Chuyên đề: Truyền tải điện năng đi xa ( 2 tiết ) vật lí lớp 1210913

Năng lực có thể phát triển - Bảng mô tả các năng lực có thể phát triển trong chủ đề Nhóm năng lực Năng lực thành phần Mô tả mức độ thực hiện trong chuyên đề K1: Trình bày được kiến th

Tỉnh/TP: NINH THUẬN

CHUYÊN ĐỀ: TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ĐI XA ( 2 tiết )

VẬT LÍ LỚP 12.

1 Xác định vấn đề cần giải quyết của chuyên đề

- Nghiên cứu sự hao phí điện năng trong quá trình truyền tải điện năng đi xa trong thực tế và đặt ra các hướng giải quyết

2.Nội dung kiến thức cần xây dựng trong chuyên đề

- Công suất phát đi từ nhà máy phát điện

cos

PUI 

- Công suất hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây tải

Php = rI2 = r

2

P

U Cos 

- Với công suất phát P xác định để giảm Php ta phải giảm r hoặc tăng U

- Biện pháp giảm r có những hạn chế Trái lại, biện pháp tăng U có hiệu quả rỏ rệt: Tăng U lên n lần thì Php

giảm n2lần

- Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động máy biến áp

- Khảo sát thực nghiệm một máy biến áp

* Cuộn thứ cấp để hở (I 2 = 0, máy biến áp ở chế độ không tải)

Thay đổi các số vòng N1, N2, đo các điện áp U1 và U2 ta thấy:

1 2 1

2

N

N U

U 

Nếu N2 > N1thì U2 > U1: Máy tăng áp

Nếu N2 < N1thì U2 < U1: Máy hạ áp

* Cuộn thứ cấp nối với tải tiêu thụ (I 2  0, máy biến áp ở chế độ có tải)

Nếu hao phí điện năng trong máy biến áp không đáng kể (máy biến áp làm việc trong điều kiện lí tưởng) thì công suất của dòng điện trong mạch sơ cấp và trong mạch thứ cấp có thể coi bằng nhau

U1I1 = U2I2

Do đó:

2 2 1 2 2

1

N

N U

U I

I





- Ứng dụng máy biến áp

+ Sử dụng trong việc truyền tải điện năng để giảm hao phí trên đường dây truyền tải

+ Sử dụng trong máy hàn điện, nấu chảy kim loại

+ Dùng làm ổn áp

3 Chuẩn kiến thức kĩ năng và một số năng lực có thể được phát triển

3.1 Kiến thức

- Phát biểu được định nghĩa, nêu công thức cấu tạo và nguyên tắc làm việc của máy biến áp

- Viết được hệ thức giữa cường độ dòng điện hiệu dụng trong cuộn thứ cấp và trong cuộn sơ cấp của một máy biến áp

- Viết được công suất hao phí trên đường dây tải điện từ đó suy ra những giải pháp giảm công suất hao phí trên đường dây tải điện

3.2 Kĩ năng

- Đề xuất các phương án thí nghiệm làm giảm hao phí điện năng đi xa Lắp ráp thí nghiệm, thu thập, xử lý

số liệu

- Giải được một số bài tập về máy biến áp và hao phí điện

- Làm việc nhóm

3.3 Thái độ

- Say mê khoa học

- Tự lực, tự giác học tập

- Kiên nhẫn, cẩn thận

3.4 Năng lực có thể phát triển

- Bảng mô tả các năng lực có thể phát triển trong chủ đề

Nhóm

năng lực Năng lực thành phần Mô tả mức độ thực hiện trong chuyên đề

K1: Trình bày được kiến thức về các hiện tượng, đại lượng, định luật, nguyên lí vật lí cơ bản, các phép đo, các hằng số vật lí

- Viết được công thức tính công suất hao phí

- Định nghĩa máy biến áp K2: Trình bày được mối quan hệ giữa các kiến

thức vật lí - với điện trở và điện áp Biết được mối liên hệ của công suất hao phí

