Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2009 – 2010 Trang 72 Ngày soạn : 12/11/2009 Tiết : 42 I. MỤC TIÊU : 1. Kiến thức: - Nắm được khái niệm dòng điện xoay chiều và hiệu điện thế xoay chiều. Biết cách xác định độ lệch pha giữa dòng điện và hiệu điện thế xoay chiều theo biểu thức hoặc theo đồ thị của chúng. - Hiểu các đặc điểm của đoạn mạch xoay chiều chỉ có điện trở thuần. - Nắm được các giá trị hiệu dụng và cách tính công suất toả nhiệt của dòng điện xoay chiều. 2. Kỹ năng: - Nhận biết được tính độ lệch pha giữa cường độ dòng điện và hiệu điện thế xoay chiều. - Tìm công suất toả nhiệt của dòng điện xoay chiều. 3. Thái độ: II. CHUẨN BỊ : 1. Giáo viên : - Dao động ký điện từ 2 chùm tia. (nếu có) - Hình vẽ đồ thị cường độ dòng điện và hiệu điện thế xoay chiều. - Nguồn điện xoay chiều, một điện trở thuần và một mạch điện xoay chiều. 2. Học sinh : - Ôn lại dao động cơ học, dao động điện từ. III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC: A. HOẠT ĐỘNG BAN ĐẦU 1. Ổn định tổ chức 2. Giới thiệu mục tiêu chương V: (2 / ) 3. Tạo tình huống học tập B. TIẾN TRÌNH BÀI HỌC TL Hoạt động của HS Hoạt động của GV Kiến thức HĐ 1: 10 + Quan sát mô hình hoặc hình vẽ 26.1 + Cho khung dây quay với vận tốc vừa phải để HS thấy kim vôn kế dao động sang phải rồi sang trái một cách tuần hoàn. e = E 0 cos ( ω t + ϕ 0 ) + Dùng mô hình máy phát điện xoay chiều có nối với một vôn kế nhạy để minh họa cho nguyên tắc tạo suất điện động xoay chiều. + Theo định luật cảm ứng điện từ, trong khung dây xuất hiện một suất điện động xoay chiều được xác định như thế nào ? + GV yêu cầu HS nhắc lại các công thức tính chu kì và tần số của dao động điều hòa để vận dụng nó cho dao động điện. 1. Suất điện động xoay chiều Cho một khung dây có diện tích S quay đều với vận tốc góc ω quanh một trục vuông góc với các đường sức của một từ trường đều có cảm ứng từ B ur . Theo định luật cảm ứng điện từ, suất điện động biến đổi điều hòa theo thời gian : e = E o cos(ωt + ϕ o ) (1) Đó là suất điện động xoay chiều, chu kì và tần số biến đổi của suất điện động T = 2 π ω , f = 2 ω π HĐ2: 10 + Có cùng tần số với lực cưỡng bức. + Dao động điện cưỡng bức trong mạch có cùng tần số với tần số dao động của nguồn. + u và i biến đổi điều hòa + Đặc điểm cơ bản của dao động cưỡng bức trong cơ học là gì ? + Dao động điện cưỡng bức trong mạch có đặc điểm gì ? + Hướng dẫn học sinh quan sát 2. Điện áp xoay chiều. Dòng điện xoay chiều u = U o cos(ωt + ϕ u ) (2) i = I o cos(ωt + ϕ i ) (3) - Hiệu điện thế biến đổi điều hòa theo thời gian gọi là hiệu Giáo viên: Dương Văn Tính Tổ Vật Lý - Thể dục Trường PTTH Hùng Vương CHƯƠNG V: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU BÀI 26: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CHỈ CÓ R n r B r ω Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2009 – 2010 Trang 73 cùng tần số nhưng lệch pha với nhau. + Độ lệch pha giữa điện áp u và cường độ dòng điện i là: iu ϕϕϕ −= - Nếu φ > 0 thì u sớm pha (nhanh pha) so với i. - Nếu φ < 0 thì u trễ pha (chậm pha) so với i. - Nếu φ = 0 thì u đồng pha (cùng pha) với i. hình ảnh bằng dao động kí hoặc quan sát đồ thị. + Viết biểu thức & định nghĩa về hiệu điện thế và cường độ dòng điện xoay chiều? Về biểu thức của dòng điện và hiệu điện thế, cần cho HS thấy rõ các đại lượng tức thời là các giá trị đại số được viết theo một quy ước dấu cụ thể. + Độ lệch pha ϕ được xác định như thế nào ? điện thế xoay chiều hay còn gọi điện áp xoay chiều - Dòng điện có cường độ biến đổi điều hòa theo thời gian gọi là dòng điện xoay chiều. - Độ lệch pha của hiệu điện thế xoay chiều đối với dòng điện xoay chiều là: ϕ = ϕ 1 - ϕ 2 Chú ý: ϕ = ϕ u - ϕ i HĐ3: Mối liên hệ u, i trong đoạn mạch chỉ có R 5 Hs thành lập theo sự hướng dẫn Nếu đặt vào 2 đầu đoạn mạch chỉ có R: u = 0 U cos tω thì biểu thức của i như thế nào? 3. Đoạn mạch xoay chiều chỉ có điện trở thuần. Nối hai đầu R vào điện áp xoay chiều u = 0 U cos tω Xét thời gian rất ngắn coi như dòng điện không đổi ⇒ i= u R = 0 U cos t R ω = 0 I cos tω Vậy i và u cùng pha. 0 0 U I R = (4) HĐ4 : Tìm hiểu các giá trị hiệu dụng 10 + p = Ri 2 = R 2 o I cos 2 ωt p = 2 2 cos2 2 2 o o RI RI t ω + + p = 2 0 RI 2 vì ( cos(2 t) 0ω = + Q = RI 2 t * Cường độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều bằng cường độ của một dòng điện không đổi, mà khi cho hai dòng điện đó lần lượt đi qua cùng một điện trở trong những khoảng thời gian bằng nhau đủ dài thì tỏa ra những nhiệt lượng bằng nhau. + Cho dòng điện xoay chiều có cường độ i = I o cosωt chạy qua đoạn mạch chỉ có điện trở thuần R thì có biểu thức công suất tỏa nhiệt tức thời? + Công suất toả nhiệt trung bình trong 1 chu kỳ? Thông báo đó cũng là công suất tỏa nhiệt trung bình của dòng điện trong thời gian t rất lớn so với T, vì phần thời gian lẻ so với chu kỳ là rất nhỏ. + Nhiệt lượng tỏa ra trong thời gian t ? + Nếu dòng điện không đổi cường độ I chạy qua điện trở nói trên trong cùng thời gian t sao cho nhiệt lượng tỏa ra cũng bằng Q. + Vậy I = 0 I 2 hãy nêu khái niệm cường độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều. + C4: Nêu ví dụ về tác dụng của dòng điện không phụ thuộc vào 4. Các giá trị hiệu dụng Cho i = I o cosωt Công suất tỏa nhiệt tức thời có biểu thức : p = Ri 2 = R 2 o I cos 2 ωt p = 2 2 cos2 2 2 o o RI RI t ω + Công suất tỏa nhiệt trung bình của dòng điện trong thời gian t là P = 2 0 RI 2 (5) Nhiệt lượng tỏa ra trong thời gian t là : Q = 2 0 RI t 2 Cho dòng điện không đổi cường độ I chạy qua điện trở nói trên trong cùng thời gian t sao cho nhiệt lượng tỏa ra cũng bằng Q, nghĩa là Q = RI 2 t (6) thì I = 0 I 2 (7) Tương tự suất điện động hiệu Giáo viên: Dương Văn Tính Tổ Vật Lý - Thể dục Trường PTTH Hùng Vương ~ u i R Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2009 – 2010 Trang 74 + Tác dụng nhiệt, tác dụng giữa hai cuộn dây điện có dòng điện đi qua. Các tác dụng này phụ thuộc bình phương cường độ dòng điện chiều của dòng điện. tác dụng này phụ thuộc như thế nào về cường độ dòng điện? dụng E = 2 o E (8) Và hiệu điện thế hiệu dụng U = 2 o U (9) HĐ4 : Biểu diễn các đại lượng I, u bằng các vectơ quay trên cùng một giản đồ. 5 x = Acos(ωt + ϕ) + Chọn trục Ox nằm ngang A ur lập với trục Ox một góc bằng pha ban đầu ϕ A: tỉ lệ với biên độ của dao động + Nhắc lại cách biểu diễn vectơ quay của đại lượng dao động điều hoà. + Biểu diễn vectơ quay của u, i trên cùng giản đồ u = U o cos(ωt + ϕ u ) i = I o cos(ωt + ϕ i ) + Biểu diễn vectơ quay của u, i trên cùng giản đồ với trục Ox trùng trục i. 5. Biểu diễn bằng vectơ quay: Các đại lượng điện i, u cũng được biểu diễn bằng các vetơ quay I r , U ur + Trường hợp đoạn mạch chỉ có R: C HOẠT ĐỘNG KẾT THÚC TIẾT HỌC 4. Củng cố kiến thức: (3 / ) Bài tập về nhà: Các bài tập 1- 4/ 146 SGK IV: RÚT KINH NGHIỆM ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… Giáo viên: Dương Văn Tính Tổ Vật Lý - Thể dục Trường PTTH Hùng Vương R U r R I r (+) Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2009 – 2010 Trang 75 Ngày soạn: 15/11/2009 Tiết thứ: 43 & 44 I. MỤC TIÊU: 1. Kiến thức: - Hiểu các tác dụng của tụ điện, cuộn cảm trong mạch điện xoay chiều. - Nắm được khái niệm dung kháng, cảm kháng. Biết cách tính dung kháng, cảm kháng và vẽ giản đồ vectơ cho mạch điện chỉ có tụ điện và cuộn thuần cảm. 2. Kĩ năng: - Tính được dung kháng, cảm kháng trong mạch xoay chiều. - Giải bài tập có tụ điện, cuộn cảm trong mạch xoay chiều. 