Giáo án Vật lý lớp 11 CHƯƠNG 2: DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI TIẾT 13 BÀI 10: DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI. NGUỒN ĐIỆN. I. MỤC TIÊU Kiến thức: - Nắm được khái niệm về dòng điện và các tác dụng của dòng điện. - Học sinh phát biểu được định nghĩa cường độ dòng điện, viết biểu thức thể hiện định nghĩa này. - Khái niện về dòng điện không đổi và nêu được điều kiện để có dòng điện. Đơn vị cường độ dòng điện. - Nắm được nội dung của định luật Ôm cho một đoạn mạch chỉ chứa điện trở R. Giải thích được đặc tuyến V – A. - Phát biểu được định nghĩa suất điện động của nguồn điện và viết được hệ thức thể hiện định nghĩa này. - Viết được các công thức để tính 1 đại lượng khi biết các đại lượng còn lại theo đơn vị tương ứng phù hợp. Kĩ năng: - Nêu và giải thích được tác dụng của dòng điện. - Vận dụng công thức cường độ dòng điện và định luật Ôm cho đoạn mạch có điện trở thuần để giải các bài tập. - Giải thích được sự cần thiết của lực lạ trong nguồn điện. II. CHUẨN BỊ Giáo viên: - Đọc phần tương ứng trong SGK Vật lý 7. - Một số hình trong SGK. Học sinh: - Xem lại các kiến thức về dòng điện đã học ở chương trình cấp 2. III. CÁC BƯỚC LÊN LỚP 1. Ổn định trật tự: 2. Tiến trình dạy học bài mới: Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Hoạt động 1 (5 phút): Tìm hiểu về dòng điện – tác dụng của dòng điện - Yêu cầu học sinh trả lời các câu hỏi: + Khái niệm dòng điện, dòng điện trong kim loại. + Chiều của dòng điện, chiều của dòng điện trong kim loại. - Trả lời: + Dòng điện là dòng dịch chuyển có hướng của các hạt mang điện tích. + Dòng dịch chuyển có hướng của các electron tự do trong kim loại. + Chiều quy ước của dòng điện là chiều dịch chuyển của các điện tích dương. Dương Thế Hiển Giáo án Vật lý lớp 11 + Tác dụng của dòng điện.C1. + Chiều của dòng điện trong kim loại ngược với chiều chuyển động của các electron tự do. + Tác dụng nhiệt, từ, hóa học. Hoạt động 2 (10 phút): Tìm hiểu cường độ dòng điện - Giới thiệu và phân tích để hướng dẫn học sinh tìm mối quan hệ I = Δq/Δt. Giải thích ý nghĩa của Δq để đưa ra khái niệm cường độ dòng điện tức thời. - Hướng dẫn học sinh định nghĩa, viết biểu thức dòng điện không đổi I = q/t. Phân biệt với dòng điện xoay chiều (không đổi chì chiều không thay đổi, còn xoay chiều thì chiều thay đổi theo thời gian). - Hướng dẫn học sinh tự tìm đơn vị của cường độ dòng điện và định nghĩa nó. - Giới thiệu một số ước số của A: mA, μA… - Yêu cầu học sinh trả lời câu hỏi C2. - Giới thiệu dụng cụ đo cường độ dòng điện 1 chiều và xoay chiều. - Thiết lập công thức cường độ dòng điện. - Liện hệ sách giáo khoa. - Tìm hiểu mối liên hệ giữa đơn vị của cường độ dòng điện với đơn vị điện tích và đơn vị thời gian. 1A = 1C/1s - Định nghĩa đơn vị: Một dòng điện nếu sau 1s chuyển qua dây dẫn một điện tích là 1C thì có cường độ là 1A. - Ghi nhận. - Trả lời câu hỏi C2: Mắc ampe kế nối tiếp vào đoạn mạch. I = 0,5A. Hoạt động 3 (5 phút): Tìm hiểu định luật Ôm đối với đoạn mạch chỉ chứa điện trở R - Yêu cầu học sinh nhớ lại và phát biểu định luật Ôm áp dụng với đoạn mạch chỉ chứa điện trở R. - Nhấn mạnh các đại lượng trong công thức và sự tồn tại của điện trở R trong mạch. - Nêu đơn vị của điện trở R: Ω (Ôm). - Yêu cầu học sinh nêu các yếu tố gây ảnh hưởng đến R của dây dẫn: R = ρl/S. - Hướng dẫn học sinh tìm hiểu về độ giảm điện thế trên điện trở R. U = V A – V B = IR - Phát biểu định luật: I chạy qua mạch tỉ lệ thuận với U và tỉ lệ nghịch với R. I = U/R - Trả lời: Tiết diện, chiều dài và bản chất dây dẫn. - Ghi nhận. Hoạt động 