I. MỤC TIÊU DẠY HỌC
1. Về kiến thức
– Chế được nam châm điện đơn giản và làm thay đổi được từ trường của nó bằng cách thay đổi dòng điện
Về năng lực
a) Năng lực chung
– Tự chủ và tự học: Chủ động, tích cực tìm hiểu những thiết bị, dụng cụ có liên quan đến nam châm, tự thực hiện các thí nghiệm.
– Giao tiếp và hợp tác: Tham gia thảo luận, trình bày, diễn đạt các ý tưởng, nội dung theo ngôn ngữvật lí.
– Giải quyết vấn để và sáng tạo: Để xuất các ý tưởng, phương án để thảo luận, giải quyết các vấn để nêu ra trong bài học.
b) Năng lực khoa học tự nhiên
– Nhận thức khoa học tự nhiên: Biết đượccấu tạo của nam châm điện.
– Tìm hiểu tự nhiên:Tiến hành các thí nghiệm phát hiện mối liên hệ giữa dòng điện và từ trường
– Vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học: Nêu một số ứng dụng của nam châm điện trong các thiết bị, dụng cụ thường gặp trong cuộc sống.
Về phẩm chất
– Tham gia tích cực hoạt động trong lớp cũng như ở nhà.
– Cẩn thận, trung thực, thực hiện an toàn quy trình làm thí nghiệm.
– Có niềm say mê, hứng thú, thích tìm tòi, khám phá, đặt câu hỏi.
II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU
Dây điện, đinh vít, công tắc, kẹp giấy bằng sắt, hộp đựng pin, pin 1.5V.
Máy chiếu, bảng nhóm
Phiếu học tập
| Phiếu học tập bài Nam châm điện
Câu 1: Mô tả hiện tượng xảy ra giữa đinh vít và các kẹp giấy trong hai trường hợp có dòng điện và không có dòng điện đi qua ống dây. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..Câu 2: Nếu xem đinh vít trở thành nam châm khi có dòng điện đi qua ống dây, làm thế nào để xác định các cực của nam châm này (Hình 21.1 trong SGK)? ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..Câu 3: Vì sao khi ngắt dòng điện, đinh vít không còn hút các kẹp giấy? …………………………………………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………………………………………. |
III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC
PHƯƠNG PHÁP VÀ KĨ THUẬT DẠY HỌC
Dạy học hợp tác nhóm, cặp đôi.
Sử dụng phương tiện trực quan
Dạy và học nêu vấn đề
CÁC HOẠT ĐỘNG HỌC
1.Hoạt động 1: Khởi động (10 phút)
Mục tiêu: Tạo được hứng thú cho học sinh, dẫn dắt giới thiệu vấn đề,
Nội dung: Học sinh quan sát hình ảnh sau, nêu hiểu biết ban đầu về vấn đề bài học.
Trả lời câu hỏi: Câu 1. Một số cần cẩu dùng lực từ có thể nhấc được các vật nặng hàng chục tấn bằng sắt, thép lên cao. Có phải chúng hoạt động nhờ nam châm vĩnh cửu không?
Câu 2: Một nam châm điện có thể hút được xe tải nặng hàng chục tấn, trong khi đó chưa có nâm châm vĩnh cửu nào có được lực hút mạnh như vậy. Nam châm điện được tạo ra như thế nào, có lợi gì hơn so với nam châm vĩnh cửu?
Sản phẩm: Câu trả lời của học sinh
Tổ chức thực hiện:
| Hoạt động của GV | Hoạt động của HS |
| Quan sát hình ảnh một số ứng dụng của nam châm trong đời sống:
Giao nhiệm vụ: Quan sát hình ảnh, dựa vào hiểu biết của bản thân trả lời câu hỏi sau: Câu 1. Một số cần cẩu dùng lực từ có thể nhấc được các vật nặng hàng chục tấn bằng sắt, thép lên cao. Có phải chúng hoạt động nhờ nam châm vĩnh cửu không? Câu 2: Một nam châm điện có thể hút được xe tải nặng hàng chục tấn, trong khi đó chưa có nâm châm vĩnh cửu nào có được lực hút mạnh như vậy. Nam châm điện được tạo ra như thế nào, có lợi gì hơn so với nam châm vĩnh cửu? |
Nhận nhiệm vụ |
| Hướng dẫn HS thực hiện nhiệm vụ
Học sinh thao luận nhóm đưa ra ý kiến. |
Học sinh thực hiện nhiệm vụ. |
| Báo cáo
Giáo viên mời đại diện 1 số học sinh nêu ý kiến. Giáo viên nhận xét, chuẩn hóa câu trả lời của học sinh. |
Đại diện 1 số HS nêu ý kiến. |
| Chốt lại và đặt vấn đề vào bài
– Giáo viên đặt vấn đề: Nam châm trong cần cẩu điện không phải là nam châm vĩnh cửu mà là nam châm điện. Vậy nam châm điện là gì? Bài học hôm nay sẽ giúp các em trả lời câu hỏi này. – Giáo viên nêu mục tiêu bài học: Vậy để tìm hiểu rõ hơn về cách chế tạo của nam châm điện và cách làm thay đổi từ trường của nó, chúng ta sẽ tìm hiểu bài học ngày hôm nay. |
Hoạt động 2: Hình thành kiến thức mới
Hoạt động 2.1: Tìm hiểu về nam châm điện (15 phút)
Mục tiêu: Giới thiệu thế nào là Nam châm điện. Cách tạo ra nam châm điện đơn giản
Nội dung: GV cho HS đọc phần thí nghiệm về nam châm điện trong SGK. Sau đó, GV tổ chức để HS làm thí nghiệm và cho HS thảo luận trả lời câu hỏi trong phiếu học tập
Sản phẩm:
Câu 1: Mô tả hiện tượng xảy ra giữa đinh vít và các kẹp giấy trong hai trường hợp có dòng điện và không có dòng điện đi qua ống dây.
