Vat ly 11 Nang cao - Chuong 2

Người tác động lực nâng chống lại lực cản của trọng lực tạo hiệu thế năng so với mặt đất của quả bóng giống như nguồn điện sinh lực lạ chống lại lực cản của điện trường để lấy điện tích

Trang 1

CHƯƠNG 2: DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI

TIẾT 13 BÀI 10: DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI NGUỒN ĐIỆN.

I MỤC TIÊU

Kiến thức:

- Nắm được khái niệm về dòng điện và các tác dụng của dòng điện

- Học sinh phát biểu được định nghĩa cường độ dòng điện, viết biểu thức thể hiện địnhnghĩa này

- Khái niện về dòng điện không đổi và nêu được điều kiện để có dòng điện Đơn vịcường độ dòng điện

- Nắm được nội dung của định luật Ôm cho một đoạn mạch chỉ chứa điện trở R Giảithích được đặc tuyến V – A

- Phát biểu được định nghĩa suất điện động của nguồn điện và viết được hệ thức thểhiện định nghĩa này

- Viết được các công thức để tính 1 đại lượng khi biết các đại lượng còn lại theo đơn vịtương ứng phù hợp

Kĩ năng:

- Nêu và giải thích được tác dụng của dòng điện

- Vận dụng công thức cường độ dòng điện và định luật Ôm cho đoạn mạch có điện trởthuần để giải các bài tập

- Giải thích được sự cần thiết của lực lạ trong nguồn điện

- Xem lại các kiến thức về dòng điện đã học ở chương trình cấp 2

III CÁC BƯỚC LÊN LỚP

1 Ổn định trật tự:

2 Tiến trình dạy học bài mới:

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Hoạt động 1 (5 phút): Tìm hiểu về dòng điện – tác dụng của dòng điện

- Yêu cầu học sinh trả lời các câu hỏi:

+ Khái niệm dòng điện, dòng điện trong kim loại.

+ Chiều của dòng điện, chiều của dòng điện trong

Trang 2

+ Tác dụng của dòng điện.C1.

+ Chiều của dòng điện trong kim loại ngược với chiều chuyển động của các electron tự do + Tác dụng nhiệt, từ, hóa học.

Hoạt động 2 (10 phút): Tìm hiểu cường độ dòng điện

- Giới thiệu và phân tích để hướng dẫn học sinh tìm

mối quan hệ I = Δq/Δt Giải thích ý nghĩa của Δq để

đưa ra khái niệm cường độ dòng điện tức thời

- Hướng dẫn học sinh định nghĩa, viết biểu thức dòng

điện không đổi I = q/t Phân biệt với dòng điện xoay

chiều (không đổi chì chiều không thay đổi, còn xoay

chiều thì chiều thay đổi theo thời gian)

- Hướng dẫn học sinh tự tìm đơn vị của cường độ

dòng điện và định nghĩa nó

- Giới thiệu một số ước số của A: mA, μA…

- Yêu cầu học sinh trả lời câu hỏi C2

- Giới thiệu dụng cụ đo cường độ dòng điện 1 chiều

và xoay chiều

- Thiết lập công thức cường độ dòng điện

- Liện hệ sách giáo khoa

- Tìm hiểu mối liên hệ giữa đơn vị của cường

độ dòng điện với đơn vị điện tích và đơn vị thờigian

1A = 1C/1s

- Định nghĩa đơn vị: Một dòng điện nếu sau 1s

chuyển qua dây dẫn một điện tích là 1C thì có cường độ là 1A.

- Ghi nhận

- Trả lời câu hỏi C2: Mắc ampe kế nối tiếp vào

đoạn mạch I = 0,5A.

Hoạt động 3 (5 phút): Tìm hiểu định luật Ôm đối với đoạn mạch chỉ chứa điện trở R

- Yêu cầu học sinh nhớ lại và phát biểu định luật Ôm

áp dụng với đoạn mạch chỉ chứa điện trở R

- Nhấn mạnh các đại lượng trong công thức và sự tồn

tại của điện trở R trong mạch

- Nêu đơn vị của điện trở R: Ω (Ôm)

- Yêu cầu học sinh nêu các yếu tố gây ảnh hưởng đến

R của dây dẫn: R = ρl/S.

- Hướng dẫn học sinh tìm hiểu về độ giảm điện thế

trên điện trở R

U = VA – VB = IR

- Phát biểu định luật: I chạy qua mạch tỉ lệ

thuận với U và tỉ lệ nghịch với R.

I = U/R

- Trả lời: Tiết diện, chiều dài và bản chất dây

dẫn.

- Ghi nhận

Hoạt động 4 (5 phút): Tìm hiểu về đặc tuyến Vôn – Ampe

- Nêu khái niệm về đường đặc tuyến Vôn – Ampe:

Dường biểu diễn sự phụ thuộc của I vào U.

- Yêu cầu học sinh nhận xét đường đặc tuyến Vôn –

Ampe đối với vật dẫn kim loại và ở t0 nhất định

- Gợi ý: I = U/R (R = const) đặt a = 1/R khi đó I =

aU tương đương đồ thị y = ax.

- Ghi nhận

- Trả lời: Là một đường thẳng.

Hoạt động 5 (10 phút): Tìm hiểu về nguồn điện

? Điều kiện để có dòng điện chạy qua vật dẫn?

