Vật lí lớp 12 - Tiết: 22 CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU (1) 1. Mục tiêu: a) Về kiến thức: - Phát biểu được định luật Ôm đối với đoạn mạch điện xoay chiều thuần điện trở. - Phát biểu được định luật Ôm đối với đoạn mạch điện xoay chiều chỉ chứa tụ điện. - Phát biểu được tác dụng của tụ điện trong mạch điện xoay chiều. - Viết được công thức định luật ôm cho mạch chỉ có điện trở, tụ điện và công thức tính dung kháng. b) Về kỹ năng: - Vận dụng được kiến thức đã học để giải một số bài tập đơn giản. c) Về thái độ: - Có thái độ nghiêm túc học tập. 2. Chuẩn bị của GV và HS: a) Chuẩn bị của GV: - Một số dụng cụ thí nghiệm như dao động kí điện tử, ampe kế, vôn kế, một số điện trở, tụ điện để minh hoạ. b) Chuẩn bị của HS: - Ôn lại các kiến thức về tụ điện: q = Cu và  dq i dt . 3. Tiến trình bài dạy: * Ổn định lớp: (1 phút) a) Kiểm tra bài cũ: (5 phút) Câu hỏi: - Thế nào là dòng điện xoay chiều? Viết công thức dòng điện xoay chiều, công thức cường độ dòng điện hiệu dụng và giải thích các đại lượng trong công thức. Đáp án: - ĐN: SGK. - BT:   0 os t+ i I C    (+ GT). - 0 2 I I  (+ GT) Hoạt động 1 (1 phút): Đặt vấn đề. - Do tính chất của các mạch điện khác nhau mà nhìn chung u và i không đồng pha với nhau. Vậy dòng điện và điện áp trong các mạch điện khác nhau như thế nào? Hoạt động 2 (10 phút): Tìm hiểu mối quan hệ giữa i và u trong mạch điện xoay chiều Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản - Biểu thức của - Có dạng: i = - Nếu cường dòng điện xoay chiều có dạng? - Chọn điều kiện ban đầu thích hợp để  = 0  i = I m cost = I 2 cost - Ta sẽ đi tìm biểu thức của u ở hai đầu đoạn mạch. - Trình bày kết quả thực nghiệm và lí thuyết để đưa ra biểu thức điện áp hai đầu mạch. - Lưu ý: Để tránh nhầm lẫn, phương trình điện áp có thể I m cos(t + ) - HS ghi nhận các kết quả chứng minh bằng thực nghiệm và lí thuyết. độ dòng điện xoay chiều trong mạch: i = I m cost = I 2 cost  điện áp xoay chiều ở hai đầu mạch điện: u = U m cos(t+ ) = U 2 cos(t+ ) Với  là độ lệch pha giữa u và i. + Nếu  > 0: u viết: u = U m cos(t+  u/i ) = U 2 cos(t+  u/i ) sớm pha  so với i. + Nếu  < 0: u trễ pha || so với i. + Nếu  = 0: u cùng pha với i. Hoạt động 3 (10 phút): Tìm hiểu mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản - Xét mạch điện xoay chiều chỉ có R. - Trong mạch lúc này sẽ có i  dòng điện này như - Biến thiên theo thời gian t (dòng điện xoay chiều) - Theo định I. Mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở ~ u i R thế nào? - Tuy là dòng điện xoay chiều, nhưng tại một thời điểm, dòng điện i chạy theo một chiều xác định. Vì đây là dòng điện trong kim loại nên theo định luật Ohm, i và u tỉ lệ với nhau như thế nào? - Trong biểu thức điện áp u, U m và U là gì? - Dựa vào biểu thức của u và i, ta có nhận xét gì? luật Ohm u i R  - Điện áp tức thời, điện áp cực đại và điện áp hiệu dụng. - HS nêu nhận xét: + Quan hệ giữa I và U. + u và i cùng pha. - HS phát biểu. - Nối hai đầu R vào điện áp xoay chiều: u = U m cost = U 2 cost - Theo định luật Ohm cos 2 u U i t R R    Nếu ta đặt: U I R  thì: cos 2 i I t   - Kết luận: 1. Định luật Ohm đối với mạch điện xoay chiều: Sgk - GV chính xác hoá các kết luận của HS. - Y/c HS phát biểu định luật Ohm đối với dòng điện một chiều trong kim loại. 2. u và i cùng pha. Hoạt động 4 (13 phút): Tìm hiểu về mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản - GV làm thí nghiệm như sơ đồ hình 13.3 Sgk. - HS quan sát mạch điện và ghi nhận các kết quả thí nghiệm. + Tụ điện không II. Mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện 1. Thí nghiệm - Kết quả: - Ta có nhận xét gì về kết quả thu được? - Ta nối hai đầu tụ điện vào một nguồn điện xoay chiều để tạo nên điện áp u giữa hai bản của tụ điện. cho dòng điện một chiều đi qua. + Tụ điện cho dòng điện xoay chiều “đi qua”. - HS theo hướng dẫn của GV để khảo sát mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện. - Tụ điện sẽ được + Tụ điện không cho dòng điện một chiều đi qua. + Dòng điện xoay chiều có thể tồn tại trong những mạch điện có chứa tụ điện. 2. Khảo sát mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện ~ u i C A B - Có hiện tượng xảy ra ở các bản của tụ điện? - Giả sử trong nửa chu kì đầu, A là cực dương  bản bên trái của tụ sẽ tích điện gì? - Ta có nhận xét gì về điện tích trên bản của tụ điện?  