. Kể tên các bộ phận chính của động cơ điện một chiều.
* Thông hiểu
2.1. Bài tập 27.7/SBT 2.2. Bài tập 27.8/SBT
2.3. Nêu điều kiện có lực điện từ.
2.4. Nêu nguyên tắc hoạt động của động cơ điện một chiều.
2.5. Bài tập 28.5/SBT
*Vận dụng thấp:
3.1. Câu hỏi C2/SGK T74 3.2. Câu hỏi C3/SGK T74 3.3. Bài tập 27.1/SBT 3.4. Bài tập 27.2/SBT
*Vận dụng cao:
4.1. Câu hỏi C4/SGK T74
6. Tổ chức dạy học chủ đề
Tiết theo chủ đề
Tiết theo KHGD
Nội dung Ngày
giảng
Lớp Sĩ số Ghi chú
1 31
HĐ1. Khởi động HĐ2. Hình thành kiến thức (mục I, II, III.1)
2 35
HĐ2. Hình thành kiến thức (mục III.2)
HĐ3. Luyện tập HĐ4. Vận dụng
HĐ5. Tìm tòi, mở rộng
*HĐ1. Khởi động (5’)
- Mục tiêu: Tạo tình huống có vấn đề cho bài mới, giúp học sinh có hứng thú, yêu thích bộ môn.
- Phương pháp: Vấn đáp, đặt vấn đề
- Phương tiện, tư liệu: Máy chiếu, SGK, SGV.
- Năng lực: K1, K3
- Phẩm chất: Trách nhiệm
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
? TN Ơ-xtet cho ta biết điều gì ?
- GV chiếu hình 27.4 và nêu: Vậy nếu 1 dây dẫn có dòng điện chạy qua đặt trong từ trường của nam châm thì nam châm có tác dụng lực lên dây dẫn đó hay không? Chủ đề “Lực điện từ”
- TN Ơ-xtét cho biết dòng điện tác dụng lên nam châm 1 lực. Lực đó gọi là lực từ.
- HS dự đoán.
*HĐ2. Hình thành kiến thức mới (50’) - Mục tiêu:
+ Mô tả được TN chứng tỏ tác dụng của lực điện từ lên đoạn dây dẫn thẳng có dòng điện chạy qua đặt trong từ trường.
+ Nắm được nội dung qui tắc bàn tay trái.
+ Nêu được nguyên tắc cấu tạo và hoạt động của động cơ điện một chiều.
- Phương pháp: Thuyết trình, đàm thoại, vấn đáp, thí nghiệm, hoạt động nhóm.
- Phương tiện, tư liệu: SGK, bộ nguồn ổn áp, biến trở, công tắc, dây dẫn, Ampe kế, giá TN, nam châm chữ U, thanh đồng dài 10cm; mô hình động cơ điện một chiều;
máy chiếu; phiếu học tập cho các nhóm
- Năng lực: K1, K2, K3, P3, P8, X1, X3, X4, X5, X6, X7, X8, C1 - Phẩm chất: Trách nhiệm, chăm chỉ, yêu nước, nhân ái, trung thực
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
*HĐ2.1. Tìm hiểu tác dụng của từ trường lên dây dẫn có dòng điện
- YC HS quan sát hình 27.1, nghiên cứu TN SGK, nêu tên dụng cụ, cách bố trí, tiến hành TN.
- GV chốt lại, giới thiệu dụng cụ, cách tiến hành.
- YC HS dự đoán hiện tượng.
- Phát dụng cụ TN cho các nhóm, YC các nhóm tiến hành TN.
Lưu ý: Đoạn dây dẫn AB phải đặt ở gần từ cực của NC, trong lòng NC và không bị chạm vào nam châm.
- YC HS nêu hiện tượng quan sát được.
- Từ kết quả TN yêu cầu HS hoàn thành C1.
- Nhận xét, bổ sung, thống nhất câu TL đúng.
? TN cho thấy dự đoán đầu bài của bạn đúng hay sai.
- YC HS rút ra KL về tác dụng của từ trường lên dây dẫn có dòng điện chạy qua.
- GV chốt lại KL: Nam châm tác dụng lực lên dây dẫn có dòng điện chạy qua. Thông báo: Lực quan sát thấy trong TN gọi là lực điện từ.
? Điều kiện có lực điện từ? GV chốt
(Trong quá trình hoạt động giáo dục HS có ý thức trách nhiệm trong học tập cũng như trong cuộc sống)
I. Tác dụng của từ trường lên dây dẫn có dòng điện
1. Thí nghiệm
- Quan sát, nghiên cứu TN SGK nêu dụng cụ, bố trí, cách tiến hành TN .
- Dự đoán.
- Nhận dụng cụ, tiến hành TN theo nhóm.
- QS hiện tượng xảy ra với dây dẫn AB.