? Dụng cụ để duy trì dòng điện?

? Nêu sự giống và khác biệt giữa tụ điện khi được

nạp điện và nguồn điện để có cùng một hiệu điện thế

+ Tụ và nguồn điện đều có hai cực nhiễm điện

trái dấu và có độ lớn bằng nhau và bằng Q.

Dương Thế Hiển

Trang 3

? Dòng điện trong mạch ở hai trường hợp có cường

độ như thế nào?

? Giải thích tại sao dòng của tụ lại tồn lại rất ngắn?

- Giải thích sự khác biệt của nguồn: Nó luôn duy trì

hiệu điện thế giữa hai cực Và để duy trì U thì nó

phải duy trì độ lớn Q của hai cực Tức là nguồn phải

bù điện tích đã mất cho hai cực khi nguồn phóng

điện Tức là mang thêm điện tích dương cho cực

dương và mang thêm điện tích âm cho cực âm.

? Khi hai cực tích điện thì giữa chúng xuất hiện điện

trường, điện trường này chống lại hay ủng hộ quá

trình bù điện tích của nguồn?

- Lấy ví dụ để giải thích sự cần thiết của nguồn và

nguyên tắc hoạt động của nguồn: Một người nâng

một quả bóng từ dưới đất lên đặt vào một máng

nghiêng Do tác dụng của trọng lực, quả bóng lăn

xuống đất Người đó tiếp tục nhặt quả bóng lên và

đặt vào máng Quá trình đó cứ tuần tự diễn ra

? Hãy nhận xét vai trò của người trong quá trình

trên? Lực của người có xu hướng như thế nào so với

trọng lực

- Nêu sự tương đương với ví dụ trên: Người đóng vai

trò là nguồn điện, quả bóng lăn giống như dòng điện

chạy trong mạch Người tác động lực nâng chống lại

lực cản của trọng lực tạo hiệu thế năng so với mặt

đất của quả bóng giống như nguồn điện sinh lực lạ

chống lại lực cản của điện trường để lấy điện tích

âm từ cực dương bù điện tích âm cho cực âm tạo

hiệu điện thế.

- Kết luận đi tới sự tồn tại của lực lạ: Nguồn điện

đóng vai trò giống như con người trong VD Nó phải

sinh lực chống lại lực điện của điện trường giữa các

cực để mang điện tích bù cho điện tích ở các cực mất

đi khi phóng điện Lực này được gọi là lực lạ.

- Yêu cầu học sinh nhận xét tính chất của lực lạ

+ Khi nối với mạch ngoài kín thì có dòng điện tích chạy qua mạch tạo dòng điện.

- Trả lời: Vì khi phóng điện, điện tích chuyển

qua dây dẫn làm điện tích giảm dần cho đến khi cân bằng thì dừng lại Quá trình đó xảy ra rất nhanh.

- Ghi nhận, suy nghĩ về tác dụng của nguồnđiện

- Trả lời: Điện trường này có xu hướng chống

lại sự bù điện tích ở nguồn.

- Quan sát, ghi nhận trả lời các câu hỏi của giáoviên

- Trả lời: Người có vai trò duy trì quá trình lăn

trên máng nghiêng Lực của người có xu hướng sinh công để thắng lực cản của trọng lực Tạo một hiệu thế năng so với mặt đất.

- Trả lời: Lực lạ lấy đi e ở cực (+) và cung cấp

thêm e cho cực (-) Lực này khác bản chất với lực điện.

Hoạt động 5 (5 phút): Tìm hiểu về suất điện động của nguồn điện

- Diễn giải và đưa ra khái niệm công của lực lạ khi

làm dịch chuyển một điện tích dương q bên trong

nguồn điện từ cực âm đến cực dương: Khi đưa các

điện tích để bù cho các cực thì lực lạ đã thực hiện

- Ghi nhận

Trang 4

một công để chống lại công cản của điện trường

giữa các cực trong nguồn Công đó được gọi là công

của nguồn điện.

- Yêu cầu học sinh đọc sách và đưa ra định nghĩa về

suất điện động của nguồn điện

? Nguồn điện là điện môi hay vật dẫn? Giải thích?

- Giới thiệu về điện trở ở bên trong nguồn điện: Các

vật dẫn luôn có điện trở Do đó nguồn điện có điện

trở ở bên trong.

- Giải thích về số Vôn ghi trên các nguồn điện như

pin, acquy… Cho biết suất điện động của nguồn điện

và bằng hiệu điệu thế giữa hai cực khi mạch hở.

- Đọc sách và đưa ra định nghĩa về suất điệnđộng của nguồn

- Trả lời: Vật dẫn vì trong nó, các hạt mang

điện chuyển động được.

- Ghi nhận

Hoạt động 5 (3 phút): Vận dụng củng cố

- Nhắc lại kiến thức trọng tâm trong bài:

+ Dòng điện, cường độ dòng điện, chiều của dòng

điện, tác dụng của dòng điện.

+ Nguồn điện, suất điện động của nguồn, tác dụng

của lực lạ trong nguồn điện.

- Yêu cầu học sinh làm các bài tập 1, 2, 3 SGK

- Nhớ lại các kiến thức đã học

- Làm các bài tập

Hoạt động 6 (2 phút): Giao nhiệm vụ về nhà

- Nêu câu hỏi và bài tập về nhà

- Yêu cầu: HS chuẩn bị bài sau: Đọc trước bài Xem

lại kiến thức về hiệu điện thế.