Độ biến thiên điện tích q cho phép ta tính i trong mạch. tích điện. - Bản bên trái tích điện dương. - Biến thiên theo thời gian t. - HS ghi nhận cách xác định i trong mạch. q i t    - Đạo hàm bậc a. - Đặt điện áp u giữa hai bản của tụ điện: u = U m cost = U 2 cost - Điện tích bản bên trái của tụ điện: q = Cu = CU 2 cost - Giả sử tại thời điểm t, dòng điện có chiều như hình, điện tích tụ - Cường độ dòng điện ở thời điểm t xác định bằng công thức nào? - Khi t và q vô cùng nhỏ q t   trở thành gì? - Ta nên đưa về dạng tổng quát i = I m cos(t + ) để tiện so sánh, nhất của q theo thời gian. - HS tìm q’ cos ( ) 2 sin       - HS viết lại biểu thức của i và u (i nhanh pha hơn u điện tăng lên. - Sau khoảng thời gian t, điện tích trên bản tăng q. - Cường độ dòng điện ở thời điểm t: q i t    - Khi t và q vô cùng nhỏ 2 dq i CU sin t dt      hay: cos 2 ( ) 2 i CU t      b. Đặt: I = UC [...]... cản trở dòng điện xoay chiều 3 Ý nghĩa của dung kháng + ZC là đại - Nói cách khác: lượng biểu Trong mạch điện xoay chiều, tụ /2 so với i) - Từ ZC  1 C ta hiện sự cản trở điện là phần tử thấy: Khi  nhỏ có tác dụng làm (f nhỏ)  ZC lớn chiều của tụ cho cường độ và ngược lại điện - Vì dòng điện + Dòng điện dòng điện tức dòng điện xoay thời sớm pha /2 không đổi (f = 0) xoay chiều có so với điện áp ...  - ZC đóng vai trò gì trong công thức? - Trong mạch chứa tụ điện, của mạch - Định luật Ohm: (Sgk) cường độ dòng điện qua tụ điện dao động của u sớm pha /2 so và i với điện áp hai  ZC có đơn vị c So sánh pha + i sớm pha đầu tụ điện (hoặc /2 so với u điện áp ở hai đầu (hay u trễ pha là gì? 1 ZC  C - Dựa vào biểu thức của u và i, ta có nhận xét gì? tụ điện trễ pha /2 so với cường độ dòng điện) -. .. chuyển - Dựa vào biểu qua tụ điện dễ thức định luật dàng hơn dòng Ohm, ZC có vai điện xoay trò là điện trở chiều tần số trong mạch chứa thấp tụ điện  hay + ZC cũng có nói cách khác nó tác dụng làm là đại lượng biểu cho i sớm pha hiện điều gì? /2 so với u - Khi nào thì dòng điện qua tụ dễ dàng hơn? - Tại sao tụ điện lại không cho dòng điện không đổi đi qua? c) Củng cố, luyện tập: (3 phút) - GV nhắc... 2cos(t  ) 2 thì và u = U 2 cost - Nếu lấy pha ban đầu của i bằng 0 - Nếu lấy pha thì i  I 2cost ban đầu của i và  u  U 2cos(t  ) 2 bằng 0  biểu thức của i và u - Ta có thể - So sánh với được viết lại như định luật Ohm, thế nào? có vai trò tương tự như điện trở R viết: I U 1 C ZC  và đặt 1 C trong mạch chứa U ZC điện trở thì: - Là đơn vị của trong đó ZC gọi điện trở () là dung kháng I 1... tụ dễ dàng hơn? - Tại sao tụ điện lại không cho dòng điện không đổi đi qua? c) Củng cố, luyện tập: (3 phút) - GV nhắc lại kiến thức trọng tâm d) Hướng dẫn học sinh tự học ở nhà: (2 phút) - Trả lời câu hỏi trong sgk - Làm bài tập trong sgk * RÚT KINH NGHIỆM . Vật lí lớp 12 - Tiết: 22 CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU (1) 1. Mục tiêu: a) Về kiến thức: - Phát biểu được định luật Ôm đối với đoạn mạch điện xoay chiều thuần điện trở. - Phát biểu. với đoạn mạch điện xoay chiều chỉ chứa tụ điện. - Phát biểu được tác dụng của tụ điện trong mạch điện xoay chiều. - Viết được công thức định luật ôm cho mạch chỉ có điện trở, tụ điện và. (dòng điện xoay chiều) - Theo định I. Mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở ~ u i R thế nào? - Tuy là dòng điện xoay chiều, nhưng tại một thời điểm, dòng điện i chạy theo một chiều