- Đại diện nhóm nêu hiện tượng quan sát được: Dây dẫn AB chuyển động.
- Hoàn thành C1: Chứng tỏ có lực tác dụng lên đoạn dây dẫn AB.
- So sánh KQ TN với dự đoán.
2. Kết luận: SGK T73
- Nhận biết được tác dụng của từ trường lên dòng điện, nắm được khái niệm lực điện từ.
*HĐ2.2. Tìm hiểu chiều của lực điện từ và qui tắc bàn tay trái
- Nêu vấn đề: Chiều của lực điện từ phụ thuộc vào yếu tố nào? Cách tiến hành thí nghiệm để kiểm tra dự đoán trên.
- HD HS thảo luận nhóm, dự đoán.
- Sau khi thống nhất phương án thí nghiệm thì cho HS làm theo nhóm, ghi kết quả trên phiếu học tập.
Nội dung phiếu học tập:
II. Chiều của lực điện từ. Qui tắc bàn tay trái.
1. Chiều của lực điện từ phụ thuộc vào những yếu tố nào?
a. Thí nghiệm
- Suy nghĩ về vấn đề đặt ra.
- Thảo luận nhóm, dự đoán - Nêu cách tiến hành TN.
- Nhận biết dụng cụ, nắm chắc
1. Ghi lại hiện tượng quan sát được qua thí nghiệm Lần thí nghiệm Chiều chuyển động
của dây dẫn Lần 1 (làm lại TN hình
27.1)
Lần 2: Đổi chiều dòng điện
Lần 3: Đổi chiều đường sức từ
2. Rút ra kết luận về sự phụ thuộc của chiều lực điện từ vào các yếu tố.
- Phát dụng cụ TN, YC HS tiến hành TN theo nhóm.
Lưu ý: Lựa chọn vị trí đặt thanh đồng ở gần từ cực của nam châm, lau sạch để tiếp xúc điện của các thanh thật tốt, lồng ghép 2 nam cham để từ trường mạnh hơn.
- Theo dõi, phát hiện những nhóm làm tốt, uốn nắn những nhóm làm không tốt.
- YC đại diện nhóm nêu KQTN kiểm tra.
- Tổ chức cho HS trao đổi, thảo luận, rút ra KL chứng tỏ dự đoán đúng hay sai.
- Thống nhất KL đúng, nhấn mạnh
- Nêu vấn đề: Làm thế nào để XĐ được chiều của lực điện từ khi biết chiều dòng điện chạy qua dây dẫn và chiều ĐST? qui tắc bàn tay trái
- YC HS nghiên cứu SGK, tìm hiểu qui tắc bàn tay trái và tìm hiểu một số nội dung:
+ Các yếu tố có trong quy tắc
+ Muốn xác định được chiều của lực điện từ thì phải đặt bàn tay như thế nào?
- GV chiếu hình 27.2, hướng dẫn HS thực hiện qui tắc.
- YC 1 vài HS lên bảng luyện tập cách đặt tay và nêu chiều của lực điện từ.
- Yêu cầu HS xác định các dạng bài tập sử dụng quy tắc bàn tay trái
- Chính xác hoá, nhấn mạnh một số ứng dụng khác rút ra từ qui tắc.
cách tiến hành.
- Nhận dụng cụ, tiến hành TN theo nhóm.
- Thao tác nhanh, cẩn thận, chính xác theo HD của GV.
- Nghiêm túc trong quá trình làm TN.
- Đại diện nhóm nêu KQ quan sát được.
b. Kết luận: SGK T73
- Thảo luận nhóm rút ra KL.
2. Qui tắc bàn tay trái: SGK T74
- Nghiên cứu SGK để nắm được qui tắc bàn tay trái.
- Bằng trực quan nắm được cách biểu diễn lực điện từ
- 1 vài HS lên bảng, dưới lớp tự luyện tập theo hướng dẫn của GV.
- TL: Áp dụng qui tắc bàn tay trái, chiều từ cổ tay đến các ngón tay là chiều dòng điện.
- TL: XĐ được chiều ĐST hứng vào lòng bàn tay, từ đó XĐ được tên từ cực của nam châm;
xác định chiều dòng điện chạy trong dây dẫn.
*HĐ2.2. Tìm hiểu nguyên tắc cấu tạo và hoạt động của động cơ điện một chiều
- Cho HS hoạt động nhóm làm trên phiếu học tập:
Nội dung phiếu học tập: Sử dụng hình tương tự hình 28.1 (không có bộ góp điện)
a) Biểu diễn lực điện từ tác dụng lên đoạn AB và CD của khung dây dẫn khi có dòng điện chạy qua.
Nêu cơ sở của việc làm này.
b) Tại sao cạnh BC và cạnh AD lại không có lực điện từ tác dụng lên?
b) Dự đoán xem có hiện tượng gì xảy ra với khung dây khi đó.