Khi không có dòng điện đi qua ống dây, các kẹp giấy vẫn không bị hút. Nhưng khi có dòng điện thì các kẹp giây đã bị hút vào đinh vít.
Câu 2: Nếu xem đinh vít trở thành nam châm khi có dòng điện đi qua ống dây, làm thế nào để xác định các cực của nam châm này (Hình 21.1 trong SGK)?
Có thể sử dụng la bàn (hoặc kim nam châm) để xác định các cực của đinh vít, từ đó có thể xem đinh vít trở thành một nam châm thẳng.
Câu 3: Vì sao khi ngắt dòng điện, đinh vít không còn hút các kẹp giấy?
Khi ngắt dòng điện, dòng điện không qua ống dây, đinh vít không trở thành nam châm điện nên không hút các vật bằng sắt. Tuy nhiên điều này xảy ra nếu lõi sắt được cấu tạo từ sắt non. Sắt già sẽ lưu lại từ tính và trở thành nam châm vĩnh cửu.
d) Tổ chức thực hiện
| Hoạt động của GV | Hoạt động của HS |
| Giao nhiệm vụ:
– GV chia học sinh làm nhóm 6 học sinh/1 nhóm. Giao nhiệm vụ nhóm học sinh nghiên cứu mục 1 nam châm điện + Nêu dụng cụ và cách tiến hành thí nghiệm + GV phát dụng cụ cho từng nhóm và hướng dẫn HS tiến hành thí nghiệm theo SGK Học sinh thảo luận nhóm 6 học sinh/1 nhóm trả lời phiếu học tập số 1 Câu 1: Lực tương tác của nam châm với sắt là lực tiếp xúc hay lực không tiếp xúc? Câu 2: Hãy kể ra một số dụng cụ hoặc thiết bị có sử dụng nam châm vĩnh cửu. Câu 3: Hãy gọi tên các nam châm trong Hình 18.2 dựa theo hình dạng của chúng Giáo viên lưu ý cho học sinh Làm thí nghiệm với pin 1,5 V, tối đa là 6V. Dây điện ở đây là dây có bọc cách điện. Một số dây đồng có lớp vỏ bọc rất mỏng, dễ nhẩm tưởng là dây điện trần. -Tránh hiện tượng đoản mạch khi hai đầu dây nối với nguồn tiếp xúc trực tiếp với nhau mà không qua một vật tiêu thụ điện (trong trường hợp này là nam châm điện).Tuy nhiên, trong trường hợp không có lõi sắt bên trong ống dây thì cũng được xem là đoản mạch. |
HS nhận nhiệm vụ. |
| Hướng dẫn HS thực hiện nhiệm vụ
Bước 1: Quấn dây điện xung quanh đinh vít (40 – 60 vòng) Bước 2: Nối 2 đầu dây dẫn với hai cực của pin. Bật công tắc và đưa đinh vít đến gần kẹp giấy Bước 3:Ngắt công tắc – Giáo viên quan sát, hỗ trợ học sinh khi cần thiết. |
– Học sinh đọc tài liệu, thực hiện nhiệm vụ.
Thảo luận thống nhất ý kiến chung. |
| Báo cáo kết quả:
– Gọi ngẫu nhiên một số học sinh báo cáo kết quả thực hiện nhiệm vụ, các học sinh khác nhận xét, bổ sung. – GV kết luận về nội dung kiến thức mà các nhóm đã đưa ra. |
– Đại diện học sinh trình bày kết quả.
