Vật lí lớp 12 - Tiết: 25 MẮC NỐI TIẾP MẠCH CÓ R, L, C pdf

Mục tiêu: a Về kiến thức: - Nêu lên được những tính chất chung của mạch điện xoay chiều mắc nối tiếp.. - Viết được công thức định luật Ôm cho đoạn mạch xoay chiều có R, L, C mắc nối ti

Vật lí lớp 12 - Tiết: 25 MẠCH CÓ R, L, C

MẮC NỐI TIẾP

1 Mục tiêu:

a) Về kiến thức:

- Nêu lên được những tính chất chung của mạch điện xoay chiều mắc nối tiếp

- Nêu được những điểm cơ bản của phương pháp giản đồ Fre-nen

- Viết được công thức tính tổng trở

- Viết được công thức định luật Ôm cho đoạn mạch xoay chiều có R, L, C mắc nối tiếp

- Viết được công thức tính độ lệch pha giữa i

và u đối với mạch có R, L, C mắc nối tiếp

- Nêu được đặc điểm của đoạn mạch có R,

L, C nối tiếp khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng điện

b) Về kỹ năng:

- Giải được các bài tập đơn giản

c) Về thái độ:

- Có thái độ nghiêm túc học tập

2 Chuẩn bị của GV và HS:

a) Chuẩn bị của GV:

- Chuẩn bị thí nghiệm gồm có dao động kí

điện tử (hai chùm tia), các vôn kế và ampe kế, các

phần tử R, L, C

b) Chuẩn bị của HS:

- Ôn lại phép cộng vectơ và phương pháp

giản đồ Fre-nen để tính tổng hai dao động điều hoà

cùng tần số

3 Tiến trình bài dạy:

* Ổn định lớp: (1 phút)

a) Kiểm tra bài cũ (5 phút)

Câu hỏi:

- Nêu tác dụng của cuộn cảm, viết biểu thức định luật ôm cho mạch chỉ có cuộn cảm, công thức định nghĩa cảm kháng kháng, giải thích các đại lượng

trong công thức

Đáp án:

- Mạch chỉ có cuộn cảm:

L

U I Z

 Z L L (Giải thích

SGK)

Hoạt động 1 (1 phút): Đặt vấn đề

- Với mạch RLC nối tiếp thì dòng điện và điện áp trong mạch khác nhau như thế nào?

Hoạt động 2 (15 phút): Tìm hiều về phương

pháp giản đồ Fre-nen

Hoạt động của

GV

Hoạt động của HS

Kiến thức cơ

bản

- Tại một thời

điểm, dòng điện

trong mạch chạy

- HS ghi nhận định luật về điện áp tức

I Phương pháp giản đồ Fre-nen

theo 1 chiều nào đó

 dòng một chiều

 vì vậy ta có thể

áp dụng các định

luật về dòng điện

một chiều cho các

giá trị tức thời của

dòng điện xoay

chiều

- Xét đoạn mạch

gồm các điện trở

R1, R2, R3 … mắc

nối tiếp Cho dòng

điện một chiều có

cường độ I chạy

qua đoạn mạch 

U hai đầu đoạn

mạch liên hệ như

thời

U = U1 + U2 +

U3 + …

u = u1 + u2 +

u3 + …

- Chúng đều

1 Định luật về điện áp tức thời

- Trong mạch xoay chiều gồm nhiều đoạn

mạch mắc nối tiếp thì điện áp tức thời giữa hai đầu của mạch bằng tổng đại số các điện

áp tức thời giữa hai đầu của

từng đoạn mạch

ấy

u = u1 + u2 + u3

+ …

thế nào với Ui hai

đầu từng đoạn

mạch?

- Biểu thức định

luật đối với dòng

điện xoay chiều?

- Khi giải các mạch

điện xoay chiều, ta

phải cộng (đại số)

các điện áp tức

thời, các điện áp

tức thời này có đặc

điểm gì?

 Ta sử dụng

phương pháp giản

đồ Fre-nen đã áp

dụng cho phần dao

động  biểu diễn

là những đại lượng xoay chiều hình sin cùng tần số

- HS đọc Sgk

và ghi nhận những nội dung của phương pháp giản đồ Fre-nen

- HS vẽ trong các trường hợp đoạn mạch chỉ có

R, chỉ có C, chỉ có L và

2 Phương pháp giản đồ Fre-nen

a Một đại lượng xoay chiều hình sin được biểu diễn bằng 1 vectơ quay, có độ dài

tỉ lệ với giá trị hiệu dụng của đại lượng đó

b Các vectơ quay vẽ trong

mặt phẳng pha,

trong đó đã chọn một hướng làm gốc

những đại lượng

hình sin bằng

những vectơ quay

- Vẽ minh hoạ

phương pháp giản

đồ Fre-nen:

