- Viết được biểu thức của công suất tức thời của dòng điện xoay chiều chạy qua một điện trở.. - Năng lực cá thể C: Kết hợp được các kiến thức trong việc giải các bài toán được áp dụng cô
Trang 1CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Ngày soạn:
NgàyTiết
- Phát biểu được định nghĩa dòng điện xoay chiều
- Viết được biểu thức tức thời của dòng điện xoay chiều
- Nêu được ví dụ về đồ thị của cường độ dòng điện tức thời, chỉ ra được trên đồ thị các đạilượng cường độ dòng điện cực đại, chu kì
- Giải thích tóm tắt nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều
- Viết được biểu thức của công suất tức thời của dòng điện xoay chiều chạy qua một điện trở
- Phát biểu được định nghĩa và viết được biểu thức của I, U
- định nghĩa dòng điện xoay chiều->đặc điểm dòng điện xoay chiều-> nguyên tắc tạo ra dòng
điện xoay chiều
b, Kĩ năng
- Vận dụng đươc công thức tính cường độ dòng điện và hiệu điện thế cực đại, hiệu dụng
- Giải được các bài tập đơn giản
2 Định hướng phát triển phẩm chất và năng lực học sinh
a, Các phẩm chất
- Tích cực, nghiêm túc, tự tin và chủ động trong học tập
- Sống có trách nhiệm với bản thân và cộng đồng
Cách tạo ra dòng điện xoay chiều và ứng dụng
- Năng lực trao đổi thông tin(X): Thực hiện các trao đổi, thảo luận với bạn để thực hiện
nhiệm vụ
- Năng lực cá thể (C): Kết hợp được các kiến thức trong việc giải các bài toán được áp
dụng công thức của dòng điện xoay chiều Sử dụng kiến thức đã học vào lí giải hoặcvận dụng ở các tình huống thực tiễn
II CHUẨN BỊ
1 Giáo viên:
- Mô hình đơn giản về máy phát điện xoay chiều
- Sử dụng dao động kí điện tử để biểu diễn trên màn hình đồ thị theo thời gian của cường độdòng điện xoay chiều (nếu có thể)
2 Học sinh: Ôn lại:
- Các khái niệm về dòng điện một chiều, dòng điện biến thiên và định luật Jun
- Các tính chất của hàm điều hoà (hàm sin hay cosin)
Trang 2III TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
A Hoạt động khởi động (3 phút)
Giới thiệu về những nội dung chính trong chương III
• Các nội dung chính trong chương:
+ Các tính chất của dòng điện xoay chiều
+ Các mạch điện xoay chiều cơ bản; mạch R, L, C nối tiếp; phương pháp giản đồ Fre-nen.+ Công suất của dòng điện xoay chiều
+ Truyền tải điện năng; biến áp
+ Các máy phát điện xoay chiều; hệ ba pha
+ Các động cơ điện xoay chiều
B Hoạt động hình thành kiến thức
Hoạt động 1 Khái niệm về dòng điện xoay chiều(10 phút)
- Từ phương trình yêu cầu
hs nhớ lại kiến thức cũ, so sánh với các đại lượng đặctrưng cho dao động điều hòa, tìm đại lượng đặc trưng cho dòng điện i?
- Nhận xét và kết luận
I Khái niệm về dòng điện xoay chiều
- Phương trình dòng điện xoay chiều hìnhsin
Trong đó: I0 > 0 được gọi là giá trị cựcđại của dòng điện tức thời
Hoạt động 2 Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều (15 phút)
- Viết công thức tính từ thông qua mạch ?
- Nếu xét trong khoảng thời gian nhỏ Hãy viết
II Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều
- Dòng điện xoay chiều xuất hiện trongvòng dây kín khi ta quay vòng dây kín đótrong môt từ trường đều với vận tốc góckhông đổi ω
- Khi quay vòng dây trong khoảng thờigian
t > 0 từ thông qua mạch là
Trang 3phương trình suất điện động trong cuộn dây?
- Dòng điện trong cuộn dây đươc tính như thế nào?