4 (5 phút): Tìm hiểu về đặc tuyến Vôn – Ampe - Nêu khái niệm về đường đặc tuyến Vôn – Ampe: Dường biểu diễn sự phụ thuộc của I vào U. - Yêu cầu học sinh nhận xét đường đặc tuyến Vôn – Ampe đối với vật dẫn kim loại và ở t 0 nhất định. - Gợi ý: I = U/R (R = const) đặt a = 1/R khi đó I = aU tương đương đồ thị y = ax. - Ghi nhận. - Trả lời: Là một đường thẳng. Hoạt động 5 (10 phút): Tìm hiểu về nguồn điện ? Điều kiện để có dòng điện chạy qua vật dẫn? ? Dụng cụ để duy trì dòng điện? ? Nêu sự giống và khác biệt giữa tụ điện khi được nạp điện và nguồn điện để có cùng một hiệu điện thế giữa hai cực? - Trả lời: Phải có một hiệu điện thế đặt vào hai đầu vật dẫn. - Trả lời: Nguồn điện. - Trả lời: • Giống nhau: + Tụ và nguồn điện đều có hai cực nhiễm điện trái dấu và có độ lớn bằng nhau và bằng Q. Dương Thế Hiển Giáo án Vật lý lớp 11 ? Dòng điện trong mạch ở hai trường hợp có cường độ như thế nào? ? Giải thích tại sao dòng của tụ lại tồn lại rất ngắn? - Giải thích sự khác biệt của nguồn: Nó luôn duy trì hiệu điện thế giữa hai cực. Và để duy trì U thì nó phải duy trì độ lớn Q của hai cực. Tức là nguồn phải bù điện tích đã mất cho hai cực khi nguồn phóng điện. Tức là mang thêm điện tích dương cho cực dương và mang thêm điện tích âm cho cực âm. ? Khi hai cực tích điện thì giữa chúng xuất hiện điện trường, điện trường này chống lại hay ủng hộ quá trình bù điện tích của nguồn? - Lấy ví dụ để giải thích sự cần thiết của nguồn và nguyên tắc hoạt động của nguồn: Một người nâng một quả bóng từ dưới đất lên đặt vào một máng nghiêng. Do tác dụng của trọng lực, quả bóng lăn xuống đất. Người đó tiếp tục nhặt quả bóng lên và đặt vào máng. Quá trình đó cứ tuần tự diễn ra. ? Hãy nhận xét vai trò của người trong quá trình trên? Lực của người có xu hướng như thế nào so với trọng lực. - Nêu sự tương đương với ví dụ trên: Người đóng vai trò là nguồn điện, quả bóng lăn giống như dòng điện chạy trong mạch. Người tác động lực nâng chống lại lực cản của trọng lực tạo hiệu thế năng so với mặt đất của quả bóng giống như nguồn điện sinh lực lạ chống lại lực cản của điện trường để lấy điện tích âm từ cực dương bù điện tích âm cho cực âm tạo hiệu điện thế. - Kết luận đi tới sự tồn tại của lực lạ: Nguồn điện đóng vai trò giống như con người trong VD. Nó phải sinh lực chống lại lực điện của điện trường giữa các cực để mang điện tích bù cho điện tích ở các cực mất đi khi phóng điện. Lực này được gọi là lực lạ. - Yêu cầu học sinh nhận xét tính chất của lực lạ. + Khi nối với mạch ngoài kín thì có dòng điện tích chạy qua mạch tạo dòng điện. • Khác nhau: + Tụ: Dòng điện tồn tại trong thời gian rất ngắn. + Nguồn: Duy trì rất lâu. - Trả lời: Cùng cường độ. - Trả lời: Vì khi phóng điện, điện tích chuyển qua dây dẫn làm điện tích giảm dần cho đến khi cân bằng thì dừng lại. Quá trình đó xảy ra rất nhanh. - Ghi nhận, suy nghĩ về tác dụng của nguồn điện. - Trả lời: Điện trường này có xu hướng chống lại sự bù điện tích ở nguồn. - Quan sát, ghi nhận trả lời các câu hỏi của giáo viên. - Trả lời: Người có vai trò duy trì quá trình lăn trên máng nghiêng. Lực của người có xu hướng sinh công để thắng lực cản của trọng lực. Tạo một hiệu thế năng so với mặt đất. - Trả lời: Lực lạ lấy đi e ở cực (+) và cung cấp thêm e cho cực (-). Lực này khác bản chất với lực điện. Hoạt động 5 (5 phút): Tìm hiểu về suất điện động của nguồn điện - Diễn giải và đưa ra khái niệm công của lực lạ khi làm dịch chuyển một điện tích dương q bên trong nguồn điện từ cực âm đến cực dương: Khi đưa các điện tích để bù cho các cực thì lực lạ đã thực hiện - Ghi nhận. Dương