Giáo án chủ đề vật lí 9 TRUYỀN tải điện NĂNG đi XA

- Hiểu được các bộ phận chính của máy biến thế gồm 2 cuộn dây dẫn có số vòng dây khác nhau được quấn quanh 1 lõi sắt chung - Hiểu được công dụng chính của máy biến thế là làm tăng hay gi

Trang 1

CHỦ ĐỀ 5 _ KHỐI 9 _ TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ĐI XA

Thời lượng dạy học: 2 tiết (từ tiết 39 đến tiết 40)

I MỤC TIÊU

1 Kiến thức:

- Lập được công thức tính năng lượng hao phí do toả nhiệt trên đường dây tải điện

- Hiểu được 2 cách làm giảm hao phí điện năng trên đường dây tải điện và lí do vì sao chọn cách tăng hiệu điện thế ở 2 đầu đường dây

- Hiểu được các bộ phận chính của máy biến thế gồm 2 cuộn dây dẫn có số vòng dây khác nhau được quấn quanh 1 lõi sắt chung

- Hiểu được công dụng chính của máy biến thế là làm tăng hay giảm hiệu điện thế

hiệu dụng theo CT :

1 1

2 2

U =n

- Giải thích được vì sao máy biến thế lại hoạt động được với dòng điện xoay chiều

mà không hoạt động được với dòng điện 1 chiều không đổi

2 Kĩ năng:

- Tổng hợp kiến thức đã học để đi đến kiến thức mới

3 Thái độ:

- Hợp tác trong học tập

- Yêu thích môn học

- Nghiêm túc, tích cực, say mê tìm hiểu

4 Định hướng phát triển năng lực:

* Năng lực chung:

- Năng lực giao tiếp

- Năng lực sáng tạo

- Năng lực tự học

- Năng lực giải quyết vấn đề

- Năng lực tính toán

* Năng lực chuyên biệt môn vật lí:

- Năng lực liên quan đến sử dụng kiến thức vật lí: K2, K3, K4

- Năng lực về phương pháp: P3; P8, P9

- Năng lực trao đổi thông tin: X4, X5; X6; X7, X8

Trang 2

- Năng lực liên quan đến cá thể: C1, C2

II MÔ TẢ CÁC MỨC ĐỘ NHẬN THỨC VÀ NĂNG LỰC ĐƯỢC HÌNH THÀNH

Nội dung/chủ đề/chuẩn Nhận biết Thông hiểu Vận dụng Vận dụng cao Tìm hiểu nguyên nhân

gây hao phí điện năng

trên đường dây truyền tải

và lập công thức tính

công suất hao phí do toả

nhiệt trên đường dây tải

điện (Php) theo P, U và R

Nêu các cách giảm công

suất hao phí và chọn cách

tối ưu nhất

Truyền tải điện năng đi

xa bằng dây dẫn có nhiều thuận lợi hơn

so với việc vận tải các nhiên liệu khác như than

đá, dầu lửa,…

Tuy nhiên việc dùng dây dẫn

để truyển tải điện năng đi

xa sẽ có một phần điện năng bị hao phí do toả nhiệt trên dây dẫn

[TH2]:Công

suất hao phí

do tỏa nhiệt trên đường dây tải điện tỉ

lệ nghịch với bình phương hiệu điện thế đặt vào hai đầu đường dây:

2

hp 2

R U

=P P

- Biện pháp để

Trang 3

làm giảm hao phí trên đường dây tải điện thường dùng

là tăng hiệu điện thế đặt vào hai đầu đường dây tải điện

Tìm hiểu cấu tạo và hoạt

động của máy biến thế biến thế là thiết[NB2]: Máy

bị dùng để tăng hoặc giảm hiệu điện thế của dòng điện xoay chiều Bộ phận chính của máy biến thế gồm hai cuộn dây có

số vòng dây khác nhau quấn trên một lõi sắt

[TH3]: Máy

biến áp hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện

từ Khi đặt một hiệu điện thế xoay chiều vào hai đầu cuộn dây sơ cấp của máy biến áp thì ở hai đầu cuộn dây thứ cấp xuất hiện một hiệu điện thế xoay chiều

[TH4]: Tỉ số

giữa hiệu điện thế ở hai đầu cuộn dây của máy biến áp bằng tỉ số giữa

số vòng dây của các cuộn dây đó:

