Tuần 01 Từ ngày 5/9/2016 đến ngày 10/9/2016 Tuần 14 Từ ngày 02/12/2019 đến ngày 07/12/2019 Tiết PPCT 27 CÔNG SUẤT ĐIỆN TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU HỆ SỐ CÔNG SUẤT I MỤC TIÊU BÀI HỌC 1 Kiến thức[.]
Trang 1- Tuần: 14 Từ ngày 02/12/2019 đến ngày 07/12/2019
- Tiết PPCT: 27
CÔNG SUẤT ĐIỆN TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU HỆ SỐ CÔNG SUẤT
I MỤC TIÊU BÀI HỌC:
1 Kiến thức
- Nêu được biểu thức tính công suất và điện năng tiêu thụ của một đoạn mạch điện xoay chiều
- Phát biểu được định nghĩa của hệ số công suất Nêu vai trò của hệ số công suất trong mạch điện
2 Kĩ năng
- Viết được công thức của hệ số công suất đối với mạch RLC nối tiếp
- Giải được các bài tập về công suất và hệ số công suất
3 Thái độ
- Nghiêm túc, cẩn thận, tích cực trong học tập
- Yêu thích khoa học vật lí
4 Năng lực có thể hình thành và phát triển cho học sinh:
- Năng lực tự học, năng lực đọc và phân tích, năng lực giải quyết vấn đề, năng lực trình bày
II CHUẨN BỊ VỀ TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC:
Giáo viên: Tìm hiểu công suất của đoạn mạch xoay chiều
Học sinh: Ôn lại các công thức về mạch RLC mắc nối tiếp
III TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG HỌC CỦA HỌC SINH:
1 Hoạt động dẫn dắt vào bài: (5 phút)
- Nêu ý nghĩa của các số ghi trên các thiết bị điện
2 Hoạt động hình thành kiến thức:
2.1 Hoạt động 1: Tìm hiểu công suất của đoạn mạch xoay chiều (5 phút)
- Mục tiêu hoạt động: HS nêu được biểu thức tính công suất và điện năng tiêu thụ của một đoạn mạch điện xoay chiều
- Cách tiến hành hoạt động:
Giới thiệu biểu thức của u
và i
Yêu cầu học sinh thực
hiện C1
Giới thiệu biểu thức tính
công suất của đoạn mạch
xoay chiều
Yêu cầu học sinh viết
công thức tính điện năng
tiêu thụ
Nêu các đại lượng trong các biểu thức của u và i
Thực hiện C1
Ghi nhận biểu thức tính công suất của đoạn mạch xoay chiều
Viết công thức tính điện năng tiêu thụ trên mạch điện xoay chiều
I Công suất của đoạn mạch xoay chiều
1 Biểu thức của công suất
Xt đoạn mạch xoay chiều có:
i = I 2cost v u = U 2cos(t + ) Thì công suất của đoạn mạch xoay chiều này là: P = UIcos
2 Điện năng tiêu thụ của mạch điện
W = Pt
2.2 Hoạt động 2: Tìm hiểu hệ số công suất.(10 phút)
- Mục tiêu hoạt động: HS phát biểu được định nghĩa của hệ số công suất Nêu vai trò của hệ số công suất trong mạch điện
- Cách tiến hành hoạt động:
Giới thiệu hệ số công suất
của mạch điện xoay chiều
Yêu cầu học sinh dựa vào
giãn đồ véc tơ đưa ra công
thức tính hệ số công suất
Yêu cầu học sinh thực
hiện C2
Giới thiệu công thức tính
công suất của đoạn mạch
xoay chiều
Ghi nhận thiệu hệ số công suất của mạch điện xoay chiều
Dựa vào giãn đồ véc tơ đưa ra công thức tính hệ số công suất
Thực hiện C2
Ghi nhận công thức tính công suất của đoạn mạch xoay chiều
II Hệ số công suất
1 Biểu thức của hệ số công suất và công suất
Trong công thức P = UIcos thì cos được gọi là hệ số công suất Vì || < 900 nên
1 cos 0 Dựa vào giãn đồ véc tơ ta có
cos =
Z
R R
U R
Công suất của đoạn mạch RLC:
P = UIcos = 2
2
Z
R U
= I2R
Trang 2Dẫn dắt để đưa ra biểu
thức tính công suất hao phí
trên đường dây tải điện
Yêu cầu học sinh nêu cách
nâng cao hệ số công suất
Yêu cầu học sinh cho biết
với các dụng cụ tiêu thụ
điện như tủ lạnh, máy giặt,
… tăng hệ số công suất để
làm gì?