- Biết được mối liên hệ giữa điện áp, cường

độ dòng điện, số vòng dây K3: Sử dụng được kiến thức vật lí để thực hiện

các nhiệm vụ học tập - giảm hao phíTừ công thức hao phí, tìm các phương án

Nhóm

NLTP liên

quan đến

sử dụng

kiến thức

vật lí

K4: Vận dụng (giải thích, dự đoán, tính toán, đề

ra giải pháp, đánh giá giải pháp …) kiến thức vật

lí vào các tình huống thực tiễn

- Tính được công suất hao phí

- Giải một số bài tập về máy biến áp

- Dự đoán các biện pháp giảm công suất hao phí

P1: Đặt ra những câu hỏi về một sự kiện vật lí - Đặt ra những câu hỏi liên quan về truyền tải

điện ?

- Đặt ra những câu hỏi liên quan về máy biến

áp ? P2: mô tả được các hiện tượng tự nhiên bằng

ngôn ngữ vật lí và chỉ ra các quy luật vật lí trong hiện tượng đó

P3: Thu thập, đánh giá, lựa chọn và xử lí thông tin từ các nguồn khác nhau để giải quyết vấn đề trong học tập vật lí

Thu thập, đánh giá lựa chọn và xử lí thông tin

từ các nguồn khác nhau…để tìm hiểu về cách truyền tải điện và máy biến áp và ứng dụng P4: Vận dụng sự tương tự và các mô hình để xây

dựng kiến thức vật lí P5: Lựa chọn và sử dụng các công cụ toán học phù hợp trong học tập vật lí Lựa chọn kiến thức về tương quan tỷ lệ thuận và tỉ lệ nghịch để xử lý các kết quả thí nghiệm

để đưa ra mối quan hệ giữa các đại lượng P6: chỉ ra được điều kiện lí tưởng của hiện

tượng vật lí - điện trở của các cuộn dây Chỉ ra được máy biến áp lí tưởng, bỏ qua P7: đề xuất được giả thuyết; suy ra các hệ quả có

thể kiểm tra được - phí Đề xuất các giả thuyết giữa công suất hao với điện trở, điện trở suất, tiết diện và

điện áp

- Đề xuất các giả thuyết về mối liên hệ giữa U

và N; mối liên hệ giữa U và I

Nhóm

NLTP về

phương

pháp (tập

trung vào

năng lực

thực

nghiệm và

năng lực

mô hình

hóa)

P8: xác định mục đích, đề xuất phương án, lắp ráp, tiến hành xử lí kết quả thí nghiệm và rút ra nhận xét

- Đề xuất các phương án thí nghiệm kiểm chứng các biện pháp giảm hao phí trên đường dây truyền tải

- Đề xuất các phương án thí nghiệm khảo sát các công thức máy biến áp

- Lắp ráp dụng cụ, tiến hành xử lí kết quả và rút ra nhận xét

P9: Biện luận tính đúng đắn của kết quả thí nghiệm và tính đúng đắn các kết luận được khái quát hóa từ kết quả thí nghiệm này

- Biện luận về sai số của kết quả thí nghiệm

và nguyên nhân gây nên sai số

X1: trao đổi kiến thức và ứng dụng vật lí bằng ngôn ngữ vật lí và các cách diễn tả đặc thù của vật lí

Trao đổi những kiến thức về truyền tải điện

và ứng dụng máy biến áp

X2: phân biệt được những mô tả các hiện tượng

tự nhiên bằng ngôn ngữ đời sống và ngôn ngữ vật lí (chuyên ngành)

X3: lựa chọn, đánh giá được các nguồn thông tin khác nhau,

So sánh nhận xét từ kết quả thí nghiệm của nhóm mình với các nhóm khác và kết luận nêu ở SGK

X4: mô tả được cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của các thiết bị kĩ thuật, công nghệ - Mô máy biến áp.tả cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của X5: Ghi lại được các kết quả từ các hoạt động

học tập vật lí của mình (nghe giảng, tìm kiếm thông tin, thí nghiệm, làm việc nhóm…)

- Ghi lại các kết quả thí nghiệm

X6: trình bày các kết quả từ các hoạt động học tập vật lí của mình (nghe giảng, tìm kiếm thông tin, thí nghiệm, làm việc nhóm…) một cách phù hợp