2

1 2

1 n

n U

U

=

Khi hiệu điện thế ở 2 đầu

[VD1]: Vận

dụng công thức

2

hp 2

R U

=P P

Trang 4

cuộn sơ cấp lớn hơn hiệu điện thế ở cuộn thứ cấp (U1>U2) ta có máy hạ thế, còn khi U1<U2

ta có máy tăng thế

Tìm hiểu tác dụng làm

biến đổi hiệu điện thế của

máy biến thế

[VD2]: Vận

dụng công

1 2

1 n

n U

U

=

để tính hiệu điện thế hay

số vòng dây của máy biến

áp, khi biết trước ba trong bốn giá trị trong công thức

[VDC1]: Nêu

được một số ứng dụng của máy biến áp trong đời sống hàng ngày thường gặp

III CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP

1 Nhận biết:

Câu 1: Dòng điện đi qua dây dẫn gây ra tác dụng gì? [NB1]

Câu 2: Khi truyền tải điện năng đi xa bằng dây dẫn, có một phần điện năng chuyển hóa

thành nhiệt năng Đó là phần điện năng có ích hay hao phí? [NB2]

Câu 3: Em hãy cho biết cấu tạo và công dụng của máy biến thế? [NB3]

2 Thông hiểu:

Câu 1: Lập công thức tính công suất hao phí? [TH1]

Câu 2: Làm cách nào giảm được công suất hao phí? [TH2]

Câu 3: Cách nào giảm công suất hao phí tối ưu nhất? Vì sao? [TH3]

Câu 4: Nêu nguyên tắc hoạt động của máy biến thế? [TH4]

Câu 5: Vì sao khi dùng dòng điện một chiều thì máy biến thế không hoạt động? [TH5]

Câu 6: Nêu mối quan hệ giữa hiệu điện thế của hai đầu mỗi cuộn dây và số vòng dây của mỗi cuộn? [TH6]

Câu 7: Lập công thức liên hệ giữa hiệu điện thế và số vòng dây của cuộn sơ cấp (U1,n1)

và cuộn thứ cấp (U2,n2)? [TH7]

Câu 8: Nêu cách lắp đặt máy biến thế trên đường dây truyền tải điện? [TH8]

3 Vận dụng:

Trang 5

Câu 1: Để truyền tải cùng một công suất đi xa, muốn giảm công suất hao phí đi 4 lần thì cần tăng hay giảm hiệu điện thế mấy lần? [VD1]

Câu 2: Trên cùng một đường dây cần tải đi một công suất điện xác định dưới một hiệu

điện thế xác định, nếu dùng đường kính dây dẫn có tiết diện giảm đi một nửa thì công

suất hao phí vì tỏa nhiệt sẽ thay đổi thế nào? [VD2]

Câu 3: Có hai đường dây tải điện tải đi cùng một công suất điện với dây dẫn cùng tiết

diện, làm cùng bằng một chất Đường dây thứ nhất có chiều dài 100 km và hiệu điện thế

ở hai đầu đường dây là 100 kV Đường dây thứ hai có chiều dài 200 km và hiệu điện thế

ở hai đầu đường dây là 200 kV Nêu mối liên hệgiữa công suất hao phí do tỏa

nhiệt Php1 và Php2 của hai dây? [VD3]

Câu 4: Một máy biến thế có số vòng dây cuộn sơ cấp là 8400 vòng, cuộn thứ cấp là

16800 vòng Biết hiệu điện thế hai đầu của cuộn sơ cấp là 110 V? [VD4]

a) Tính hiệu điện thế hai đầu cuộn thứ cấp?

b) Máy biến thế này là máy tăng thế hay hạ thế? Vì sao?

4 Vận dụng cao:

Câu 1: Sạc điện thoại có nhiệm vụ chuyển đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều không? Tại sao? [VDC1]

Câu 2: Sạc điện thoại có nhiệm vụ biến đổi hiệu điện thế không? Tại sao? [VDC2]

Câu 3: Tìm hiểu về máy biến áp tự ngẫu và trả lời các câu hỏi sau: [VDC3]

a Có thể áp dụng U1U2 = n1n2 cho loại biến áp này không?

b Loại biến áp này là máy tăng áp hay hạ áp?