Hoạt động 3 Giá trị hiệu dụng (10phút)
quả và thảo
luận
Các nhóm trình bày và thảo luận Quá trình thảo luận làm nhiệm vụ trên
quả và thảo
luận
Các nhóm trình bày và thảo luận Quá trình thảo luận làm nhiệm vụ trên
Trang 4quả thực hiện
nhiệm vụ
học tập
sinh cần phát hiện vấn đề cần giải quyết và chốt kiến thức cho hs
CÂU 1 :Để tạo ra suất điện động xoay chiều, ta cần phải cho một khung dây
A dao động điều hòa trong từ trường đều song song với mặt phẳng khung
B quay đều trong một từ trường biến thiên đều hòa
C quay đều trong một từ trường đều, trục quay song song đường sức từ trường
D quay đều trong từ trường đều, trục quayvuông góc với đuờng sức từ trường
CÂU 2 :Nguyên tắc tạo radòng điện xoay chiều dựa trên
A.hiện tượng cảm ứng điện từ B hiện tượng quang điện
CÂU 3 :Trong mạch điện xoay chiều, điện áp hiệu dụng
A là trị trung bình của điện áp tức thời trong một chu kỳ
B là đại lượng biến đổi điều hòa theo thời gian
C đo được bằng vôn kế nhiệt
C có giá trị hiệu dụng bằng 2A
D có giá trị trung bình trong một chu kỳ bằng 2A
CÂU 5 :Trong các đại lượng đặc trưng cho dòng điện xoay chiều sau đây, đại lượng nào có
Tìm hiểu các dòng điện xoay chiều trong thực tế thường được cấu tạo và hoạt động ntn?
Phê duyệt của tổ trưởng (nhóm trưởng)
Trang 5Ngày soạn:
NgàyTiết
- Phát biểu được định luật Ôm đối với mạch điện xoay chiều chứa điện trở thuần
- Phát biểu được định luật Ôm đối với mạch điện xoay chiều chứa tụ điện
- Phát biểu được định luật Ôm đối với mạch điện xoay chiều chứa cuộn cảm
- Nắm được tác dụng của tụ điện trong mạch điện xoay chiều
- Nắm được độ lệch pha giữa điên áp và dong điện trong cách mạch điện trên
b Về kĩ năng
- Vận dụng đươc công thức tính dung kháng của mạch và các định luật Ôm
- Giải được các bài tập đơn giản về cách mạch điện xoay chiều
2 Định hướng phát triển phẩm chất và năng lực học sinh
a, Các phẩm chất
- Tích cực, nghiêm túc, tự tin và chủ động trong học tập
- Sống có trách nhiệm với bản thân và cộng đồng
- Năng lực phương pháp(P): Cho biểu thức của I viết được biểu thức của u và ngược lại
- Năng lực trao đổi thông tin(X): Thực hiện các trao đổi, thảo luận với bạn để thực hiện
nhiệm vụ
- Năng lực cá thể (C): Kết hợp được các kiến thức trong việc giải các bài toán được áp
dụng công thức liên hệ giữa u, i Sử dụng kiến thức đã học vào lí giải hoặc vận dụng ởcác tình huống thực tiễn
II CHUẨN BỊ
1 Giáo viên:
- Mô hình đơn giản về máy phát điện xoay chiều
- Sử dụng dao động kí điện tử để biểu diễn trên màn hình đồ thị theo thời gian của cường độdòng điện xoay chiều (nếu có thể)
2 Học sinh: Ôn lại:
- Các khái niệm về dòng điện một chiều, dòng điện biến thiên và định luật Jun
- Các tính chất của hàm điều hoà (hàm sin hay cosin)
III HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
A Hoạt động khởi động (5 phút)
- Kiểm tra bài cũ:
HS bốc thăm trả lời câu hỏi:
Trang 6-Viết công thức của dòng điện xoay chiều? Cách tính giá trị hiệu dụng?
-Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều?
-Hôm nay ta học bài gì? Gồm những nội dung chính nào?
