Giáo án tự chọn vật lý 12 cơ bản_2

Yêu cầu học sinh chọn mốc thế năng và viết biểu thức tính thế năng của con lắc đơn Yêu cầu học sinh viết biểu thức tính cơ năng của con lắc đơn.. Yêu cầu học sinh nêu công thức tính côn

Trang 1

 Giáo án tự chọn Lý 12 CB  Biên soạn : Dương Văn Đổng – Trường THPT Bùi Thị Xuân – Bình Thuận  Trang 1

Chủ đề 1 : DAO ĐỘNG CƠ (4 tiết) Tiết 1 - 2 BỔ SUNG VỀ CON LẮC LÒ XO Tiết 1

Hoạt động 1 (5 phút) : Kiểm tra bài cũ : Nêu cấu tạo và hoạt động của con lắc lò xo nằm ngang.

Hoạt động 2 (10 phút) : Tòm hiểu cấu tạo và hoạt động của con lắc lò xo treo thẳng đứng.

Vẽ hình 2.1

Yêu cầu học sinh nêu

cấu tạo của con lắc lò

xo treo thẳng đứng

Yêu cầu học sinh mô

tả chuyển động của

I Lý thuyết

1 Con lắc lò xo treo thẳng đứng

Gồm lò xo có độ cứng k, có khối lượng không đáng kể, được treo vào một điểm cố định, còn vật có khối lượng m, được móc vào đầu dưới của lò xo

Kéo vật theo phương thẳng đứng khỏi vị trí cân bằng một đoạn nhỏ rồi buông tay, ta thấy con lắc dao động quanh vị trí cân bằng

Hoạt động 3 (15 phút) : Khảo sát dao động của con lắc lò xo thẳng đứng về mặt động lực học.

bằng của vật

Yêu cầu học sinh viết

phương trinh động lực học

dưới dạng véc tơ

Yêu cầu học sinh chiếu lên

trục Ox để tìm phương trình

động lực học dưới dạng đại

số

Yêu cầu học sinh kết luận

về dao động điều hòa của

cong lắc lò xo treo thẳng

đứng

Xem hình vẽ

Xác định các lực tác dụng lên vật

Xác điịnh độ dãn của lò xo

ở vị trí cân bằng

Viết phương trinh động lực học dưới dạng véc tơ

Chiếu lên trục Ox để tìm phương trình động lực học dưới dạng đại số

Kết luận về dao động điều hòa của cong lắc lò xo treo thẳng đứng

2 Khảo sát dao động của con lắc lò xo thẳng đứng về mặt động lực học

a) Xác định vị trí cân bằng

Trong quá trình dao động, vật chịu tác dụng của trọng lực →P và lực đàn hồi F→dh của lò xo

Ở vị trí cân bằng ta có: →P + F→dh = →0 Chiếu lên trục Ox ta có:

mg – k∆l0 = 0 Với ∆l0 là độ dãn của lò xo ở vị trí cân bằng

b) Xác định hợp lực tác dụng vào vật

Ở vị trí có tọa độ x ta có: →P + F→dh = m→a Chiếu lên trục Ox ta có:

m

k Hợp lực tác dụng vào vật là lực kéo về, có độ lớn tỉ lệ với li độ: F = -kx

Hoạt động 4 (15 phút) : Tìm hiểu phương trình và đồ thị của dao động điều hòa.

Giới thiệu phương trình vi

phân của dao động điều hòa

Yêu cầu h/s nêu phương trình

của dao động điều hòa

Giới thiệu đồ thị li độ – thời

gian của dao động điều hòa

Ghi nhận phương trình vi phân của dao động điều hòa

Nêu phương trình li độ của dao động điều hòa

Ghi nhận đồ thị li độ – thời gian của dao động điều hòa

3 P hương trình và đồ thị của dao động điều hòa

a) Phương trình vi phân của dao động điều hòa

a = x’’ = - ω2x hay x’’ + - ω2x = 0

b) Phương trình của dao động điều hòa

x = Acos(ωt + ϕ)

c) Đồ thị của dao động điều hòa

Với ϕ = 0 ta có:

Li độ:

Trang 2

 Giáo án tự chọn Lý 12 CB  Biên soạn : Dương Văn Đổng – Trường THPT Bùi Thị Xuân – Bình Thuận  Trang 2 Giới thiệu đồ thị vận tốc –

thời gian của dao động điều

hòa

Giới thiệu đồ thị gia tốc –

thời gian của dao động điều

hòa

Yêu cầu học sinh dựa vào đồ

thị, nhận xét về độ lệch pha

Vận tốc:

Gia tốc:

Tiết 2

Hoạt động 5 (10 phút) : Tìm hiểu cơ năng của con lắc lò xo treo thẳng đứng.

