GA tích hợp NLS và AI Vật lí 12 Bài 16: Từ thông. Hiện tượng cảm ứng điện từ

Giáo án năng lực số và AI Vật lí 12 Bài 16: Từ thông. Hiện tượng cảm ứng điện từ được biên soạn theo định hướng phát triển phẩm chất – năng lực. Nội dung có tích hợp NLS và AI giúp HS rèn luyện khả năng ứng dụng công nghệ, thao tác số ngay trong tiết học. Tài liệu ở dạng file Word, dễ chỉnh sửa – dễ tải về, phù hợp cho GV sử dụng từ năm học 2026.

Nội dung chi tiết

Ngày soạn:…/…/….

Ngày dạy:…/…/….

BÀI 16: TỪ THÔNG. HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ

I. MỤC TIÊU

1. Kiến thức

Sau bài học này, HS sẽ:

  • 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.

2. Năng lực

Năng lực chung:

  • Năng lực tự chủ tự học: Chủ động tích cực thực hiện những công việc của bản thân trong học tập thông qua việc tham gia đóng góp ý tưởng, đặt câu hỏi, làm thí nghiệm và trả lời các yêu cầu của GV đưa ra.
  • Năng lực giao tiếp hợp tác: Chủ động trao đổi ý kiến với các thành viên trong nhóm để hoàn thành phiếu học tập tìm hiểu về từ thông.
  • Năng lực giải quyết vấn đề: Xác định và tìm hiểu về từ thông, hiện tượng cảm ứng điện từ và thực hiện thí nghiệm đơn giản để minh họa hiện tượng cảm ứng điện từ.

Năng lực vật lí:

  • Định nghĩa được từ thông và đơn vị weber.
  • Tiến hành các thí nghiệm đơn giản minh hoạ được hiện tượng cảm ứng điện tử.
  • Phát biểu được nội dung định luật Lenz về chiều của dòng điện cảm ứng.
  • Viết được công thức tính suất điện động cảm ứng xuất hiện trong mạch kín.
  • Vận dụng được định luật Faraday và định luật Lenz về cảm ứng điện từ.

Năng lực số:

  • 1.1.NC1b: HS tìm được thông tin thông qua việc quan sát, truy cập nội dung số trong video
  • 2.1.NC1a: HS lựa chọn và sử dụng được các công nghệ số đơn giản (phần mềm trắc nghiệm/màn hình) để tương tác trả lời câu hỏi
  • 5.3.NC1a: Áp dụng được các công cụ và công nghệ số khác nhau để tạo ra kiến thức cũng như các quy trình và sản phẩm đổi mới (Sử dụng phần mềm mô phỏng PhET để khảo sát định lượng sự biến thiên từ thông và sự xuất hiện của dòng điện cảm ứng).
  • 6.1.NC1a: Phân tích được cách AI hoạt động trong các ứng dụng cụ thể (Phân tích cơ chế hoạt động của đế sạc không dây thông minh: sử dụng cảm biến và thuật toán để điều chỉnh từ thông và ngắt mạch khi có vật thể lạ).

Năng lực AI

  • 12.A3.1 (Trách nhiệm công dân trong xã hội có AI): Phân tích được nội hàm của "trách nhiệm công dân trong xã hội AI": sử dụng AI một cách an toàn, trung thực và có đạo đức. Thể hiện qua việc HS tự giác rèn luyện kỹ năng tư duy vật lí cá nhân để giải các bài toán về hiện tượng cảm ứng điện từ, cam kết không lạm dụng các ứng dụng chụp ảnh giải toán tự động bằng AI để đối phó; thực hiện khai báo trung thực mức độ hỗ trợ của AI trong quá trình tự học.
  • 12.C2.1 (Ứng dụng AI trong học tập và cuộc sống): Lựa chọn được ý tưởng thiết kế một số công cụ AI để thực hiện các công việc khác nhau. Thể hiện qua việc từ kiến thức về sự biến thiên từ thông và suất điện động cảm ứng, HS đề xuất được ý tưởng thiết kế một hệ thống giám sát dòng rò hoặc truyền tải điện không dây thông minh tích hợp AI để giải quyết các bài toán an toàn và hiệu suất năng lượng thực tế.

3. Phẩm chất

  • Chăm chỉ, trung thực, trách nhiệm trong học tập và thí nghiệm.

