Thiết kế bài giảng vật lý 12 tập 1 part 6 doc

Viết biểu thức của điện áp hiệu : điện thê tức thời, suất điện động tức : thời cường độ điện trường,..... Khi một khung dây dẫn quay đều quanh một trục vuông sóc với đường cảm ứng từ tr

- Ôn lại các khái niệm về dòng điện không đổi, dòng điện biến thiên và định luật Jun — Len-xơ

— Ôn lại các tính chất của hàm điều hoà

II- THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

- Dòng điện một chiều không đổi :

là dòng điện chạy theo một :

chiều, với cường độ không đổi :

theo thời gian

Cá nhân nhận thức được vấn đề :

cần nghiên cứu

3 Ô Trong chương trình vật lí lớp 11 chúng ta đã nghiên cứu dòng điện

: một chiều không đổi

_O Thế nào là dòng điện một chiều

- không đổi ?

- Ô Tuy nhiên, như chúng ta cũng đã

: biết trong chương trình vật lí lớp 9,

- dòng điện mà chúng ta đang sử dụng -hàng ngày lại là dòng điện xoay : chiều Trong chương này, chúng ta sẽ

‘cing fìm hiểu những đặc trưng,

- những tính chất cơ bản và những ứng dung thuc té cua dong dién xoay

Dòng điện xoay chiêu là dòng :

điện luân phiên đổi chiều

- Khi cho cuộn dây dẫn kín quay :

trong từ trường của nam châm :

: Yêu cầu HS nhớ lại kiến thức cũ, trả

: lời các câu hỏi : : O Em hiểu thế nào là dòng điện xoay

hay cho nam châm quay trước :

cuộn dây dẫn thì trong cuộn dây :

có thể xuất hiện dòng điện cảm :

: điện xoay chiều dựa vào mô hình đx

: chuẩn bị trước

: O Hãy dựa vào những hiểu biết về từ

- trường (cảm ứng từ, từ thông) để giải

: thích hiện tượng tạo ra dòng điện

- xoay chiều trong thí nghiệm trên ?

- Gợi ý : Sử dụng hình 12.2

- Lúc £ = 0, từ thông qua cuộn dây cho

: boi: © = NBScosa = NBScosot

: Với N là số vòng dây, Š là diện tích

: mỗi vòng

, , Si „ : : Khi từ thông qua cuộn dây biến thiên

Thao luận nhóm, đại diện trả lời : : ` R ve Lea

mS | : theo ¢ thi trong cuon day xuất hiện

— Khi cuon dây dân quay thì từ : - suất điện động cảm ứng được tính thông xuyên qua tiết diện của : : theo định luật Fa-ra-đây :

cuộn dây biến thiên theo thoi: -:

gian nên trong cuộn dây xuất: : mm đ=~— MÔ NBSo sin ot d®

hién dong dién cam ting ot

Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ _: Ô, Nếu cuộn dây khép kín có điện trở

- :# thì cường độ dòng điện cảm ứng

- Cường độ dòng điện cực đại: : : cho bơi công thức : ;-= R sin vt

Ip = ee : O Cường độ dòng điện cực đại được

: tính theo biểu thức nào ?

Hoạt động 3 ! ! Ô Như vậy, nhận thấy dòng điện xoay

137

Xây dựng khái niệm về dòng điện :

xoay chiều

Cá nhân suy nghĩ, trả lời

Dòng điện xoay chiều :

đ = (øí + Ø) gọi là pha cua i

ø gọi là pha ban đầu

chiều cũng biến thiên điêu hoà, tuần

: hoàn với thời gian theo quy luật của

- hàm sin hoặc cosin

- O Viết biểu thức tổng quát của cường

độ dòng điện xoay chiều ? Giải thích các đại lượng có trong biểu thức ?

- O Hoàn thành yêu cầu C2 a, c

- O Hoàn thành yêu cầu C3

- Gợi ý : các điểm trên trục hoành cách

nhau một nửa chu kì 7

giống nhau trên dây, sau những 3

khoang thoi gian bang nhau

— Công suất tức thời :

Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ

C4 Điện năng tiêu thụ :

A = Ø?t= RIˆ t (với £ = 1h)

- Các đại lượng điện và từ đó :

đều là những hàm số sin hay :

cosin của thời gian /

- ta có mối quan hé / = ——

Gia sit i = Iycosat là cường độ dòng

- điện tức thời chay qua dién tré R .O Viết biểu thức của công suất tức thoi tiéu thu trong R ?

