Giáo án Vật lý 12 nâng cao - TIẾT 36-37: DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ potx

-Yêu cầu HS nhận xét, bổ sung trả lời của bạn.. -Yêu cầu HS nhận xét, bổ sung trả lời của bạn.. -Yêu cầu HS nhận xét, bổ sung trả lời của bạn.. -Yêu cầu HS nhận xét, bổ sung -Nhận xét ,

Trang 1

Giáo án Vật lý 12 nâng cao - TIẾT 36-37: DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ

I MỤC TIÊU BÀI HỌC:

1.Kiến thức

- Biết được cấu tạo của mạch dao động LC và hiểu khái

niệm dao động điện từ

- Thiết lập được công thức về dao động điện từ riêng trong

mạch LC (các biểu thức phụ thuộc thời gian của điện tích,

cường độ dòng điện, hiệu điện thế, năng lượng điện từ)

- Hiểu nguyên nhân làm tắt dần dao động điện từ và nguyên

tắc duy trì dao động

- Hiểu sự tương tự dao động điện và dao động cơ

2.Kỹ năng

- Thành lập phương trình dao động : q, u, i, năng lượng dao

động

- Giải thích sự tương tự dao động cơ và điện

- Xác định được các đại lượng trong mạch dao động

II CHUẨN BỊ:

Trang 2

1 Giáo viên:

- Hình vẽ minh hoạ dao động điện từ hình 21.3, 21.4 Dao

động điện từ tắt dần

- Chuẩn bị thí nghiệm ảo minh hoạ rất chi tiết diễn biến dao

động điện trong mạch LC với đồ thị dao động tường minh

Có thể sử dụng phần mềm trong bài 13

2 Học sinh:

- Ôn lại dao động cơ học (dao động duy trì, dao động tự do,

dao động tắt dần )

- Ôn lại các định luật cho mạch điện, năng lượng tụ điện,

điện tích (n.lượng đ.trường, n.lượng từ trường)

III/ KIỂM TRA BÀI CŨ :

IV TIẾN TRÌNH DẠY HỌC :

HĐ CỦA GIÁO

VIÊN

HĐ CỦA HỌC

SINH

NỘI DUNG

- Khi nối tụ C đã

tích điện với

cuộn dây L thì

xuất hiện tượng

- Thảo luận và trả lời

1 Dao động điện trong mạch

LC

a/ Thí nghiệm:

Trang 3

gì ?

-Yêu cầu HS

nhận xét, bổ sung

trả lời của bạn

-Dòng điện này

có đặc điểm gì ?

-Yêu cầu HS

-Mạch dao động

là gì?

-Yêu cầu HS

-Nêu biểu thức

hđt thế ở hai đầu

cuộn L?

-Yêu cầu HS

-Nhận xét , bổ sung trả lời của bạn

- Thảo luận và trả lời

-Thảo luận và trả lời

-Nhận xét , bổ

-Mạch dao động LC là mạch gồm một tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp với một cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L thành một mạch điện kín

b/ Giải thích:

-Khi mạch dđ LC hoạt động trong mạch có dòng điện dạng sin Tụ C phóng điện qua L làm xuất hiện trong L một sđđ tự cảm làm chậm

sự phóng điện của tụ, và khi tụ hết điện thì dòng điện tự cảm lại nạp điện cho tụ nhưng theo chiều ngược lại Sau đó tụ lại phóng điện theo chiều ngược lại Hiện tượng này lặp đi lặp lại tạo thành dao động điện và dao động từ trong mạch

c/ Khảo sát định lượng

-Chọn chiều dương trong mạch là

Trang 4

-Nêu biểu thức

cường độ dòng

điện qua mạch ?

-Yêu cầu HS

-Nêu biểu thức

suất điện động tự

cảm ?

-Yêu cầu HS

-Nêu biểu thức

hiệu điện thế ở

hai đầu tụ C ?

-Yêu cầu HS

sung trả lời của bạn

-Nhận xét , bổ sung trả lời của

chiều đi qua cuộn cảm từ B đến A như hình vẽ Nếu dòng điện chạy theo chiều đó thì cường độ i > 0 , nếu đi theo chiều ngược lại thì i <

0

-Ta có : i = q’ dòng điện i chạy trong cuộn cảm sinh ra suất điện

động tự cảm : e = -Ldi

dt (1) Theo định luật Ôm : uAB = e – r.i

vì r = 0 (cuộn dây thuần cảm

) => uAB = e = -Ldi

dt (2) -Mặt khác, uAB cũng là hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện, nên ta có

: uAB = q

c (3)

Từ (1), (2) và (3), suy ra :

q

c = -Ldi

dt = -Lq”

=> q” + 1

LC q = 0 (4) -Pt (4) có nghiệm : q = qocos(t +

Trang 5

- Hướng dẫn HS

biến đổi để dẫn

tới phương trình

vi phân bậc 2 ?