II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU:

1. Đối với giáo viên:

  • SGK, SBT, SGV Vật lí 12, KHBD.
  • Hình vẽ và đồ thị trong SGK: Hình ảnh mô tả đường sức từ xuyên qua diện tích S giới hạn bởi vòng dây dẫn kín, hình ảnh các đường sức từ xuyên qua diện tích giới hạn bởi khung dây, hình ảnh khung dây dẫn kín và nam châm vĩnh cửu,…
  • Máy chiếu, máy tính (nếu có).
  • Video AI được tạo bằng công cụ AI được dùng để khởi động bài học
  • Phiếu học tập.

2. Đối với học sinh:

  • HS mỗi nhóm:

+ Bộ dụng cụ thí nghiệm 1: nam châm, cuộn dây, điện kế và các dây dẫn.

+ Bộ dụng cụ thí nghiệm 2: nam châm điện, cuộn dây, điện kế, khóa K, nguồn điện, biến trở và các dây dẫn.

  • HS cả lớp:

+ SGK, SBT Vật lí 12.

+ Hình vẽ liên quan đến nội dung bài học và các dụng cụ học tập theo yêu cầu của GV.

III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC

1. HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG

a. Mục tiêu: HS đặt được các câu hỏi tìm hiểu về hiện tượng cảm ứng điện từ và xác định được vấn đề của bài học.

b. Nội dung: GV cho HS thảo luận về nội dung mở đầu trong SGK, HS phát biểu ý kiến của bản thân để hình dung về từ thông và hiện tượng cảm ứng điện từ, từ đó GV định hướng HS vào nội dung của bài học.

c. Sản phẩm học tập: HS nêu được các nội dung về từ thông và hiện tượng cảm ứng điện từ, phát hiện vấn đề và giải quyết vấn đề cần tìm hiểu.

d. Tổ chức thực hiện:

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV yêu cầu HS: Xem video AI được thiết kế để phục vụ bài dạy và trả lời câu hỏi xuất hiện trong video đó

- 1.1.NC1b: HS tìm được thông tin thông qua việc quan sát, truy cập nội dung số trong video

- GV yêu cầu HS trả lời câu hỏi Mở đầu (SGK – tr66): Khi số đường sức từ xuyên qua tiết diện của cuộn dây dẫn kín biến thiên thì trong cuộn dây dẫn đó xuất hiện dòng điện cảm ứng. Hãy cho biết có những cách nào làm cho số đường sức từ qua tiết diện của cuộn dây dẫn kín biến thiên?

- GV yêu cầu HS đặt các câu hỏi để tìm hiểu về hiện tượng cảm ứng điện từ.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS thảo luận, dự đoán, đưa ra các câu hỏi và câu trả lời.

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời 2 – 3 HS trả lời câu hỏi:

Cách làm để làm cho số đường sức từ qua tiết diện của cuộn dây dẫn kín biến thiên là di chuyển cuộn dây dẫn biến thiên: di chuyển cuộn dây dẫn, quay cuộn dây dẫn,...

- HS nêu các câu hỏi để tìm hiểu về hiện tượng cảm ứng điện từ.

Ví dụ:

+ Điều kiện xuất hiện hiện tượng cảm ứng điện từ là gì?

+ Xác định chiều của dòng điện cảm ứng như thế nào?

+ Dòng điện xuất hiện trong cuộn dây có thể tồn tại bao lâu?

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- Sau khi HS trao đổi, phát biểu ý kiến, GV nhận xét vào nội dung bài học: Khi thay đổi số lượng các đường sức từ qua cuộn dây dẫn kín thì trong cuộn dây xuất hiện dòng điện cảm ứng. Vậy chiều của dòng điện cảm ứng được xác định như thế nào? Và phụ thuộc vào các yếu tố nào?Để tìm hiểu rõ hơn về vấn đề này chúng ra vào bài học ngày hôm nay: Bài 16: Từ thông. Hiện tượng cảm ứng điện từ.

2. HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

Hoạt động 1. Tìm hiểu định nghĩa từ thông

a. Mục tiêu: HS định nghĩa được từ thông và đơn vị weber.

b. Nội dung: GV hướng dẫn HS thực hiện theo các hoạt động trong SGK để tìm hiểu về từ thông.

c. Sản phẩm: Kết quả HS thực hiện các yêu cầu, gợi ý, dẫn dắt của GV để nêu được định nghĩa, công thức và đơn vị của từ thông.

d. Tổ chức thực hiện:

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HSDỰ KIẾN SẢN PHẨMNLS

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV yêu cầu HS nghiên cứu SGK và đặt câu hỏi:

+ Đại lượng nào đặc trưng cho số đường sức từ biến thiên qua tiết diện của cuộn dây dẫn kín?