3. Thái độ: - Tình cảm: có hứng thú với bộ môn. II. CHUẨN BỊ: 1. Chuẩn bị của thầy: - Thí nghiệm tụ điện, cuộn cảm trong mạch xoay chiều. - Hình vẽ giản đồ vectơ; hình vẽ 27.2 và 27.7. 2. Chuẩn bị của trò: Làm bài tập SGK III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC: A. HOẠT ĐỘNG BAN ĐẦU 1. Ổn định tổ chức (2 / ) 2. Kiểm tra bài cũ : (5 / ) 1. Công thức liên hệ giữa giá trị hiệu dụng và giá trị cực đại của các đại lượng điện xoay chiều. 2. Mối quan hệ u và i trong đoạn mạch chỉ có R. 3. Tạo tình huống học tập B. TIẾN TRÌNH BÀI HỌC TL Hoạt động của HS Hoạt động của GV Kiến thức HĐ 1: Mối liên hệ u và i trong đoạn mạch xoay chiều chỉ có tụ điện. 10 13 + Giữa hai bản tụ là chất cách điện nên không cho dòng diện đị qua + Tụ điện cho dòng điện xoay chiều qua nhưng cũng cản trở dòng điện xoay chiều. + u trễ pha hơn i 2 π + Điện tích trên bản M ở thời điểm t là: q = Cu = CU o sinωt. + i = dq dt +Hs K: i = I o cosωt + Mô tả thí nghiệm SGK C1: Giải thích tại sao tụ điện không cho dòng điện 1 chiều đi qua. + Dựa vào độ sáng của bóng đèn nhận xét tác dụng của tụ điện đối với dòng điện xoay chiều? + Dựa vào đồ thị 27.2 nhận xét độ lệch pha của u so i + Giả sử giữa hai bản tụ điện M và N có hiệu điện thế xoay chiều: u = U o sinωt thì biểu thức của q như thế nào? + Biểu thức i tức thời theo định nghĩa? + Mối quan hệ của u và i? 1. Đoạn mạch xoay chiều chỉ có tụ điện. a) Thí nghiệm SGK Nhận xét: Tụ điện cho dòng điện xoay chiều qua nhưng cũng cản trở dòng điện xoay chiều. b) Giá trị tức thời của cường độ dòng điện và điện áp Giả sử giữa hai bản tụ điện M và N có hiệu điện thế xoay chiều: u = U o sinωt (1) Quy ước chiều dương của dòng điện là chiều từ A tới B thì i= dq dt 0 d i (CU sin t) dt = ω = CωU o cosωt Giáo viên: Dương Văn Tính Tổ Vật Lý - Thể dục Trường PTTH Hùng Vương BÀI 27: MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CHỈ CÓ TỤ ĐIỆN, CUỘN CẢM i, u t u (t ) i (t) 0 Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2009 – 2010 Trang 76 5 10 với I o = ωCU o , i sớm pha hơn u 2 π vì u U o sinωt = U o cos(ωt - 2 π ) +C2: Vì điện tích trên hai bản tụ luôn bằng nhau về độ lớn và trái dấu. + Hs TB lên bảng biểu diễn + Xem sách thảo luận nhóm rút ra kết luận Chia hai vế của biểu thức I o =ωCU o cho 2 ta có : I = ωCU I = C U Z Z C giữ vai trò tương tự như điện trở đối với dòng điện không đổi + Phát biểu: + C5: Z C phụ thuộc vào C và ω C2: Giải thích tại sao khi có dòng điện đi từ A đến M thì cũng có dòng điện cùng cường độ đi từ N đến B? + Biểu diễn vectơ quay của u và i trên trục chuẩn là trục i Có thể biểu diễn bằng 0 0 U ,I ur r + Hướng dẫn hs thành lập công thức tính dung kháng. Từ U I 1 C = ω Nếu đặt Z c = 1 Cω viết lại biểu thức và nhận xét C4? C4: dựa vào công thức (4) phát biểu định luật Ôm đối với đoạn mạch xoay chiều chỉ có C. C5: Dung kháng phụ thuộc vào yếu tố nào? hay i = I o cosωt (2) với I o = ωCU o là biên độ của dòng điện qua tụ điện. i qua tụ điện sớm pha 2 π đối với u. c) Biểu diễn bằng vectơ quay: d) Định luật Ôm cho đoạn mạch có tụ điện. Dung kháng. Nếu đặt Z C = 1 Cω (3) Thì : I = C U Z (4) - Đối với dòng điện xoay chiều tần số