- GV chiếu đáp án, các nhóm tự đánh giá kết quả (KQ: a. Quy tắc bàn tay trái
b. Vì BC và AD song song với đường sức từ c. Khung dây quay)
- GV: nếu ở đoạn dây CB có gắn thêm một cánh quạt thì khi đó các em có liên tưởng đến đồ vật nào trong cuộc sống?
- Chiếc quạt mini cầm tay sử dụng pin sẽ phải sử dụng động cơ điện một chiều tìm hiểu cấu tạo và nguyên tắc hoạt động
- GV phát mô hình động cơ điện một chiều cho các nhóm.
- Yêu cầu HS tìm hiểu SGK để chỉ ra các bộ phận chính trên mô hình, cho 1 nhóm báo cáo, GV chốt và nêu thêm tác dụng của bộ góp điện làm khung quay liên tục
- GV: Dựa vào nội dung bài tập vừa làm dự đoán là khung dây sẽ quay. Cho các nhóm kiểm tra dự đoán
? Động cơ điện một chiều hoạt động dựa trên nguyên tắc nào?
(Qua hoạt động giúp HS hiểu việc ứng dụng kiến thức lí thuyết của bài để tạo ra các thiết bị điện phục vụ cho cuộc sống của con người nhằm nâng cao chất lượng cuộc sống, qua đó góp phần giáo dục HS có ý thức trách nhiệm trong học tập cũng như trong cuộc sống)
- Giáo dục BVMT: Khi động cơ điện một chiều
III. Nguyên tắc cấu tạo và hoạt động của động cơ điện một chiều
- HS hoạt động nhóm làm trên phiếu học tập
1. Các bộ phận chính của động cơ điện một chiều
- HS hoạt động nhóm tìm hiểu mô hình động cơ điện theo yêu cầu của GV, làm thí nghiệm kiểm tra dự đoán
- Gồm 2 bộ phận chính là nam châm tạo ra từ trường và khung dây cho dòng điện chạy qua - Có bộ góp điện giúp khung dây quay liên tục
2. Hoạt động của động cơ điện một chiều
- Dựa trên tác dụng của từ trường lên khung dây dẫn có dòng điện chạy qua đặt trong từ trường
3. Kết luận: SGK T77
hoạt động, tại các cổ góp xuất hiện các tia lửa điện kèm theo mùi khét (khí ozon). Các tia lửa điện này là tác nhân sinh ra khí NO, NO2 có mùi hắc. Khi động cơ điện một chiều khởi động sẽ ảnh hưởng đến hoạt động của các thiết bị điện khác (nếu cùng mắc vào mạng điện) cũng như gây nhiễu các thiết bị vô tuyến truyền hình gần đó.
? Làm thể nào để bảo vệ môi trường tránh những tác động bất lợi khi sử dụng động cơ điện 1 chiều?
- HS nêu ra được: Biện pháp GDBVMT:
+ Thay thế các động cơ điện một chiều bằng động cơ điện xoay chiều.
+ Tránh mắc chung động cơ điện một chiều với các thiết bị thu phát sóng điện từ.
Hoạt động 3. Luyện tập (15’).
- Mục tiêu: HS hiểu được qui tắc bàn tay trái và áp dụng được qui tắc để xác định chiều của lực điện từ, chiều của dòng điện và chiều của đường sức từ.
- Phương pháp: Thuyết trình, vấn đáp, gợi mở, hoạt động nhóm.
- Phương tiện: SGK, máy chiếu, máy tính, phiếu học tập - Năng lực hướng tới: K3, P3, X3, X5, X6, X8, C1
- Phẩm chất: Trách nhiệm, chăm chỉ, nhân ái (giúp đỡ bạn)
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
- GV chiếu một số câu hỏi để củng cố kiến thức của bài, cho HS chuẩn bị trong thời gian 3 phút sau đó sử dụng kĩ thuật báo cáo vòng tròn.
Các câu hỏi gồm:
1. Điều kiện có lực điện từ?
2. Chiều của lực điện từ phụ thuộc những yếu tố nào?
3. Cách xác định chiều lực điện từ?
4. ND của quy tắc bàn tay trái?
5. Kể tên các bộ phận chính của động cơ điện một chiều.
6. Nêu nguyên tắc hoạt động của động cơ điện một chiều.
- Yêu cầu thực hiện C2, C3/SGK T74 bằng kĩ thuật cặp đôi chia sẻ (mỗi HS làm 1 câu sau đó thống nhất chung)
- Cho 1 nhóm báo cáo, lưu ý nêu rõ cách đặt tay
C2: Đặt bàn tay trái sao cho ngón tay cái choãi ra trùng với chiều lực điện từ, các ĐST hướng vào lòng bàn tay, chiều dòng điện là chiều từ cổ tay đến ngón tay giữa.
