VietJack com Facebook Học Cùng VietJack BÀI 13 CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU (2 tiết) I MỤC TIÊU 1 Kiến thức Phát biểu được định luật Ôm đối với đoạn mạch điện xoay chiều thuần điện trở Phát biểu được định[.]
VietJack.com Facebook: Học Cùng VietJack BÀI 13: CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU (2 tiết) I MỤC TIÊU Kiến thức: - Phát biểu định luật Ôm đoạn mạch điện xoay chiều điện trở - Phát biểu định luật Ôm đoạn mạch điện xoay chiều chứa tụ điện - Phát biểu tác dụng tụ điện mạch điện xoay chiều - Phát biểu định luật Ôm đoạn mạch điện xoay chiều chứa cuộn cảm - Phát biểu tác dụng cuộn cảm mạch điện xoay chiều - Viết cơng thức tính dung kháng cảm kháng Kĩ năng: - Giải tập đơn giản,như tính dung kháng, cảm kháng - Viết biểu thức i u loại đoạn mạch - Tính giá trị hiệu dụng, cực đại đại lượng Thái độ: -Tự tin đưa ý kiến cá nhân thực nhiệm vụ lớp, nhà -Chủ động trao đổi thảo luận với học sinh khác với giáo viên -Hợp tác chặt chẽ với bạn thực nhiệm vụ nghiên cứu thực nhà Xác định nội dung trọng tâm + Mạch điện xoay chiều chứa điện trở + Mạch điện xoay chiều chứa tụ điện + Mạch điện xoay chiều chứa cuộn dây cảm Mục tiêu phát triển lực 5.1 Định hướng lực hình thành : Năng lực giải vấn đề, lực thực nghiệm; lực dự đoán, suy luận lý thuyết; thiết kế thực theo phương án thí nghiệm, dự đốn; phân tích, khái qt hóa rút kết luận khoa học; đánh giá kết giải vấn đề 5.2 Bảng mơ tả lực phát triển TT Năng lực thành phần Mô tả mức độ thực Học trực tuyến: khoahoc.vietjack.com Youtube: Học Cùng VietJack VietJack.com Facebook: Học Cùng VietJack K1: Trình bày kiến thức + Phát biểu định luật Ôm mạch điện xoay tượng, đại lượng, định luật, chiều chứa điện trở nguyên lí vật lí bản, phép đo, + Phát biểu định luật Ôm mạch điện xoay số vật lí chiều chứa tụ điện + Phát biểu định luật Ôm mạch điện xoay chiều chứa cuộn dây cảm + Nắm tác dụng tụ điện mạch điện xoay chiều + Nắm độ lệch pha điên áp dong điện cách mạch điện K3: Sử dụng kiến thức vật lí để - Giải tập liên quan đến mạch R,L,C thực nhiệm vụ học tập K4: Vận dụng (giải thích, dự đốn, - Giải thích số tượng thường gặp tính tốn, đề giải pháp, đánh giá đời sống kĩ thuật liên quan đến điện trở tụ giải pháp …) kiến thức vật lí vào điện ,cuộn cảm tình thực tiễn P3: Thu thập, đánh giá, lựa chọn xử lí thơng tin từ nguồn khác để giải vấn đề học nguồn khác (báo chí, internet …) để tìm hiểu ứng dụng dịng điện xoay tập vật lí P4: Vận dụng tương tự mô Vận dụng tương tự dao động dòng điện hình để xây dựng kiến thức vật lí Thu thập, đánh giá, lựa chọn xử lí thơng tin từ xoay chiều, học sinh xây dựng số công thức liên hệ P5: Lựa chọn sử dụng cơng cụ Các phép tính