– Các HS khác cho nhận xét và bổ sung (nếu cần) |
| Tổng kết
Nam châm điện gồm một ống dây dẫn có dòng điện chạy qua và bên trong ống dây có lõi sắt Khi có dòng điện đi qua ống dây, lõi sắt trở thành nam châm và có khả năng hút các vật bằng sắt thép |
Ghi nhớ kiến thức |
Hoạt động 2.2: Tìm hiểu ảnh hưởng của dòng điện đến từ trường của nam châm (15 phút)
Mục tiêu: HS biết được:
– Dòng điện (cường độ dòng điện) có ảnh hưởng đến độ mạnh từ trường của nam châm điện.
– Chiều dòng điện có ảnh hưởng đến từ trường của nam châm điện.
Nội dung: GV tổ chức lớp hoạt động theo nhóm nhỏ.
– GV hướng dẫn để HS tiến hành thí nghiệm thay đổi độ mạnh của dòng điện bằng cách gắn thêm pin vào.
– GV tổ chức cho HS tiến hành thí nghiệm: Hoán đổi các cực của pin, dùng kim nam châm để xác nhận chiều dòng điện đã thay đổi.
– Sau đó GV cho HS thảo luận trả lời câu hỏi SGK
Sản phẩm:
Câu 4: Quan sát Hình 21.2 trong SGK, ta có thể kết luận gì về lực từ và từ trường của nam châm điện khi sử dụng hai viên pin thay vì một viên pin?
Khi sử dụng hai viên pin, từ trường của nam châm điện mạnh hơn.
Câu 5: Hãy mô tả chiều của dòng điện trong Hình 21.3 SGK.
Dòng điện sẽ đi từ cực dương của nguồn điện qua nam châm điện rồi đến cực âm của nguồn. Do ta đã đổi ngược pin nên chiều dòng điện đi qua óng dây ngược với chiều dòng điện ở thí nghiệm đầu.
Câu 6: Đặt một kim nam châm bên cạnh đầu đinh vít. Quan sát và nhận xét chiều của kim nam châm trước và sau khi đổi chiếu dòng điện.
Khi đặt kim nam châm lại gần nam châm điện, cực của kim nam châm bị hút ngược với cực ở thí nghiệm đầu.
Tổ chức thực hiện
| Hoạt động của GV | Hoạt động của HS |
| Giao nhiệm vụ:
– GV chia học sinh làm nhóm 6 học sinh/1 nhóm. Giao nhiệm vụ nhóm học sinh nghiên cứu mục 2 SGK/Tr 103 + Nêu dụng cụ và đề xuất cách tiến hành thí nghiệm + GV phát dụng cụ cho từng nhóm và hướng dẫn HS tiến hành thí nghiệm theo SGK Tổ chức cho HS thảo luận nhóm và trả lời câu hỏi trong SGK. Câu 4: Quan sát Hình 21.2 trong SGK, ta có thể kết luận gì về lực từ và từ trường của nam châm điện khi sử dụng hai viên pin thay vì một viên pin? Câu 5: Hãy mô tả chiều của dòng điện trong Hình 21.3 SGK. Câu 6: Đặt một kim nam châm bên cạnh đầu đinh vít. Quan sát và nhận xét chiều của kim nam châm trước và sau khi đổi chiếu dòng điện. Thảo luận thống nhất ý kiến chung cho cả nhóm. Thời gian: 7 phút. |
HS nhận nhiệm vụ. |
| Hướng dẫn HS thực hiện nhiệm vụ:
GV quan sát, hỗ trợ các nhóm khi cần thiết. |
Học sinh tham gia thảo luận nhóm thực hiện nhiệm vụ theo hướng dẫn. |
| Báo cáo kết quả:
Các nhóm trình bày kết quả thảo luận. Giáo viên mời đại diện 1 nhóm báo cáo, các nhóm khác nhận xét, bổ sung. GV kết luận về nội dung kiến thức mà các nhóm đã đưa ra. |
– Đại diện nhóm báo cáo.
– Nhóm khác nhận xét, bổ sung phần trình bày của nhóm bạn. |
| Tổng kết:
Khi tăng (giảm) độ lớn dòng điện, thì độ lớn lực từ của nam châm điện cũng tăng (giảm) Khi đổi chiều dòng điện thì từ trường của nam châm điện cũng đổi chiều và độ lớn lực từ không đổi |
HS ghi nhớ kiến thức |
Hoạt động 3: Luyện tập (5 phút)
Mục tiêu: Củng cố, khắc sâu nội dụng toàn bộ bài học.
Nội dung: GV cho học sinh làm việc cá nhân và trả lời mốt số câu hỏi trắc nghiệm.
Sản phẩm: đáp án của học sinh.