- Ghi câu hỏi và bài tập về nhà

- Ghi những chuẩn bị cho bài sau

Trang 5

TIẾT 14 BÀI 11: PIN VÀ ACQUY

I MỤC TIÊU

Kiến thức:

- Học sinh mô tả được cấu tạo chung của các pin điện hóa và cấu tạo của pin Vôn-ta

- Mô tả được cấu tạo của acquy chì

- Giải thích được sự tạo thành và duy trì hiệu điện thế giữa hai cực của pin Vôn-ta vềmặt tác dụng và biến đổi năng Nêu nguyên nhân gây ra sự phân cực của pin Vôn-ta vàcách khắc phục

- Giải thích được vì sao acquy là một pin điện hóa nhưng có thể sử dụng nhiều lần

Kĩ năng:

- Giải thích được sự tạo thành và duy trì hiệu điện thế giữa hai cực của pin Vôn-ta vềmặt tác dụng và biến đổi năng Nêu nguyên nhân gây ra sự phân cực của pin Vôn-ta vàcách khắc phục

- Giải thích được vì sao acquy là một pin điện hóa nhưng có thể sử dụng nhiều lần

II CHUẨN BỊ

Giáo viên:

- Đọc trước các kiến thức tương tự trong chương trình THCS

- Xem xét kỹ các kiến thức về pin và acquy

Học sinh:

- Xem lại các kiến thức về nguồn điện một chiều đã học ở chương trình lớp 10

2 Kiểm tra bài cũ: (5 phút)

- Thế nào là dòng điện không đổi, định nghĩa cường độ dòng điện, công thức?

- Nêu điều kiện để có dòng điện, tính chất của nguồn điện?

- Phát biểu định luật Ôm?

- Tác dụng của lực lạ trong nguồn điện, nêu định nghĩa suất điện động của dòng điện?

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Hoạt động 1 (10 phút): Tìm hiểu về hiệu điện thế điện hóa

- Giới thiệu về việc khi cho kim loại (vật dẫn loại 1)

tiếp xúc với một chất điện phân (vật dẫn loại 2) thì

xuất hiện hiệu điện thế giữa hai vật: Khi cho thanh

kẽm vào dung dịch ZnSO 4 thì các phân tử nước sẽ

kéo ion Zn 2+ của thanh kẽm vào dung dịch giống

như chúng kéo Zn 2+ và SO 4 2- tách ra khỏi phân tử

làm thanh kẽm nhiễm điện âm và làm lớp dung dịch

điện phân tiếp xúc thanh kẽm nhiễm điện dương.

? Khi thanh kẽm mang điện tích âm, còn lớp dung

dịch tiếp xúc thanh kẽm tích điện dương thì xuất

hiện một điện trường Điện trường này có xu hướng

ủng hộ hay chống lại sự chuyển động của Zn2+ như

thế nào?

- Theo dõi và ghi nhận

- Trả lời: Điện trường này có hướng ngược lại

từ dung dịch vào thanh kẽm chống lại sự bứt ra của ion Zn 2+ và ủng hộ sự chuyển động ngược trở lại của ion Zn 2+ trở lại thanh kẽm.

Trang 6

? Điện tích của thanh kẽm có tăng mãi được không?

Hiệu điện thế giữa kẽm là lớp dung dịch điện phân

như thế nào?

- Nêu khái niệm hiệu điện thế điện hóa: Hiệu điện

thế điện hóa là hiệu điện thế giữa thanh kim loại và

dung dịch điện phân xuất hiện khi cho chúng tiếp

xúc nhau.

? Khi nhúng các thanh kim loại khác nhau vào cùng

một dung dịch hoặc cùng thanh vào các dung dịch

khác bản chất thì hiệu điện thế điện hóa có khác

nhau ? Kết luận

- Nêu cách tạo nguồn điện: Cho nhúng hai thanh

kim loại khác bản chất vào dung dịch điện phân thì

U điện hóa giữa mỗi thanh và dung dịch khác nhau

nên giữa hai thanh đó có một hiệu điện thế.

- Nêu khái niệm nguồn điện hóa học: Nguồn điện

hoạt động dựa trên sự xuất hiện của hiệu điện thế

điện hóa Lực lạ là lực hóa học.

- Trả lời: Không! Vì khi Q của cực tăng thì điện

trường giữa kẽm là lớp dung dịch điện phân tăng làm giảm chuyển động thoát ra của Zn 2+

và tăng chuyển động ngược trở lại của Zn 2+ Và đến khi số ion Zn 2+ tách ra bằng số Zn 2+ chuyển động ngược lại thì giữa thanh kẽm và dung dịch có một hiệu điện thế xác định.

- Ghi nhận

- TL: Khi đó có các U điện hóa khác nhau U

điện hóa phục thuộc vào bản chất của thanh kim loại và bản chất dung dịch.

- Ghi nhận

Hoạt động 2 (15 phút): Tìm hiểu pin Vôn-ta

- Vẽ hình và giới thiệu cấu tạo chung

của pin Vôn-ta:

? Học sinh nhận xét cấu tạo của pin

vôn-ta?

• Giải thích sự tạo thành suất điện động:

? Trong dung dịch, H2SO4 bị phân ly như thế nào?