- Khởi động: - Ta đã tìm hiểu về đại cương của dòng điện xoay chiều Nhưng khi cho dòng điện
xoay chiều chạy trong một mạch điện cụ thể thì nó có đăc điểm gì?Ta sẽ tìm hiểu vấn đề nàyqua bài “CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU”
B Hoạt động hình thành kiến thức
Hoạt động 1 Giới thiệu về độ lệch pha của điện áp so với dòng điện (10 phút)
Hoạt động 2 Mạch điện xoay chiều chỉ chứa điện trở (15 phút)
-Nhận xét độ lệch pha giữa u và i
-Phát biểu định luật ôm
I Mạch điện xoay chiều chỉ chứa điện trở
1) Quan hệ u và i :
Hai đầu R có Định luật Ôm :
quả và thảo
luận
Các nhóm trình bày và thảo luận Quá trình thảo luận làm nhiệm vụ trên
Hoạt động 3 Mạch điện xoay chiều chỉ chứa tụ điện (15 phút)
-Nhận xét độ lệch pha giữa u và i
-Phát biểu định luật ôm
II Mạch điện xoay chiều chỉ chứa tụ điện
1) Khảo sát mạch điện xoay chiều chỉ
có tụ : a) Cho hiệu điện xoay chiều giữa 2 đầu
tụ C:
Trang 7-Nêu ý nghĩa của dung
3) Ý nghĩa của dung kháng :
-dung kháng là đại lượng biểu hiện sự
cản trở dòng điện xoay chiều của tụ điện
-Nếu C càng lớn Zc càng nhỏ, dòng điện bị cản trở càng ít
-Nếu ( f ) càng lớn Zc càng mhỏ ,dòng điện bị cản trở càng ít
nhiệm vụ
học tập
Học sinh làm thí nghiệm sau đó trao đổi với bạn trong nhóm để thống nhất cách thực hiện nhiệm vụ
quả và thảo
luận
Các nhóm trình bày và thảo luận Quá trình thảo luận làm nhiệm vụ trên
Hoạt động 3 Mạch điện xoay chiều chỉ chứa cuộn cảm thuần (25 phút)
-Nhận xét độ lệch pha giữa u và i
-Phát biểu định luật ôm-Nêu ý nghĩa của cảm kháng
III Mạch điện xoay chiều chỉ chứa cuộn cảm thuần
Cuộn dây thuần cảm: có R không đáng
kể
1) Khảo sát mạch điện xoay chiều chỉ
có cuộn cảm thuần a) Giả sử dòng điện chạy trong cuộn dây có dạng:
nhiệm vụ
học tập
Học sinh làm thí nghiệm sau đó trao đổi với bạn trong nhóm để thống nhất cách thực hiện nhiệm vụ
quả và thảo
luận
Các nhóm trình bày và thảo luận Quá trình thảo luận làm nhiệm vụ trên
Trang 8-R làm yếu dòng điện do hiệu ứng Jun còn cuộn cảm làm yếu dòng điện do định luật Len-xơ
quả và thảo
luận
Các nhóm trình bày và thảo luận Quá trình thảo luận làm nhiệm vụ trên
Phiếu học tâp:
1 Công thức xác định cảm khng của cuộn cảm L đối với tần số f l cuộn cảm L đối với tần
2 Khi tần số dịng điện xoay chiều chạy qua đoạn mạch chỉ chứa cuộn cảm tăng ln 4 lần thì cảm
khng của cuộn cảm Khi tần số dịng điện xoay chiều chạy qua đoạn mạch chỉ chứa cuộn cảmtăng ln 4 lần thì cảm khng của cuộn cảm
3.Trên đoạn mạch chỉ có điên trở và cuộn cảm thuần mắc nối tiếp,
A cường độ dòng điện luôn trễ pha so với điện áp giữa hai đầu mạch
B độ lệch pha giữa cường độ dịng điện và điện áp giữa hai đầu mạch tăng khi tần số tăng
C công suất tỏa nhiệt trên điện trở nhỏ hơn công suất tỏa nhiệt của cả đoạn mạch
D điện áp giữa hai đầu điện trở trễ pha hơn điện áp giữa hai đầu cuộn cảm một góc nhỏ hơn
6.Trong mạch điện xoay chiều chỉ cĩ tụ điện,
B dung kháng của tụ điện tỉ lệ với tn số của dòng điện.;
Trang 9C điện áp tức thời giữa hai đàu đoạn mạch luôn trễ pha so với dòng điện.
D điện áp tức thời giữa hai đầu đoạn mạch luôn sớm pha so với dòng điện
7.Để làm giảm dung kháng của một tụ điện phẳng không khí mắc với một mạch điện xoay chiều
ta sử dụng cách nào sau đây ?