Từ biểu thức P = UIcos suy ra I và suy ra biểu thức tính công suất tỏa nhiệt trên đường dây tải với điện trở r
Nêu cách nâng cao hệ số công suất
Cho biết với các dụng cụ tiêu thụ điện như tủ lạnh, máy giặt, tăng hệ số công suất để làm gì?
2 Tầm quan trọng của hệ số công suất trong quá trình cung cấp và sử dụng điện năng
Vì P = UIcos I =
cos
U
P
nên công suất hao phí trên đường dây tải (có điện trở r)
là Php = rI2 =
2 2 2
cos
U
rP
Nếu hệ số công suất
cos nhỏ thì công suất hao phí trên đường dây tải Php sẽ lớn, do đó người ta phải tìm cách nâng cao hệ số công suất
Với cùng một điện áp U và dụng cụ dùng điện tiêu thụ một công suất P, tăng hệ số công suất cos để giảm cường độ hiệu dụng I
từ đó giảm hao phí vì tỏa nhiệt trên dây
3 Hoạt động luyện tập: (5 phút)
- Nhắc lại trọng tâm của bài: công thức và vai trò của hệ số công suất
4 Hoạt động vận dụng: (18 phút)
Câu 1 Đặt điện áp 220 2 cos 100 ( )
3
u t V
vào hai đầu đoạn mạch thì cường độ dòng điện trong
đoạn mạch là i2 2 cos100t A( ) Hệ số công suất của đoạn mạch là
Câu 2 Điện áp xoay chiều giữa hai đầu một thiết bị điện lệch pha 300 so với cường độ dòng điện chạy qua
thiết bị đó Hệ số công suất của thiết bị lúc này là
A 1 B 0,87 C 0,5 D 0,71
Câu 3 Đặt điện áp u = U0cos(100πt - π /6) V vào hai đầu đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp thì cường độ dòng điện qua mạch là I = I0cos(100πt + π/6) A Hệ số công suất của đoạn mạch bằng
A 0,50 B 0,86 C 1,00 D 0,71
Câu 4 Đặt điện áp u = 200 2cos100πt (V) vào hai đầu đoạn mạch thì cường độ dòng điện trong đoạn mạch là i = 5 2 cos100πt (A) Hệ số công suất của đoạn mạch là
Câu 5 Cho đoạn mạch gồm điện trở, cuộn dây và tụ điện mắc nối tiếp Đặt điện áp u = 65 cos100πt (V) vào hai đầu đoạn mạch thì điện áp hiệu dụng ở hai đầu điện trở, hai đầu cuộn dây, hai đầu tụ điện lần lượt
là 13 V, 13 V, 65 V Hệ số công suất của đoạn mạch bằng
Câu 6 Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện RLC không phân nhánh một hiệu điện thế
u 220 2 cos t
2
(V) thì cường độ dòng điện qua đoạn mạch có biểu thức là
i 2 2 cos t
4
(A) Công suất tiêu thụ của đoạn mạch này là
A 440W B 220 2W C 440 2W D 220W
Câu 22: Đặt điện áp u220 2cos(100 t) (V) vào hai đầu của đoạn mạch thì cường độ dòng điện trong đoạn mạch là i2 2cos(100 t) (A) Công suất tiêu thụ của đoạn mạch là
Câu 7 Đặt điện áp u 100 2 cos t (V), có thay đổi được vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần
200 , cuộn cảm thuần có độ tự cảm 25
36H và tụ điện có điện dung
4
10
F mắc nối tiếp Công suất tiêu
thụ của đoạn mạch là 50 W Giá trị của là
Trang 3A 150 rad/s B 50 rad/s C 100 rad/s D 120 rad/s
Câu 8 Đặt một điện áp xoay chiều tần số f = 50 Hz và giá trị hiệu dụng U = 80V vào hai đầu đoạn mạch gồm R, L, C mắc nối tiếp Biết cuộn cảm thuần có độ tự cảm L =
6 , 0
H, tụ điện có điện dung C =
F
4
10
và công suất tỏa nhiệt trên điện trở R là 80W Giá trị của điện trở thuần R là
A 30Ω B 40 Ω C 20 Ω D 80 Ω
Câu 9 Mạch RLC mắc nối tiếp có L 1 H
4
10 C
3
, uAB 120 2cos100t(V)(cuộn dây thuần cảm) Điện trở phải có giá trị bằng bao nhiêu để công suất của mạch đạt giá trị cực đại? Giá trị cực đại đó bằng bao nhiêu?
A 1200, 60 W B 60, 120 W C 60, 1200 W D 40, 180 W
5 Hoạt động tìm tòi, mở rộng (Giao nhiệm vụ về nhà): (2 phút)
- Tìm hiểu công suất của các loại đèn điện phát sáng