cos

1

Xr

cos(

x X  t

2

Xr

+ Trường hợp  >

0

+ Trường hợp  <

0

đối chiếu với hình 14.2 để nắm vững cách vẽ

và một chiều

gọi là chiều

dương của pha

để tính góc pha

c Góc giữa hai vectơ quay

bằng độ lệch pha giữa hai đại lượng xoay

chiều tương ứng

d Phép cộng đại số các đại

2

Xr

1

Xr



+

2

Xr

1

Xr



+

lượng xoay chiều hình sin (cùng f) được thay thế bằng

phép tổng hợp các vectơ quay tương ứng

e Các thông tin

về tổng đại số phải tính được hoàn toàn xác định bằng các tính toán trên giản đồ Fre-nen tương ứng

Hoạt động 3 (18 phút): Tìm hiểu mạch có R, L,

C mắc nối tiếp

Hoạt động của

GV

Hoạt động của

HS

Kiến thức cơ

bản

- Trong phần

này, thông qua

phương pháp

giản đồ Fre-nen

để tìm hệ thức

giữa U và I của

một mạch gồm

một R, một L

và một C mắc

nối tiếp

- Hướng dẫn

HS vẽ giản đồ

Fre-nen trong

cả hai trường

hợp: UC > UL

(ZC > ZL) và

- HS vận dụng các kiến thức về phương pháp giản đồ Fre-nen

để cùng giáo viên đi tìm hệ thức giữa U và

I

II Mạch có R, L,

C mắc nối tiếp

1 Định luật Ôm cho đoạn mạch có

R, L, C mắc nối tiếp Tổng trở

- Điện áp tức thời hai đầu đoạn

mạch:

u = U 2cost

- Hệ thức giữa các điện áp tức thời trong mạch:

u = uR + uL + uC

UC < UL (ZC <

ZL)

- Dựa vào hình

vẽ (1 trong hai

trường hợp để

xác định hệ

thức giữa U và

I

- Có thể hướng

dẫn HS vẽ giản

đồ Fre-nen theo

kiểu đa giác

lực (nếu cần)

- Y/c HS về

nhà tìm hệ thức

liên hệ giữa U

và I bằng giản

đồ còn lại

+ Giả sử UC >

UL (ZC > ZL)

- Biểu diễn bằng các vectơ quay:

R L C

U Ur  r Ur Ur

Trong đó:

UR = RI, UL = ZLI,

UC = ZCI

- Theo giản đồ:

R LC

L C

U U U

R Z Z I

- Nghĩa là:

( L C)

I

Z

 

(Định luật Ôm trong mạch có R,

L

Ur

C

Ur

LC

Ur

R

Ur

Ur

Ir

- Đối chiếu với

định luật Ôm

trong đoạn

mạch chỉ có R



R  Z Z đón

L, C mắc nối tiếp)

Z R  Z Z

gọi là tổng trở

của mạch

2 Độ lệch pha giữa điện áp và dòng điện

R

U U

 

- Nếu chú ý đến dấu:

R

U U Z Z

+ Nếu ZL > ZC 

 > 0: u sớm pha

so với i một góc



g vai trò là điện

trở  gọi là

tổng trở của

mạch, kí hiệu

là Z

- Dựa vào giản

đồ  độ lệch

pha giữa u và i

được tính như

thế nào?

- Chú ý: Trong

công thức bên

 chính là độ

lệch pha của u

+ Giả sử UC <

UL (ZC < ZL)

- Tính thông qua tan

với tan LC

R

U U

 

- Nếu chú ý đến dấu:

R

U U Z Z

+ Nếu ZL < ZC 

 < 0: u trễ pha

so với i một góc



3 Cộng hưởng điện

- Nếu ZL = ZC thì tan = 0   = 0 : i cùng pha với u

- Lúc đó Z = R 

Imax

U I R

  L 1

C







 Gọi đó là hiện

L

Ur

C

Ur

LC

Ur

R

Ur

Ur

Ir

đối với i (u/i)

- Nếu ZL = ZC,

điều gì sẽ xảy

ra?

(Tổng trở của

mạch lúc này

có giá trị nhỏ

nhất)

- Khi đó  = 0

 u cùng pha i

Tổng trở Z = R

 Imax

ZL = ZC

tượng cộng

hưởng điện

- Điều kiện để có cộng hưởng điện là:

1

L C

C





Hay 2

1

LC

- Điều kiện để

cộng hưởng

điện xảy ra là

gì?

c) Củng cố, luyện tập: (3 phút)

- GV nhắc lại kiến thức trọng tâm của bài học

d) Hướng dẫn học sinh tự học ở nhà: (2 phút)

- Trả lời câu hỏi trong sgk

- Làm bài tập trong sgk

* RÚT KINH NGHIỆM