IV KẾ HOẠCH THỰC HIỆN CHỦ ĐỀ

chức dạy học Thời lượng Thời điểm Thiết bị DH, Học liệu Ghi chú

Tìm hiểu nguyên nhân gây

hao phí điện năng trên đường

dây truyền tải điệnvà lập

công thức tính năng lượng

hao phí do toả nhiệt trên

đường dây tải điện (Php)

theo P, U và R Nêu các cách

giảm công suất hao phí và

chọn cách tối ưu nhất

phút

Tiết 1 Phiếu học tập

Tìm hiểu cấu tạo và nguyên lí

hoạt động của máy biến thế Nhóm 25 phút Tiết 1 - hình máy biến thế

- 1 máy biến thế nhỏ

- 1 nguồn điện xoay chiều 0 - 12V

- 1 vôn kế xoay

Trang 6

chiều

- sơ đồ mạch điện như thí nghiệm sgk trang 106

- Phiếu học tập Tìm hiểu tác dụng biến đổi

hiệu điện thế của máy biến

thế

phút Tiết 2 - 1 máy biến thế nhỏ

- 1 nguồn điện xoay chiều 0 - 12V

- 1 vôn kế xoay chiều

- sơ đồ mạch điện như thí nghiệm sgk trang 106

- Phiếu học tập

phút Tiết 2

- Hình

- Phiếu bài tập

V THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC

Hoạt động 1 Khởi động/mở bài (5 phút)

1 Mục tiêu: HS biết được các nội dung cơ bản của bài học cần đạt được, tạo tâm thế cho học sinh đi vào tìm hiểu bài mới

2 Nhiệm vụ học tập của học sinh: trả lời câu hỏi

3 Cách thức tiến hành hoạt động:

Nội dung Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh

Giới thiệu bài học

Tại sao điện năng sau khi được sản xuất ở nhà máy thủy điện Hòa Bình lại được tăng hiệu điện thế lên

500 kV, trong khi hiệu điện thế sử dụng trong các hộ gia đình chỉ có 220V?

Thiết bị nào giúp ta tăng và giảm hiệu điện thế? Thiết

bị này được sử dụng như thế nào trong đời sống và

kĩ thuật? -> Bài mới

Học sinh trả lời theo sự hiểu biết của mình

Cần tăng hiệu điện thế lên 500kV để giảm hao phí khi truyền tải điện năng

Thiết bị giúp ta tăng và giảm hiệu điện thế là máy biến áp Thiết bị này được

sử dụng rất phổ biến trong đời sống và kĩ thuật

Trang 7

Hoạt động 2 Hình thành kiến thức mới (65 phút)

1. Mục tiêu:

- Lập được công thức tính công suất hao phí do toả nhiệt trên đường dây tải điện

- Hiểu được 2 cách làm giảm hao phí điện năng trên đường dây tải điện và lí do vì sao chọn cách tăng hiệu điện thế ở 2 đầu đường dây

- Tìm hiểu cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của máy biến thế, tác dụng biến đổi hiệu điện thế của máy biến thế qua hoạt động hí nghiệm

2 Nhiệm vụ học tập của học sinh: trả lời câu hỏi, thảo luận nhóm, làm thí nghiệm,

Nội dung Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh

ND1: Tìm hiểu nguyên nhân gây hao phí điện năng trên đường dây truyền tải điệnvà lập công thức tính công suất hao phí do toả nhiệt trên đường dây tải điện (Php) theo P, U

và R Nêu các cách giảm công suất hao phí và chọn cách tối ưu nhất (15 phút)

Bước 1 Giao nhiệm vụ: - Giáo viên đặt câu hỏi

- Dòng điện đi qua dây dẫn gây ra tác dụng gì?

Khi truyền tải điện năng đi

xa bằng dây dẫn, có một phần điện năng chuyển hóa thành nhiệt năng Đó là phần điện năng có ích hay hao phí?

- Yêu cầu học sinh kết luận lại rồi ghi vào vở:

( Có thể làm phiếu học tập rồi cho học sinh điền vào chỗ trống: Khi truyền tải điện năng đi xa có phần điện năng hao phí do hiện tượng ……….trên đường dây.)