-Yêu cầu HS so

sánh phương

trình (4) với pt

ĐLH của con lắc

lò xo

-Yêu cầu HS

nhận xét giá trị

của các đại lượng

điện q, i, u

-Yêu cầu HS

-Dao động diện

bạn

-Lắng nghe, theo dõi, ghi nhớ

)

 i = q’ = -qosin(t + )

 uAB = q q o

C  C cos(t +

) -Vậy các đ.lượng điện i,u,q của mạch dđ LC cùng biến đổi đ.hòa theo q.luật dạng sin đối với t.gian

-Nếu không có tác dụng điện, từ

từ bên ngoài lên mạch LC thì dđ

đó là dđ điện tự do (dao động riêng) của mạch dao động LC -Sự biến thiên tuần hoàn của điện trường giữa hai bản tụ và từ trường trong cuộn cảm trong mạch dao động được gọi là dao động điện từ

* Các đặc trưng của dđ điện từ tự

Trang 6

từ là gì ?

-Yêu cầu HS

-DĐ của con lắc

lò xo có các đặc

trưng riêng nào ?

-Yêu cầu HS

mạch LC có các

đặc trưng riêng

nào ? Viết CT

tính , T, f của

DĐĐT tự do

trong mạch dđ

LC ?

-Hãy viết CT

tính NL điện

-Thảo luận và lên bảng viết

do

-Tần số góc riêng :  = 1

LC

Chu kỳ riêng: T = 2 2 LC



-Tần số riêng : f = 1 1

2

2 Năng lượng điện từ của mạch dao động LC

-Năng lượng điện tập trung trong tụ:

WC = 1 2 2 2

cos

o

q q

C  C (t + ) -Năng lượng từ tập trung trong cuộn cảm:

WL = 1 2 2

o

q Li

C

 sin2(t + )

-Năng lượng toàn phần của mạch

LC

W = WC + WL =

2

o

q

C=const

Trang 7

trường của tụ

điện ?

-Yêu cầu HS

-Hãy viết CT

tính NL từ

trường của cuộn

cảm ?

-Yêu cầu HS

-Hãy viết biểu

thức NL điện từ

của mạch dđ ?

-Yêu cầu HS

-Hãy nêu KL về

năng lượng của

Vậy : trong quá trình dao động

điện từ, có sự chuyển hóa giữa năng lượng điện trường và năng lượng từ trường và ngược lại, nhưng tổng của chúng thì không đổi

3 Dao động điện từ tắt dần :

-Dao động điện từ tắt dần là dao động điện từ có các biên độ giảm dần theo thời gian

-Nguyên nhân là do trong thực tế, các mạch dao động LC đều có điện trở R nên trong mạch luôn có nhiệt lượng tỏa ra làm năng lượng toàn phần bị giảm liên tục

4 Dao động điện từ duy trì –Hệ

tự dao động

-Để dđ động điện từ của mạch không bị tắt dần ta dùng mạch duy trì dđ cung cấp năng lượng

Trang 8

mạch dđ LC ?

- DĐ cơ tắt dần

là gì ? nguyên

nhân ?

-DĐĐT tắt dần là

gì? nguyên nhân

?

-Yêu cầu HS

-DĐĐT duy trì là

gì ?

-Yêu cầu HS

-Làm cách nào

để DĐĐT không

bị tắt dần ?

bù lại phần năng lượng mà mạch mất đi sau mỗi chu kỳ dđ, tuy nhiên không làm thay đổi chu kỳ

dđ riêng của mach

-Cách phổ biến để tạo ra dao động điện từ duy trì là dùng mạch tranzito Máy tạo ra dao động duy trì còn gọi là máy phát dao động dùng tranzito

5/ Dao động điện từ cưỡng bức

Sự cộng hưởng

-Dao động điện từ cưỡng bức là

dđ bắt buộc với tần số góc bằng tần số góc của nguồn điện ngoài -Khi tần số góc của nguồn điện ngoài bằng tần số góc riêng của mạch thì trong mạch xảy ra cộng hưởng Biên độ của dđđt cưỡng bức đạt giá trị cực đại

-Giá trị cực đại của biên độ khi

Trang 9

-Yêu cầu HS

-DĐ CB là gì ?

-Yêu cầu HS

-DĐĐT CB là

gì?

-Yêu cầu HS

-Điện trở R của

mach LC có ảnh

hưởng ntn đến

biên độ của

DĐĐT CB khi

cộng hưởng tùy thuộc vào điện trở R của mach LC Khi R lớn thì đỉnh cộng hưởng thấp ta có cộng hưởng tù Khi R nhỏ thì đỉnh cộng hưởng nhọn ta có cộng hưởng nhọn

-Hiện tượng cộng hưởng được ứng dụng trong các mạch lọc, chọn sóng, tách sóng

6/ Sự tương tự giữa dđđt và dđ

cơ

-HS đọc thêm trong SGK

Trang 10

có cộng hưởng

-Yêu cầu HS

-Thông báo các

UD của h.tg CH

trong mạch LC

HD để HS thấy

những điểm

giống nhau giữa

dao động điện từ

và dao động cơ

học

-N.Xét, đánh giá

giờ dạy

V CỦNG CỐ – DẶN DÒ:

-Tóm lược kiến thức trọng tâm của bài, hướng dẫn HS trả lời các câu hỏi sau bài học, yêu cầu HS về làm

Trang 11

các BT 1,2,3,4 sau bài học.Yêu cầu HS đọc trước bài 21

Định dạng
Số trang	11
Dung lượng	206,83 KB