Yêu cầu học sinh chọn mốc

thế năng và viết biểu thức

thế năng của con lắc

Yêu cầu học sinh viết biểu

thức cơ năng của con lắc

Giới thiệu sự bảo toàn cơ

năng của con lắc

Giới thiệu đồ thị biểu diễn

sự phụ thuộc của thế năng,

động năng và cơ năng của

con lắc vào li độ

Chọn mốc thế năng và viết biểu thức thế năng của con lắc

Viết biểu thức cơ năng của con lắc

Ghi nhận sự bảo toàn cơ năng của con lắc

Ghi nhận đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của thế năng, động năng và cơ năng của con lắc vào li độ

4 Cơ năng của con lắc lò xo treo thẳng đứng

a) Thế năng

Chọn gốc thế năng tại vị trí cân bằng ta có:

Wt = 2

1

kx2 + 2

1

mv2 = 2

1

kA2 = hằng số

Hoạt động 6 (30 phút) : Giải bài tập ví dụ.

Yêu cầu học sinh lập và giải

hệ phương trình để tìm chiều

dài ban đầu và độ cứng của lò

xo

Yêu cầu học sinh tính tần số

góc và chu kì của dao động

Yêu cầu học sinh chọn trục

tọa độ, gốc thời gian

Yêu cầu học sinh tìm biên

độ, pha ban đầu và viết

phương trình dao động

Yêu cầu học sinh tính vận tốc

của vật tại vị trí có li độ x =

1cm

Lập và giải hệ phương trình để tìm chiều dài ban đầu và độ cứng của lò xo

Tính tần số góc và chu kì của dao động

Chọn trục tọa độ, gốc thời gian

Tìm biên độ, pha ban đầu và viết phương trình dao động

Tính vận tốc của vật tại vị trí có li độ x = 1cm

II Bài tập ví dụ

Bài 1

a) Ta có: m1g = k(l1 – l0) (m1 + m2)g = 2m1g = k(l2 – l0) => l2 – l0 = 2(l1 – l0)

=> l0 = 2l1 – l2 = 64 – 34 = 30 (cm)

k =

3 , 0 32 , 0

8 , 9 15 , 0

0 1

1

−

=

− l l

g m

= 73,5 (N/m)

b) ω =

15 , 0

5 , 73

14 , 3 2

2 = ω

π

= 0,28 (s) Chọn trục tọa độ Ox thẳng đứng, chiều dương từ trên xuống, gốc O tại vị trí cân bằng, ta có: Khi t = 0 thì x0 = 2cm và v0 = 0

Do đó: A = 2cm và ϕ = 0

Vậy phương trình dao động của vật là:

x = cos22,1t (cm)c) Ta có: v = ± ω A2 − x2

= ± 22 , 1 22 − 12 = 38 (cm/s)

Trang 3

Yêu cầu học sinh tính cơ

năng của vật dao động

cực đại

Yêu cầu học sinh tính thế

năng và động năng tại vị trí

có li độ x = 2cm

của vật tại vị trí có li độ x =

2cm

Yêu cầu học sinh tính động

năng, thế năng và xác định vị

trí của vật khi nó có vận tốc v

= 0,1m/s

Tính cơ năng của vật dao động

Tính vận tốc cực đại

Tính thế năng và động năng tại vị trí có li độ x = 2cm

Tính vận tốc của vật tại vị trí có li độ x = 2cm

Tính động năng, thế năng và xác định vị trí của vật khi nó có vận tốc v = 0,1m/s

120.0,032 = 9.10-3 (J)

vmax =

5 , 0

10 9 2

120.0,022 = 4.10-3 (J)

Wđ = W – Wt = 9.10-3 – 4.10-3 = 5.10-3 (J) b) v = ±

5 , 0

10 5 2

10,5.0,12 = 2,5.10-3 (J)

Wt = W – Wđ = 9.10-3 – 2,5.10-3 = 6,5.10-3 (J)

x = ±

20

10 5 , 6 2

Hoạt động 7 (5 phút) : Củng cố, giao nhiệm vụ về nhà.

Cho học sinh tóm tắt những kiến thức đã học

Yêu cầu học sinh về nhà giải các bài tập từ 8 đến 11

trang 36 sách TCNC

Tóm tắt những kiến thức đã học trong bài

Ghi các câu hỏi và bài tập về nhà

RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY

Tiết 3 - 4 ÔN TẬP VỀ CON LẮC ĐƠN Tiết 1

Hoạt động 1 (5 phút) : Kiểm tra bài cũ : Nêu cấu tạo của con lắc đơn.

Hoạt động 2 (20 phút) : Tìm hiểu phương trình dao động điều hòa của con lắc đơn.

dao động điều

hòa của con

b) Li độ góc và li độ cong

Để xác định vị trí con lắc đơn, người ta dùng li độ góc α và li độ cong s

c) Phương trình dao động điều hòa của con lắc đơn khi biên độ góc nhỏ

α = α0cos(ωt + ϕ)

S = S0cos(ωt + ϕ) Trong đó ω =

l

g và s = lα (α tính ra rad)

Hoạt động 3 (20 phút) : Tìm hiểu lực gây ra dao động điều hòa của con lắc đơn.