Thế Hiển Giáo án Vật lý lớp 11 một công để chống lại công cản của điện trường giữa các cực trong nguồn. Công đó được gọi là công của nguồn điện. - Yêu cầu học sinh đọc sách và đưa ra định nghĩa về suất điện động của nguồn điện. ? Nguồn điện là điện môi hay vật dẫn? Giải thích? - Giới thiệu về điện trở ở bên trong nguồn điện: Các vật dẫn luôn có điện trở. Do đó nguồn điện có điện trở ở bên trong. - Giải thích về số Vôn ghi trên các nguồn điện như pin, acquy… Cho biết suất điện động của nguồn điện và bằng hiệu điệu thế giữa hai cực khi mạch hở. - Đọc sách và đưa ra định nghĩa về suất điện động của nguồn. - Trả lời: Vật dẫn vì trong nó, các hạt mang điện chuyển động được. - Ghi nhận. Hoạt động 5 (3 phút): Vận dụng củng cố - Nhắc lại kiến thức trọng tâm trong bài: + Dòng điện, cường độ dòng điện, chiều của dòng điện, tác dụng của dòng điện. + Nguồn điện, suất điện động của nguồn, tác dụng của lực lạ trong nguồn điện. - Yêu cầu học sinh làm các bài tập 1, 2, 3 SGK. - Nhớ lại các kiến thức đã học. - Làm các bài tập Hoạt động 6 (2 phút): Giao nhiệm vụ về nhà - Nêu câu hỏi và bài tập về nhà - Yêu cầu: HS chuẩn bị bài sau: Đọc trước bài. Xem lại kiến thức về hiệu điện thế. - Ghi câu hỏi và bài tập về nhà - Ghi những chuẩn bị cho bài sau Dương Thế Hiển Giáo án Vật lý lớp 11 TIẾT 14 BÀI 11: PIN VÀ ACQUY I. MỤC TIÊU Kiến thức: - Học sinh mô tả được cấu tạo chung của các pin điện hóa và cấu tạo của pin Vôn-ta. - Mô tả được cấu tạo của acquy chì. - Giải thích được sự tạo thành và duy trì hiệu điện thế giữa hai cực của pin Vôn-ta về mặt tác dụng và biến đổi năng. Nêu nguyên nhân gây ra sự phân cực của pin Vôn-ta và cách khắc phục. - Giải thích được vì sao acquy là một pin điện hóa nhưng có thể sử dụng nhiều lần. Kĩ năng: - Giải thích được sự tạo thành và duy trì hiệu điện thế giữa hai cực của pin Vôn-ta về mặt tác dụng và biến đổi năng. Nêu nguyên nhân gây ra sự phân cực của pin Vôn-ta và cách khắc phục. - Giải thích được vì sao acquy là một pin điện hóa nhưng có thể sử dụng nhiều lần. II. CHUẨN BỊ Giáo viên: - Đọc trước các kiến thức tương tự trong chương trình THCS. - Xem xét kỹ các kiến thức về pin và acquy. Học sinh: - Xem lại các kiến thức về nguồn điện một chiều đã học ở chương trình lớp 10. III. CÁC BƯỚC LÊN LỚP 1. Ổn định trật tự: 2. Kiểm tra bài cũ: (5 phút) - Thế nào là dòng điện không đổi, định nghĩa cường độ dòng điện, công thức? - Nêu điều kiện để có dòng điện, tính chất của nguồn điện? - Phát biểu định luật Ôm? - Tác dụng của lực lạ trong nguồn điện, nêu định nghĩa suất điện động của dòng điện? 3. Tiến trình dạy học bài mới: Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Hoạt động 1 (10 phút): Tìm hiểu về hiệu điện thế điện hóa - Giới thiệu về việc khi cho kim loại (vật dẫn loại 1) tiếp xúc với một chất điện phân (vật dẫn loại 2) thì xuất hiện hiệu điện thế giữa hai vật: Khi cho thanh kẽm vào dung dịch ZnSO 4 thì các phân tử nước sẽ kéo ion Zn 2+ của thanh kẽm vào dung dịch giống như chúng kéo Zn 2+ và SO 4 2- tách ra khỏi phân tử làm thanh kẽm nhiễm điện âm và làm lớp dung dịch điện phân tiếp xúc thanh kẽm nhiễm điện dương. ? Khi thanh kẽm mang điện tích âm, còn lớp dung dịch tiếp xúc thanh kẽm tích điện dương thì xuất hiện một điện trường. Điện trường này có xu hướng ủng hộ hay chống lại sự chuyển động của Zn 2+ như thế nào? - Theo dõi và ghi nhận. - Trả lời: Điện trường này có hướng ngược lại từ dung dịch vào thanh kẽm chống lại sự bứt ra của ion Zn 2+ và ủng hộ sự chuyển động ngược trở lại của ion Zn 2+ trở lại thanh kẽm. Dương Thế Hiển Giáo án Vật lý lớp 11 ? Điện