- Trình bày kết quả thí nghiệm

X7: thảo luận được kết quả công việc của mình

và những vấn đề liên quan dưới góc nhìn vật lí - Thảo luậm nhóm về kết quả thí nghiệm

Nhóm

NLTP trao

đổi thông

tin

X8: tham gia hoạt động nhóm trong học tập vật lí

- Tham gia nhóm làm thí nghiệm C1: Xác định được trình độ hiện có về kiến thức,

kĩ năng , thái độ của cá nhân trong học tập vật lí Xác hao phí,điện áp hai đầu nguồn, điện trở trên định được trình độ hiện có : công suất

dây dẫn, máy biến áp

C2: Lập kế hoạch và thực hiện được kế hoạch, điều chỉnh kế hoạch học tập vật lí nhằm nâng cao trình độ bản thân

Lập kế hoạch, thực hiện kế hoạch học tập trên lớp và ở nhà phù hợp với chuyên đề

C3: Chỉ ra được vai trò (cơ hội) và hạn chế của các quan điểm vật lí đối với các trường hợp cụ thể trong môn Vật lí và ngoài môn Vật lí

- Chỉ ra hạn chế của phương án giảm hao phí bằng cách giảm điện trở của dây

- Chỉ ra hiệu quả của việc tăng điện áp để giảm hao phí

C4: So sánh và đánh giá được - dưới khía cạnh vật lí- các giải pháp kĩ thuật khác nhau về mặt kinh tế, xã hội và môi trường

- So sánh và đánh giá hiệu quả các biện pháp giảm hao phí điện năng

C5: Sử dụng được kiến thức vật lí để đánh giá và cảnh báo mức độ an toàn của thí nghiệm, của các vấn đề trong cuộc sống và của các công nghệ hiện đại

- Đánh giá mức độ an toàn của thí nghiệm khảo sát máy biến áp với nguồn điện xoay chiều dưới 40V

Nhóm

NLTP liên

quan đến

cá nhân

C6: Nhận ra được ảnh hưởng vật lí lên các mối quan hệ xã hội và lịch sử - với đời sống, kinh tế con người Nhận ra được vai trò của máy biến áp đối

4 Ti ến trình dạy học

4.1 N ội dung 1:

- Phát hiện hao phí trong quá trình truyền tải điện đi xa.

- Đề xuất các giả thuyết làm giảm hao phí

- Ti ến hành các phương án thí nghiệm

- Nh ận xét đánh giá và chọn phương án tối ưu.

4.1.1 Hoạt động 1: Tình huống xuất phát, đề xuất vấn đề

- D ự kiến thời gian thực hiện: 8p

- Chu ẩn bị phương tiện cần thiết: Hình ảnh, các thông tin liên quan …

- Mục tiêu hoạt động: Các năng lực có thể phát triển thông qua hoạt động này : P1, P3, X1

- Ti ến trình thực hiện hoạt động (theo 4 bước sau):

1

Chuyển giao nhiệm vụ Gv nêu câu hỏi tình huống:

- Gv cho học sinh quan sát số chỉ công tơ điện ở nơi phát và nơi tiêu thụ Vì sao lại có sự chênh lệch này

- Vì sao các hộ gia đình càng xa nơi phát điện thì điện càng yếu

- Vì sao điện áp sử dụng trong gia đình là 220V, trong khi điện áp truyền tải Bắc-Nam lại sử dụng là 500KV

2 Thực hiện nhiệm vụ Học sinh có thể làm việc cá nhân, trao đổi với bạn để trả lời câu hỏi

tình huống của GV

3 Báo cáo, thảo luận GV tổ chức cho hs trình bày và thảo luận theo nhóm

4 Kết luận hoặc Nhận định hoặc Hợp

thức hóa kiến thức T- Trong quá trình truyừ kết quả thảo luận phát hiện vấn đề cần giải quyết là :ền tải điện năng có xuất hiện hao phí

