Vật lí lớp 12 - Tiết 23: CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU (2) doc

Mục tiêu: a Về kiến thức: - Phát biểu được định luật Ôm đối với đoạn mạch điện xoay chiều chỉ chứa cuộn cảm thuần.. - Phát biểu được tác dụng của cuộn cảm thuần trogn mạch điện xoay ch

Vật lí lớp 12 - Tiết 23: CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY

CHIỀU (2)

1 Mục tiêu:

a) Về kiến thức:

- Phát biểu được định luật Ôm đối với đoạn mạch điện xoay chiều chỉ chứa cuộn cảm thuần

- Phát biểu được tác dụng của cuộn cảm thuần trogn mạch điện xoay chiều

- Viết được công thức định luật ôm cho mạch chỉ có cuận cảm thuần và công thức tính cảm kháng

b) Về kỹ năng:

- Vận dụng được kiến thức đã học để giải một số 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:

- Một số dụng cụ thí nghiệm như dao động

kí điện tử, ampe kế, vôn kế, một số điện trở, cuộn

cảm để minh hoạ

b) Chuẩn bị của HS:

- Học bài cũ

- Ôn lại các kiến thức về suất điện động tự cảm  di

e L

dt

3 Tiến trình bài dạy:

* Ổn định lớp: (1 phút)

a) Kiểm tra bài cũ: (5 phút)

Câu hỏi:

1 Nêu tác dụng của điện trở, viết biểu thức định luật ôm cho mạch chỉ có điện trở, giải thích các đại lượng trong công thức

2 Nêu tác dụng của tụ, viết biểu thức định luật

ôm cho mạch chỉ có tụ, công thức định nghĩa dung kháng, giải thích các đại lượng trong công thức

Đáp án:

1 Mạch chỉ có điện trở: I U

R

 (Giải thích SGK)

2 Mạch chỉ có tụ:

C

U I Z

 Z C 1

C



 (Giải thích

SGK)

Hoạt động 1 (1 phút): Đặt vấn đề

- Với mạch chỉ có cuộn cảm thuần thì dòng điện và điện áp trong mạch khác nhau như thế nào?

Hoạt động 2 (23 phút): Tìm hiểu mạch điện

xoay chiều chỉ có cuộn cảm thuần

Hoạt động của

GV

Hoạt động của

HS

Kiến thức cơ

bản

- Cuộn cảm - HS nghiên cứu III Mạch điện

thuần là gì?

(Cuộn cảm thuần

là cuộn cảm có

điện trở không

đáng kể, khi có

dòng điện xoay

chiều chạy qua

cuộn cảm sẽ xảy

ra hiện tượng tự

cảm.)

- Khi có dòng

điện cường độ i

chạy qua cuộn

cảm (cuộn dây

dẫn nhiều vòng,

ống dây hình trụ

thẳng dài, hoặc

hình xuyến…) 

Sgk để trả lời

- Dòng điện qua cuộn dây tăng lên  trong cuộn dây xảy ra

hiện tượng tự cảm, từ thông

qua cuộn dây:

 = Li

- Từ thông  biến thiên tuần hoàn theo t

xoay chiều chỉ

có cuộn cảm thuần

- Cuộn cảm thuần là cuộn cảm có điện trở không đáng kể

1 Hiện tượng

tự cảm trong mạch điện xoay chiều

- Khi có dòng điện i chạy qua

1 cuộn cảm, từ thông tự cảm

có biểu 1 Yêu cầu về kiến thức, kỹ năng,

có hiện tượng gì

xảy ra trong ống

dây?

- Trường hợp i là

một dòng điện

xoay chiều thì 

trong cuộn dây?

- Xét t vô cùng

nhỏ (t  0) 

suất điện động tự

cảm trong cuộn

cảm trở thành gì?