Vẽ hình 2.15

Yêu cầu học sinh xác định

các lực tác dụng lên vật

Trang 4

 Giáo án tự chọn Lý 12 CB  Biên soạn : Dương Văn Đổng – Trường THPT Bùi Thị Xuân – Bình Thuận  Trang 4 Yêu cầu học sinh phân tích

trọng lực →P thành hai thành

Ghi nhận lực hướng tâm

Ghi nhận lực kéo về

Hợp lực T→ + P→n là lực hướng tâm giữ cho vật chuyển động trên cung tròn

Lực thành phần tiếp tuyến P→t luôn hướng về vị trí cân bằng làm cho vật dao động quanh vị trí cân bằng

Ta có: Pt = - mgsinα Nếu góc α nhỏ sao cho sinα ≈ α (rad) thì:

Hoạt động 4 (15 phút) : Tìm hiểu năng lượng của con lắc đơn.

Yêu cầu học sinh chọn mốc

thế năng và viết biểu thức

tính thế năng của con lắc đơn

thức tính cơ năng của con lắc

đơn

Giới thiệu sự bảo toàn cơ

năng của con lắc đơn

Chọn mốc thế năng và viết biểu thức tính thế năng của con lắc đơn

Viết biểu thức tính cơ năng của con lắc đơn

Nêu giá trị các đại của thế năng và động năng của con lắc đơn khi nó dao động

3 Năng lượng của con lắc đơn

Chọn mốc thế năng ở VTCB thì thế năng của con lắc đơn ở li độ góc α ( ≤ 900) là:

W = 2

1

mv2 + mlg(1 - cosα) = hằng số

thức định luật bảo toàn cơ

năng cho con lắc

Yêu cầu học sinh suy ra và

thay số để tính vận tốc của

vật ở vị trí cân bằng (vmax)

Yêu cầu học sinh tính lực

căng của dây ở vị trí cân

bằng

thức định luật bảo toàn cơ

năng cho con lắc

Yêu cầu học sinh suy ra và

thay số để tính vận tốc của

vật ở vị trí có li độ góc α

Viết biểu thức định luật bảo toàn cơ năng cho con lắc

Suy ra và thay số để tính vận tốc của vật ở vị trí cân bằng (vmax)

Tính lực căng của dây ở vị trí cân bằng

Viết biểu thức định luật bảo toàn cơ năng cho con lắc

Suy ra và thay số để tính vận tốc của vật ở vị trí có li độ góc α

1 a) Chọn mốc thế năng ở vị trí cân bằng Theo định luật bảo toàn cơ năng ta có:

W = 2

1

mv2 max= mgl(1 - cosα0)

=> vmax = 2 gl ( 1 − cos α0 = )

2

3 1 ( 1 8 , 9

= 0,62 (N).b) Tại vị trí có li độ góc α ta có:

Trang 5

Yêu cầu học sinh tính lực

căng của dây ở vị trí li độ góc

α

Yêu cầu học sinh tính chu kì

dao động của con lắc

Tính lực căng của dây ở vị trí

1

= 2 (s)

Yêu cầu học sinh về nhà giải các bài tập trang 41, 42

sách TCNC

Chủ đề 2 : SÓNG CƠ (4 tiết) Tiết 5 - 6 PHƯƠNG TRÌNH SÓNG SÓNG DỪNG Tiết 1.

Hoạt động 1 (5 phút) : Kiểm tra bài cũ: Nêu định nghĩa sóng cơ và các khái niệm sóng ngang, sóng dọc.

Hoạt động 2 (15 phút) : Tìm hiểu phương trình sóng.

Dẫn dắt để đưa ra phương

trình sóng tại điểm M

Yêu cầu học sinh nêu biểu

thức liên hệ giữa λ, T, và ω

Yêu cầu học sinh xác định

thời gian sóng truyền từ O

đến M

Lập luận để thấy được

phương trình sóng có tính chất

tuần hoàn theo thời gian và

λ

π x

2) Với λ = vT = v

ω

π 2 Phương trình sóng có tính chất tuần hoàn theo thời gian với chu kì T

Phương trình sóng có tính chất tuần hoàn trong không gian với chu kì λ

Như vật sóng là một quá trình tuần hoàn theo thời gian và trong không gian

Hoạt động 3 (25 phút) : Tìm hiểu sóng dừng.

Yêu cầu học sinh nhắc lại

định nghĩa sóng dừng

đặc điểm của sóng phản xạ

trên vật cản tự do và trên vật

cản cố định

Giới thiệu vị trí của bụng

sóng và nút sóng khi có sóng

dừng trên dây với hai đầu cố

Ghi nhận vị trí của bụng sóng và nút sóng khi có sóng dừng trên dây với hai đầu cố định

* Vị trí của bụng sóng và nút sóng:

+ Bụng sóng ứng với những điểm dao động với biên độ cực đại nằm cách đầu cố định những khoảng bằng số nguyên lẻ lần

4

λ.

Trang 6

 Giáo án tự chọn Lý 12 CB  Biên soạn : Dương Văn Đổng – Trường THPT Bùi Thị Xuân – Bình Thuận  Trang 6 Yêu cầu học sinh về nhà đọc

sgk để hiểu được cách tìm vị

trí bụng sóng và nút sóng

Giới thiệu vị trí của bụng

sóng và nút sóng khi có sóng

dừng trên dây với một đầu cố

định và một đầu tự do

Yêu cầu học sinh nêu điều

kiện để có sóng dừng khi :

Trên dây có hai đầu cố định

Trên dây có một đầu cố định

và một đầu tự do

Về nhà đọc sgk để hiểu được cách tìm vị trí bụng sóng và nút sóng

Ghi nhận vị trí của bụng sóng và nút sóng khi có sóng dừng trên dây với một đầu cố định và một đầu tự do

Nêu điều kiện để có sóng dừng khi :

Trên dây có hai đầu cố định

Trên dây có một đầu cố định, một đầu tự do

+ Nút sóng ứng với những điểm dao động với biên độ cực tiểu nằm cách đầu cố định những khoảng bằng số nguyên lần

2

λ .+ Nếu sợi dây có một đầu cố định và một đầu tự do thì:

Các bụng sóng nằm cách đầu tự do những khoảng: d’ = k

2

λ. Các nút sóng nằm cách đầu tự do những khoảng: d’ = (2k + 1)

4

λ .

* Điều kiện để có sóng dừng trên sợi dây:

+ Hai đầu cố định: l = k

2

λ .+ Một đầu cố định, một đầu tự do:

l = (2k = 1)

4

λ .

Tiết 2.

Yêu cầu học sinh giải thích

hiện tượng

Hướng dẫn học sinh tìm

bước sóng và vận tốc truyền

sóng

Hướng dẫn học sinh tìm

khoảng cách cần dịch chuyển

để không còn nghe thấy âm

Giải thích hiện tượng

Tìm bước sóng và vận tốc truyền sóng

Tìm khoảng cách cần dịch chuyển để không còn nghe thấy âm

a) Sóng do âm thoa tạo ra truyền vào trong ống, gặp pit- tông là vật cản cố định sẽ phản xạ trở lại Nếu sóng tới giao thoa với nhau tạo ra sóng dừng mà ngay tại miệng ống có một cực đại thì âm nghe rỏ nhất, ngược lại nếu ở miệng ống có cực tiểu thì hầu như không nghe được âm

λ = 4

76 0

= 0,19 (m) thì ở miệng ống có một nút sóng và sẽ không nghe thấy âm

Hoạt động 5 (20 phút) : Giải các câu hỏi trắc nghiệm.

Yêu cầu hs giải thích tại sao chọn C

Yêu cầu hs giải thích tại sao chọn D

Yêu cầu hs giải thích tại sao chọn A

Yêu cầu hs giải thích tại sao chọn B

Giải thích lựa chọn

Câu 1 trang 53: CCâu 2 trang 53: DCâu 3 trang 54: CCâu 4 trang 54: ACâu 5 trang 54: DCâu 6 trang 54: CCâu 7 trang 54: B

Yêu cầu học sinh về nhà giải bài tập 8 trang 54 sách

TCNC

Trang 7

Trang 8

Tiết 7 SÓNG ÂM Hoạt động 1 (5 phút) : Kiểm tra bài cũ: Nêu các đặc trưng sinh lí của âm.

Hoạt động 2 (15 phút) : Tìm hiểu những đặc trưng của âm.

Yêu cầu học sinh nêu và

nhận xét về độ cao các nốt

nhạc

Yêu cầu học sinh cho biết độ

cao của âm phụ thuộc vào đặc

tính vật lý nào của âm

Giới thiệu khái niệm âm sắc

Giới thiệu khái niệm cường

độ âm tại một điểm

Giới thiệu công thức tính

cường độ âm do nguồn có

công suất P phát ra tại điểm

cách nguồn âm một khoảng

R

Giới thiệu khái niệm mức

cường độ âm

Giới thiệu đơn vị mức cường

Ghi nhận khái niệm

Ghi nhận công thức

Ghi nhận đơn vị của mức cường độ âm

I Lý thuyết1

1 Độ cao của âm

Trong âm nhạc, các nốt nhạc đồ, rê, mi, pha, son, la, si ứng với các âm có độ cao tăng dần

Âm càng cao thì tần số càng lớn

Tai con người chỉ có thể cảm nhận được những âm có tần số trong khoảng từ 16 Hz đến 20 000 Hz Những âm có tần số lớn hơn

20 000 Hz gọi là siêu âm và những âm có tần số nhỏ hơn 16 Hz gọi là hạ âm

2 Âm sắc

Khi các nhạc cụ khác nhau phát ra âm có cùng độ cao nhưng tai ta vẫn phân biệt được Đó là do đồ thị dao động của chúng có cùng tần số nhưng có dạng khác nhau Đặc tính đó của âm gọi là âm sắc

Âm sắc khác nhau khi dạng đồ thị dao động của âm khác nhau

3 Độ to của âm, cường độ âm, mức cường độ âm.