: Ô Giá trị trung bình của p trong một

- chu kì được tính bởi công thức :

lo

v2

: ©, Đại lượng ï gọi là giá trị hiệu dụng của cường độ dòng điện xoay chiều

: (gọi tắt là cường độ hiệu dụng)

- Yêu câu HS đọc phần định nghĩa

: cường độ hiệu dụng của dòng xoay

- chiều trong SGK : O Hoàn thành yêu cầu C4

.O Viết biểu thức của điện áp (hiệu

: điện thê) tức thời, suất điện động tức : thời cường độ điện trường, của

139

C5 Uạ =U /^=2^2^2 /^x~311V

: dong dién xoay chiéu va nhan xét két qua ?

Ô Những đại lượng đó, người ta cũng

“định nghĩa các giá trị hiệu dụng tương tự như trên Tức là :

Gia tri cuc dai v2

Giá trị hiệu dụng =

- Thông thường, người ta thường ghi

: trên các dụng cụ điện những giá trị hiệu dụng vì sử dụng các con số này

- để tính toán đối với mạch xoay chiều

Cá nhân hoàn thành yêu cầu của :

.GV yêu cầu HS đọc nội dung phần : ghi nhớ để nắm bắt những kiến thức

Câu 1 Chọn câu đúng

A Có thể tạo ra dòng điện xoay chiều bằng cách cho một khung dây quay đều xung quanh một trục bất kì đặt trong một từ trường đều

B Có thể tạo ra dòng điện xoay chiêu bằng cách làm cho từ thông qua một khung dây biến thiên điều hoà

C Có thể tạo ra dòng điện xoay chiều bằng cách cho một khung dây chuyền động tịnh tiễn trong một từ trường đều

D Khi một khung dây dẫn quay đều quanh một trục vuông sóc với đường cảm ứng từ trong một từ trường đều thì suất điện động xuất hiện trong khung có độ lớn chỉ phụ thuộc vào độ lớn cảm ứng của từ trường

Câu 2 Biểu thức điện áp tức thời giữa hai đầu một đoạn mạch xoay chiều là

u = 80cos100 at (V) Dién ap hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch đó

là bao nhiêu ?

c Dy v2 D 40V

Câu 3 Một mạch điện gồm hai bóng đèn mac song song, dén 1: 220V-115W,

đèn 2 : 220V- 32W Nỗi hai đầu của mạch điện ấy vào mạng điện xoay chiêu U = 220V Hãy xác định :

a) công suất tiêu thụ trong mạch điện

b) cường độ dòng điện cung cấp cho mạch điện

ĐÁP ÁN

Câu 1 B Cau 2 C

Câu 3 a) Vì hai đèn sử dụng hiệu điện thế bằng hiệu điện thế định mức nên

tiêu thụ một công suất bằng công suất định mức Vậy, công suất

tiêu thụ của các bóng đèn là : Z2 = 115 + 132 = 247W

b) Cường độ dòng điện trong mạch bằng tổng cường độ dòng điện

qua mỗi đèn :

141

P R 115 132 + _“= + l=1L+L = U, U, 220 220 ~ 1,123 A

- Từ biểu thức của điện áp tức thời của đoạn mạch xoay chiều, viết được biểu

thức của cường độ dòng điện tức thời trong trường hợp mạch chỉ có điện trở,

và trong trường hợp mạch chỉ có cuộn cảm

— Nêu được ý nghĩa của cảm kháng trong mạch điện xoay chiều và tác dụng của cuộn cảm thuần đối với mạch điện xoay chiều

2 Về kĩnăng

— Quan sat thí nghiệm và rút ra kết luận hợp lí

— Van dung lí thuyết làm được các bài tập trong SGK và các bài tập tương tự

II~ CHUẨN BỊ

Gido vién

— Bộ thí nghiệm gồm có :

— nguồn xoay chiêu (máy phát dao động hình sin)

- nguồn điện một chiêu

- dây dẫn

— ampe kế xoay chiêu

- vôn kế xoay chiều

— khoá K

142

Hoc sinh

— Ôn lại công thức về suất điện động tự cảm : e = + - di

dt II- THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

: Ô Trong bài trước, chúng ta tìm hiểu

: về dòng điện xoay chiêu, nguyên tắc : tạo ra dòng điện xoay chiều, các giá :trị hiệu dụng của dòng điện xoay : chiêu

: Vậy, khi cho dòng xoay chiều này

- chạy trong mạch điện thì dòng điện

: chạy qua các vật tiêu thụ điện có đặc

- điểm như thế nào ? : GV có thể cho dòng điện xoay chiều : vào mạch điện có mắc bóng đèn để