tích phân, đạo hàm, lượng giác, đại số toán học phù hợp học tập vật lí giản đồ Fre-nen để chứng minh cơng thức dịng điện xoay chiều P9: Biện luận tính đắn kết Từ kết thu từ thí ngiệm ,nhận xét kết thí thí nghiệm tính đắn nghiệm, so sánh với lí thuyết kết luận khái qt hóa từ kết thí nghiệm Học trực tuyến: khoahoc.vietjack.com Youtube: Học Cùng VietJack VietJack.com Facebook: Học Cùng VietJack X1: trao đổi kiến thức ứng dụng Sử dụng thuật ngữ vật lí nói dịng điện vật lí ngơn ngữ vật lí xoay chiều, cảm kháng, dung kháng tổng trở, hệ số cách diễn tả đặc thù vật lí cơng suất X2: phân biệt mô tả Phân biệt dòng diện xoay chiều dòng điện tượng tự nhiên ngôn ngữ chiều đời sống ngơn ngữ vật lí (chun 10 ngành) X3: lựa chọn, đánh giá Sử dụng sách giáo khoa, báo, tạp chí, thơng tin nguồn thơng tin khác internet để giải nhiệm vụ học tập So sánh nhận xét từ kết nhóm với 11 nhóm khác kết luận nêu SGK X5: Ghi lại kết từ Học sinh tự ghi lại nội dung hoạt động học tập hoạt động học tập vật lí kiến thức cuả tìm tịi nhóm (nghe giảng, tìm kiếm thơng tin, thí hay nhóm bạn 12 nghiệm, làm việc nhóm…) X7: Thảo luận kết công Tiến hành thảo luận nhóm để đưa tiếng nói việc vấn đề liên chung nhóm 13 quan góc nhìn vật lí X8: tham gia hoạt động nhóm Tham gia tích cực vào tiến trình xây dựng kiến thức học tập vật lí 14 nhóm phản hồi tích cực nhóm bạn C1: Xác định trình độ có Xác định trình độ có kiến thức: dịng điện kiến thức, kĩ , thái độ cá xoay chiều, mạch R,L,C mắc nối tiếp, công thức nhân học tập vật lí 15 tính tốn liên quan thông qua kiểm tra ngắn lớp tự giải tập nhà C2: Lập kế hoạch thực Lập kế hoạch, thực kế hoạch, điều chỉnh kế kế hoạch, điều chỉnh kế hoạch học hoạch học tập lớp nhà với tồn chủ đề tập vật lí nhằm nâng cao trình độ cho phù hợp với điều kiện học tập thân II CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH Giáo viên: Học trực tuyến: khoahoc.vietjack.com Youtube: Học Cùng VietJack VietJack.com Facebook: Học Cùng VietJack PHT1: Tìm hiểu mạch điện xoay chiều có điện trở ,tụ điện , cuộn cảm Theo định luật Ohm, i u tỉ lệ với nào? Dựa vào biểu thức u i, ta có nhận xét (Quan hệ I U,độ lệch pha )? Phát biểu định luật Ohm? Nhận xét kết thu từ thí nghiệm? Có tượng xảy tụ điện ta nối hai đầu tụ điện vào nguồn điện xoay chiều để tạo nên điện áp u hai tụ điện? Điện tích tụ điện thay đổi nào? Cường độ dòng điện thời điểm t xác định công thức nào? Viết biểu thức i u ? Z C đóng vai trị công thức? Dựa vào biểu thức u i, ta có nhận xét (Quan hệ I U,độ lệch pha )? Phát biểu định luật Ohm? Ý nghĩa ZC Cuộn cảm gì? i dịng điện xoay chiều cuộn dây thay đổi nào? suất điện động tự cảm cuộn cảm trở thành gì? hồn thành C5 ? Biểu thức điện áp