A tăng khoảng cách giữa hai bản tụ điện
B Giảm tần số của điện áp đặt với hai bản tụ điện
C Giảm điện tích đối diện giữa hai bản tụ điện
D Đưa một điện môi có hằng số điện môi lớn vào trong lòng tụ điện
•8.Một điện trở thuần R mắc vào mạch điện xoay chiều tần số 50 Hz, muốn dòng điện trong
mạch sớm pha hơn hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch một góc
A Người ta phải mắc thêm vào mạch một tụ điện nối tiếp với điện trở
B Ngươi ta phải mắc thêm vào mạch một cuộn cảm nối tiếp với điện trở
C Người ta phải thay điện trở nói trên bằng một tụ điện
D Người ta phải thay điện trở nói trên bằng một cuộn cảm
•9.Công thức xác định dung kháng của tụ điện C đối với tần số f là
Trang 10Ngày soạn:
NgàyTiết
- Bài tập về các mạch điện xoay chiều
- Bài tập về mạch điện xoay chiều R hoặc L hoặc C
b Về kỹ năng.
- Biết phân tích, nhận dạng các bài toán xác định các dữ kiện và các đại lượng cần tìm
- Biết biểu diễn đúng các đại lượng véc tơ
- Biết lựa chọn các phương pháp phù hợp để giải các bài toán cụ thể
2 Định hướng phát triển phẩm chất và năng lực học sinh
a, Các phẩm chất
- Tích cực, nghiêm túc, tự tin và chủ động trong học tập
- Sống có trách nhiệm với bản thân và cộng đồng
c, Các năng lực chuyên biệt
- Học sinh vận dụng kiến thức làm câu hỏi lí thuyết và bài tập
- Học sinh làm được 1 số câu hỏi bài tập đơn giẩn, pp giải bài rèn luyện thành kĩ năng
II.Chuẩn bị:
1 Giáo viên:
-Phương pháp giải bài tập mỗi loại
-Lựa chọn bài tập đặc trưng
-Chuẩn bị các phiếu học tập
2 Học sinh: Học bài cũ và làm các bài tập được giao.
III.Tổ chức các hoạt động:
A Hoạt động khởi động (4 phút)
- Kiểm tra bài cũ:
-Viết công thức định luật Ôm cho đoạn mạch chỉ chứa R,L,C So sánh độ lệch pha giữa u,i
B, C, D Hoạt động hình thành kiến thức, luyện tập, vận dụng (38 phút)
tập
Phân nhóm làm bài phiếu học tập
Trang 11Phiếu học tập
Câu 1: Đặt vào hai đầu cuộn cảm L = 1 (H) một hiệu điện thế xoay chiều 220V – 50Hz Cường độ dòng điện hiệu dụng qua cuộn cảm là
Câu 2: Đặt vào hai đầu tụ điện (F) một hiệu điện thế xoay chiều u=141cos(100
V Dung kháng của tụ điện là
Câu 3: Đặt vào hai đầu tụ điện (F) một hiệu điện thế xoay chiều u = 141cos(100
V Cường độ dòng điện qua tụ điện
Câu 4: Đặt hiệu điện thế u= (V) vào hai đầu đoạn mạch chỉ có tụ điện có
Câu 5: Một dòng điện xoay chiều có cường độ tức thời là: i = 2 cos 100t Cường độ hiệu
dụng là:
Câu 6: Nếu một dòng điện xoay chiều có hiệu điện thế hiệu dụng là ( V) thì hiệu điện thếcực đại có giá trị:
A (V) B.2 (V) C 2 (V) D 1 (V)
Câu 7: Một tụ điện có điện dung C Nếu dòng điện có cường độ i = Iocos100t chạy qua tụ điện
thì hiệu điện thế tức thời hai đầu tụ điện có biểu thức là:
A u = Uo cos100t B.u = Uo cos(100t +/2)
C u = Uo cos(100t - /2) D.u = Uo cos(100t -)
Câu 8: Hiệu điện thế tức thời hai đầu đọan mạch chỉ có cuộn cảm L có dạng: u=U0co s thìcuờng độ dòng điện tức thời qua mạch có dạng:
A.i = I0 cos t B i = I0 cos( t + /2)
C.i = I0 cos t - /2) D i = I0 cos( t + /4)
Câu 9: Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch có dạng u=141cos100t(V) Hiệu điện thế hiệu
dụng giữa hai đầu đoạn mạch là :
A U =141V B U = 50Hz C U =100V D U = 200V
Câu 10: Cường độ dòng điện trong mạch không phân nhánh có dạng i=2 cos100t(A) Cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch là :
Câu 11: Dòng điện chạy qua đoạn mạch xoay chiều có dạng i=2cos100t (A), hiệu điện thế
giữa hai đầu đoạn mạch có giá trị hiệu dụng là 12V và sớm pha /3 so với dòng điện Biểu thức của hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch là :
Trang 12A u=12cos100t (V) B u=12 cos100t (V)
C u=12 cos(100t-/3) (V) D u=12 cos(100t+/3) (V)
Câu 12: Cho dòng điện i= cos(100t- π/6) (A) chạy qua điện trở R = 100 (Ω) thì biểu thức u ) thì biểu thức u
hai đầu mạch là
Câu 13: Đặt vào hai đầu tụ điện (F) một hiệu điện thế xoay chiều u=300cos(100t- π/6) V, thì biểu thức i qua mạch là
Câu 14: Đặt vào hai đầu đọan mạch chỉ có tụ điện thuần dung kháng một điện áp xoay
Câu 17: Đặt vào hai đầu cuộn cảm L=1/(H) một hiệu điện thế xoay chiều 220V-50Hz
Cường độ dòng điện hiệu dụng qua cuộn cảm là :
E Hoạt động tìm tòi và mở rộng (3 phút)
- Vẽ sơ đồ tư duy
- cho bểu thức của i , vẽ giản đồ véc tơ biểu diễn các phương trình của u đối với mạch chỉ có R,L,C
Phê duyệt của tổ trưởng (nhóm trưởng)
Trang 13Ngày soạn:
NgàyTiết
- 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.Phương pháp giản đồ Fre-nen-> công thức tính tổng trở-> định luật Ôm cho đoạn mạch xoaychiều có R, L, C mắc nối tiếp-> độ lệch pha giữa i và u đối với mạch có R, L, C mắc nối tiếp->hiện tượng cộng hưởng điện
b Về kĩ năng
- Vận dụng đươc công thức tính tổng trở của mạch và viết được phương trình của dòng điện vàđiện áp
của mạch R, L, C
- Giải được các bài tập đơn giản về các mạch điện xoay chiều
2 Định hướng phát triển phẩm chất và năng lực học sinh
a, Các phẩm chất
- Tích cực, nghiêm túc, tự tin và chủ động trong học tập
- Sống có trách nhiệm với bản thân và cộng đồng
+Cho biểu thức của i viết được biểu thức của u và ngược lại
- Năng lực trao đổi thông tin(X): Thực hiện các trao đổi, thảo luận với bạn để thực hiện
nhiệm vụ
- Năng lực cá thể (C): Kết hợp được các kiến thức trong việc giải các bài toán được áp
dụng công thức liên hệ giữa u, i Sử dụng kiến thức đã học vào lí giải hoặc vận dụng ở cáctình huống thực tiễn
Trang 14- Kiểm tra bài cũ:
HS bốc thăm trả lời câu hỏi: ( 5’)
+ Phát biểu được định luật Ôm đối với đoạn mạch điện xoay chiều chỉ chứa R ;L;C
+ Phát biểu được tác dụng của tụ điện và cuộn cảm thuần trong mạch điện xoay chiều
+ Viết công thức tính dung khánh, cảm kháng,
+so sánh độ lệch pha giữa u và i của mạch điện xoay chiều chỉ chứa R ;L;C
- Khởi động: Bài trước ta đã tìm hiểu các mạch điện xoay chiều riêng lẻ
+ ta biết cách viết biểu thức của u khi cho u và ngược lại trong mạch riêng lẻ
+ độ lệch pha của u và i trong từng trường hợp
+ cách tính dung khánh và cảm kháng
và mạch đó là một số mạch đơn giản nhất Bây giờ chúng ta tìm hiểu mạch phức tạp hơn đó là
“MẠCH CÓ R, L, C NỐI TIẾP”
B Hoạt động hình thành kiến thức
Hoạt động 1 Phương pháp giản đồ Fre-nen (10 phút)
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 cácđiện 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 thế nào với Ui haiđầu 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 phápgiản đồ Fre-nen đã áp dụng cho phần dao động biểu diễn những đại lượng hình sin bằng những vectơ quay?
I Phương pháp giản đồ Fre-nen 1) Định luật về điện áp tức thời :
Trong mạch điện 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 đọan mạch ấy