- GV chiếu hình 16.1 và mô tả đường sức từ xuyên qua diện tích S giới hạn bởi vòng dây dẫn kín (C).

kenhhoctap

- GV yêu cầu HS: Truy cập phần mềm mô phỏng (như Geogebra hoặc PhET) để thay đổi góc α

- GV thông báo biểu thức từ thông.

- GV đặt câu hỏi và yêu cầu HS trả lời:

+ Em hãy nêu đơn vị của từ thông, ý nghĩa của từ thông.

+ Câu hỏi (SGK – tr66): Từ biểu thức (16.1), hãy cho biết trong trường hợp nào thì từ thông qua vòng dây diện tích S giới hạn bởi vòng dây dẫn kín (C) có trị số dương, trị số âm.

+ Hoạt động (SGK – tr67): Để làm từ thông biến thiên, có thể biến đổi từng đại lượng B, S, α trong biểu thức (16.1). Hãy đề xuất các cách có thể làm biến thiên từ thông qua tiết diện khung dây dẫn mềm nối với điện kế thành mạch kín trong các trường hợp sau:

Trường hợp 1: Khung dây dẫn đặt cạnh nam châm vĩnh cửu (Hình 16.4).

kenhhoctap

Trường hợp 2: Khung dây dẫn đặt cạnh nam châm điện (Hình 16.5).

kenhhoctap

- Sau khi HS trả lời, GV kết luận về định nghĩa, công thức và đơn vị của từ thông.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin SGK, trao đổi, thảo luận trả lời các câu hỏi mà GV đưa ra.

- GV quan sát, hướng dẫn, hỗ trợ HS (nếu cần thiết).

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời đại diện các nhóm báo cáo kết quả thảo luận:

*Trả lời Câu hỏi (SGK – tr66)

- Từ công thức (16.1) ta thấy khi B và S cố định thì nếu:

+ Góc α = 900 thì Ф = 0.

+ Góc α < 900 thì Ф > 0.

+ Góc α > 900 thì Ф < 0.

*Trả lời Hoạt động (SGK – tr67)

Sử dụng khung dây dẫn kín nối với điện kế. Thay đổi cảm ứng từ qua khung dây bằng cách sử dụng nam châm vĩnh cửu, nam châm điện; thay đổi tiết diện bằng cách sử dụng cuộn dây dẫn mềm; thay đổi góc α bằng cách quay khung dây hoặc nam châm.

- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung.

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- Từ kết quả thảo luận của nhóm, GV nhận xét, đánh giá quá trình HS thực hiện nhiệm vụ.

- GV kết luận về nội dung Từ thông

- GV chuyển sang nội dung Hiện tượng cảm ứng điện từ.

I. TỪ THÔNG

- Định nghĩa từ thông: từ thông dùng để diễn tả số đường sức từ xuyên qua một diện tích giới hạn đặt trong từ trường.

- Công thức tính từ thông Ö từ thông qua diện tích S đặt trong từ trường đều B:

Ö = BScosá.

- Đơn vị đo từ thông: weber (kí hiệu: Wb).

5.3.NC1a: Học sinh áp dụng công cụ mô phỏng số để quan sát trực quan số lượng đường sức từ xuyên qua tiết diện S thay đổi như thế nào khi góc αthay đổi, từ đó tự kiến tạo định nghĩa về "Từ thông" là lượng đường sức từ đi qua một diện tích.

Hoạt động 2. Tìm hiểu hiện tượng cảm ứng điện từ

a. Mục tiêu: HS tiến hành các thí nghiệm đơn giản minh hoạ được hiện tượng cảm ứng điện từ.

b. Nội dung: GV hướng dẫn HS thực hiện theo các hoạt động trong SGK để tìm hiểu hiện tượng cảm ứng điện từ.

c. Sản phẩm: Kết quả HS thực hiện các yêu cầu, gợi ý, dẫn dắt của GV để nêu được hiện tượng cảm ứng điện từ.

d. Tổ chức thực hiện: