Giáo án vật lý 12 học kì 1 tiết 33 34

MỤC TIÊU - Phát biểu và viết được các công thức tính cảm kháng, dung kháng, tổng trở, cường độ dòng điện hiệu dụng I, hệ số công suất cos ϕ trong đoạn mạch điện xoay chiều có R, L, C mắc

 Giáo án Vật Lý 12 – Ban cơ bản Trường THPT Phú Hữu

THỰC HÀNH: KHẢO SÁT ĐOẠN MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CÓ R, L, C MẮC NỐI TIẾP

I MỤC TIÊU

- Phát biểu và viết được các công thức tính cảm kháng, dung kháng, tổng trở, cường độ dòng điện hiệu dụng

I, hệ số công suất cos ϕ trong đoạn mạch điện xoay chiều có R, L, C mắc nối tiếp.

- Vận dụng phương pháp giản đồ Fre-nen để biểu diễn các điện áp trong các loại đoạn mạch điện xoay chiều mắc nối tiếp.

- Sử dụng được đồng hồ đa năng hiện số để đo điện áp xoay chiều: lựa chọn đúng phạm vi đo, đọc đúng kết quả đo, xác định đúng sai số đo.

- Vận dụng được phương pháp giản đồ Fre-nen để xác định L, r của ống dây, điện dung C của tụ điện, góc lệch ϕ giữa cường độ dòng điện i và điện áp u ở từng phần tử của đoạn mạch.

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên:

- Nhắc HS tìm hiểu nội dung bài thực hành, ôn lại các kiến thức liên quan về dòng điện xoay chiều, đặc biệt

và phương pháp giản đồ Fre-nen.

- Trả lời câu hỏi trong phần “Tóm tắt lí thuyết” để định hướng việc thực hành.

- Chuẩn bị đủ và kiểm tra cận thận các dụng cụ cần cho từng nhóm thực hành.

- Tiến hành lắp thử mạch, đo, vẽ giản đồ theo nội dung bài thực hành trong Sgk để phát hiện các điểm cần điều chỉnh và rút ra các kinh nghiệm cần lưu ý.

- Lập danh sách các nhóm thực hành gồm 3 - 4 HS.

2 Học sinh: Trước ngày làm thực hành cần:

- Đọc bài thực hành để định rõ mục đích và quy trình thực hành.

- Trả lời câu hỏi phần Tóm tắt lí thuyết để định hướng việc thực hành.

- Trả lời câu hỏi ở cuối bài để biết cách dùng đồng hồ đa năng hiện số và luyện cách vẽ giản đồ Fre-nen.

- Chuẩn bị 1 compa, 1 thước 200 mm và 1 thước đo góc và lập sẵn ba bảng để ghi kết quả theo mẫu ở phần báo cáo thực hành trong Sgk.

III TIẾN TRÌNH DẠY HỌC

Tiết 1 Hoạt động 1 (10 phút): Tìm hiểu dụng cụ thí nghiệm

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung cơ bản

thực hành.

I Dụng cụ thí nghiệm cho mỗi nhóm

+ Hai đồng hồ đa năng.

+ Một nguồn điện xoay chiều 6 – 12 V + Một điện trở.

+ Một tụ điện.

+ Một cuộn cảm.

+ Bốn dây dẫn.

+ Một thước 200 mm.

+ Một com pa, một thước đo góc + Một bảng lắp ráp mạch điện.

Hoạt động 2 (35 phút): Tiến hành thí nghiệm.

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung cơ bản

Yêu cầu học sinh đọc kĩ hướng dẫn

thực hành theo SGK.

Yêu cầu học sinh mắc mạch điện theo

hình vẽ 19.1.

Kiểm tra mạch điện của các nhóm.

Yêu cầu học sinh cắm điện vào và tiến

hành đo theo yêu cầu của đề bài

Đọc hướng dẫn thực hành.

Mắc mạch điện như hình vẽ 19.1.

Tiến hành đo theo yêu cầu của

đề bài.

II Tiến hành thí nghiệm

Để nguồn điện xoay chiều lần lượt với các giá trị: 6 V; 9 V và 12 V.

Đo các đại lượng trong mạch:

Lần 1 Lần 2 Lần 3 + I

+ U MN

+ U NP

+ U MP

+ U PQ

+ U MQ

Ghi nhận các số liệu để xữ lý.

Tiết: 33-34

Tiết 2

Hoạt động 3 (45 phút): Xử lí số liệu và viết báo cáo theo mẫu sau.

BÁO CÁO THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM VẬT LÝ

Họ và tên:

………

Nhĩm:………Lớp: 12………

BÀI THỰC HÀNH KHẢO SÁT MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CĨ R, L, C MẮC NỐI TIÊP Điểm số: Giáo viên nhận xét: ……….

I MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM 1) Nghiệm lại sự phụ thuộc của cảm kháng và dung kháng vào tần số của dịng điện xoay chiều 2) Khảo sát hiện tượng cộng hưởng trong mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp 3) Xác định hệ số tự cảm của cuộn dây 4) ………

………

… II CƠ SỞ LÍ THUYẾT: Trả lời các câu hỏi sau đây: Tác dụng đặc biệt của tụ điện, cuộn cảm đối với mạch điện xoay chiều khác mạch điện một chiều như thế nào? Viết các cơng thức liên quan đến phương án thí nghiệm này?

III TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM, KẾT QUẢ: 1 Sự phụ thuộc của dung kháng vào tần số của dịng điện xoay chiều a) Mắc mạch điện như hình 1 b) Chọn tần số của máy phát âm tần là f1, đọc số chỉ của vơnkế U1 và ampekế I1 từ đĩ tính được Z1 của tụ điện.: f1 = (Hz) ; U1 = (V) ; I1= (A) => Z1 = ± ( )Ω c) Thay đổi tần số của máy phát âm tần đến f2, đọc số chỉ của vơnkế U2 và ampe kế I2 , từ đĩ tính được Z2 của tụ điện: f2 = (Hz) ; U2 = (V) ; I2 = (A) => Z2 = ± ( )Ω d) Nếu f2 = 2f1 thì Z1 = Z2 Vậy khi tần số tăng gấp đơi thì dung kháng

2 Sự phụ thuộc của cảm kháng vào tần số của dịng điện xoay chiều

a)Mắc mạch điện như hình 2

từ đĩ tính được Z1 của cuộn dây:

f1 = (Hz) ; U1 = (V) ; I1= (A)

=> Z1 = ± ( )Ω

A V

~

Hình 1: Xác định dung kháng của tụ điện

A V

~

Hình 2: Xác định tổng trở của cuộn dây

c) Thay đổi tần số của máy phát âm tần đến f2, đọc số chỉ của vônkế và ampe kế, từ đó tính được Z2 của cuộn dây

f2 = (Hz) ; U2 = (V) ; I2 = (A)

=> Z2 = ± ( )Ω

d) Nếu f2 > f1 thì Z2 Z1 Khi tần số tăng thì cảm kháng

e) Áp dụng công thức tổng trở, ta có: ( ) ( ) 2 2 2 1 1 2 2 2 2 2 Z r 2 f L Z r 2 f L = + π = + π => Từ hệ bên, biết f1, f2, Z1, Z2 ta tính được: r = ……… … ± ( )Ω và L =……… ± ( )Ω 3 Khảo sát hiện tượng cộng hưởng điện Xác định L của cuộn dây. a) Mắc mạch như hình 3 b) Giữ nguyên điện áp giữa hai đầu mạch điện khoảng 3V hoặc…….V Thay đổi tần số dần dần từ thấp lên cao Ghi lại giá trị của cường độ dòng điện ở mỗi tần số vào bảng số liệu sau: f (Hz) I (mA) c) Vẽ đồ thị I theo f và nhận xét dạng đồ thị, từ đó xác định tần số cộng hưởng (Tần số tại đó cường độ dòng điện đạt cực đại) (Ghi chú:Học sinh nhập vào MS Excel để xuất đồ thị chính xác hơn) d) Khi xảy ra cộng hưởng, 2 fL 1 2 fC π = π Biết f, C ta tính được L = ………

( )

± Ω So sánh giá trị này với giá trị tính được ở phần 2………

4 Khảo sát định lượng mối quan hệ U R ; U d ; U C và U a) Mắc mạch như hình 4 b) Giữ nguyên Ampekế dùng vônkế đo lần lượt điện áp các dụng cụ: U R ; U d ; U C và U ghi giá trị vào bảng số liệu sau: Lần đo I ( A) UR ( V) Ud(…V) UC(…V) U(…V) U1= V U2= V U3= V A V ~ Hình 3: Khảo sát hiện tượng cộng hưởng trong mạch RLC nối tiếp O f (Hz) I(mA) Nêu nhận xét:

A

~

Hình 4: Khảo sát mối quan hệ

U R ; U d ;U C và U

c) Nêu nhận xét về kết quả và đối chiếu với lý thuyết, giải thích:

IV KIẾN THỨC VÀ KĨ NĂNG: (Ghi lại những kiến thức và kĩ năng mà bản thân thu nhận được)

…………, ngày…… tháng…… năm 20………

Người viết báo cáo (Ghi rõ họ tên và ký) Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung cơ bản Hướng dẫn học sinh viết báo cáo Thu các bài báo cáo của học sinh Từ số liệu thu được tiến hành xử lí và viết báo cáo. III Báo cáo thực hành Mỗi học sinh viết 1 báo cáo thực hành theo mẫu báo cáo trang 100, 101 IV RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY

-BGH DUYỆT TỔ DUYỆT GIÁO VIÊN SOẠN

DANH HOÀNG KHẢI