? Kết hợp sách giáo khoa nên hiệu điện thế điện hóa

giữa thanh kẽm và dung dịch?

- Nêu sự tạo thành điện tích dương ở Cu: Các ion H +

có trong dung dịch sẽ bám vào thanh Cu và lấy

electron của Cu tạo thành bọt khí bám vào thanh

Cu Thanh Cu mất electron nên mang điện tích

dương Và khi cân bằng U điện hóa = 0,34V.

? Hiệu điện thế giữa cực dương và cực âm? Xuất

điện động của nguồn?

? Giải thích quá trình duy trì dòng điện của pin khi

nối với mạch ngoài?

- Gợi ý: + Khi có dòng điện thì điện tích ở các cực

như thế nào?

+ Khi điện tích thay đổi thì điện trường

giữa kim loại và dung dịch thay đổi như thế nào? Và

ảnh hưởng như thế nào với sự bứt Zn 2+

• Hiện tượng phân cực của pin:

? Khi bọt khí hidro bám vào thanh Cu thì quá trình

lấy electron của H+ bị ảnh hưởng ra sao? Xuất điện

động khi đó bị ảnh hưởng như thế nào?

- Nêu sự phân cực của pin: Lớp hidro ngăn cản sự

- Quan sát

- TL: Gồm hai điện cực là Zn và Cu được

nhúng vào trong dung dịch điện phân là H 2 SO 4 loãng.

# H 2 SO 4 = 2H + + SO 4

2-# Khi cho thanh kẽm vào dung dịch axit

sunfuric thì Zn 2+ sẽ đi vào dung dịch và làm thanh nhiễm điện âm và xuất hiện U 1 = -0,74V.

- Quan sát và ghi nhận

- TL: U = U 2 – U 1 = 0,34 – (-0,74) ≈ 1,1 (V)

E = U mạch hở = U = 1,1 V

- TL: Khi đó, các điện tích dương sẽ chuyển

động từ cực dương sang cực âm làm cho điện tích các cực giảm và làm giảm điện trường giữa kim loại và dung dịch, khi đó số lượng

Zn 2+ thoát ra lớn hơn số Zn 2+ chuyển động ngược trở lại và làm điện tích cực Zn âm hơn Quá trình tương tự ở cực Cu U được duy trì.

- TL: Lớp hidro sẽ ngăn cản H + tiếp xúc với Cu

và làm giảm U điện hóa và từ đó làm giảm E Lớp hidro càng dày thì H + càng khó tiếp xúc.

Trang 7

dòng điện trong nguồn, làm tăng điện trở trong của

nguồn → hiện tượng phân cực của pin.

? Cách khắc phục?

- Giới thiệu cách khắc phục: Bao quanh cực dương

bằng một chất oxi hóa mạnh: MnO 2 …

- Yêu cầu học sinh đọc thêm về pin Lơ-clang-sê

- TL: Làm mất lớp khí hidro bằng cách cho

phản ứng với một chất oxi hóa mạnh.

Hoạt động 3 (10 phút): Tìm hiểu về acquy chì

- Vẽ hình và yêu cầu học sinh mô tả

nguyên tắc hoạt động của acquy:

- Gợi ý: So sánh với pin Vôn-ta.

? Suất điện động của acquy?

- Các phản ứng thuận nghịch:

PbO 2 + 2H 2 SO 4 + 2e → PbSO 4 + SO 4 2- + 2H 2 O

Pb + SO 4 2- - 2e → PbSO 4

? Khi nối với mạch ngoài thì có sự xuất hiện của

PbSO4 ở cả hai cực, vì sao?

? Thế nào là phản ứng thuận nghịch?

- Thông báo: Vậy ta có thể thực hiện quá trình

ngược lại bằng cách lấy đi e ở cực PbO 2 và thêm e

vào cực Pb Khi đó, các phản ứng diễn ra theo chiều

ngược lại Khi đó các cực của acquy trở lại trạng

thái ban đầu.

? Làm thế nào để truyền thêm e vào cực Pb và lấy đi

e ở cực PbO2?

- Giới thiệu suất điện động giới hạn của acquy: 1,8V.

? Giá trị E giới hạn là 1,8V có nghĩa là khi đó nguồn

không phát điện nữa là đúng hay sai? Vì sao?

- Giải thích: Khi xuống thấp hơn thì các cực của

acquy bị chai và khó thực hiện được phản ứng

nghịch trong quá trình nạp điện.

- TL: Pb giải phóng ion dương vào trong dung

dịch là thanh Pb nhiễm điện âm Các ion H + bám vào thanh PbO 2 lấy đi electron làm thanh PbO 2 nhiễm điện dương.

- TL: Khoảng 2V.

- Học sinh cân bằng phản ứng

- TL: Khi đó dòng điện sẽ bù electron cho PbO 2 gây ra phản ứng 1 và lấy đi electron ở cực Pb gây ra phản ứng 2.

- TL: Là các phản ứng có thể diễn ra theo hai

chiều

- TL: Nối cực Pb vào cực âm và nối cực PbO 2

và cực dương của một nguồn khác.

- TL: Sai! Vì khi còn có hiệu điện thế giữa hai

cực thì còn có thể tạo dòng điện.

- Ghi nhận

- Nhắc lại kiến thức trọng tâm trong bài

+ Hiệu điện thế điện hóa.

+ Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của pin Vôn-ta.

+ Sự khác biệt giữa acquy và pin.

- Yêu cầu học sinh làm các bài tập 1, 2 SGK

- Nhớ lại các kiến thức đã học

- Làm các bài tập: 1.C, 2.D

- Nêu câu hỏi và bài tập về nhà:

+ Nghiên cứu về pin Lơ-clan-sê.

+ Nghiên cứu về acquy kiềm

- Yêu cầu: HS chuẩn bị bài sau: Đọc trước bài Xem

lại kiến thức về hiệu điện thế.

Trang 8

TIẾT 15 BÀI 8: ĐIỆN NĂNG VÀ CÔNG SUẤT ĐIỆN ĐỊNH LUẬT JUN – LEN-XƠ (TIẾT 1)

I MỤC TIÊU

Kiến thức:

- Nắm được tác dụng của dòng điện khi chạy qua một đoạn mạch thì sinh công, bảnchất của nó…

- Nhận biết được công của dòng điện là do công của lực nào thực hiện

- Hiểu được nội dung định luật Jun – Len-xơ

- Chỉ ra được mối quan hệ giữa công của lực lạ thực hiện bên trong nguồn điện và côngcủa dòng điện trong mạch kín

Kĩ năng:

- Tính được công và công suất của dòng điện theo các đại lượng liên quan và ngược lại

- Phương pháp đo điện năng tiêu thụ trong thực tế

II CHUẨN BỊ

Giáo viên:

- Đọc lại SGK lớp 9 để biết được kiến thức xuất phát của HS

Học sinh:

- Ôn lại các kiến thức: Công, công suất điện, định luật Jun – Len-xơ

- Nêu bản chất của hiệu điện thế điện hóa?

- Nêu cấu tạo của pin Vôn-ta và nguyên tắc hoạt động của pin?

- Nêu cấu tạo của acquy chì và nguyên tắc hoạt động của acquy?

- So sánh sự giống và khác giữa pin và acquy?

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh

Hoạt động 1 (15 phút): Tìm hiểu về công và công suất của dòng điện chạy qua một đoạn mạch

? Khi đặt một hiệu điện thế vào hai đầu của 1

điện trở, 1 dụng cụ tiêu thụ điện năng thì các

điện tích dịch chuyển có hướng và tạo thành

dòng điện dưới tác dụng của lực nào?

? Nếu cường độ dòng điện trong đoạn mạch là I

thì điện lượng dịch chuyển trong đoạn mạch sau

khoảng thời gian t bằng bao nhiêu?

? Khi một lượng điện tích q chuyển qua dây dẫn

có hiệu điện thế giữa hai đầu vật dẫn U thì dòng

điện sinh công không? Và bằng bao nhiêu?

- Yêu cầu học sinh viết biểu thức công và công

suất của dòng điện chạy qua một đoạn mạch

? Nêu các đơn vị của các đại lượng trong công

thức: P = A/t = UI

- Diễn giải: Công của dòng điện chạy qua một

đoạn mạch cũng chính là điện năng mà đoạn

mạch đó tiêu thụ và bằng công của lực điện.

- Công suất của một đoạn mạch là công suất tiêu

thụ điện năng của đoạn mạch đó và có trị số

bằng điện năng của đoạn mạch tiêu thụ trong

- Trả lời: Các điện tích tự do sẽ chuyển động có

hướng dưới tác dụng của lực điện trường.

- Trả lời: Điện lượng khi đó là q = It

- Trả lời: Có sinh công và được xác định bởi côngthức:

Trang 9

một đơn vị thời gian, hoặc P = UI.

Hoạt động 2 (10 phút): Tìm hiểu định luật Jun – Len-xơ

? Trong đoạn mạch chỉ có điện trở thuần thì có

sự biến đổi năng lượng như thế nào? Kết quả quá

trình đó là gì?

- Gợi ý: Chú ý mối liên hệ giữa nội năng và t 0

- Yêu cầu học sinh nhận xét mối quan hệ giữa Q

và A trường hợp điện năng biến đổi hết thành

nhiệt năng khi đi qua điện trở R

- Mô tả thí nghiệm hình 12.1:

+ Biến trở để thay đổi I.

+ Ampe kế dùng để đo I.

+ Vôn kết dùng để do U.

+ Công của dong điện sinh ra khi đi qua điện trở

R sẽ truyền cho nước và làm tăng t 0

- Yêu cầu học sinh đọc sách và biến đổi công

thức A = UIt thành Q = RI2t, rồi từ đó phát biểu

định luật Jun – Len-xơ

- Gợi ý: U = IR.

? Công suất tỏa nhiệt của vật dẫn khi có dòng

điện chạy qua là đại lượng đặc trưng cho tốc độ

tỏa nhiệt được xác định bằng công thức nào?

- Trả lời: Công của dòng điện biến đổi thành nhiệtnăng làm tăng nội năng vật dẫn Kết quả làm vậtdẫn nóng lên

- Nhận xét: Toàn bộ nhiệt năng là do điện năngcung cấp, khi đó, Q = A

- Quan sát và liên hệ hình vẽ trong SGK

- Biến đổi rút ra công thức: Q = RI2t

- Phát biểu định luật: Q tỉ lệ thuận với R vật dẫn,

bình phương I và với thời gian dòng điện chạy qua dây dẫn.