TN: Câu 1 C, Câu 2: B, Câu 3: D, Câu 4: D; Câu 5: B
Tổ chức thực hiện
| Hoạt động của GV | Hoạt động của HS |
| Giao nhiệm vụ:
Giáo viên tổ chức lớp học cho các hoạt động ôn tập bài tập như sau: Bài tập trắc nghiệm: GV trình chiếu câu hỏi, học sinh sử dụng bảng A, B, C, D để trả lời Phần tự luận: Giáo viên tổ chức thảo luận nhóm hoàn thành bài tập. Nam châm điện có cấu tạo gồm A. Một lõi kim loại bên trong một ống dây dẫn có dòng điện chạy qua, các dây dẫn có lớp vỏ cách điện. B. Một lõi vật liệu bất kì bên trong một ống dây dẫn có dòng điện chạy qua, các dây dẫn có lớp vỏ cách điện. C. Một lõi sắt bên trong một ống dây dẫn có dòng điện chạy qua, các dây dẫn có lớp vỏ cách điện D. Một lõi sắt bên trong một ống dây dẫn có dòng điện chạy qua, các dây dẫn không có lớp vỏ cách điện. Nếu ta thay nam châm thẳng bằng nam châm hình chữ U có lõi sắt cùng loại và giữ nguyên dòng điện thì lực hút sẽ yếu đi. B. lực hút sẽ mạnh lên. C. lực hút không thay đổi vì dòng điện không thay đổi. D. Từ trường trong lõi sắt sẽ yếu đi vì phải chia làm hai. Nam châm điện có lợi thế hơn so với nam châm vĩnh cửu do nam châm điện? A. không phân chia cực Bắc và cực Nam. B. nóng lên khi có dòng điện chạy qua. C. có kích cỡ nhỏ hơn nam châm vĩnh cửu. D. mất từ tính khi không còn dòng điện chạy qua. Nam châm điện nào dưới đây có lực từ mạnh nhất? (với ampe (A) là đơn vị đo cường độ dòng điện và n là số vòng dây). Câu 5: Cách nào để làm tăng lực từ của nam châm điện? Dùng dây dẫn to cuốn ít vòng. Dùng dây dẫn nhỏ cuốn nhiều vòng. Tăng số vòng dây dẫn và giảm hiệu điện thế đặt vào hai đầu ống dây Tăng đường kính và chiều dài của ống dây. |
HS nhận nhiệm vụ. |
| HS thực hiện nhiệm vụ | Học sinh trả lời câu hỏi |
| Báo cáo kết quả:
Cho cả lớp trả lời; Mời đại diện giải thích; GV kết luận về nội dung kiến thức. |
Hoạt động 4: Vận dụng
Mục tiêu:
– Giải thích được nguyên tắc hoạt động của chuông điện.
Nội dung:
* Quan sát sơ đồ cấu tạo của một chuông điện đơn giản. Hãy giải thích vì sao khi nhấn và giữ công tắc thì nghe tiếng chuông reo liên tục cho đến khi thả ra (loại công tắc trong hình chỉ đóng mạch điện khi nhấn và giữ nút).
c) Sản phẩm:
– Nhấn và giữ công tắc, mạch điện sẽ trở thành mạch điện kín.
– Khi có dòng điện đi qua dây dẫn, chúng sẽ tạo ra một từ trường trong lõi sắt, biến lõi sắt thành một nam châm điện có thể hút các vật bằng sắt, thép xung quanh. Khi đó, nó sẽ hút thanh sắt, kéo cho lá thép đàn hồi dao động.
– Búa gõ chuông nối với lá thép đàn hồi cũng vì thế mà bị hút vào, búa gõ sẽ đập vào chuông và phát ra tiếng kêu.
– Khi thả công tắc ra, mạch điện trở thành mạch điện hở (không còn dòng điện trong mạch) nên lõi sắt sẽ mất từ tính, nhả thanh sắt ra, búa gõ chuông không thể gõ vào chuông được nữa.
d) Tổ chức thực hiện:
| Hoạt động của GV | Hoạt động của HS |
| Giao nhiệm vụ:
– Yêu cầu cá nhân mỗi HS quan sát sơ đồ cấu tạo của chuông điện. Giải thích vì sao khi nhấn và giữ công tắc thì nghe tiếng chuông reo liên tục cho đến khi thả ra. |
HS nhận nhiệm vụ. |
| HS thực hiện nhiệm vụ
– Cá nhân HS suy nghĩ và đưa ra câu trả lời. |
Học sinh trả lời câu hỏi |
| Báo cáo kết quả:
Cho cả lớp trả lời; mời đại diện giải thích; – Giáo viên nhận xét, đánh giá. – GV đưa ra đáp án cuối cùng. |
Xem thêm:
Bài 22: Vai trò của trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng ở sinh vật
Bài 24: Thực hành chứng minh quang hợp ở cây xanh