góc ω, đại lượng Z C giữ vai trò tương tự như điện trở đối với dòng điện không đổi và được gọi là dung kháng của tụ điện. - Đơn vị của dung kháng cũng là đơn vị của điện trở. HĐ2: Mối liên hệ u và i trong đoạn mạch xoay chiều chỉ có cuộn cảm. 10 15 + L phụ thuộc vào hình dạng, kích thước, số vòng dây và độ từ thẩm của lõi thép + Cuộn cảm có tác dụng cản trở dòng điện xoay chiều. + u sớm pha hơn i 2 π + Suất điện động cảm ứng trong cuộn cảm e = - L di dt = ωLI o sinωt + Điện áp giữa hai điểm A và B là : + Mô tả thí nghiệm SGK C6: L phụ thuộc vào yếu tố nào? + Dựa vào độ sáng của bóng đèn nhận xét tác dụng của cuộn cảm đối với dòng điện xoay chiều? + Dựa vào đồ thị 27.7 nhận xét độ lệch pha của u so i + Giả sử có một dòng điện xoay chiều cường độ: i = I o cosωt thì biểu thức của e cảm ứng trong cuộn cảm theo định luật cảm ứng điện từ như thế nào? + Điện áp giữa hai điểm A và 2. Đoạn mạch xoay chiều chỉ có cuộn cảm. a) Thí nghiệm: Nhận xét: Cuộn cảm cản trở dòng điện xoay chiều, cuộn cám khác nhau, cản trở khác nhau. b) Giá trị tức thời của cường độ dòng điện và hiệu điện thế - Giả sử có một dòng điện xoay chiều cường độ: i = I o cosωt (1) Qui ước chiều dương của dòng Giáo viên: Dương Văn Tính Tổ Vật Lý - Thể dục Trường PTTH Hùng Vương C U v C I r 2 π − (+) i, u t i (t ) u (t) 0 Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2009 – 2010 Trang 77 5 10 u = iR AB – e + C7: Vận dụng định luật Ôm đoạn mạch có chứa nguồn. +Hs K: u = U o cos(ωt + 2 π ) với U o = ωLI o u sớm pha hơn i 2 π + Hs TB lên bảng biểu diễn + Xem sách thảo luận nhóm rút ra kết luận Chia hai vế của biểu thức U o =ωLI o cho 2 ta có : U = ωLI I = L U Z Z L giữ vai trò tương tự như điện trở đối với dòng điện không đổi + Phát biểu: + Z L phụ thuộc vào L và ω B? C7: Vì sao u giữa hai điểm A và B trong h 27.6 được tính u = iR AB – e + Mối quan hệ của u và i? C8: Nguyên nhân nào làm cho dòng điện qua cuộn cảm trễ pha so với điện áp? + Biểu diễn vectơ quay của u và i trên trục chuẩn là trục i Có thể biểu diễn bằng 0 0 U ,I ur r + Hướng dẫn hs thành lập công thức tính dung kháng. Từ U I L = ω Nếu đặt Z L = ωL viết lại biểu thức và nhận xét? Cảm kháng phụ thuộc vào yếu tố nào? điện qua cuộn cảm là chiều từ A đến B. R AB = 0 nên: Điện áp giữa hai điểm A và B u = - e = - ωLI O sinωt u = U o cos(ωt + 2 π ) (2) với U o = ωLI o Dòng điện qua cuộn cảm thuần biến thiên điều hòa cùng tần số nhưng trễ pha 2 π đối với điện áp giữa hai đầu cuộn cảm. c) Giản đồ vectơ Như vậy, trong giản đồ vectơ vẽ cho đoạn mạch chỉ có cuộn cảm thuần, U r lập với I r một góc 2 π theo chiều dương. 4. Định luật Ôm cho đoạn mạch chỉ có cuộn cảm thuần. Cảm kháng. Nếu đặt Z L = ωL (3) Thì I = L U Z (4) Đối với dòng điện xoay chiều tần số góc ω, đại lượng Z L = ωL đóng vai trò tương tự như điện trở đối với dòng điện không đổi và được gọi là cảm kháng. Đơn vị của cảm kháng cũng là đơn vị của điện trở. C HOẠT ĐỘNG KẾT THÚC TIẾT HỌC Củng cố kiến thức: (10 / ) Tiết 1: C3: Nếu quy ước chiều dòng điện ngược lại thì pha của i so với u như thế nào? + i = - I o cosωt vậy i sớm pha so với u là 2 π Tác dụng chính của tụ điện đối với dòng điện xoay chiều. Nhận xét quan hệ u và i trong đoạn mạch xoay chiều chỉ có C Tiết 2: C9: Tại sao khi rút lõi sắt khỏi cuộn dây trong thí nghiệm thì độ sáng của đèn tăng lên? Nhận xét quan hệ u và i trong đoạn mạch xoay chiều chỉ có L Bài tập về nhà : Làm bài tập trắc nghiệm ôn tập IV: RÚT KINH NGHIỆM ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… Giáo viên: Dương Văn