- Trả lời: Ta có: P = Q/t = RI2

Hoạt động 3 (8 phút): Tìm hiểu công và công suất của nguồn điện

? Công và công suất của nguồn điện được biểu

diễn bằng công thức toán học nào?

- Gợi ý bằng các câu hỏi:

+ Khi mắc nguồn điện là pin vào mạch kín thì

trong nguồn điện có sự chuyển hóa năng lượng

từ dạng nào dang điện năng?

+ Theo định luật bảo toàn năng lượng, điện

năng tiêu thụ trong toàn mạch bằng công của

lực lạ bên trong nguồn điện được xác định như

thế nào?

+ Suất điện động của nguồn điện được viết bằng

biểu thức nào? Ý nghĩa của các đại lượng trong

biểu thức đó? Từ đó hãy tính công và công suất

của nguồn điện?

- Thảo luận và đưa ra các công thức:

- Trả lời:

+ Khi mắc nguồn vào mạch kín thì trong nguồn

có sự chuyển hóa từ hóa năng sang điện năng + Công của nguồn điện chính là công của dòng điện sinh ra ở mạch ngoài:

- Củng cố bài học bằng các câu hỏi:

+ Viết các biểu thức tính A, P, Q tỏa ra trên vật

dẫn khi có dòng điện chạy qua.

+ Đơn vị của đại lượng đó.

- Yêu cầu học sinh làm các bài tập 1, 2 SGK

- Trả lời các câu hỏi

+ Viết các biểu thức tính công và công suất của dòng điện, nhiệt lượng.

+ Đơn vị: J, W.

- Làm các bài tập trắc nhiệm: 1.B, 2.D

+ Học các định nghĩa công suất điện, định luật

J-L, công suất tỏa nhiệt và công suất của nguồn

- Yêu cầu HS chuẩn bị bài sau: Ôn lại kiến thức

trong bài và về công của nguồn điện.

Trang 10

TIẾT 16 BÀI 8: ĐIỆN NĂNG VÀ CÔNG SUẤT ĐIỆN ĐỊNH LUẬT JUN – LEN-XƠ (TIẾT 2)

- Ôn lại các kiến thức: Công, công suất điện, định luật Jun – Len-xơ

- Phát biểu định nghĩa công suất điện của một đoạn mạch khi có dòng điện I chạy qua

- Phát biểu định luật Jun – Len-xơ và viết công thức

- Phát biểu định nghĩa công suất tỏa nhiệt ở vật dẫn khi có dòng điện chạy qua, côngthức của công suất tỏa nhiệt

Hoạt động 3 (25 phút): Công suất của các dụng cụ tiêu thụ điện

- Nêu các ví dụ về các loại dụng cụ điện chuyển

hóa điện năng trở thành các dạng năng lượng khác

như: nội năng, hóa năng, cơ năng, nhiệt năng…

- Phân chia các dụng cụ thành hai loại: dụng cụ

tỏa nhiệt và dụng cụ thu điện.

? Công suất của dụng cụ tỏa nhiệt:

+ Các dụng cụ này chỉ có điện trở thuần.

+ Biểu thức xác định điện năng tiêu thụ?

+ Biểu thức xác định công suất tiêu thụ điện?

• Suất phản điện của máy thu:

? Các thiết bị trong thực tế có phải bao giờ cũng

biết điện năng thành nhiệt năng?

? Nêu ví dụ:

- Phân tích: Năng lượng của điện được chia thành

hai phần: Nhiệt năng và năng lượng khác.

A = Q + A’

- Đưa ra biểu thức xác định phần điện năng tiêu

thụ biến thành các dạng năng lượng khác:

- TL: Không Chúng còn có thể biến thành hóa

năng, cơ năng, quang năng…

- Trả lời:

+ Nội năng: siêu điện.

+ Hóa năng: bình điện phân, acquy khi nạp điện + Cơ năng: quạt, động cơ điện.

+ Nhiệt năng: bếp điện, lò nướng.

- Ghi nhận

Trang 11

- E được gọi là suất phản điện của máy thu.

• Điện năng và công suất tiêu thu của máy thu

điện

- Thông báo: r’ là điện trở của máy thu.

- Hướng dẫn học sinh thành lập biểu thức:

A = Q + A’ = RI2t + E It = UIt

- Gợi ý: Áp dụng các công thức công của dòng

điện.

- Thông báo: Đây cũng là điện năng tiêu thụ của

máy thu điện.

? Biểu thức xác định P?

• Hiệu suất của nguồn điện:

? Cho biết công thức công suất toàn phần và công

suất có ích của máy thu điện?

? Yêu cầu học sinh thiết lập công thức về hiệu suất

của máy thu điện?

- Thông báo về các chỉ số ghi trên các dụng cụ

tiêu thụ điện cho học sinh Từ đó, đưa ra khái

Hoạt động 3 (8 phút): Đo công suất điện và điện năng tiêu thụ

- Hướng dẫn học sinh tự nghiên cứu:

+ Muốn xác định được công suất, ta phải đo

những đại lượng nào và bằng dụng cụ nào?

+ Dụng cụ để đo công suất trong kỹ thuật?

+ Máy đếm điện năng thực chất đo đại lượng

nào?

- Thảo luận và trả lời:

+ Phải đo được I chạy trong mạch và U giữa hai đầu đoạn mạch Dùng vôn kế và ampe kế.