Cường độ âm I tại một điểm là đại lượng đo bằng năng lượng mà sóng âm tải qua một đơn vị diện tích đặt tại điểm đó, vuông góc với phương truyền sóng trong một đơn vị thời gian; đơn vị W/m2

I =

S P

Với sóng cầu thì S = 4πR2 (là diện tích mặt cầu cách nguồn âm một khoảng R)

Đơn vị của mức cường độ âm ben (B) Trong thực tế người ta thường dùng ước số của ben là đêxiben (dB): 1dB = 0,1B

Hoạt động 5 (20 phút) : Giải các bài tập ví dụ.

Bài tập 1: Một sĩng âm

truyền trong khơng khí Mức

cường độ âm tại điểm M và tại

Theo bài ra lập phương trình và giải để tính cường độ âm tại N

= 8 – 4 = 4 = lg104

Trang 9

Bài tập 2 : Mức cường độ

âm do nguồn S gây ra tại

điểm M là L ; cho nguồn S

tiến lại gần M một khoảng D

thì mức cường độ âm tăng

thêm được 7dB

a) Tính khoảng cách từ S

đến M biết D = 62m

b) Biết mức cường độ âm

tại M là 73dB Tính công

suất của nguồn

Viết biểu thức tính mức cường độ âm tại M và N

Lập phương trình để tính khoản cách từ S đến M

Viết biểu thức tính mức cường độ âm tại M

Suy ra và thay số để tính công suất của nguồn

) (

4 R D I

P

− π

LN – LM = lg 2

2

) ( R D

4 R I

P

π = 7,3 = lg107,3 =>

0 2

4 R I

P

π = 107,3 => P = 107,3.4πR2.10-12 = 3,14 (W/m2)

Yêu cầu học sinh về nhà giải các bài tập 5, 7, 8 trang

60 sách TCNC

Chủ đề 3 : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU (6 tiết) Tiết 8 - 9 MỘT SỐ BÀI TẬP VỀ MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU Tiết 1

Hoạt động 1 (10 phút) : Kiểm tra bài cũ: Nhắc lại phương pháp dùng giãn đồ véc tơ để tổng hợp hai dao động

điều hòa cùng phương cùng tần số

Hoạt động 2 (20 phút) : Tìm hiểu phương pháp giãn đồ véc tơ.

Giới thiệu cách biểu diễn các

đại lượng điện xoay chiều tức

thời bằng véc tơ quay

Vẽ giãn đồ véc tơ cho đoạn

mạch gồm R, L, C mắc nối

tiếp theo qui tắc đa giác:

Ghi nhận cách biểu diễn các đại lượng điện xoay chiều tức thời bằng véc tơ quay

Ghi nhận cách vẽ giãn đồ véc tơ biểu diễn các đại lượng điện xoay chiều tức thời theo qui tắc đa giác

I Lý thuyết

1 Phương pháp giãn đồ véc tơ

+ Mỗi đại lượng điện xoay chiều tức thời như cường độ dòng điện i, điện áp u, … được biểu diễn bằng một véc tơ quay

+ Các véc tơ quay được vẽ trên cùng một giãn đồ, sau khi đã chọn một trục gốc ∆ thích hợp Nếu mạch điện gồm các phần tử mắc nối tiếp thì chọn trục gốc ∆ trùng với véc tơ biểu diễn cường độ dòng điện →I , còn các véc tơ điện áp thì được cộng lại:

ta có thể dựa vào những công thức hình học để giải bài tập một cách ngắn gọn

Trang 10

Hoạt động 3 (15 phút) : Tìm hiểu các mạch điện đơn giãn.

mối liên hệ giữa u và i trên

đoạn mạch chỉ có R

đoạn mạch chỉ có L

đoạn mạch chỉ có C

đoạn mạch có R, L và C mắc

nối tiếp

Nhắc lại mối liên hệ giữa u và

i trên đoạn mạch chỉ có R

i trên đoạn mạch chỉ có L

i trên đoạn mạch chỉ có C

i trên đoạn mạch có R, L và C mắc nối tiếp

2 C ác mạch điện đơn giãn

+ Mạch thuần điện trở: u cùng pha với i:

U = IR+ Mạch chỉ có cuộn cảm thuần: u sớm pha 2

so với i: U = IZ Trong đó:

Hướng dẫn học sinh vẽ giãn

đồ véc tơ cho đoạn mạch AB

Hướng dẫn học sinh vẽ giãn

đồ véc tơ cho đoạn mạch

Vẽ giãn đồ véc tơ

Dựa và giãn đồ véc tơ tính UL

và UR

Vẽ giãn đồ véc tơ

Dựa và giãn đồ véc tơ tính UR

U

U U

= 50

30 40

= 24 (V)