- Học sinh trả lời câu hỏi của giáo viên:

- Dòng điện đi qua dây dẫn gây ra tác dụng nhiệt

- Điện năng chuyển hóa thành nhiệt năng Đó là phần điện năng hao phí

Học sinh phân nhóm

- Các nhóm quan sát và lắng nghe yêu cầu của giáo viên

Bước 2 Thực hiện nhiệm

vụ được giao: Giáo viên yêu cầu các nhóm thực hiện và trả lời

các câu hỏi:

1/ Lập công thức tính công suất hao phí?

2/ Làm cách nào giảm được công suất hao phí?

3/ Cách nào giảm công suất hao phí tối ưu nhất? Vì sao?

- Các nhóm tiến hành thảo luận

- Các nhóm thực hiện, viết câu trả lời ra giấy (hoặc bảng phụ) mà giáo viên yêu cầu

Trang 8

Bước 3 Báo cáo kết quả

và thảo luận:

- Giáo viên thông báo hết thời gian, và yêu cầu các nhóm báo cáo

- Giáo viên yêu cầu các nhóm nhận xét lẫn nhau, thảo luận

- Các nhóm báo cáo

- Các nhóm nhận xét, thảo luận

Bước 4 Đánh giá kết quả: - Giáo viên đánh giá, góp

ý, nhận xét quá trình làm việc các nhóm

1/ Công thức tính công suất hao phí:

2 2

2

.

U

2/ Từ công thức trên nhận thấy để giảm công suất hao phí có 2 cách:

Cách 1: Giảm R Cách 2: Tăng U bằng cách dùng máy biến thế

3/ Khi tăng hiệu điện thế ở hai đầu dây tải lên n lần thì công suất hao phí sẽ giảm

n2 lần

Mặt khác:

R S

ρ

- không thể giảm ρ

vì ρ

bạc < ρ

đồng mà bạc đắt hơn đồng

- không thể giảm l

vì là khoảng cách từ đầu dây tải đến nơi tiêu thụ

- không thể tăng S vì dây

sẽ to, nặng

- Đưa ra thống nhất chung:

Cách tốt nhất để giảm hao

Học sinh quan sát và ghi nội dung vào vở

Trang 9

phí điện năng là tăng hiệu điện thế đặt vào hai đầu đường dây vì công suất hao phí tỉ lệ nghịch với bình phương hiệu điện thế

ND2: Tìm hiểu cấu tạo và hoạt động của máy biến thế (25 phút)

Bước 1 Giao nhiệm vụ: 1/ Cấu tạo của máy biến

thế:

Yêu cầu học sinh quan sát sơ đồ mô tả các bộ phận chính của máy biến thế (Hình 51.1) và hoàn thành kết luận sau:

Máy biến thế gồm bộ phận chính Hai cuộn dây dẫn có số vòng dây , đặt cách điện với nhau Một lõi dùng chung cho cả hai cuộn dây

2/ Nguyên tắc hoạt động của máy biến thế:

- Giáo viên yêu cầu các nhóm học sinh làm thí nghiệm như sgk trang 106

- Hoàn thành các kết luận sau:

- Khi đặt vào hai đầu cuộn

sơ cấp một hiệu điện thế một chiều thì bóng đèn mắc ở hai đầu cuộn dây thứ cấp

sơ cấp một hiệu điện thế xoay chiều thì bóng đèn mắc ở hai đầu cuộn dây thứ cấp

- Nếu đặt vào hai đầu cuộn

sơ cấp một hiệu điện thế

- Các nhóm tiến hành thảo luận

Trang 10

xoay chiều thì hiệu điện thế xuất hiện ở hai đầu cuộn thứ cấp

- Từ kết quả thí nghiệm và các kiến thức đã học, hãy giải thích nguyên tắc hoạt động của máy biến áp

các câu hỏi

- Các nhóm nhận thiết bị, tiến hành quan sát, thảo luận

- Đưa ra thống nhât chung

1/ Cấu tạo của máy biến thế:

Máy biến thế gồm 2 bộ phận chính Hai cuộn dây dẫn có số vòng dây khác nhau, đặt cách điện với nhau Một lõi thép dùng chung cho cả hai cuộn dây

2/ Nguyên tắc hoạt động của máy biến thế:

