MỤC TIÊU BÀI HỌC: 1.Kiến thức -Biết dòng điện xoay chiều có đặc điểm là hiệu điện thế và cường độ dòng điện biến đổi theo thời gian với hàm số dạng sin.. -Hiểu rõ sự đồng pha giữa hiệu
Trang 1Giáo án Vật lý 12 nâng cao - TIẾT 43: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CHỈ CÓ ĐIỆN TRỞ
THUẦN
I MỤC TIÊU BÀI HỌC:
1.Kiến thức
-Biết dòng điện xoay chiều có đặc điểm là hiệu điện thế và cường độ dòng điện biến đổi theo thời gian với hàm số dạng sin
-Hiểu rõ sự đồng pha giữa hiệu điện thế với cường độ dòng điện trong đoạn mạch chỉ có điện trở thuần
-Biết cách biểu diễn sự đồng pha ấy bằng giản đồ vectơ -Hiểu ý nghĩa của các giá trị hiệu dụng và cách tính nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở thuần
2.Kỹ năng
Đồ dùng dạy học
- Dao động kí điện tử hai chùm tia và các phụ kiện Chú ý nơi đặt máy để HS dễ quan sát
Trang 2- Bộ dụng cụ thí nghiệm tương tự như đã trình bày trong SGK Điện trở thuần, vôn kế, ampe kế, nguồn điện xoay chiều, ngắt điện và các dây nối
II CHUẨN BỊ:
1 Giáo viên:
-Nắm được khái niệm dòng điện xoay chiều và hiệu điện thế xoay chiều Biết cách xác định độ lệch pha giữa dòng điện và hiệu điện thế xoay chiều theo biểu thức hoặc theo
đồ thị biểu diễn chúng
-Hiểu các đặc điểm của đoạn mạch xoay chiều chỉ có điện trở thuần
-Nắm được các giá trị hiệu dụng và cách tính công suất tỏa nhiệt của dòng điện xoay chiều
2 Học sinh:
-Dao động kí điện tử hai chùm tia
-Nguồn điện xoay chiều
-Một điện trở thuần và một đoạn mạch xoay chiều bất kì (
có thể gồm một điện trở thuần và một cuộn dây mắc nối tiếp )
Trang 3III KIỂM TRA BÀI CŨ:
IV TIẾN TRÌNH DẠY HỌC :
HĐ CỦA GIÁO
VIÊN
HĐ CỦA HỌC
-Dùng mô hình
máy phát điện
xoay chiều có nối
với một vôn kế
nhạy để minh họa
cho nguyên tắc tạo
suất điện động
xoay chiều
-Theo định luật
cảm ứng điện từ,
trong khung dây
xuất hiện một suất
điện động xoay
chiều được xác
- Đọc SGK theo
HD
- Thảo luận nhóm
- Trình bày
- Nhận xét bạn
1 Suất điện động xoay chiều
-Cho một khung dây có diện tích S quay đều với vận tốc góc quanh một trục vuông góc với các đường sức của một từ trường đều có cảm ứng từ Bur Theo định luật cảm ứng điện từ, suất điện động biến đổi điều hòa theo thời gian :
e = Eocos(t + o) (36.1)
-Đó là suất điện động xoay
Trang 4định như thế nào ?
-Yêu cầu HS nhắc
lại các công thức
tính chu kì và tần
số của dao động
điều hòa để vận
dụng nó cho dao
động điện
-Đặc điểm cơ bản
của dao động
cưỡng bức trong
cơ học là gì ?
-Dao động điện
cưỡng bức trong
mạch có đặc điểm
gì ?
-Hướng dẫn học
- Đọc SGK theo
HD
- Thảo luận nhóm
- Trình bày về cường độ dòng điện và hiệu điện thế xoay chiều
- Nhận xét bạn
chiều, chu kì và tần số biến đổi của suất điện động T =
2
, f =
2
2 Hiệu điện thế xoay chiều Dòng điện xoay chiều
u = Uocos(t + 1) (36.2)
i = Iocos(t + 2) (36.3)
-Hiệu điện thế biến đổi điều hòa theo thời gian gọi là hiệu điện thế xoay chiều
-Dòng điện có cường độ biến đổi điều hòa theo thời gian gọi là dòng điện xoay chiều -Độ lệch pha của hiệu điện thế xoay chiều đối với dòng điện xoay chiều là = 1 -2
Trang 5sinh quan sát hình
ảnh bằng dao động
kí hoặc quan sát đồ
thị GV : Viết biểu
thức hiệu điện thế
và cường độ dòng
điện xoay chiều ?