tích của thanh kẽm có tăng mãi được không? Hiệu điện thế giữa kẽm là lớp dung dịch điện phân như thế nào? - Nêu khái niệm hiệu điện thế điện hóa: Hiệu điện thế điện hóa là hiệu điện thế giữa thanh kim loại và dung dịch điện phân xuất hiện khi cho chúng tiếp xúc nhau. ? Khi nhúng các thanh kim loại khác nhau vào cùng một dung dịch hoặc cùng thanh vào các dung dịch khác bản chất thì hiệu điện thế điện hóa có khác nhau ? Kết luận. - Nêu cách tạo nguồn điện: Cho nhúng hai thanh kim loại khác bản chất vào dung dịch điện phân thì U điện hóa giữa mỗi thanh và dung dịch khác nhau nên giữa hai thanh đó có một hiệu điện thế. - Nêu khái niệm nguồn điện hóa học: Nguồn điện hoạt động dựa trên sự xuất hiện của hiệu điện thế điện hóa. Lực lạ là lực hóa học. - Trả lời: Không! Vì khi Q của cực tăng thì điện trường giữa kẽm là lớp dung dịch điện phân tăng làm giảm chuyển động thoát ra của Zn 2+ và tăng chuyển động ngược trở lại của Zn 2+ . Và đến khi số ion Zn 2+ tách ra bằng số Zn 2+ chuyển động ngược lại thì giữa thanh kẽm và dung dịch có một hiệu điện thế xác định. - Ghi nhận. - TL: Khi đó có các U điện hóa khác nhau. U điện hóa phục thuộc vào bản chất của thanh kim loại và bản chất dung dịch. - Ghi nhận. Hoạt động 2 (15 phút): Tìm hiểu pin Vôn-ta - Vẽ hình và giới thiệu cấu tạo chung của pin Vôn-ta: ? Học sinh nhận xét cấu tạo của pin vôn-ta? • Giải thích sự tạo thành suất điện động: ? Trong dung dịch, H 2 SO 4 bị phân ly như thế nào? ? Kết hợp sách giáo khoa nên hiệu điện thế điện hóa giữa thanh kẽm và dung dịch? - Nêu sự tạo thành điện tích dương ở Cu: Các ion H + có trong dung dịch sẽ bám vào thanh Cu và lấy electron của Cu tạo thành bọt khí bám vào thanh Cu. Thanh Cu mất electron nên mang điện tích dương. Và khi cân bằng U điện hóa = 0,34V. ? Hiệu điện thế giữa cực dương và cực âm? Xuất điện động của nguồn? ? Giải thích quá trình duy trì dòng điện của pin khi nối với mạch ngoài? - Gợi ý: + Khi có dòng điện thì điện tích ở các cực như thế nào? + Khi điện tích thay đổi thì điện trường giữa kim loại và dung dịch thay đổi như thế nào? Và ảnh hưởng như thế nào với sự bứt Zn 2+ . • Hiện tượng phân cực của pin: ? Khi bọt khí hidro bám vào thanh Cu thì quá trình lấy electron của H + bị ảnh hưởng ra sao? Xuất điện động khi đó bị ảnh hưởng như thế nào? - Nêu sự phân cực của pin: Lớp hidro ngăn cản sự - Quan sát. - TL: Gồm hai điện cực là Zn và Cu được nhúng vào trong dung dịch điện phân là H 2 SO 4 loãng. # H 2 SO 4 = 2H + + SO 4 2- # Khi cho thanh kẽm vào dung dịch axit sunfuric thì Zn 2+ sẽ đi vào dung dịch và làm thanh nhiễm điện âm và xuất hiện U 1 = -0,74V. - Quan sát và ghi nhận. - TL: U = U 2 – U 1 = 0,34 – (-0,74) ≈ 1,1 (V) E = U mạch hở = U = 1,1 V - TL: Khi đó, các điện tích dương sẽ chuyển động từ cực dương sang cực âm làm cho điện tích các cực giảm và làm giảm điện trường giữa kim loại và dung dịch, khi đó số lượng Zn 2+ thoát ra lớn hơn số Zn 2+ chuyển động ngược trở lại và làm điện tích cực Zn âm hơn. Quá trình tương tự ở cực Cu. U được duy trì. - TL: Lớp hidro sẽ ngăn cản H + tiếp xúc với Cu và làm giảm U điện hóa và từ đó làm giảm E. Lớp hidro càng dày thì H + càng khó tiếp xúc. Dương Thế Hiển Giáo án Vật lý lớp 11 dòng điện trong nguồn, làm tăng điện trở trong của nguồn → hiện tượng phân cực của pin. ? Cách khắc phục? - Giới thiệu cách khắc phục: Bao quanh cực dương bằng một chất oxi hóa mạnh: MnO 2 … - Yêu cầu học sinh đọc thêm về pin Lơ-clang-sê. - TL: Làm mất lớp khí hidro bằng cách cho phản ứng với một chất oxi hóa mạnh. Hoạt động 3 (10 phút): Tìm hiểu về acquy chì - Vẽ hình và yêu cầu học sinh mô tả nguyên tắc hoạt động của acquy: - Gợi ý: So sánh với pin Vôn-ta. ? Suất điện động của acquy? - Các phản ứng thuận nghịch: PbO 2 + 2H 2 SO 4 + 2e → PbSO 4 + SO 4 2- + 2H 2 O Pb + SO 4 2- - 2e → PbSO 4 ? Khi nối với mạch ngoài thì có sự xuất hiện của PbSO 4 ở cả hai cực, vì sao? ? Thế nào là phản ứng thuận nghịch? - Thông báo: Vậy ta có thể thực hiện quá trình ngược lại bằng cách lấy đi e ở cực PbO 2 và thêm e vào cực Pb. Khi đó, các phản ứng diễn ra theo chiều ngược lại. Khi đó các cực của acquy trở lại trạng thái ban đầu. ? Làm thế nào để truyền thêm e vào cực Pb và lấy đi e ở cực PbO 2 ? - Giới thiệu suất điện động giới hạn của acquy: 1,8V. ? Giá trị E giới hạn là 1,8V có nghĩa là khi đó nguồn không phát điện nữa là đúng hay sai? Vì sao? - Giải thích: Khi xuống thấp hơn thì các cực của acquy bị chai và khó thực hiện được phản ứng nghịch trong quá trình nạp điện. - TL: Pb giải phóng ion dương vào trong dung dịch là thanh Pb nhiễm điện âm. Các ion H + bám vào thanh PbO 2 lấy đi electron làm thanh PbO 2 nhiễm điện dương. - TL: Khoảng 2V. - Học sinh cân bằng phản ứng. - TL: Khi đó dòng điện sẽ bù electron cho PbO 2 gây ra phản ứng 1 và lấy đi electron ở cực Pb gây ra phản ứng 2. - TL: Là các phản ứng có thể diễn ra theo hai chiều. - TL: Nối cực Pb vào cực âm và nối cực PbO 2 và cực dương của một nguồn khác. - TL: Sai! Vì khi còn có hiệu điện thế giữa hai cực thì còn có thể tạo dòng điện. - Ghi nhận. Hoạt động 5 (3 phút): Vận dụng củng cố - Nhắc lại kiến thức trọng tâm trong bài. + Hiệu điện thế điện hóa. + Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của pin Vôn-ta. + Sự khác biệt giữa acquy và pin. - Yêu cầu học sinh làm các bài tập 1, 2 SGK. - Nhớ lại các kiến thức đã học. - Làm các bài tập: 1.C, 2.D. Hoạt động 6 (2 phút): Giao nhiệm vụ về nhà - Nêu câu hỏi và bài tập về nhà: + Nghiên cứu về pin Lơ-clan-sê. + Nghiên cứu về acquy kiềm. - Yêu cầu: HS chuẩn bị bài sau: Đọc trước bài. Xem lại kiến thức về hiệu điện thế. - Ghi câu hỏi và bài tập về nhà - Ghi những chuẩn bị cho bài sau Dương Thế Hiển Giáo án Vật lý lớp 11 TIẾT 15 BÀI 8: ĐIỆN NĂNG VÀ CÔNG SUẤT ĐIỆN. ĐỊNH LUẬT JUN – LEN-XƠ (TIẾT 1) I. MỤC TIÊU Kiến thức: - Nắm được tác dụng của dòng điện khi chạy qua một đoạn mạch thì sinh công, bản chất của nó… - Nhận biết được công của dòng điện là do công của lực nào thực hiện. - Hiểu được nội dung định luật Jun – Len-xơ. - Chỉ ra được mối quan hệ giữa công của lực lạ thực hiện bên trong nguồn điện và công của dòng điện trong mạch kín. Kĩ năng: - Tính được công và công suất của dòng điện theo các đại lượng liên quan và ngược lại. - Phương pháp đo điện năng tiêu thụ trong thực tế. II. CHUẨN BỊ Giáo viên: - Đọc lại SGK lớp 9 để biết được kiến thức xuất phát của HS. Học sinh: - Ôn lại các kiến thức: Công, công suất điện, định luật Jun – Len-xơ. III. CÁC BƯỚC LÊN LỚP 1. Ổn định trật tự: 2. Kiểm tra bài cũ: (5 phút) - Nêu bản chất của hiệu điện thế điện hóa? - Nêu cấu tạo của pin Vôn-ta và nguyên tắc hoạt động của pin? - Nêu cấu tạo của acquy chì và nguyên tắc hoạt động của acquy? - So sánh sự giống và khác giữa pin và acquy? 