Tính Tổ Vật Lý - Thể dục Trường PTTH Hùng Vương L U r L I r 2 + π (+) Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2009 – 2010 Trang 78 Ngày soạn : 18/11/2009 Tiết : 45 I. MỤC TIÊU : 1. Kiến thức: Hệ thống kiến thức dòng điện xoay chiều. Đoạn mạch xoay chiều chỉ có R, chỉ có C, chỉ có L. 2. Kỹ năng: - Giải bài tập cơ bản về đoạn mạch xoay chiều chỉ có R, chỉ có C, chỉ có L. - Vẽ được giản đồ vectơ của u và i. 3. Thái độ: II. CHUẨN BỊ : 1. Giáo viên : Hệ thống bài tập và câu hỏi trắc nghiệm 2. Học sinh : Làm bài tập SGK III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC: A. HOẠT ĐỘNG BAN ĐẦU 1. Ổn định tổ chức (2 / ) 2. Kiểm tra bài cũ: Kết hợp trong phần hệ thống kiến thức 3. Tạo tình huống học tập: B. TIẾN TRÌNH BÀI HỌC TL Hoạt động của HS Hoạt động của GV Kiến thức HĐ 1: Hệ thống kiến thức 13 1. Thế nào là điện áp xoay chiều? Dòng điện xoay chiều. 2. Điện áp tức thời và cường độ dòng điện tức thời trên một đoạn mạch tiêu thụ biến thiên theo thời gian giống nhau và khác nhau ở điểm nào? 3. Công thức xác định giá trị hiệu dụng của cường độ dòng điện, điện áp, suất điện động của nguồn điện xoay chiều. 4. Quan hệ u và i trong đoạn mạch xoay chiều chỉ có R. Biểu thức định luật Ôm trong đoạn mạch xoay chiều chỉ có R. 5. Quan hệ u và i trong đoạn mạch xoay chiều chỉ có C. Biểu thức định luật Ôm trong đoạn mạch xoay chiều chỉ có C. 6. Quan hệ u và i trong đoạn mạch xoay chiều chỉ có L. Biểu thức định luật Ôm trong đoạn mạch xoay chiều chỉ có L. 7. Dung kháng của tụ điện phụ thuộc vào các yếu tố nào? 8. Cảm kháng của tụ điện phụ thuộc vào các yếu tố nào? HĐ2: Vận dụng để giải bài tập cơ bản 7 + HS TB: U 0 = 220 2 (V); ω = 100 π rad/s; u 4 π ϕ = + Dòng điện chạy qua điện trở thuần R biến đổi điều hoà cùng tần số và cùng pha với điện áp xoay chiều giữa hai đầu của nó Và 0 0 U I R = Bài 1: Đặt điện áp xoay chiều u 220 2 cos(100 t )(V) 4 π = π + , t tính bằng giây (s), vào hai đầu điện trở thuần R = 110 Ω. a. Tính tần số của dòng điện xoay chiều? b. Viết biểu thức cường độ dòng điện chạy qua điện trở thuần R. + Từ biểu thức u ta biết các đại lượng nào? + Nêu quan hệ u và i đoạn mạch xoay chiều chỉ có R Bài 1: a. Từ biểu thức ω = 100 π rad/s ⇒ f= 100 2 2 ω π = π π = 50Hz b. 0 0 U 220 2 I 2 2 R 110 = = = A Đoạn mạch xoay chiều chỉ có R nên biểu thức i là: i 2 2 cos(100 t )(A) 4 π = π + , t tính bằng giây (s) Giáo viên: Dương Văn Tính Tổ Vật Lý - Thể dục Trường PTTH Hùng Vương BÀI : BÀI TẬP Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2009 – 2010 Trang 79 13 5 + C 1 Z C = ω + Điện áp giữa hai đầu của tụ điện biến đổi điều hoà cùng tần số và trễ pha góc 2 π so với dòng điện chạy qua nó nên biểu thức cường độ dòng chạy qua đoạn mạch này là : i 2 2 cos 100 t (A) 2 π   = π +  ÷   +HSK i = 0 ⇒ cos 100 t 2 π   π +  ÷   = 0 ⇒ 100 t 2 π   π +  ÷   = 2 π + kπ + L Z L= ω + Điện áp giữa hai đầu của cuộn thuần cảm biến đổi điều hoà cùng tần số và sớm pha góc 2 π so với dòng điện chạy qua nó Bài 2: Biểu thức điện áp xoay chiều giữa hai đầu một đoạn mạch chỉ có tụ điện là u 200 2 cos(100 t)(V)= π , t tính bằng giây (s). Biết điện dung của tụ điện là C = 4 10 − π F. a) Tính dung kháng của tụ điện. b) Viết biểu thức cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch này. c) Xác định các thời điểm mà cường độ dòng điện qua tụ điện bằng không. + Công thức tính dung kháng? + Quan hệ u và của đoạn mạch xoay chiều chỉ có C. + Khi i = 0. Xác định nghiệm của phương trình? Bài 3: Biểu thức điện áp xoay chiều giữa hai đầu một đoạn