+ Học các công thức trong bài và ý nghĩa củng

chúng.

+ Làm bài tập số 4, 5.

- Yêu cầu: HS chuẩn bị bài sau:

+ Ôn lại các kiến thức đã học.

+ Làm các bài tập trong SKG.

Trang 12

TIẾT 17 BÀI TẬP

I MỤC TIÊU

Kiến thức:

- Ôn lại kiến thức về công và công suất của dòng điện, định luật Jun – Len-xơ

- Ôn lại công thức tính công và công suất của dòng điện ở một đoạn mạch tiêu thụ điệnnăng và công thức tính công và công suất của nguồn điện

- Ôn lại kiến thức về dòng điện không đổi

- Viết các công thức tính công và công suất của dòng điện?

- Phát biểu định luật Jun – Len-xơ vaf công suất tỏa nhiệt?

- Viết công thức tính công và công suất của nguồn điện?

Hoạt động 1 (5 phút): Nhắc lại các kiến thức đã học

1 Công và công suất của dòng điện: A = UIt; P = UI

2 Định luật Jun – Len-xơ: Q = I2Rt; P = I2R

3 Công và công suất của nguồn điện: An = EIt; Pn = EI

4 Công thức liên hệ giữa nhiệt lượng và nhiệt độ:

Q = mC(t2 – t1)

5 Thông số của một dụng cụ điện:

VD: siêu điện: 220V – 1200W cho biết:

+ U đm = 220V: hiệu điện thế giới hạn của siêu → U ≤ 220V.

+ P đm = 1200W: đạt được khi U đạt U đm

+ R siêu = U đm 2 /R đm

5 Giới thiệu dạng bài: Đun nước.

- Nhiệt lượng cần thiết để tăng nhiệt độ từ t1 → t2 là:

Q = mc(t2 - t1)

- Nhiệt năng do bếp sinh ra chính là do dòng điện cung cấp

Do đó, khi cho dòng điện chạy qua trong thời gian t thì dòng

điện thực hiện một công là:

A = UIt = I2Rt = U2t/R = Pt

- Áp dụng công thức về hiệu suất:

H = Q.100/A

- Ghi nhận và nhớ lại

Hoạt động 2 (33 phút): Hướng dẫn học sinh làm một số bài tập tự luận

- Hướng dẫn học sinh làm các bài

Trang 13

Q = mc(t 2 - t 1 ) Khi cho dòng điện chạy qua trong thời gian t thì dòng điện thực hiện một công là:

→ r = (U 1 – E p )/I 1 = (20 – 12)/2 = 4(Ω) Vậy nhiệt lượng tỏa ra ở acquy:

Q 1 = rI 1 t = 160(Ω)

b Khi phát điện, công ở mạch ngoài:

A 2 = U 2 It = (E – I 2 r)I 2 t = 80(J) Nhiệt lượng tỏa ra:

Q 2 = rI 2 t = 40(J)

+ Xem lại kiến thức về định luật

Ôm.

+ Xem lại các kiến thức về định luật

Ôm đối với toàn mạch.

Trang 14

TIẾT 18 BÀI 9: ĐỊNH LUẬT ÔM ĐỐI VỚI TOÀN MẠCH

I MỤC TIÊU

Kiến thức:

- Xây dựng được biểu thức định luật Ôm đối với toàn mạch, phát biểu được định luật

Ôm đối với toàn mạch

- Nêu được mối quan hệ giữa xuất điện động của nguồn điện và độ giảm thế ở mạchngoài và ở trong nguồn điện

- Hiểu được hiện tượng đoản mạch, giải thích được ảnh hưởng của điện trở trong đốivới cường độ dòng điện khi hiện tượng đoản mạch xảy ra Biết được dụng cụ dùng đểtránh hiện tượng đoản mạch xảy ra trong mạch điện gia đình

Kĩ năng:

- Rèn luyện kỹ năng logic toán học để xây dựng các công thức vật lý

- Sử dụng định luật bảo toàn năng lượng để giải thích sự biến thiên năng lượng trongmạch điện

- Giải toán vật lý về định luật Ôm cho đoạn mạch chỉ có điện trở thuần và định luật Ômcho toàn mạch

- Tính được các đại lượng có liên quan đến hiệu suất của nguồn điện

- Ôn lại định luật bảo toàn năng lượng trong SGK vật lý lớp 9 và lớp 10

- Phát biểu định luật Ôm cho đoạn mạch chỉ có điện trở thuần

- Phát biểu định luật Jun – Len-xơ và viết các công thức

- Viết các công thức về công và công suất của nguồn điện

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Hoạt động 1 (2 phút): Chuẩn bị điều kiện xuất phát Đặt vấn đề.

- Nguồn điện được đặc trưng bởi suất điện động và điện

trở trong của nó Nếu mắc nguồn điện vào mạch kín thì

cường độ dòng điện có quan hệ như thế nào với suất điện

động và điện trở trong của nguồn điện?

- Suy nghĩ về vẫn đề đặt ra

Hoạt động 2 (13 phút): Xây dựng biểu thức định luật Ôm cho toàn mạch

- Vẽ sơ đồ mạch điện và mô tả:

+ R là điện trở mạch ngoài.

+ r là điện trở trong của nguồn điện.

? Tổng trở toàn mạch (cả trong và

ngoài nguồn điện) là bao nhiêu?