hai đầu cảm có dạng ? ZL đóng vai trị cơng thức ? Dựa vào biểu thức u i, ta có nhận xét (Quan hệ I U,độ lệch pha )? Phát biểu định luật Ohm ? Ý nghĩa Dựa vào biểu thức u i, ta có nhận xét (Quan hệ I U,độ lệch pha) ? Phát biểu định luật Ohm? Ý nghĩa ZL ? Học sinh: - Ôn lại kiến thức chuyển động trịn học lớp 10 (chu kì, tần số mối liên hệ tốc độ góc với chu kì tần số) - Ơn lại kiến thức tốn học đạo hàm, cách tính đạo hàm, ý nghĩa vật lí đạo hàm III HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Nội dung Hoạt động GV Nội dung - Định nghĩa dòng điện (10 phút) Hoạt động HS Năng lực hình thành K1, X5, X6 xoay chiều Ổn định lớp, - Viết biểu thức kiểm tra tức thời dịng điện cũ xoay chiều - Giải thích tóm tắt ngun tắc tạo dịng điện xoay chiều Học trực tuyến: khoahoc.vietjack.com Youtube: Học Cùng VietJack VietJack.com Facebook: Học Cùng VietJack - Viết biểu thức công suất tức thời dòng điện xoay chiều chạy qua điện trở Nội dung Chuyển giao nhiệm vụ Thực nhiệm vụ (10 phút) Kết luận Nhận - Học sinh tiếp thu cơng thức Tìm hiểu mối định Hợp thức hóa Báo cáo, thảo luận quan hệ kiến thức i u - Nếu cường độ dòng mạch điện điện xoay chiều xoay chiều mạch: i = I0cost = I K1; X5 cost điện áp xoay chiều hai đầu mạch điện: u = U0cos(t+ ) =U cos(t+ ) Với độ lệch pha u i + Nếu > 0: u sớm pha so với i + Nếu < 0: u trễ pha | | so với i + Nếu = 0: u pha Nội dung (5 với i *Chuyển giao nhiệm - Làm việc nhóm trả lời câu hỏi phút) vụ: giáo viên Tìm hiểu Hồn thành câu hỏi mạch điện PHT2 Câu xoay chiều *Yêu cầu hs có điện lớp tham gia trả Học trực tuyến: khoahoc.vietjack.com K1, K1, K2, K3 X5, K1, K3 Đại diện nhóm trình bày , thành viên lại ý lắng nghe bổ sung, Youtube: Học Cùng VietJack VietJack.com trở Facebook: Học Cùng VietJack lời góp ý - Nối hai đầu R vào điện áp xoay * Nhận xét, bổ sung, chiều: tổng quát hóa kiến thức trọng tâm u = Umcost = U cost - Theo định luật Ohm i u U 2cost R R Nếu ta đặt: I = U/R thì: i I 2cos t - Kết luận: Định luật Ohm mạch điện xoay chiều: Sgk u i pha -Các nhóm nhận xét -HS lắng nghe tiếp thu lời nhận xét, đánh giá GV Nội dung (5 * Tạo tình nảy - Ghi nhận kiến thức HS quan sát mạch điện ghi nhận phút) Tìm sinh vấn đề: - GV làm kết thí nghiệm hiểu mạch thí nghiệm sơ đồ điện xoay hình 13.3 Sgk P1 X6, X8, C6, P1, chiều có tụ điện -Làm việc theo nhóm hồn thành So sánh pha * Chuyển giao nhiệm nhiệm vụ mà GV giao dao động vụ: u i - Yêu cầu HS thảo luận lại ý lắng nghe bổ sung, + i sớm pha / nhóm hồn thành góp ý K1,K3, so với u câu hỏi PHT Câu Câu 2:Kết quả: P5,C1,C2 (hay u trễ pha ,Câu 3? + Tụ điện khơng cho dịng điện Đại diện nhóm trình bày , thành viên chiều qua /2 so với i) *Yêu cầu hs đại diện Học trực