• Khi đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp một hiệu điện thế một chiều thì bóng đèn mắc ở hai đầu cuộn thứ cấp không sáng

Trang 11

• Khi đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp một hiệu điện thế xoay chiều thì bóng đèn mắc ở hai đầu cuộn thứ cấp phát sáng

• Nếu đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp một hiệu điện thế xoay chiều thì hiệu điện thế xuất hiện ở hai đầu cuộn thứ cấp cũng là hiệu điện thế xoay chiều

ND3: Tìm hiểu tác dụng làm biến đổi hiệu điện thế của máy biến thế (25 phút)

Bước 1 Giao nhiệm vụ: Giáo viên yêu cầu các

nhóm học sinh sử dụng các máy biến áp được cung cấp, đọc và ghi lại số vòng n1 của cuộn sơ cấp

và n2 của cuộn thứ cấp, rồi tiến hành thí nghiệm đo hiệu điện thế ở hai đầu cuộn sơ cấp U1 và hiệu điện thế ở hai đầu cuộn thứ cấp U2 để hoàn thiện bảng

số liệu sau:

U1 U2 n1 n2

1 2 3 4

Dựa vào bảng số liệu trên hãy rút ra nhận xét về mối quan hệ giữa hiệu điện thế

U đặt vào hai đầu cuộn dây

và số vòng n của các cuộn dây của máy biến áp

sơ cấp của máy biến thế một hiệu điện thế thì ở

Trang 12

hai đầu cuộn thứ cấp xuất hiện một hiệu điện thế

- Hiệu điện thế ở hai đầu mỗi cuộn dây tỉ lệ với

số vòng dây của mỗi cuộn

- Khi hiệu điện thế ở cuộn

sơ cấp hiệu điện thế ở cuộn thứ cấp ta có máy

hạ thế Còn khi hiệu điện thế ở cuộn sơ cấp hiệu điện thế ở cuộn thứ cấp

ta có máy tăng thế

các câu hỏi

- Các nhóm nhận thiết bị, tiến hành quan sát, thảo luận

U1 U2 n1 n2

- Đưa ra thống nhất chung

• Khi đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp của máy biến thế một hiệu điện thế xoay chiều thì ở hai đầu cuộn thứ cấp xuất hiện một hiệu điện thế

Trang 13

xoay chiều

• Hiệu điện thế ở hai đầu mỗi cuộn dây tỉ lệ thuận với số vòng dây của mỗi cuộn U1U2 = n1n2

• Khi hiệu điện thế ở cuộn sơ cấp lớn hơn hiệu điện thế ở cuộn thứ cấp

ta có máy hạ thế Còn khi hiệu điện thế ở cuộn sơ cấp nhỏ hơn hiệu điện thế ở cuộn thứ cấp ta có máy tăng thế

Hoạt động 3 Luyện tập (10 phút)

1 Mục tiêu: Luyện tập củng cố nội dung bài học

2 Nhiệm vụ học tập của học sinh: trả lời câu hỏi

Nội dung Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh

Câu 1: Xác định công thức

liên hệ giữa hiệu điện thế

và số vòng dây của cuộn sơ

cấp (U1,n1) và cuộn thứ cấp

(U2,n2)

A U1U2=n2n1

B U1n2=U2n1

C U1U2=n1n2

D U1n1=U2n2

Câu 2: Để truyền tải cùng

một công suất đi xa, muốn

giảm công suất hao phí đi 4

lần thì cần

A tăng hiệu điện thế giữa

hai đầu dây lên 4 lần

B giảm hiệu điện thế giữa

hai đầu dây đi 4 lần

C tăng hiệu điện thế giữa

hai đầu dây lên 2 lần

Gíao viên yêu cầu học sinh hoạt động cá nhân trả lời câu hỏi

- Giáo viên gọi 1 học sinh lên bảng chữa bài

- Gíao viên tổ chức thảo luận lớp nhận xét, kết luận

Câu 1: B Câu 2: C Câu 3: B Câu 4: B Câu 5: Gợi ý cách giải:

a) thế số vào công thức sau :

2

.

b) So sánh n2, n1

- Học sinh lên bảng chữa bài

- Lớp thảo luận nhận xét, kết luận

- Học sinh chép câu trả lời vào vở

Định dạng
Số trang	16
Dung lượng	66,91 KB