4.1.2 Ho ạt động 2: Đề xuất giải pháp giải quyết vấn đề

- D ự kiến thời gian thực hiện:12p

- Mục tiêu hoạt động: Các năng lực có thể phát triển thông qua hoạt động này : K1, K2, K3, K4, P5, P7, P8, P9,

X1, X3, X5, X6, X7, X8, C1, C3, C4

- Ti ến trình thực hiện hoạt động (theo 4 bước sau):

1 Chuyển giao nhiệm vụ Gv giao nhiệm vụ cho hs tìm hiểu các yếu tố ảnh hưởng đến

hao phí

2 Thực hiện nhiệm vụ Hs thảo luận rút ra công thức tính công suất hao phí

3 Báo cáo, thảo luận Thảo luận tìm hiểu sự phụ thuộc của công suất hao phí với điện

trở và điện áp

4 Kết luận hoặc Nhận định hoặc Hợp

thức hóa kiến thức Tthuừ kết quả thảo luận , GV giúp hs thấy được công suất hao phí phụ ộc vào điện trở và điện áp nơi phát

4.1.3 Ho ạt động 3: Thực hiện giải pháp giải quyết vấn đề

- D ự kiến thời gian thực hiện:20p

- Chu ẩn bị phương tiện cần thiết: Bộ TN khảo sát hao phí

- M ục tiêu hoạt động: Các năng lực có thể phát triển thông qua hoạt động này : K4; P1; P5; P8; P9; X3; X5; X6;

X7; X8; C3; C4

- Tiến trình thực hiện hoạt động (theo 4 bước sau):

1

Chuyển giao nhiệm vụ GV giao cho học sinh đề xuất các phương án giảm hao phí và

làm thí nghiệm kiểm chứng Từ đó lựa chọn phương án tối ưu nhất

2 Thực hiện nhiệm vụ Thảo luận từ công thức tính công suất hao phí đưa ra biện pháp giảm

hao phí và làm thí nghiệm kiểm chứng

3 Báo cáo, thảo luận - Báo cáo kết quả thí nghiệm

- Thảo luận đưa ra phương án tối ưu nhất 4

Kết luận hoặc Nhận định hoặc Hợp

thức hóa kiến thức - Gv nhbằng cách giảm R hoặc tăng U trong đó biện pháp tăng U đạt hiệu ận xét kết quả làm việc của hs và xác nhận cách giảm hao phí

qủa kinh tế và tối ưu nhất

4.1.4 Ho ạt động 4: Giao nhiệm vụ về nhà

- Dự kiến thời gian thực hiện:5p

- M ục tiêu :

Làm bài tập

Tìm hiểu máy biến áp

4.1 N ội dung 2:

- Tìm hi ểu cấu tạo, hoạt động máy biến áp

- Ti ến hành các phương án thí nghiệm đưa ra công thức về máy biến áp.

- Đưa ra các ứng dụng của máy biến áp.

4.2.1 Ho ạt động 1: Tìm hiểu về máy biến áp

- D ự kiến thời gian thực hiện: 15p

- Chuẩn bị phương tiện cần thiết:

- M ục tiêu hoạt động: Các năng lực có thể phát triển thông qua hoạt động này, K1; P1; P6; X4

- Tiến trình thực hiện hoạt động (theo 4 bước sau):

1

Chuyển giao nhiệm vụ GV giao nhiệm vụ cho hs

- Tìm hiểu về công dụng, cấu tạo, nguyên tắc hoạt động của máy biến áp

2 Thực hiện nhiệm vụ Học sinh có thể làm việc cá nhân, trao đổi với bạn để trả lời câu hỏi

tình huống của GV

3 Báo cáo, thảo luận GV tổ chức cho hs trình bày và thảo luận theo nhóm

4

Kết luận hoặc Nhận định hoặc Hợp

thức hóa kiến thức THiểu được công dụng, cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của ừ kết quả thảo luận phát hiện vấn đề cần giải quyết là :

máy biến áp

4.2.2 Ho ạt động 2: Khảo sát về máy biến áp

- Dự kiến thời gian thực hiện: 25p

- Chu ẩn bị phương tiện cần thiết: bộ thí nghiệm khảo sát máy biến áp

- M ục tiêu hoạt động: Các năng lực có thể phát triển thông qua hoạt động này : P5; P6; P7; P8; P9; X5; X6; X7;

X8; C5; C6

- Ti ến trình thực hiện hoạt động (theo 4 bước sau):

1 Làm nảy sinh VĐ cần giải quyết : - Tìm mối liên hệ giữa U và N ?

- U và I liên hệ với nhau như thế nào ?