UC = UAD2 − UR2 = 302 − 242 = 18 (V)

Yêu cầu hs giải thích tại sao chọn B

Câu 1 trang 67: ACâu 2 trang 67: BCâu 3 trang 68: BCâu 4 trang 68: ACâu 4 trang 68: A

Yêu cầu học sinh về nhà giải các bài tập 6, 7, 8 trang

68 sách TCNC

Trang 11

Tiết 10 MỘT SỐ BÀI TẬP VỀ CÔNG SUẤT MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU Hoạt động 1 (5 phút) : Kiểm tra bài cũ : Nêu các yếu tố ảnh hưởng đến công suất của đoạn mạch xoay chiều Hoạt động 2 (20 phút) : Tìm hiểu công suất của đoạn mạch xoay chiều.

Yêu cầu học sinh nêu công

thức tính công suất tiêu thụ

của đoạn mạch xoay chiều

Yêu cầu học sinh nhận xét

về công suất tiêu thụ của

đoạn mạch xoay chiều chỉ có

cuộn cảm thuần hoặc tụ điện

Lưu ý cho học sinh biết công

thức P = UIcosϕ áp dụng được

cho tất cả các đoạn mạch

xoay chiều bất kì

Giới thiệu hệ số công suất và

tầm quan trọng của hệ số

công suất

Nêu công thức tính công suất tiêu thụ của đoạn mạch xoay chiều

Nhận xét về công suất tiêu thụ của đoạn mạch xoay chiều chỉ có cuộn cảm thuần hoặc tụ điện

Ghi nhận công thức P = UIcosϕ áp dụng được cho tất cả các đoạn mạch xoay chiều bất kì

Ghi nhận tầm quan trọng của hệ số công suất

π với dòng điện, nên cosϕ

= 0 Các đoạn mạch thuần cảm kháng hoặc thuần dung kháng không tiêu thụ điện năng Trong các đoạn mạch xoay chiều chỉ có các điện trở thuần tiêu thụ điện năng

+ Công thức P = UIcosϕ áp dụng được cho các đoạn mạch xoay chiều bất kì, chứa động

cơ, quạt điện, ti vi, tủ lạnh, máy tính, … + Đại lượng cosϕ gọi là hệ số công suất của mạch tiêu thụ điện Hệ số công suất cosϕ là một đặc trưng riêng của cơ sở dùng điện Nếu một cơ sở dùng điện tiêu thụ một công suất P lớn mà hệ số công suất cosϕ lại nhỏ thì cường độ dòng điện I chạy trên dây tải điện đến cơ sở đó phải rất lớn Điều đó dẫn đến sự hao phí điện năng vì tỏa nhiệt sẽ rất lớn Do đó người ta bắt buộc cơ sở dùng điện phải tạo ra được cosϕ ≥ 0,85

Hướng dẫn học sinh lập hệ

phương trình, giải để tìm UR

và UL

Yêu cầu học sinh tính hệ số

công suất

Yêu cầu học sinh tính công

suất có ích (Pcơ), công suất

hao phí (Pnhiệt)

Yêu cầu học sinh tính cường

độ hiệu dụng của dòng điện

Yêu cầu học sinh tính hệ số

công suất

Lập hệ phương trình, giải để tìm UR và UL

Tính hệ số công suất

Tính công suất có ích (Pcơ), công suất hao phí (Pnhiệt)

Tính cường độ hiệu dụng của dòng điện qua quạt

Tính hệ số công suất

10

75 , 3

=

R

Pnhiet

= 0,61 (A)b) Hệ số công suất :

75

= 0,6

Trang 12

Tiết 11 - 12 HỆ THỐNG ĐIỆN BA PHA Tiết 1

Hoạt động 1 (5 phút) : Giới thiệu hệ thống điện ba pha trong thực tế và tầm quan trọng của hệ thống điện ba pha

trong đời sống và trong kỉ thuật

Hoạt động 2 (5 phút) : Tìm hiểu dịnh nghĩa dòng điện xoay chiều ba pha.

Giới thiệu định nghĩa dòng

điện xoay chiều ba pha

I Lý thuyết

1 Định ngĩa

Dòng điện xoay chiều ba pha là hệ thống

ba dòng điện xoay chiều hình sin, gây bởi

ba suất điện động xoay chiều hình sin, cùng tần số, cùng biên độ, nhưng lệch pha nhau một góc

3

2 π từng đôi một.

Hoạt động 3 (15 phút) : Tìm hiểu cấu tạo và hoạt động của máy phát điện xoay chiều ba pha.