mạch chỉ có cuộn thuần cảm là u 200 2 cos(100 t)(V)= π , t tính bằng giây (s). Cường độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều chạy trong mạch đo được bằng ampe kế xoay chiều là I = 2 A. a) Tính độ tự cảm của cuộn dây. b) Viết biểu thức cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch này. + Công thức tính dung kháng? + Quan hệ u và của đoạn mạch xoay chiều chỉ có L. Bài 2: a) Dung kháng của tụ điện: C 4 1 1 Z 100 C 100 10 − π = = × = Ω ω π b) 0 0 C U 200 2 I 2 2(A) Z 100 = = = Đoạn mạch chỉ có C nên: i 2 2 cos 100 t (A) 2 π   = π +  ÷   t tính bằng giây (s) c) i = 0 ⇒ cos 100 t 2 π   π +  ÷   = 0 ⇒ 100 t 2 π   π +  ÷   = 2 π + kπ ⇒ t = k (s) 100 với k nguyên Bài 3: a) Cảm kháng của cuộn cảm là: L U 200 Z 100 I 2 = = = Ω Độ tự cảm của cuộn dây L Z 100 1 L 100 = = = ω π π H b) Biên độ dòng điện chạy qua đoạn mạch này là : 0 I I 2 2 2= = A Đoạn mạch chỉ có L nên: i 2 2 cos 100 t (A) 2 π   = π −  ÷   t tính bằng giây (s) C HOẠT ĐỘNG KẾT THÚC TIẾT HỌC 4. Củng cố kiến thức: (5 / ) Câu hỏi trăc nghiệm SGK Dặn dò: IV: RÚT KINH NGHIỆM ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… Giáo viên: Dương Văn Tính Tổ Vật Lý - Thể dục Trường PTTH Hùng Vương Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2009 – 2010 Trang 80 Ngày soạn: 18/11/2009 Tiết thứ: 46 & 47 I. MỤC TIÊU: 1. Kiến thức: - Biết cách vẽ và dùng giản đồ vectơ để nghiên cứu đoạn mạch RLC nối tiếp. - Nắm được quan hệ giữa hiệu điện thế với cường độ dòng điện, biết cách tính tổng trở Z, độ lệch pha ϕ của đoạn mạch RLC nối tiếp. - Nắm được hiện tượng và điều kiện xảy ra cộng hưởng. 2. Kĩ năng: - Xác định được độ lệch pha giữa hiệu điện thế và cường độ dòng điện. - Tính được tổng trở của mạch xoay chiều. - Tìm được các đại lượng trong mạch xoay chiều. 3. Thái độ: - Tình cảm: có hứng thú với bộ mơn. II. CHUẨN BỊ: 1. Chuẩn bị của thầy: - Bộ thí nghiệm dòng điện xoay chiều 2. Chuẩn bị của trò: - Ơn bài cũ III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC: A. HOẠT ĐỘNG BAN ĐẦU 1. Ổn định tổ chức (2 / ) 2. Kiểm tra bài cũ (8 / ) Nhận xét mối quan hệ giữa u và i của đoạn mạch chỉ có R, chỉ có L, chỉ có C. Vẽ giản đồ vectơ quay 3. Tạo tình huống học tập: ( SGK) B. TIẾN TRÌNH BÀI HỌC TL Hoạt động của HS Hoạt động của GV Kiến thức Hoạt động 1: Tìm hiểu hdt tức thời trong đoạn mạch R,L,C mắc nối tiếp 15 + I = I 1 = I 2 =… U = U 1 + U 2 + … + Học sinh tự mắc sơ đồ mạch điện. i = i R = i L = i C u = u R + u L + u C + u R = U 0R cosωt u L = ωLI o cos t 2 π   ω +  ÷   = U OL cos t 2 π   ω +  ÷   u C = U OC cos t 2 π   ω −  ÷   + (1) nên u biến thiên điều hồ + Các phần tử mắc như thế nào thì gọi là mắc nối tiếp? Viết các cơng thức về cường độ dòng điện và hiệu điện thế trong đoạn mạch một chiều gồm điện trở mắc nối tiếp? Hướng dẫn học sinh cách mắc sơ đồ mạch điện 28.1 ? Đặt vào hai đầu một điện áp u có tần số ω . Giả sử có cường độ trong đoạn mạch i=I 0 cos ω t + Các cơng thức dòng điện khơng đỏi vẫn đúng cho các giá trị tức thời của mạch điện xoay chiều. Hãy viết biểu thức điện áp ở hai đầu mỗi dụng cụ. + Biểu thức điện áp ở 2 đầu đoạn mạch như thế nào? 1. Các giá trị tức thời Xét đoạn mạch gồm một điện trở thuần R, một cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và một tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp. Giả sử cường độ dòng điện trong đoạn mạch có biểu thức i = I o cosωt. Biểu thức của các điện áp tức thời từng phần tử : u R = U 0R cosωt u L = ωLI o cos t 2 π   ω +  ÷   = U OL cos t 2 π   ω +  ÷   u C = U OC cos t 