tiết 36 vật lý 12 nguyễn hồng thạch website của trường thpt phan bội châu di linh

Kĩ năng: Hiểu được sự biến thiên của điện tích, dòng điện và điện áp theo thời gian, năng lượng dao động trong mạch dao động điện từ.. Thái độ: Chăm chỉ, sáng tạo, hiểu các ứng dụng tron[r]

Tiết : 36 Tuần : 12

Chương IV : DAO ĐỘNG & SÓNG ĐIỆN TỪ

Bài 21 DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ

I MỤC TIÊU BÀI HỌC

1 Kiến thức: Biết được cấu tạo của mạch dao động LC, khái nệm dao động điện từ và năng lượng dao động trong mạch dao động điện từ

2 Kĩ năng: Hiểu được sự biến thiên của điện tích, dòng điện và điện áp theo thời gian, năng lượng dao động trong mạch dao động điện từ

3 Thái độ: Chăm chỉ, sáng tạo, hiểu các ứng dụng trong cuộc sống

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên: H 21.1 tr 117 sgk

2 Học sinh: Dụng cụ học tập

III TIẾN TRÌNH HOẠT ĐỘNG

1 Ổn định, tổ chức

2 Bài cũ

Câu hỏi: Công thức điện dung của tụ điện?

3 Bài mới

Hoạt động 1: Tìm hiểu mạch dao động điện từ và dao động điện từ

Hoạt động của trò Trợ giúp của giáo viên Ghi bảng

Học sinh đọc và tìm hiểu thí

nghiệm ở mục 1a tr 117 sgk

Khi dòng điện qua cuộn cảm

thay đổi, có hiện tượng gỉ xảy

ra?

Xảy ra hiện tượng cảm ứng điện

từ

Thảo luận: Trình bày tiếp các

khoảng thời gian còn lại?

Nhìn vào H 21.3 tr

upload.123doc.net sgk để so

sánh?

Học sinh ôn lại kiến thức về

định luật Ohm và suất điện động

tự cảm

Viết biểu thức suất điện động

xuất hiện trên cuộn cảm?

Khi k ở vị trí a, tụ điện được tích điện Tụ điện đóng vai trò như máy thu điện

Khi k ở vị trí b, tụ điện sẽ phóng điện Tụ điện đóng vai trò như một nguồn điện

Xét mạch gồm LC mắc nối tiếp:

Ban đầu; tụ điện phóng điện (đóng vai trò như nguồn điện),

sau thời gian 4

T

t 

tụ điện phóng hết điện

Khi đó; cuộn cảm đạt được cường độ dòng điện cực đại, lúc này dòng điện từ cuộn cảm chuyển sang cho tụ điện Đến 2

T

t 

, cường độ dòng điện trong cuộn cảm bằng 0 và điện tích của tụ điện đạt cực đại Q0

HDHS:

AB

di

dt

 

Mà i dq q'

dt

’và AB

q u C



Nên q Lq''

q q LC

1 Dao động điện từ trong mạch LC

a Thí nghiệm: Sgk Mắc mạch điện như hình vẽ Ban đầu k ở vị rtí a, sau đó chuyển k từ a sang b

Khi đó mạch gồm LC mắc nối tiếp Mạch gồm LC mắc như vậy gọi là mạch dao động kín

b Giải thích:

Khi K chuyển từ a sang b; điện tích từ tụ điện C phóng qua cuộn cảm L, dòng điện qua cuộn cảm tăng lên làm xuất hiện suất điện

động tự cảm

di

dt



Suất điện động tự cảm ngăn cản sự phóng điện của tụ điện, khi tụ điện phóng hết điện dòng tự cảm lại nạp điện cho tụ điện nhưng theo chiều ngược lại

Nếu bỏ qua điện trở của dây dẫn

và sự mất mát năng lượng thì quá trính diễn ra liên tục

c Khảo sát định lượng:

Xét đoạn mạch BLA; theo định luật Ohm: u AB  e ri Bỏ qua điện trở dây dẫn (r 0) nên

AB

di

dt

 

Chứng minh rằng q''2q0

và đoán nghiệm của phương

trình trên?

Nghiệm phương trình có dạng

q q t

Từ đó suy ra phương trình

cường độ dòng điện và điện áp

biến thiên qua mạch?

Cường độ dòng điện biến thiên

dq

Điện áp cũng biến thiên

2 0

q

C

di

dt









Nhận xét: Pha dao động của q, i,

u?

So sánh x''2x0 với

2

q  q ? HDHS: Xây dựng Nghiệm phương trình có dạng

q q t là phương trình biến thiên điện tích theo gian

Cường độ dòng điện biến thiên

dq

2

i I t Điện áp cũng biến thiên

u U t

Mạch dao động điện từ tự do có các đại lượng đặc trưng sau:

Tần số góc riêng: 0

1

LC

 

Chu kì riêng: T0 2 LC Tần số riêng:

1 2

f

LC





Mà i dq q'

dt

’và AB

q u C



Nên q Lq''

q q LC

Đ ặt

1

LC

 

thì q''2q0 Nghiệm phương trình có dạng

q q t là phương trình biến thiên điện tích theo gian

Cường độ dòng điện biến thiên

dq

2

i I t Điện áp cũng biến thiên

2 0

q

C di

dt







 Hay u U 0cos(t)

Hoạt động 2: Tìm hiểu năng lượng điện từ trong mạch dao động?

Hoạt động của trò Trợ giúp của giáo viên Ghi bảng

Thảo luận: Viết biểu thức tính

năng lượng điện trường và từ

trường?

2

1

2

C

q

W

C



;

2

1 2

L

W  Li

Thiết lập biểu thức năng lượng

điện trường của tụ điện và từ

trường của cuộn cảm?

2 2

2 0

C

q

q

0

L

W  Li  LI t

Viết biểu thức tính năng lượng

toàn phần của mạch dao động?

C L

W W W

HDHS: Thay q q 0cos(t)

và iq0sin(t)

HDHS: Lập được

C



2 Năng lượng điện từ trong mạch dao động

Năng lượng điện trường tập trung ở tụ điện:

2 2

2 0

C

q q

Năng lượng từ trường tập trung

ở cuộn cảm:

0

L

W  Li  LI t Năng lượng điện từ toàn phần:

C L

W W W  Suy ra:

C



4 Củng cố: Nắm được các phương trình: biến thiên điện tích, biến thiên dòng điện, biến thiên điện áp

và năng lượng điện trường, năng lượng từ trường

5 Bài tập về nhà: Làm bài tập 1; 2; 3; 4 tr 123 skg

6 Hướng dẫn bài mới: Tìm hiểu dao động điện từ tắt dần, dao động điện từ cưỡng bức, …