Giới thiệu cấu tạo của máy

phát điện xoay chiều ba pha

Giới hiệu hoạt động của máy

phát điện xoay chiều ba pha

thức suất điện động trong các

1200 trên một giá sắt từ tròn

Rôto là một nam châm vĩnh cửu hay nam châm điện, có thể quay quanh trục qua tâm của giá tròn và vuông góc với mặt phẳng tạo bởi ba trục của các cuộn dây

b) Hoạt động

Cho rôto quay đều quanh trục với tốc độ góc ω thì trong ba cuộn dây xuất hiện ba suất điện động cảm ứng xoay chiều, cùng biên độ, cùng tần số và lệch nhau lần lượt là

3

2 π

Hoạt động 4 (20 phút) : Tìm hiểu cách mắc điện ba pha.

Giới thiệu cách mắc hình sao

Giới thiệu cách mắc tam

giác

Giới thiệu cách mắc hình sao

Vẽ hình, ghi nhận cách mắc hình sao

Vẽ hình, ghi nhận cách mắc hình tam giác

Vẽ hình, ghi nhận cách mắc tải hình sao

3 Cách mắc điện ba pha

a) Cách mắc máy phát với đường dây tải điện

+ Mắc hình sao

Ba điểm đầu của ba cuộn dây được nối với 3 mạch ngoài bằng 3 dây dẫn, gọi là dây pha Ba điểm cuối nối chung với nhau trước rồi nối với 3 mạch ngoài bằng một dây dẫn gọi là dây trung hòa

+ Mắc hình tam giác Điểm cuối cuộn này nối với điểm đầu của cuộn tiếp theo theo tuần tự thành ba điểm nối chung Ba điểm nối đó được nối với 3 mạch ngoài bằng 3 dây pha

b) Cách mắc tải trong mạch điện ba pha+ Mắc hình sao

Nhóm tải thứ nhất được mắc giữa dây pha

1 và dây trung hòa, nhóm tải thứ hai được mắc giữa dây pha 2 và dây trung hòa, nhóm tải thứ ba được mắc giữa dây pha 3 và dây trung hòa Nếu các tải hoàn toàn

Trang 13

Giới thiệu cách mắc tam

giác Vẽ hình, ghi nhận cách mắc tải

ta không dùng dây trung hòa

Cách mắc tải lên đường dây không nhất thiết phải giống cách mắc máy phát điện lên đường dây

Tiết 2

Hoạt động 5 (15 phút) : Tìm hiểu đường dây điện ba pha, điện áp pha và điện áp dây.

Nêu sự cần thiết phải mắc

hình sao từ nhà máy phất điện

đến các cơ sở tiêu thụ điện

Giới thiệu điện áp pha

Giới thiệu điện áp dây

Giới thiệu mối liên hệ giữa

điện áp dây và điện áp pha

Ghi nhận sự cần thiết phải mắc hình sao từ nhà máy phất điện đến các cơ sở tiêu thụ điện

Ghi nhận điện áp pha

Ghi nhận điện áp dây

Ghi nhận mối liên hệ giữa điện áp dây và điện áp pha

4 Đường dây điện ba pha Điện áp pha và điện áp dây

a) Đường dây điện ba pha

Đường dây tải điện ba pha từ nha máy phát điện đến nhiều cơ sở tiêu thụ điện bao giờ cũng có 4 dây dẫn: Ba dây pha và một dây trung hòa Dây trung hòa thường được bố trí trên cùng nhằm tác dụng chống sét

b) Điện áp pha

Điện áp pha là điện áp giữa một dây pha và dây trung hòa Kí hiệu Up

c) Điện áp dây

Điện áp dây là điện áp giữa hai dây pha khác nhau Kí hiệu Ud

d) Hệ thức giữa điện áp pha và điện áp dây

Ud = 3Up

Yêu cầu học sinh tính dung

kháng của tụ điện và cảm

kháng của cuộn dây

Yêu cầu học sinh tính tổng

trở của các pha

Yêu cầu học sinh tính cường

độ hiệu dụng chạy qua các

tải

Yêu cầu học sinh tính công

suất tiêu thụ trên các tải

Tính dung kháng của tụ điện

Tính cảm kháng của cuộn dây

Nêu tổng trở của pha 1

Tính tổng trở của pha 2

Tính tổng trở của pha 3

Tính cường độ hiệu dụng chạy qua tải của pha 1

Dung kháng của tụ điện và cảm kháng của cuộn dây:

ZC =

π π

π

3

10 50 2

1 2

4

= 40 (Ω) Tổng trở của các pha:

Trang 14

Yêu cầu học sinh tính tổng

công suất tiêu thụ trên hệ

thống tải

Tính công suất trên tải 1

Tính tổng công suất tiêu thụ trên hệ thống tải

P = P1 + P2 + P3

= 958 + 774,4 + 580.8 = 2323,2 (W)

Yêu cầu học sinh về nhà giải các bài tập trang 78, 79

sách TCNC

Tiết 13 Kiểm tra 1 tiết Tiết 14 ÔN TẬP HK I

Trang 15

Chủ đề 4 : DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ (3 tiết)