2 π   ω −  ÷   Điện áp tức thời giữa hai đầu A, B là : u = u R + u L + u C (1) Giáo viên: Dương Văn Tính Tổ Vật Lý - Thể dục Trường PTTH Hùng Vương BÀI 28: MẠCH CĨ R,L,C MẮC NỐI TIẾP CỘNG HƯỞNG ĐIỆN Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2009 – 2010 Trang 81 cùng tần số ω với các biểu thức điện áp thành phần. u = U 0 cos ( ) tω + ϕ Hoạt động 2: Thiết lập về các biểu thức U, Z, I, độ lệch pha 20 + HS lên bảng vẽ + U= 2 2 R L C U (U U )+ − + I = 2 2 L C U R (Z Z )+ − = 2 2 U 1 R L C   + ω −  ÷ ω   + Tương tự như biểu thức định luật Ôm Z có vai trò cản trở dòng điện giống như điện trở. HS: Dựa vào giản đồ xác định tgϕ = 1 L C R ω − ω + u nhanh pha so với i một góc ϕ + Hướng dẫn hs vẽ vectơ điện áp thành phần và vectơ điện áp hai đầu đoạn mạch tại thời điểm t=0 + Tại thời điểm t = 0, vectơ quay R U ur , L U ur , C U ur biểu diễn các điện áp u R , u L , u C , hợp với trục Ox ≡ trục i một góc bao nhiêu ? + Xác định điện áp giữa hai đầu đoạn mạch. + Thay U R = IR; U L =IωL; U C = 1 Cω . Hãy viết công thức tính I? + So sánh biểu thức (5) với định luật Ôm cho đoạn mạch một chiều chỉ có điện trở R? Nhận xét vai trò của Z Hướng dẫn học sinh tìm biểu thức xác định độ lệch pha giữa hai đầu đoạn mạch ? + Nếu đoạn mạch có tính cảm kháng ( 1 L C ω > ω ), nêu mối quan hệ giữa u và i? + Nếu đoạn mạch có tính dung 2. Giản đồ vectơ. Quan hệ giữa cường độ dòng điện và điện áp a) Giản đồ vectơ R L C U U U U= + + ur ur ur ur (2) b) Định luật Ôm cho đoạn mạch RLC nối tiếp. Tổng trở. U= 2 2 R L C U (U U )+ − (3) Cường độ dòng điện hiệu dụng: I = 2 2 L C U R (Z Z )+ − = 2 2 U 1 R L C   + ω −  ÷ ω   Nếu đặt: Z = 2 2 1 R L C   + ω −  ÷ ω   (4) thì I = U Z (5) Đối với dòng điện xoay chiều tần số góc ω, đại lượng Z đóng vai trò tương tự như điện trở đối với dòng điện không đổi và được gọi là tổng trở của đoạn mạch. c) Độ lệch pha của hiệu điện thế so với dòng điện. tgϕ = 1 L C R ω − ω (6) + Nếu đoạn mạch có tính cảm kháng thì ϕ > 0, dòng điện trễ pha đối với điện áp ở hai đầu đoạn mạch. + Nếu đoạn mạch có tính dung kháng, thì ϕ < 0, dòng điện sớm Giáo viên: Dương Văn Tính Tổ Vật Lý - Thể dục Trường PTTH Hùng Vương [...]... hai? tần số dòng điện: f= p.n n (vòng/giây) HĐ2: Tìm hiểu máy phát điện xoay chiều 3 pha: 10 + Thông báo định nghĩa dòng 3 Máy phát điện xoay chiều 3 điện xoay chiều ba pha pha: + Hs ghi nhận a) Dòng điện xoay chiều 3 pha: Là 1 hệ thống gồm 3 dòng điện xoay chiều, được gây ra bởi 3 suất điện động xoay chiều có cùng tần số, cùng biên độ nhưng lệch pha nhau từng đôi một là 2 π / 3 rad (hay về thời gian là... bộ phận của máy phát điện - Tính được tần số và suất điện động của mát phát điện xoay chiều 3 Thái độ: II CHUẨN BỊ : 1 Giáo viên: - Mô hình máy phát điện xoay chiều một pha và ba pha - Một số hình vẽ về mát phát điện và đồ thị u, i, e - GV có thể chuẩn bị một số hình ảnh về máy phát điện xoay chiều một và ba pha, nhà máy điện 2 Học sinh : Ôn lại cách tạo ra suất điện động xoay chiều III TỔ CHỨC HOẠT... Văn Tính Tổ Vật Lý - Thể dục Trường PTTH Hùng Vương Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2009 – 2010 Ngày soạn : 5 /12/ 2009 Tiết : 53 Trang 93 BÀI 33: BÀI TẬP VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU I MỤC TIÊU : 1 Kiến thức: - Viết biểu thức từ thông, suất điện động xoay chiều - Hệ thống các công thức để giải các bài tập về mạch điện xoay chiều nối tiếp - Hệ thống công thức máy biến áp và truyền tải điện năng... Tổ Vật Lý - Thể dục Trường PTTH Hùng Vương Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2009 – 2010 Tiết : 49 Trang 85 BÀI : BÀI TẬP I MỤC TIÊU : 1 Kiến thức: Hệ thống kiến thức về đoạn mạch xoay chiều R, C, L mắc nối tiếp Công suất của dòng điện xoay chiều 2 Kỹ năng: - Giải bài tập cơ bản về đoạn mạch xoay chiều R, C, L mắc nối tiếp - Vẽ được giản đồ vectơ của u và i 3 Thái độ: II CHUẨN BỊ : 1 Giáo. .. với điện trở thuần một điện áp xoay chiều thì cảm kháng của cuộn dây bằng 3 lần giá trị của điện trở thuần Pha của dòng điện trong đoạn mạch so với pha hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch là A chậm hơn góc π/3 B nhanh hơn góc π/3 C nhanh hơn góc π/6 D chậm hơn góc π/6 Câu 4: Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm điện trở thuần R mắc nối tiếp với tụ điện C Nếu dung kháng ZC bằng R thì cường độ dòng điện. .. Trường PTTH Hùng Vương Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2009 – 2010 Trang 87 I MỤC TIÊU : 1 Kiến thức: - Hiểu nguyên tắc hoạt động của các máy phát điện xoay chiều - Nắm được cấu tạo của máy phát điện xoay chiều một pha và ba pha - Biết vận dụng các công thức để tính tần số và suất điện động của máy phát điện xoay chiều 2 Kỹ năng: - Giải thích nguyên tắc hoạt động của máy phát điện - Chỉ ra được... viên: Dương Văn Tính Tổ Vật Lý - Thể dục Trường PTTH Hùng Vương Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2009 – 2010 Ngày soạn : 22/11/2009 Tiết : 54 & 55 Trang 95 BÀI 34: THỰC HÀNH: KHẢO SÁT ĐOẠN MẠCH XOAY CHIỀU CÓ R, L, C NỐI TIẾP I MỤC TIÊU : 1 Kiến thức: - Hệ thống kiến thức về đoạn mạch xoay chiều chỉ có điện trở thuần, chỉ có dung kháng, chỉ có cảm kháng, đoạn mạch xoay chiều có R, L, C nối tiếp... A phụ thuộc điện trở thuần của đoạn mạch B bằng 0 C phụ thuộc tổng trở của đoạn mạch D bằng 1 Câu 23: Nếu trong một đoạn mạch điện xoay chiều không phân nhánh, cường độ dòng điện trễ pha so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch, thì đoạn mạch này gồm A tụ điện và biến trở B điện trở thuần và tụ điện C điện trở thuần và cuộn cảm D cuộn dây thuần cảm và tụ điện với cảm kháng nhỏ hơn dung kháng Câu 21: Khi... có thể làm cho hiện tượng cộng hưởng điện xảy ra? A Tăng điện dung của tụ điện B Tăng hệ số tự cảm của cuộn dây C Giảm điện trở của đoạn mạch D Giảm tần số dòng điện 3.Trong mạch điện xoay chiều không phân nhánh khi điện dung của tụ điện thay đổi và thoả mãn điều kiện ω = 1 thì LC A cường độ dao động cùng pha với hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch B cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch đạt cực đại... máy phát điện b) Cấu tạo và hoạt động: phát điện xoay chiều ba pha xoay chiều 3 pha? + Stato gồm 3 cuộn dây giống hệt nhau quấn trên lõi thép và đặt + Trình bày nguyên tắc hoạt + Trình bày nguyên tắc hoạt động: Khi rôt quay đều, các lệch 120 0 trên vòng tròn động của máy phát điện xoay suất điện động cản ứng xuất + Rôto: là nam châm điện chiều 3 pha? hiện trong các cuộn dây có c) Cách mắc dòng điện 3 . : 1. Giáo viên : - Dao động ký điện từ 2 chùm tia. (nếu có) - Hình vẽ đồ thị cường độ dòng điện và hiệu điện thế xoay chiều. - Nguồn điện xoay chiều, một điện trở thuần và một mạch điện xoay chiều. 2 nào ? điện thế xoay chiều hay còn gọi điện áp xoay chiều - Dòng điện có cường độ biến đổi điều hòa theo thời gian gọi là dòng điện xoay chiều. - Độ lệch pha của hiệu điện thế xoay chiều đối. phát điện xoay chiều 3 pha? + Sử dụng mô hình mạch điện ba pha để minh hoạ cách mắc. 3. Máy phát điện xoay chiều 3 pha: a) Dòng điện xoay chiều 3 pha: Là 1 hệ thống gồm 3 dòng điện xoay chiều,