Giáo án Vật lí 12 Bài 21: Điện từ trường

Ngày soạn:06/01/2024
TIẾT 38: ĐIỆN TỪ TRƯỜNG I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức
- Hiểu sơ lược sự tạo thành điện từ trường và sự lan truyền tương tác điện từ
- Hiểu được điện trường và từ trường là hai mặt của một trường thống nhất gọi là điện từ trường 2. Năng lực a. Năng lực chung
- Năng lực tự học và nghiên cứu tài liệu.
- Năng lực trình bày và trao đổi thông tin.
- Năng lực nêu và giải quyết vấn đề.
- Năng lực hoạt động nhóm.
b. Năng lực đặc thù môn học
- Giải thích được sự xuất hiện điện trường xoáy khi từ trường biến thiên. 3. Phẩm chất
- Có thái độ hứng thú trong học tập.
- Có ý thức tìm hiểu và liên hệ các hiện tượng thực tế liên quan.
- Có tác phong làm việc của nhà khoa học.
II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU 1. Giáo viên
- Bài giảng powerpoint kèm: thí nghiệm Faraday, nhà bác học Mắc-xoen. - Phiếu học tập.
Phiếu học tập số 1:
Câu 1: Nhắc lại định luật về cảm ứng điện từ?
Câu 2: Chứng tỏ tại mỗi điểm trong cuộn dây ở thí nghiệm Faraday có điện trường. Xác định chiều
của véc tơ cường độ điện trường tại các điểm đó? Nêu khái niệm điện trường xoáy?
Câu 3: Nêu các đặc điểm của đường sức của một điện trường tĩnh điện và so sánh với đường sức của điện trường xoáy?
Câu 4: Tại những điểm ngoài vòng dây có điện trường nói trên hay không? Làm thế nào để biết được?
Câu 5: Vòng dây dẫn kín có vai trò gì hay không trong việc tạo ra điện trường xoáy?
Câu 6: Từ các câu trả lời trên và dựa vào kết luận ở mục I.1.b. hãy nêu luận điểm quan trọng của
thuyết điện từ Mắc-xoen?
Phiếu học tập số 2
Câu 1: Phát biểu mối quan hệ giữa sự biến thiên theo thời gian của từ trường và điện trường xoáy?
Câu 2: Phát biểu mối quan hệ giữa sự biến thiên theo thời gian của điện trường và từ trường.
Câu 3: Điện từ trường là gì?


Câu 4: Điện trường xoáy là điện trường
A. có các đường sức bao quanh các đường sức từ.
B. có các đường sức không khép kín.
C. giữa hai bản tụ điện có điện tích không đổi.
D. của các điện tích đứng yên.
Câu 5: Khi một điện trường biến thiên theo thời gian sẽ sinh ra
A. điện trường xoáy.
B. từ trường xoáy. C. một dòng điện.
D. từ trường và điện trường biến thiên.
Câu 6: Tìm phát biểu sai về điện từ trường.
A. Một từ trường biến thiên theo thời gian sinh ra một điện trường xoáy ở các điểm lân cận.
B. Một điện trường biến thiên theo thời gian sinh ra một từ trường xoáy ở các điểm lân cận.
C. Điện trường và từ trường không đổi theo thời gian cũng có các đường sức là những đường cong khép kín.
D. Đường sức của điện trường xoáy là các đường cong kín bao quanh các đường sức của từ trường biến thiên.
Câu 7: Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về điện từ trường?
A. Điện trường xoáy là điện trường có đường sức là những đường cong kín.
B. Khi một từ trường biến thiên theo thời gian, nó sinh ra một điện trường xoáy.
C. Từ trường xoáy là từ trường có đường sức là những đường cong không kín.
D. Khi một điện trường biến thiên theo thời gian, nó sinh ra một từ trường xoáy.
Câu 8: Khi nói về điện từ trường, phát biểu nào sau đây là sai?
A. Điện tích điểm dao động theo thời gian sinh ra điện từ trường trong không gian xung quanh nó.
B. Từ trường biến thiên theo thời gian sinh ra điện trường biến thiên.
C. Điện từ trường lan truyền trong chân không với vận tốc nhỏ hơn vận tốc ánh sáng trong chân không.
D. Điện trường biến thiên theo thời gian sinh ra từ trường biến thiên.
Câu 9: Khi nói về điện từ trường, phát biểu nào sau đây là sai?
A. Đường sức của điện trường xoáy giống như đường sức điện trường do một điện tích không đổi, đứng yên gây ra.
B. Đường sức từ trường của từ trường xoáy là các đường cong kín bao quanh các đường sức điện trường.
C. Một từ trường biến thiên theo thời gian sinh ra một điện trường xoáy.
D. Một điện trường biến thiên theo thời gian sinh ra một từ trường xoáy.
Câu 10: Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về điện từ trường?
A. Khi từ trường biến thiên theo thời gian, nó sinh ra một điện trường xoáy.
B. Khi điện trường biến thiên theo thời gian, nó sinh ra một từ trường.
C. Điện trường xoáy là điện trường mà các đường sức là những đường cong có điểm đầu và điểm cuối.
D. Từ trường có các đường sức từ bao quanh các đường sức của điện trường biến thiên. 2. Học sinh
- Xem lại kiến thức về điện trường và từ trường đã học ở lớp 11
- SGK, vở ghi bài, giấy nháp.
III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC


Hoạt động 1: Mở đầu: Tạo tình huống và phát biểu vấn đề để tìm hiểu về điện từ trường a. Mục tiêu:
- Hệ thống lại kiến thức cũ đã học về mạch dao động.
- Kích thích tính tò mò của HS, HS có hứng thú tìm hiểu kiến thức mới thông qua những hiện
tượng xảy ra trong đời sống.
b. Nội dung: Học sinh tiếp nhận vấn đề từ giáo viên
c. Sản phẩm: Kiến thức cũ được hệ thống lại, sự tò mò và hứng thú tìm hiểu kiến thức mới.
d. Tổ chức thực hiện: Bước thực hiện Nội dung các bước Bước 1
Giáo viên kiểm tra bài cũ:
- Viết biểu thức của q và i, nêu mối quan hệ giữa hai đại lượng này.
- Viết biểu thức tần số góc và năng lượng điện từ, nhận xét
Giáo viên chuyển giao nhiệm vụ: Trong mạch dao động, khi điện tích trên tụ
biến thiên – tức điện trường giữa hai bản tụ biến thiên thì xuất hiện dòng điện
qua cuộn dây – tức từ trường biến thiên. Liệu giữa điện trường và từ trường có
mối liên hệ gì mật thiết với nhau không? Ta sẽ tìm hiểu qua bài hôm nay. Bước 2
Học sinh tiếp nhận vấn đề
Hoạt động 2: Hình thành kiến thức: Tìm hiểu về mối quan hệ giữa điện trường và từ trường, khái niệm điện từ trường a. Mục tiêu:
- Hiểu sơ lược sự tạo thành điện từ trường và sự lan truyền tương tác điện từ
- Hiểu được điện trường và từ trường là hai mặt của một trường thống nhất gọi là điện từ trường
- Giải thích được sự xuất hiện điện trường xoáy khi từ trường biến thiên.
b. Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm hoàn thành yêu cầu dựa trên gợi ý của giáo viên c. Sản phẩm:
A. Mối quan hệ giữa điện trường và từ trường.
1. Từ trường biến thiên và điện trường xoáy.
- Điện trường có đường sức là đường cong kín gọi là điện trường xoáy.
- Kết luận: Nếu tại một nơi có một từ trường biến thiên theo thời gian thì tại nơi đó xuất hiện một
điện trường xoáy. (một luận điểm quan trọng của thuyết điện từ Mắc-xoen)
2. Điện trường biến thiên và từ trường.
- Nếu tại một nơi có điện trường biến thiên theo thời gian thì tại nơi đó xuất hiện một từ trường.
Đường sức của từ trường bao giờ cũng khép kín. B. Điện từ trường
- Điện trường biến thiên nào cũng sinh ra từ trường biến thiên và ngược lại từ trường biến thiên nào
cũng sinh ra điện trường xoáy.
- Điện trường và từ trường biến thiên liên quan mật thiết với nhau và là hai thành phần của một
trường thống nhất, gọi là điện từ trường.
d. Tổ chức thực hiện: Bước thực Nội dung các bước

hiện Bước 1
Giáo viên chuyển giao nhiệm vụ: Yêu cầu HS hoàn thành phiếu học tập số 1. Bước 2
Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm Bước 3
Báo cáo kết quả và thảo luận
- Đại diện 1 nhóm trình bày.
Câu 1: Định luật cơ bản về cảm ứng điện từ: Khi có sự biến đổi từ thông qua
mặt giới hạn bởi một mạch điện kín thì trong mạch xuất hiệu suất điện động cảm ứng.
- Định luật Lenz (Len-xơ): Dòng điện cảm ứng có chiều cao sao cho từ trường
có tác dụng chống lại nguyên nhân đã sinh ra nó.
- Định luật Faraday: Suất điện động cảm ứng là suất điện động sinh ra dòng điện
cảm ứng trong mạch kín, nó tỉ lệ với độ biến thiên từ thông qua mạch và tỉ lệ
nghịch với khoảng thời gian của sự biến thiên ấy (tức là tỉ lệ với tốc độ biến thiên của từ thông)
Câu 2: Sự xuất hiện dòng điện cảm ứng chứng tỏ tại mỗi điểm trong cuộn dây có
điện trường, mà véc tơ cường độ điện trường cùng chiều với dòng điện.
- Điện trường có đường sức là đường cong kín gọi là điện trường xoáy Câu 3:
Đường sức của điện trường tĩnh
Đường sức của điện trường xoáy
Giống: + Các đường sức là những đường có hướng.
+ Các đường sức không cắt nhau.
+ Nơi nào cường độ điện trở lớn hơn thì các đường sức điện ở vẽ dày hơn, nơi
nào cường độ điện trường nhỏ hơn thì
điện ở đó vẽ thưa hơn. Khác:
+ Đường sức là các đường cong + Đường sức là các đường cong
không khép kín, đi ra từ điện tích khép kín, không có điểm dầu và
dương và kết thúc ở điện tích âm. điểm cuối.
+ Điện trường tĩnh do điện tích đứng + Điện trường xoáy do từ trường yên sinh ra. biến thiên sinh ra.
Câu 4: Ta thay đổi vị trí của vòng dây, hoặc làm các vòng dây kín nhỏ hơn, hay
to hơn một chút, rồi lặp lại thí nghiệm, ta thấy vẫn xuất hiện dòng điện cảm ứng.
Chứng tỏ xung quanh vòng dây đều có điện trường.
Câu 5: Vòng dây kín chỉ có tác dụng nhận biết điện trường tồn tại xung quanh
vòng dây, chứ không có vai trò gì trong việc tạo ra điện trường xoáy. Điện trường
xoáy là do từ trường biến thiên sinh ra.
Câu 6: Kết luận: Nếu tại một nơi có một từ trường biến thiên theo thời gian thì
tại nơi đó xuất hiện một điện trường xoáy. (một luận điểm quan trọng của thuyết điện từ Mắc-xoen)
- Học sinh các nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả lời