Tiết 15 - 16 MẠCH DAO ĐỘNG Tiết 1

Hoạt động 1 (5phút) : Kiểm tra bài cũ: Mạch dao động điện từ là gì? Thế nào là mạch dao động điện từ lí tưởng Hoạt động 2 (25 phút) : Thiết lập định luật biến thiên điện tích của tụ điện và cường độ dòng điện trong một

mạch dao động lí tưởng

Vẽ hình 5.1

Gọi điện tích trên bản tụ A là

qA, yêu cầu học sinh viết biểu

thức tính uAB

thức định luật Ôm cho đoạn

mạch BA

Dẫn dắt để đưa ra phương

trình vi phân, và nghiệm của

phương trình

Yêu cầu học sinh tìm biểu

thức cường độ dòng điện

trong mạch dao động

Yêu cầu học sinh rút ra kết

Tìm biểu thức cường độ dòng điện trong mạch dao động

Rút ra kết luận

I Lý thuyết

1 Thiết lập định luật biến thiên điện tích của tụ điện và cường độ dòng điện trong một mạch dao động lí tưởng

+ Ta có: uAB =

C

q

(1) Mặt khác: uBA = ir - e

Vì e = -L

dt

di

và r = 0 => uBA = - e = L

dt

di

= Li’ = Lq’’ (2) Từ (1) và (2) suy ra:

q = q0cos(ωt + ϕ); với ω =

LC

1+ Ta có: i = q‘= - ωq0sin(ωt + ϕ) = I0cos(ωt + ϕ +

2

π) Vậy, điện tích q của tụ và cường độ dòng điện i trong mạch dao động biến thiên điều hòa theo thời gian ; i sớm pha

2

π so với q.

Hoạt động 3 (15 phút) : Tìm hiểu năng lượng điện từ.

Giới thiệu năng lượng điện

từ trong mạch dao động

thức tính năng lượng điện

trường trong tụ điện

thức tính năng lượng từ

trường trong cuộn cảm

thức tính năng lượng điện từ

trong mạch dao động

Yêu cầu học sinh rút ra kết

luận

Viết biểu thức tính năng lượng điện trường trong tụ điện

Viết biểu thức tính năng lượng điện từ trong mạch dao động

Rút ra kết luận

2 N ăng lượng điện từ

a) Định nghĩa

Tổng năng lượng điện trường tức thời trong tụ điện và năng lượng từ trường tức thời trong cuộn cảm của mạch dao động gọi là năng lượng điện từ

b) Công thức của năng lượng điện từ

+ Năng lượng điện trường trong tụđiện:

WC = 2

1

C

q2

= 2

1

C

q2

0 cos2(ωt + ϕ)+ Năng lượng từ trường trong cuộn cảm:

WL =2

1

Li2 = 2

1

LI2

0sin2(ωt + ϕ)+ Năng lượng điện từ trên mạch dao động:

1

CU2

0 = 2

1

LI2 0

Năng lượng điện từ của một mạch dao động lí tưởng được bảo toàn và đúng bằng năng lượng đã cung cấp cho tụ điện lúc đầu

Trang 16

Tiết 2

Hoạt động 4 (15 phút) : Tìm hiểu sự tương đương giữa dao động điện và dao động cơ.

Giới thiệu sự tương đương

giữa dao động cơ và dao động

điện từ

Yêu cầu học sinh điền tiếp

vào những ô trống trong bảng

trang 85

Ghi nhận sự tương đương giữa dao động cơ và dao động điện từ

Điền tiếp vào những ô trống trong bảng trang 85

3 S ự tương đương giữa dao động cơ và dao động điện

+ Thế năng Wt của con lắc tương đương với năng lượng điện trường Wđ của mạch dao động

+ Động năng Wđ của con lắc tương đương với năng lượng từ trường Wt của mạch dao động.+ Cơ năng W của con lắc tương đương với năng lượng điện từ W của mạch dao động

riêng của mạch dao động

góc của mạch dao động

Hướng dẫn để học sinh viết

biểu thức của u giữa hai bản

Viết biểu thức của q

Viết biểu thức của i

a) Tần số dao động riêng của mạch

10 2 10 18 2

1 2

1

−

= π

q = Cu = 18.10-10.10-3cos5,3π.106t (C) = 18.10-13cos5,3π.106t (V)

i = q’ = - 5,3π.106.18.10-13sin5,3π.106t = 3.10-5cos(5,3π.106t +

2

π )(A)

Câu 1 trang 86 : CCâu 2 trang 86 : CCâu 3 trang 86 : ACâu 4 trang 87 : D

Yêu cầu học sinh về nhà giải các bài tập 5, 6 trang

87 sách TCNC

Định dạng
Số trang	32
Dung lượng	3,42 MB

Giáo án tự chọn vật lý 12 cơ bản_2

Phạm vi áp dụng của thuyết tương đố