2 Phát biểu VĐ cần giải quyết Hs thảo luận nhóm giải quyết vấn đề được giao

3 Giải quyết VĐ

3.1 Giải quyết VĐ nhờ suy luận lí thuyết,

trong đó có suy luận toán học - Tliên hừ kiến thức hiện tượng cảm ứng điện từ rút ra hệ thức ệ liên hệ giữa U và N

- Từ kiến thức công suất ở hai cuộn bằng nhau để rút ra

mối liên hệ giữa U và I

- Từ hai hệ thức rút ra hệ thức chung :

2 2 1 2 2

1

N

N U

U I

I





3.2 Kiểm nghiệm kết quả đã tìm được từ suy

luận lí thuyết nhờ TN

- Hs tiến hành thí nghiệm kiểm nghiệm sự phụ thuộc

giữa U và N : Thay đổi các số vòng N1, N2, đo các điện áp U1 và U2 kiểm tra hệ thức :

1 2 1

2

N

N U

U 

- Hs tiến hành thí nghiệm kiểm nghiệm sự phụ thuộc

giữa U và I :

Đo U và I ở hai cuộn, kiểm chứng hệ thức

U1I1 = U2I2

4

Rút ra kết luận Gv nhận xét kết quả thí nghiệm rút ra kết luận :

2 2 1 2 2

1

N

N U

U I

I





4.2.3 Hoạt động 3: Tổng kết bài học

- D ự kiến thời gian thực hiện: 5p

- M ục tiêu hoạt động: Các năng lực có thể phát triển thông qua hoạt động này : C1;C2

- Ti ến trình thực hiện hoạt động (theo 4 bước sau):

1 Chuyển giao nhiệm vụ Cho hs trả lời nhanh các câu hỏi trắc nghiệm

2 Thực hiện nhiệm vụ Hs tham giai trả lời các câu hỏi

3 Kết luận hoặc Nhận định hoặc Hợp

thức hóa kiến thức Gv nhGiao nhiận xét câu trả lời, tổng kết bài họcệm vụ về nhà

5 Ki ểm tra, đánh giá trong quá trình dạy học

5.1 Hình th ức kiểm tra, đánh giá

5.2 Công c ụ kiểm tra, đánh giá

- Soạn câu hỏi/bài tập kiểm tra, đánh giá năng lực: Trong mục tiêu có năng lực thành phần nào thì cần xây

d ựng câu hỏi/bài tập kiểm tra đánh giá năng lực thành phần đó.

Nhóm năng lực Năng lực

thành phần Câu hỏi/ bài tâp hoặc số thứ tự - mức độ

K1: VD:

1.1.1 (Nh ận biết-K1) 1.1.2 (Hi ểu-K1, X1)

K2: 1.2 1 (Nh ận biết-K2)

1.2.2 (Hi ểu-K2, X1)

K3:

1 Nhóm NLTP

liên quan đến sử

dụng kiến thức

vật lí

K4:

P1: 2.1 1 (V ận dụng-P1, X3)

2.1.2 (Hi ểu-K2, X1)

P2:

P3:

P4:

P5:

P6:

P7:

P8:

2 Nhóm NLTP về

phương pháp

P9:

X1: 3.1 1 (Hi ểu- X1,X5)

3.1.2 (V ận dụng-X1, C1)

X2:

X3:

X4:

X5:

X6:

X7:

3 Nhóm NLTP

trao đổi thông tin

X8:

C1:

C2:

C3:

C4:

C5:

4 Nhóm NLTP

liên quan đến cá

nhân

C6:

Nội dung chi tiết các câu hỏi/ bài tập đã xây dựng

1.1 1 (Nh ận biết-K1)

1.1.2 (Hi ểu-K1, X1)

….