? Khi mắc mạch như hình vẽ thì trong

mạch xuất hiện dòng điện I, thì sau

khoảng thời gian t nguồn điện thực

Trang 15

hiện một công như thế nào?

? Khi dòng điện I chạy qua các điện trở thì sinh nhiệt

Tổng nhiệt lượng tỏa ra trên các điện trở là bao nhiêu?

- Hướng dẫn học sinh đưa ra công thức định luật Ôm:

- Gợi ý: Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng.

- Thông báo: Tích giữa cường độ dòng điện vào điện trở

của đoạn mạch được gọi là độ giảm điện thế ở mạch đó.

- Yêu cầu học sinh nhận xét về công thức (*)

- Đưa ra công thức về định luật Ôm đối với toàn mạch:

- NX: Suất điện động của nguồn điện có

giá trị bằng tổng các độ giảm điện thế ở mạch ngoài và mạch trong.

- TL: I mạch kín tỉ lệ thuận với E của

nguồn và tỉ lệ nghịch với R toàn phần của cả mạch.

- TL: Khi r lớn thì U < E và khi r rất

nhỏ hoặc I = 0 (mạch hở) thì U bằng E.

Hoạt động 3 (5 phút): Tìm hiểu về hiện tượng đoản mạch

? Khi nào thì I có giá trị cực đại? và bằng bao nhiêu?

- Khi đó người ta nói rằng nguồn điện bị đoản mạch

+ Pin: r pin khá lớn nên I qua pin không lớn lắm nhưng

mau hết điện.

+ Acquy: r pin khá nhỏ khoảng vài % Ω nên I qua acquy

khá lớn dễ làm hỏng acquy.

+ Với mạch điện gia đình: khi I quá lớn thì mặc dù R dây

nhỏ nhưng Q = I 2 R dây t vẫn khá lớn dễ làm nóng chảy dây,

gây cháy nổ…

- Người ta dùng dụng cụ gì để tránh hiện tượng đoản mạch

xảy ra đối với mạch điện gia đình

- TL: Khi R = 0 thì I max và chỉ phụ thuộc vào E và r của nguồn: I = E /r.

- Ghi nhận

- TL: Dùng cầu chì hoặc atomat.

Hoạt động 3 (10 phút): Tìm hiểu trường hợp mạch ngoài chỉ chứa máy thu điện

- Nêu trường hợp nếu mạch ngoài chỉ có

một máy thu điện có suất phản điện E’ và

điện trở trong r’ cùng với điện trở ngoài

R

- Hướng dẫn học sinh viết biểu thức

13.8, 13.9 SGK

- Gợi ý:

+ Tính nhiệt lượng tỏa ra ở trên toàn mạch.

+ Tính điện năng tiêu thụ ở máy thu điện.

+ Công do nguồn điện gây ra.

+ Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng.

- Quan xát và theo rõi

- Xây dựng công thức:

Q = (R+r)I 2 t A’ = E’It + r’I 2 t

R

E, r

E, r’

Trang 16

- Yêu cầu học sinh phát biểu định luật Ôm đối với toàn

mạch chứa nguồn và máy thu điện mắc nối tiếp

I = (E – E’)/(R + r + r’)

- TL: I trong mạch tỉ lệ thuận với hiệu số

(E – E’) và tỉ lệ nghịc với điện trở toàn phần của mạch

Hoạt động 4 (5 phút): Hiệu suất của nguồn điện

? Hiệu suất của nguồn điện được xác định bằng biểu thức

→ H = U N It/EIt = U/E(.100%)

? Phát biểu định luật Ôm cho toàn mạch và viết biểu thức

của định luật Ôm đó?

- Yêu cầu học sinh làm bài tập 1, 2 SGK

- Trả lời câu hỏi

- Bài 1: Câu B

- Bài 2: Câu D

+ Học thuộc các công thức.

+ Làm bài tập: 3 SGK và các bài tập trong SBT.

- Yêu cầu: HS chuẩn bị bài sau: Đọc trước bài sau

Trang 17

TIẾT 19 BÀI TẬP

- Ôn lại kiến thức về định luật Ôm cho toàn mạch

- Phát biểu và viết công thức định luật Ôm cho toàn mạch?

- Nêu hiện tượng đoản mạch, tác hai?

Hoạt động 1 (5 phút): Nhắc lại các kiến thức đã học

1 Định luật Ôm cho toàn mạch:

UN = E – Ir → I = E/(RN + r)

2 Trường hợp mạch ngoài có máy thu điện:

E – E’ = I(RN + r + r’) → I = (E – E’)/(RN + r + r’)

1 1

Trang 18

r R R

Công suất tiêu thụ trên R:

+ Xem lại kiến thức về định luật

Ôm.

+ Xem lại các kiến thức về định luật

Ôm đối với toàn mạch.

Tiêu đề	Chương 2: Dòng Điện Không Đổi Tiết 13 Bài 10: Dòng Điện Không Đổi. Nguồn Điện
Trường học	Trường Đại học Sư phạm Hà Nội
Chuyên ngành	Vật lý
Thể loại	Giáo án
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	36
Dung lượng	2,2 MB

Vat ly 11 Nang cao - Chuong 2

BÀI TẬP I MỤC TIÊU

ÔN TẬP CHƯƠNG I MỤC TIÊU