: thấy rằng nếu dùng nguồn xoay chiêu

: thì trong mạch cũng có dòng điện,

: đèn sáng

: Ô Thực nghiệm và lí thuyết đã chứng

- tô rằng, nếu cường độ dòng điện xoay

: chiều trong đoạn mạch điện có dạng : : l = l„cos@f = 1V/2cosot thi dién ap

143

3 Nếu ø= 0 thì gọi là uw cing pha voi i : Chúng ta sẽ xét lần lượt từng dạng : mạch điện từ đơn giản đến phức tạp

= u vai co cung pha dao dong

Cá nhân nhác lại kiến thức đã :

học về dòng xoay chiều

- Nối hai đầu đoạn mạch chỉ có điện

trở R vào điện áp xoay chiều có biểu

: thite u = UV2cosat

O Bang li thuyét, hay viét biéu thite

' cường độ dòng điện tức thời cho mạch điện chỉ có điện trở ? Nhận xét

- gì về pha dao động của u vai?

: Gợi ý : Sử dụng định luật Ôm

: O Hãy hoàn thành yêu câu C1 SGK : GV su dụng bộ thí nghiệm như hình vẽ 13.2 SGK Có mắc thêm một khoá

: K để điều chỉnh dòng điện, một vôn

144

Cá nhân quan sát và thu thập :

thông tin

Thảo luận nhóm, đại diện trả lời :

câu hỏi của GV

— Cường độ tức thời trong mạch :

cùng pha với điện áp ức thời hai :

đầu mạch

- Cường độ hiệu dụng trong :

mạch điện xoay chiều chỉ có điện :

trở có giá trị bằng thương số :

giữa điện áp hiệu dụng và điện :

trở của mạch

Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ

: kế song song với , một ampe kế nối

- tiếp với # để đo U và I qua R

- Chú ý :

- - Khi tiến hành thí nghiệm thì nên sử

- dụng dòng điện có tân số thấp

: — Dung von kế và ampe kế có kim và

: khung quay có khối lượng nhỏ để đỡ

: bị ảnh hưởng của quán tính của bộ

- phận động, kim dễ dịch chuyển

- Yêu cầu HS quan sát kim của vôn kế, : ampe kế và rút ra nhận xét (nếu có : dao động kí, GV cho HS quan sát : dạng đồ thị quét được trên màn GV : chi cho HS thay duoc pha dao động

- của u và ¡ từ hai đồ thị hình sin quét

- được trên màn dao động kí)

- Ô, Như vậy, bằng lí thuyết và thực

nghiém, ta da thu duoc két qua la u : và ¡ cùng pha dao động và ta có

uv

R

_O Từ đó ta có thể phát biểu như thế

: nào về mối quan hệ giữa Ù và ï ?

3 Ô Phát biểu này được gọi là định luật

: Ôm đối với mạch điện xoay chiều : thuần điện trở

mạch điện xoay chiều - :, Cuộn cảm thuần là cuộn cảm có

: điện trở không đáng kể, dòng điện

Cá nhân tiếp thu, ghỉ nhớ :_: xoay chiêu chạy qua cuộn cảm sẽ xảy

Cá nhân đọc SGK " : — Biêu thức cua từ thông tự cảm ?

- — Trong khoảng thời gian rất nhỏ, At

:dần đến giá trị 0 thì biểu thức suất

e L a , _: điện động tự cảm được viết như thế :

— Suat dién dong tu cam :

- nào ? : O Hoàn thành yêu cầu C5 ? Mở rộng cho trường hợp cuộn cảm thuần ? -Gợøi ý : điện áp hai đầu mạch điện : : bằng tổng các điện áp thành phần

C5 Từ biểu thức của suất điện :

dt

Với chiều dòng điện như hình vế, :

dong tu cam : e=—L

nhan thay, khi i tang thi “> 0, |

tương đương với sự tôn tại trong :

mạch một nguồn điện sao cho độ :

lớn của suất điện động tự cảm :

thanh phan, vậy ta có:

di

Hạp —=FrlI+ -

Nếu cuộn cảm thuần (tức là r = :

di 0),tacO: u,p~p=L =:

Thảo luận nhóm, đại diện trả lời :

— Điện áp hiệu dụng hai đầu :

được coi là hệ thức của định luật :

Om cho mạch điện thuần cảm

- So sánh : đại lượng Z„ có vai :

_Ô Xét mạch điện như hình 13.6 L là

3 O Có nhận xét gi về kết quả vừa thu

được? Viết hệ thức điện áp hiệu

3 dung ở hai đầu cuộn cảm ? Xây dựng

- hệ thức của định luật Ôm cho đoạn

mach chỉ có cuộn cảm thuần ?