3. Tiến trình dạy học bài mới: Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Hoạt động 1 (15 phút): Tìm hiểu về công và công suất của dòng điện chạy qua một đoạn mạch ? Khi đặt một hiệu điện thế vào hai đầu của 1 điện trở, 1 dụng cụ tiêu thụ điện năng thì các điện tích dịch chuyển có hướng và tạo thành dòng điện dưới tác dụng của lực nào? ? Nếu cường độ dòng điện trong đoạn mạch là I thì điện lượng dịch chuyển trong đoạn mạch sau khoảng thời gian t bằng bao nhiêu? ? Khi một lượng điện tích q chuyển qua dây dẫn có hiệu điện thế giữa hai đầu vật dẫn U thì dòng điện sinh công không? Và bằng bao nhiêu? - Yêu cầu học sinh viết biểu thức công và công suất của dòng điện chạy qua một đoạn mạch. ? Nêu các đơn vị của các đại lượng trong công thức: P = A/t = UI - Diễn giải: Công của dòng điện chạy qua một đoạn mạch cũng chính là điện năng mà đoạn mạch đó tiêu thụ và bằng công của lực điện. - Công suất của một đoạn mạch là công suất tiêu thụ điện năng của đoạn mạch đó và có trị số bằng điện năng của đoạn mạch tiêu thụ trong - Trả lời: Các điện tích tự do sẽ chuyển động có hướng dưới tác dụng của lực điện trường. - Trả lời: Điện lượng khi đó là q = It - Trả lời: Có sinh công và được xác định bởi công thức: A = Uq - Công thức: A = UIt P = A/t = UI - TL: A (J), U (V), I (A), t (s), P (W). - Ghi nhận. Dương Thế Hiển Giáo án Vật lý lớp 11 một đơn vị thời gian, hoặc P = UI. Hoạt động 2 (10 phút): Tìm hiểu định luật Jun – Len-xơ ? Trong đoạn mạch chỉ có điện trở thuần thì có sự biến đổi năng lượng như thế nào? Kết quả quá trình đó là gì? - Gợi ý: Chú ý mối liên hệ giữa nội năng và t 0 . - Yêu cầu học sinh nhận xét mối quan hệ giữa Q và A trường hợp điện năng biến đổi hết thành nhiệt năng khi đi qua điện trở R. - Mô tả thí nghiệm hình 12.1: + Biến trở để thay đổi I. + Ampe kế dùng để đo I. + Vôn kết dùng để do U. + Công của dong điện sinh ra khi đi qua điện trở R sẽ truyền cho nước và làm tăng t 0 . - Yêu cầu học sinh đọc sách và biến đổi công thức A = UIt thành Q = RI 2 t, rồi từ đó phát biểu định luật Jun – Len-xơ. - Gợi ý: U = IR. ? Công suất tỏa nhiệt của vật dẫn khi có dòng điện chạy qua là đại lượng đặc trưng cho tốc độ tỏa nhiệt được xác định bằng công thức nào? - Trả lời: Công của dòng điện biến đổi thành nhiệt năng làm tăng nội năng vật dẫn. Kết quả làm vật dẫn nóng lên. - Nhận xét: Toàn bộ nhiệt năng là do điện năng cung cấp, khi đó, Q = A. - Quan sát và liên hệ hình vẽ trong SGK. - Biến đổi rút ra công thức: Q = RI 2 t. - Phát biểu định luật: Q tỉ lệ thuận với R vật dẫn, bình phương I và với thời gian dòng điện chạy qua dây dẫn. - Trả lời: Ta có: P = Q/t = RI 2 . Hoạt động 3 (8 phút): Tìm hiểu công và công suất của nguồn điện ? Công và công suất của nguồn điện được biểu diễn bằng công thức toán học nào? - Gợi ý bằng các câu hỏi: + Khi mắc nguồn điện là pin vào mạch kín thì trong nguồn điện có sự chuyển hóa năng lượng từ dạng nào dang điện năng? + Theo định luật bảo toàn năng lượng, điện năng tiêu thụ trong toàn mạch bằng công của lực lạ bên trong nguồn điện được xác định như thế nào? + Suất điện động của nguồn điện được viết bằng biểu thức nào? Ý nghĩa của các đại lượng trong biểu thức đó? Từ đó hãy tính công và công suất của nguồn điện? - Thảo luận và đưa ra các công thức: - Trả lời: + Khi mắc nguồn vào mạch kín thì trong nguồn có sự chuyển hóa từ hóa năng sang điện năng. + Công của nguồn điện chính là công của dòng điện sinh ra ở mạch ngoài: Từ E = A/q => A = qU = q E = E It P = A/t = E I => A nguồn = q E = E It P nguồn = A/t = E I Hoạt động 3 (5 phút): Vận dụng củng cố - Củng cố bài học bằng các câu hỏi: + Viết các biểu thức tính A, P, Q tỏa ra trên vật dẫn khi có dòng điện chạy qua. + Đơn vị của đại lượng đó. - Yêu cầu học sinh làm các bài tập 1, 2 SGK. - Trả lời các câu hỏi. + Viết các biểu thức tính công và công suất của dòng điện, nhiệt lượng. + Đơn vị: J, W. - Làm các bài tập trắc nhiệm: 1.B, 2.D. Hoạt động 4 (2 phút): Giao nhiệm vụ về nhà - Nêu câu hỏi và bài tập về nhà: + Học các định nghĩa