- Y/c HS hoàn

thành C5

- Đặt vào hai đầu

- Trở thành đạo hàm của i theo t

- Khi i tăng 

etc < 0, tương đương với sự tồn tại một nguồn điện

di di

dt dt

 u AB ri L di

dt

 

- HS ghi nhận và theo sự hướng dẫn của GV để khảo sát mạch điện này

tư duy

 = Li với L là độ tự cảm của cuộn cảm

- Trường hợp i

là một dòng điện xoay chiều, suất điện động tự cảm:

i

t



 



- Khi t  0:

di

dt

 

2 Khảo sát

của một cuộn

thuần cảm (có độ

tự cảm L, điện

trở trong r = 0)

một điện áp xoay

chiều, tần số góc

, giá trị hiệu

dụng U  trong

mạch có dòng

điện xoay chiều

- Điện áp hai đầu

của cảm thuần có

biểu thức như thế

nào?

2

di

Hay

cos

2

u LI  t

Vì cos( )

2

cos

u U  t

 U = LI

- So sánh với định luật Ohm,

có vai trò tương

tự như điện trở

mạch điện xoay chiều có cuộn cảm thuần

- Đặt vào hai đầu L một điện

áp xoay chiều Giả sử i trong mạch là:

i = I 2cost

- Điện áp tức thời hai đầu cuộn cảm thuần:

2

di

Hay

~

u

i

L

- Hướng dẫn HS

đưa phương trình

u về dạng cos

- Đối chiếu với

phương trình

tổng quát của u

 điện áp hiệu

dụng ở hai đầu

cuộn cảm?

- ZL đóng vai trò

gì trong công

thức?

R trong mạch chứa điện trở

- Là đơn vị của điện trở ()

1

A

A s s

 

 

  

 

 

 

 

- Trong đoạn mạch chỉ có một cuộn cảm thuần:

i trễ pha /2 so với u, hoặc u sớm pha /2 so với i

cos

2

u LI  t

a Điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn cảm: U =

LI Suy ra:

U I L





Đặt ZL =

L

Ta có:

L

U I Z



Trong đó ZL gọi là cảm kháng của mạch

- Định luật

 ZL có đơn vị

là gì?

L

e

di dt

 

 

 

 

 

- Dựa vào

phương trình i và

u có nhận xét gì

về pha của

chúng?

i = I 2cost 

cos

2

u U  t

Hoặc

u = U 2cost 

- Biểu hiện sự cản trở dòng điện xoay chiều

- Vì ZL = L nên khi f lớn 

ZL sẽ lớn  cản trở nhiều

Ohm: (Sgk)

b Trong đoạn mạch chỉ có một cuộn cảm thuần: i trễ pha

/2 so với u, hoặc u sớm pha

/2 so với i

3 Ý nghĩa của cảm kháng + ZL là đại lượng biểu hiện

sự cản trở dòng

2

i I  t

- Tương tự, ZL là

đại lượng biểu

hiện điều gì?

- Với L không

đổi, đối với dòng

điện xoay chiều

có tần số lớn hay

bé sẽ cản trở lớn

đối với dòng điện

xoay chiều

- Lưu ý: Cơ chế

tác dụng cản trở

dòng điện xoay

chiều của R và L

khác hẳn nhau

Trong khi R làm

yếu dòng điện do

điện xoay chiều của cuộn cảm + Cuộn cảm có

L lớn sẽ cản trở nhiều đối với dòng điện xoay chiều, nhất là dòng điện xoay chiều cao tần + ZL cũng có tác dụng làm cho i trễ pha

/2 so với u

hiệu ứng Jun thì

cuộn cảm làm

yếu dòng điện do

định luật Len-xơ

về cảm ứng từ

Hoạt động 3 (10 phút): Mở rộng bài toán

Hoạt động của

GV

Hoạt động của

HS

Kiến thức cơ

bản

- Nếu cuộn cảm có

điện trở thuần khác

0 thì làm thế nào?

- Suy nghĩ, trả lời câu hỏi

4 Lưu ý: Nếu cuộn cảm có điện trở thuần khác 0 thì có thể thay thế bằng cuộn cảm có điện trở thuần bằng

0 mắc nối tiếp

với điện trở thuần có giá trị bằng điện trở thuần của cuộn cảm ban đầu

c) Củng cố, luyện tập: (3 phút)

- GV nhắc lại kiến thức trọng tâm

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

- Trả lời câu hỏi còn lại trong sbt

- Làm bài tập còn lại trong sbt

* RÚT KINH NGHIỆM