OQ Hay so sánh với biểu thức định

luật Ôm trong trường hợp mạch chỉ

147

trò tương tự như điện trở R :

trong mạch chứa điện trở

- Định luật Ôm : Cường độ hiệu :

dụng trong mạch điện xoay :

chiều chỉ có cuộn cảm thuần có :

giá trị bằng thương số giữa điện :

HS tiếp thu, ghi nhớ

- Cảm kháng là đại lượng biểu :

hiện sự cản trở dòng điện xoay :

t : i tré pha hon u một :

- có điện trở và rút ra nhận xét ? Ô, Đại lượng Z¿ được gọi là cảm

- kháng của mạch

QO Phát biểu định luật Ôm cho đoạn

: mạch chỉ có một cuộn cảm thuần ?

: O Hoàn thành yêu cầu Có

O Từ phương trinh cua u va i, hay so sánh pha dao động của u va i

: Nếu có điều kiện, GV có thể sử dụng

- dao động kí điện tử để HS có thể thay

- được hình ảnh quét được trên màn, từ do so sanh pha dao dong

: Ô Trong mạch điện xoay chiều, cuộn

- cảm thuần là phần tử có tác dụng làm

cho cường độ dòng điện tức thời trễ

: pha 2 so với điện áp

: O Nêu ý nghĩa của cảm kháng trong

‘mach điện xoay chiều chỉ có cuộn cam thuần ? Mối quan hệ giữa độ tự cam, tần số góc và cảm kháng với

-mức độ cản trở dòng điện trong

148

chiều của cuộn cảm Cảm kháng :

: xoay chiều của R và L khác hẳn

- nhau Trong khi điện trở làm yếu

- dòng điện do hiệu ứng Jun thì cuộn cảm làm yếu dòng điện do định luật

- GV yêu cầu HS nhắc lại các kiến thức

3 chính trong bài thông qua việc trả lời

- các câu hỏi củng cố : — Phát biểu và viết hệ thức của định

: luật Ôm cho mạch điện xoay chiều

- chỉ có điện trở thần và đoạn mạch chỉ

3 có cuộn cảm thuần ?

3 — So sanh pha dao dong cua u va i

- trong hai trường hợp trên ? -O Hoàn thành yêu cầu ở phiếu học

: Gợi ý : khi hai cuộn cảm mắc nối tiếp

thi điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch bằng tổng điện áp thành phần

149

: hai đầu mỗi cuộn

:— Đọc trước nội dung mục II trong

| bai

PHIEU HOC TAP

Câu 1 Đoạn mạch chứa một cuộn thuần cảm L, đặt vào hai đầu đoạn mạch

một điện áp tức thời w = U,„„cosøí (V) thì cường độ hiệu dụng trong mạch là bao nhiêu 2

ra dòng điện có cường độ hiệu dụng là ï = 2A Cam khang Z, co gia trị bao nhiêu 2

Câu 2 A

Câu 3 C

151

— Phát biểu được định luật Ôm cho đoạn mạch chỉ có tụ điện

- Từ biểu thức của điện áp tức thời của đoạn mạch xoay chiều, viết được biểu

thức của cường độ dòng điện tức thời trong trường hợp mạch chỉ có tụ điện

— Nêu được ý nghĩa của dung kháng trong mạch điện xoay chiều và tác dụng của tụ điện đối với mạch điện xoay chiêu

2 Về kĩnăng

— Quan sat thí nghiệm và rút ra kết luận hợp li

— Van dung lí thuyết làm được các bài tập trong SGK và các bài tập tương tự

II — CHUAN BỊ

Giao vién

Bộ thí nghiệm gốm có :

— nguồn xoay chiêu (máy phát dao động hình sin)

- nguồn điện một chiêu

- dây dẫn

— ampe kế xoay chiêu

- vôn kế xoay chiều

— khoá K

— 1 bóng đèn 6V

~ 1 tụ điện 1000/uF ~ 12V

(Nếu có điều kiện thì GV có thể chuẩn bị thí nghiệm với dao động kí điện tử

GV nên làm trước thí nghiệm để có các số liệu cụ thể, cũng như có kĩ năng

điều chỉnh các núm tỉnh, thô và các lối vào, đặc biệt là lựa chọn các điện trở

thuần và các tụ điện có giá trị thích hợp để thu được hình ảnh đồ thị rõ nét)

152