công suất điện, định luật J-L, công suất tỏa nhiệt và công suất của nguồn - Yêu cầu HS chuẩn bị bài sau: Ôn lại kiến thức trong bài và về công của nguồn điện. - Ghi câu hỏi và bài tập về nhà - Ghi những chuẩn bị cho bài sau Dương Thế Hiển Giáo án Vật lý lớp 11 TIẾT 16 BÀI 8: ĐIỆN NĂNG VÀ CÔNG SUẤT ĐIỆN. ĐỊNH LUẬT JUN – LEN-XƠ (TIẾT 2) I. MỤC TIÊU Kiến thức: - Chỉ được ra mối quan hệ giữa công của lực lạ thực hiện bên trong nguồn điện và công của dòng điện trong mạch kín. - Phương pháp đo điện năng tiêu thu trong thực tế. Kĩ năng: - Tính được công và công suất của dòng điện theo các đại lượng liên quan và ngược lại. II. CHUẨN BỊ Giáo viên: - Đọc lại SGK lớp 9 để biết được kiến thức xuất phát của HS. Học sinh: - Ôn lại các kiến thức: Công, công suất điện, định luật Jun – Len-xơ. III. CÁC BƯỚC LÊN LỚP 1. Ổn định trật tự: 2. Kiểm tra bài cũ: (5 phút) - Phát biểu định nghĩa công suất điện của một đoạn mạch khi có dòng điện I chạy qua. - Phát biểu định luật Jun – Len-xơ và viết công thức. - Phát biểu định nghĩa công suất tỏa nhiệt ở vật dẫn khi có dòng điện chạy qua, công thức của công suất tỏa nhiệt. 3. Tiến trình dạy học bài mới: Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Hoạt động 3 (25 phút): Công suất của các dụng cụ tiêu thụ điện - Nêu các ví dụ về các loại dụng cụ điện chuyển hóa điện năng trở thành các dạng năng lượng khác như: nội năng, hóa năng, cơ năng, nhiệt năng… - Phân chia các dụng cụ thành hai loại: dụng cụ tỏa nhiệt và dụng cụ thu điện. ? Công suất của dụng cụ tỏa nhiệt: + Các dụng cụ này chỉ có điện trở thuần. + Biểu thức xác định điện năng tiêu thụ? + Biểu thức xác định công suất tiêu thụ điện? • Suất phản điện của máy thu: ? Các thiết bị trong thực tế có phải bao giờ cũng biết điện năng thành nhiệt năng? ? Nêu ví dụ: - Phân tích: Năng lượng của điện được chia thành hai phần: Nhiệt năng và năng lượng khác. A = Q + A’ - Đưa ra biểu thức xác định phần điện năng tiêu thụ biến thành các dạng năng lượng khác: A’ = E q - Suy nghĩ về các ví dụ. - Phân biệt hai loại dụng cụ tiêu thụ điện. - Trả lời: + Lấy ví dụ: bếp điện. + A = UIt = RI 2 t = U 2 t/R + P = A/t = UI = RI 2 = U 2 /R - TL: Không. Chúng còn có thể biến thành hóa năng, cơ năng, quang năng… - Trả lời: + Nội năng: siêu điện. + Hóa năng: bình điện phân, acquy khi nạp điện. + Cơ năng: quạt, động cơ điện. + Nhiệt năng: bếp điện, lò nướng. - Ghi nhận. Dương Thế Hiển [...]... E2/r2)/(1/R + 1/r1 + 1/r2) b Nếu E2 là nguồn phát điện, I2 > 0, từ (2) rút ra: UAB = E2 - I2r2 < E2 Từ đó ta có: R < E2r1/(E1 - E2) Nếu E2 không phát, không thu, I2 = 0: R = E2r1/(E1 - E2) Nếu E2 là máy thu, I2 > 0: R > E2r1/(E1 - E2) Trường hợp 1: E = I1(R1 + r)(1) Trường hợp 2: E = I2(R2 + r) (2) Từ (1) và (2) ta được: I1R1 + I1r = I2R2 + I2r ↔ (I1 - I2)r = I1R1 + I2R2 ↔ r = (I1R1 + I2R2)/(I1 - I2)... thu, I2 = 0: R = E2r1/(E1 - E2) Nếu E2 là máy thu, I2 > 0: R > E2r1/(E1 - E2) Trường hợp 1: E = I1(R1 + r)(1) Trường hợp 2: E = I2(R2 + r) (2) Từ (1) và (2) ta được: I1R1 + I1r = I2R2 + I2r ↔ (I1 - I2)r = I1R1 + I2R2 ↔ r = (I1R1 + I2R2)/(I1 - I2) → r = 2 Thế vào (1) ta được: E = 3V a Ta có: I1 = U1/R1 = 2. 