III. Vận dụng
- HS thực hiện theo yêu cầu của GV, mỗi HS trả lời một câu theo kĩ thuật báo cáo vòng tròn
- Vận dụng kiến thức vừa học hoàn thành C2, C3 theo yêu cầu.
C2: Trong đoạn dây dẫn AB, dòng điện có chiều đi từ B đến A.
C3: ĐST của nam châm có chiều đi từ dưới lên trên.
C3: Đặt bàn tay trái theo chiều dòng điện, và chiều lực điện từ, XĐ được chiều ĐST.
- Câu C3 hỏi thêm: xác định tên từ cực của nam châm
- Chia lớp làm 8 nhóm, cho HS hoạt động nhóm trả lời C4/SGK T74 trong thời gian 4 phút làm trên phiếu học tập (trước khi thống nhất trong nhóm thì làm cá nhân)
- GV chiếu đáp án, HS đánh giá chéo giữa các nhóm
- GV nhận xét, đánh giá kết quả của các nhóm, tuyên dương nhóm có sự hỗ trợ, giúp đỡ nhau
- HS thảo luận nhóm theo yêu cầu C4: a) Cặp lực điện từ có tác dụng làm khung quay theo chiều kim đồng hồ.
b) Cặp lực điện từ không có tác dụng làm khung quay.
c) Cặp lực điện từ có tác dụng làm khung quay theo chiều ngược với chiều kim đồng hồ.
Hoạt động 4: Vận dụng (10’).
- Mục tiêu: HS vận dụng được kiến thức vào bài tập thực tế.
- Phương pháp: Thuyết trình, vấn đáp, gợi mở, hoạt động nhóm.
- Phương tiện: SGK, máy chiếu, máy tính
- Năng lực hướng tới: K3, K4, P3, X3, X5, X6, X8, C1
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
- GV chiếu đề bài 28.1/SBT T64 - HS tìm hiểu đề
- Cho HS làm cá nhân trong thời gian 3 phút - Cho HS báo cáo kết quả
- Gợi ý nếu HS chưa làm được:
+ Thủy ngân là chất dẫn điện, hãy tìm chiều dòng điện chạy qua đĩa.
+ Tưởng tượng OA như dây dẫn có dòng điện đặt trong từ trường của nam châm thì sẽ có hiện tượng gì?
+ Dùng quy tắc bàn tay trái xác định chiều của lực điện từ tác dụng lên OA và nêu kết quả
- HS thực hiện theo yêu cầu
- Bài 28.1: Dòng điện chạy từ trục đĩa theo đường bán kính OA. Lực điện từ do từ trường của nam châm tác dụng vào dòng điện (theo qui tắc bàn tay trái) là lực kéo OA ra phía ngoài nam châm. Kết quả đĩa quay theo chiều kim đồng hồ.
Hoạt động 5: Tìm tòi, mở rộng (10’)
- Mục tiêu: HS biết vận dụng kiến thức vào thực tế, giải thích được những tình huống thực tiễn liên quan
- Phương pháp: Thuyết trình, vấn đáp, gợi mở - Phương tiện: SGK, máy chiếu, máy tính - Năng lực hướng tới: K1, P3
- Phẩm chất: Trách nhiệm, chăm chỉ
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
- Hướng dẫn HS tìm hiểu thêm một số nội dung thông qua SGK, người lớn hoặc qua mạng Internet:
- HS theo dõi, ghi chép yêu cầu của GV
1. Trong động cơ điện 1 chiều, vì sao phải có thêm bộ góp điện thì khung mới quay liên tục?
2. Tự đọc mục II/SGK T77 của bài 28.
3. Tìm hiểu sự biến đổi năng lượng trong động cơ điện:
dòng điện chạy qua khung dây làm khung quay thì có sự biến đổi năng lượng như thế nào?
4. Làm câu C5, C6, C7/SGK T78
Hướng dẫn C5: Xác định đoạn thẳng nào của khung chịu tác dụng của lực điện từ và dùng quy tắc bàn tay trái xác định chiều lực điện.
*HDVN và chuẩn bị cho bài sau:
- Học theo SGK và vở ghi, nắm nội dung phần ghi nhớ, đọc
“ Có thể em chưa biết”
- Vẽ sơ đồ tư duy thể hiện kiến thức của chủ đề - Đọc có thể em chưa biết
- Hoàn thành nội dung tìm hiểu thêm như hướng dẫn ở trên - BTVN: 27.1; 27.4; 28.5/SBT
- HDCBBS: Ôn tập kiến thức đường sức từ của nam châm thẳng, nam châm hình chữ U và của ống dây có dòng điện chạy qua; quy tắc nắm tay phải; quy tắc bàn tay trái.
- HS có thể có ý kiến về nội dung của chủ đề chưa nắm rõ, yêu cầu GV giải đáp