-Về biểu thức của
dòng điện và hiệu
điện thế, cần cho
HS thấy rõ các đại
lượng tức thời là
các giá trị đại số
được viết theo một
quy ước dấu cụ
thể
-Hiệu điện thế
xoay chiều là gì ?
-Cường độ dòng
- Trả lời câu hỏi C1
- Trả lời câu hỏi C2
- Đọc SGK theo
HD
- Thảo luận nhóm
- Trình bày
- Nhận xét bạn
3 Vật dẫn có điện trở thuần trong mạch điện xoay chiều
Hình 36.3 Đoạn mạch chỉ có
điện trở thuần
-Đặt một hiệu điện thế xoay chiều u = Uocost vào hai đầu đoạn mạch chỉ có một điện trở thuần R Áp dụng định luật Ôm
cos cos
o
o
U u
-Như vậy, dòng điện trên điện trở thuần biến thiên đồng pha với hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch và có biên độ xác định bởi :
Trang 6điện xoay chiều là
gì
-Hướng dẫn vẽ
giãn đồ vectơ biểu
diễn u và I trên
cùng một hệ trục
từ đó rèn luyện HS
tìm độ lệch pha
giữa dòng điện và
hiệu điện thế
-Độ lệch pha
được xác định như
thế nào ?
-Viết biểu thức
định luật Ohm cho
đoạn mạch có R
đối với dòng điện
một chiều ?
- Trả lời câu hỏi C3
- Đọc SGK theo
HD
- Thảo luận nhóm
- Trình bày
Io = U o
R (36.4)
Hình 36.4 Giản đồ vectơ cho
đoạn mạch chỉ có điện trở
thuần
4 Các giá trị hiệu dụng
-Cho dòng điện xoay chiều có cường độ i = Iocost chạy qua đoạn mạch chỉ có điện trở thuần R Công suất tỏa nhiệt tức thời có biểu thức :
p = Ri2 = R 2
o
I cos2t
p = 2 2cos 2
RI RI
t
-Công suất tỏa nhiệt trung bình của dòng điện trong thời gian là
P = 2
2
o
RI
(36.5)
Trang 7-Viết biểu thức
hiệu điện thế xoay
chiều ở hai đầu
đoạn mạch chứa R
?
-Trong từng
khoảng thời gian
rất nhỏ, hiệu điện
thế và cường độ
dòng điện coi như
không đổi, ta có
thể áp dụng định
luật Ohm như đối
với dòng điện
không đổi ?
-Dòng điện trên
điện trở thuần R
biến thiên như thế
nào so với hiệu
điện thế giữa hai
- Nhận xét bạn
- Đọc SGK theo
HD
- Thảo luận nhóm
- Trình bày
- Nhận xét bạn
-Nhiệt lượng tỏa ra trong thời gian là :
Q = 2
2
o
RI
-Cho dòng điện không đổi cường độ I chạy qua điện trở nói trên trong cùng thời gian
sao cho nhiệt lượng tỏa ra cũng bằng Q, nghĩa là
Q = RI2 (36.6)
I =
2
o
I
(36.7)
-Cường độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều bằng cường độ của một dòng điện không đổi, mà khi cho hai dòng điện đó lần lượng đi qua cùng một điện trở trong những khoảng thời gian bằng nhau đủ dài thì tỏa ra những
Trang 8đầu đoạn mạch ?
-Biên độ được xác
định như thế nào ?
-Viết biểu thức
cường độ dòng
điện chạy qua
đoạn mạch có điện
trở thuần R ?
-Viết biểu thức
công suất tỏa nhiệt
tức thời ?
-Hướng dẫn học
sinh biến đổi biểu
thức ?
-Nêu nhận xét đặc
điểm 2 số hạng
trên ?
-Công suất tỏa
- Trả lời câu hỏi C4
nhiệt lượng bằng nhau
-Tương tự suất điện động hiệu dụng
E =
2
o
E
(36.8) -Và hiệu điện thế hiệu dụng
U =
2
o
U
(36.9)
Trang 9nhiệt trung bình
của dòng điện
trong thời gian ?
-Hướng dẫn học
sinh đi tới biểu
thức cường độ
dòng điện hiệu
dụng ?
-Định nghĩa cường
độ dòng điện hiệu
dụng ?
-Giới thiệu ampere
kế và volt kế ?
IV 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
cc BT 1,2,3 sau bài học