1 0-4 A I2 = U2/R2 = 1,5.1 0-4 A Trường hợp 1: E = I1(R1 + r)(1) Trường hợp 2: E = I2(R2 + r) (2) Từ... đèn 2 bây giờ là: I2’ = UCB (R2’ + R 2) = 0,95 A > I 2 Vậy đèn 2 sáng hơn bình thường a Áp dụng công thức của định luật Ôm cho 3 đoạn mạch: I1 = (UBA - E1)/r1 (1) và I2 = (UBA - E2)/r2 (2) I = UAB/R (3) Tại nút A ta có: I = I1 + I2 (4) Ta có: UAB = (E1/r1 + E2/r2)/(1/R + 1/r1 + 1/r2) b Nếu E2 là nguồn phát điện, I2 > 0, từ (2) rút ra: UAB = E2 - I2r2 < E2 Từ đó ta có: R < E2r1/(E1 - E2) Nếu E2 không... (1) và (2) ta được: I1R1 + I1r = I2R2 + I2r ↔ (I1 - I2)r = I1R1 + I2R2 ↔ r = (I1R1 + I2R2)/(I1 - I2) → r = 1000Ω Thế r vào (1) ta được E = 0,3V b Pin nhận được năng lượng ánh sáng với công suất là: Ptp = wS = 1 0 -2 W Công suất tỏa nhiệt trên điện trở R2: Pnh = I2R2 = 2, 25.1 0-5 W Hiệu suất chuyển hóa thành nhiệt năng: H = Pnh/Ptp = 2, 25.1 0-3 = 0 ,22 5% Hoạt động 4 (2 phút): Giao nhiệm vụ về nhà - Nêu câu... I2R2)/(I1 - I2) → r = 2 Thế vào (1) ta được: E = 3V a Ta có: I1 = U1/R1 = 2. 1 0-4 A I2 = U2/R2 = 1,5.1 0-4 A Trường hợp 1: E = I1(R1 + r)(1) Trường hợp 2: E = I2(R2 + r) (2) Từ (1) và (2) ta được: I1R1 + I1r = I2R2 + I2r ↔ (I1 - I2)r = I1R1 + I2R2 ↔ r = (I1R1 + I2R2)/(I1 - I2) → r = 1000Ω Thế r vào (1) ta được E = 0,3V b Pin nhận được năng lượng ánh sáng với công suất là: Ptp = wS = 1 0 -2 W Công suất tỏa nhiệt... viên yêu cầu tập trong SBT: + Bài 2. 30 SBT a Ta có: Iđ1 = P1/U1 = 0,5A; Rđ1 = U 12/ P1 = 24 0Ω Dương Thế Hiển Giáo án Vật lý lớp 11 + Bài 2. 31 SBT + Bài 2. 32 SBT + Bài 2. 33 SBT + Bài 2. 35 SBT I 2 = P2/U2 = 0,375A; R 2 = U 22/ P2 = 24 0Ω b • Để bóng ở hình a sáng bình thường thì ta có: UBC = 120 V → UR1 = 24 0 – 120 = 120 (V) Vì Iđ1 = 0,5A; I 2 = 0,375A nên ta có: IR1 = I1 + I2 = 0,875(A) → R1 = UR1/IR1 = 137(Ω)... = U2 = 120 V Và để đèn Đ 1 sáng bình thường thì UR2 = 120 V → I1 = 0,5A → IR2 = Iđ1 – I 2 = 0, 125 (A) R2 = UR2/IR2 = 960(Ω) Nhiệt lượng để đun sôi nước: Q = mc(t20 - t10) Khi cho dòng điện chạy qua trong thời gian t thì dòng điện thực hiện một công là: A = Pt - Áp dụng công thức về hiệu suất: H = Q.100/A → P = mc(t20 - t10)/Ht = 796(Ω) Ta có: Q1 = Q2 = Q3 = Q4 → U2t1/R1 = U2t2/R2 = U2t3/(R1 + R2) = U2t4(R1... động 2 (33 phút): Hướng dẫn học sinh làm một số bài tập tự luận - Bài 1 SGK trang 75 - Cường độ dòng điện định mức và điện trở của các bóng đèn: Iđ1 = P1/U1 = 0,5A; Rđ1 = U 12/ P1 = 12 I 2 = P2/U2 = 0,5A; R 2 = U 22/ P2 = 5Ω a Vì các đèn sáng bình thường, ta có: UCB = U1 = 6V; U2 = 2, 5V suy ra UR2 = UCB - U2 = 3,5V Hơn nữa: IR2 = I 2 = 0,5A Suy ra: R2 = UR2/ IR2 = 7Ω Ngoài ra: I = IR1 = Iđ1 + I 2 = 1A... trở R2: Pnh = I2R2 = 2, 25.1 0-5 W Hiệu suất chuyển hóa thành nhiệt năng: H = Pnh/Ptp = 2, 25.1 0-3 = 0 ,22 5% Hoạt động 4 (2 phút): Giao nhiệm vụ về nhà - Nêu câu hỏi và bài tập về nhà - Yêu cầu: HS chuẩn bị bài sau: + Xem lại kiến thức về định luật Ôm tổng quát - Ghi câu hỏi và bài tập về nhà - Ghi những chuẩn bị cho bài sau Dương Thế Hiển Giáo án Vật lý lớp 11 TIẾT 23 BÀI TẬP I MỤC TIÊU Kiến thức: - Ôn... sáng bình thường, ta có: UCB = U1 = 6V; U2 = 2, 5V suy ra UR2 = UCB - U2 = 3,5V Hơn nữa: IR2 = I 2 = 0,5A Suy ra: R2 = UR2/ IR2 = 7Ω Ngoài ra: I = IR1 = Iđ1 + I 2 = 1A Từ đó: UAB = E - Ir = 6,6 - 1.0, 12 = 6,48(V) UR1 = UAC = UAB - UCB = 6,48 - 6 = 0,48(V) suy ra: R1 = UR1/IR1 = 0,48Ω b Với R’ = 1Ω ta có: RCB = [Rđ1(R2’ + R 2) ]/(Rđ1 + R2’ + R 2) = 4Ω RAB = R1 + RCB = 4,48Ω Cường độ dòng điện trong mạch . động của acquy: - Gợi ý: So sánh với pin Vôn-ta. ? Suất điện động của acquy? - Các phản ứng thuận nghịch: PbO 2 + 2H 2 SO 4 + 2e → PbSO 4 + SO 4 2- + 2H 2 O Pb + SO 4 2- - 2e → PbSO 4 ? Khi. SBT. + Bài 2. 35 SBT. I 2 = P 2 /U 2 = 0,375A; R 2 = U 2 2 /P 2 = 24 0Ω b. • Để bóng ở hình a sáng bình thường thì ta có: U BC = 120 V → U R1 = 24 0 – 120 = 120 (V) Vì I đ1 = 0,5A; I 2 = 0,375A. = mc(t 2 0 - t 1 0 )/Ht = 796(Ω) Ta có: Q 1 = Q 2 = Q 3 = Q 4 → U 2 t 1 /R 1 = U 2 t 2 /R 2 = U 2 t 3 /(R 1 + R 2 ) = U 2 t 4 (R 1 + R 2 )/R 1 R 2 Do đó ta có: t 1 = 20 ’; t 2 = 30’;