tuyến: khoahoc.vietjack.com + Dòng điện xoay chiều tồn Youtube: Học Cùng VietJack VietJack.com Facebook: Học Cùng VietJack Ý nghĩa nhóm trình bày kết mạch điện có chứa tụ dung kháng thảo luận báo điện + ZC đại cáo kết thảo luận Câu 3: lượng biểu cản trở u = Umcost = U - Điện tích bên trái tụ điện: dịng điện xoay chiều tụ điện + Dòng điện xoay chiều có cost q = Cu = CU cost - Cường độ dòng điện thời điểm t: i dq CU 2sint dt tần số cao i CU 2cos(t ) hay: (cao tần) Đặt: I = UC chuyển qua tụ điện dễ dàng i I 2cos( t ) dòng điện u=U xoay chiều tần - Nếu lấy pha ban đầu i số thấp + ZC có tác dụng làm cho i sớm pha /2 so với u cost i I 2cost u U 2cos( t ) - Ta viết: I U 1 ZC C C đặt I thì: U ZC ZC gọi dung kháng mạch - Định luật Ohm: (Sgk) Tiết Học trực tuyến: khoahoc.vietjack.com Youtube: Học Cùng VietJack VietJack.com Facebook: Học Cùng VietJack Nội dung Hoạt động GV Nội dung (10 phút) Phát biểu định luật Ôm cho Ổn định lớp, kiểm tra cũ mạch điện xoay chiều có Hoạt động HS Năng lực hình thành K1, X5,X6 điện trở tụ điện Nội dung (20 phút) *chuyển giao nhiệm vụ: Tìm hiểu mạch điện xoay - Yêu cầu HS thảo luận nhóm -Làm việc theo nhóm hồn thành nhiệm vụ chiều có cuộn cảm hồn thành câu hỏi PHT mà GV giao Đại X6,X8,C6,P1 , Câu 4,5? diện nhóm trình bày , *u cầu hs đại diện thành viên lại K1,K3, Điện áp hiệu dụng hai đầu nhóm trình bày kết ý lắng nghe P5,C1,C2 cuộn cảm: thảo luận báo cáo kết bổ sung, góp ý thảo luận - Cuộn cảm U = LI Suy ra: cuộn cảm có điện trở U I L khơng đáng kể Đặt ZL = L Ta có: U I ZL Trong ZL gọi cảm kháng mạch - Định luật Ohm: (Sgk) Trong đoạn mạch có cuộn cảm thuần: i trễ pha /2 so với u, u sớm pha /2 so với i * Nhận xét, bổ sung, tổng -HS lắng nghe tiếp quát hóa kiến thức trọng tâm thu lời nhận xét, đánh Cơ chế tác dụng cản trở dòng giá GV điện xoay chiều R L - Ghi nhận kiến thức khác hẳn Trong R làm yếu dịng điện hiệu ứng Jun cuộn cảm làm yếu dòng điện định luật Len-xơ cảm ứng từ Ý nghĩa cảm kháng + ZL đại lượng biểu cản trở dòng điện xoay chiều cuộn cảm + Cuộn cảm có L lớn cản Học trực tuyến: khoahoc.vietjack.com Youtube: Học Cùng VietJack VietJack.com Facebook: Học Cùng VietJack trở nhiều dòng điện xoay chiều, dòng điện xoay chiều cao tần + ZL có tác dụng làm cho i trễ pha /2 so với u Nội dung (5 phút) *chuyển giao nhiệm vụ: - Làm việc nhóm trả Tìm hiểu mạch điện xoay Hồn thành câu hỏi lời câu hỏi giáo chiều có điện trở PHT2 Câu K1, K1,K2,K3 viên *Yêu cầu hs lớp X5,K1,K3 tham gia trả lời Đại diện nhóm trình * Nhận xét, bổ sung, tổng bày , thành viên cịn qt hóa kiến thức trọng tâm lại ý lắng nghe bổ sung, góp ý - Nối hai đầu R vào điện áp xoay chiều: u = Umcost = U cost - Theo định luật Ohm i u U 2cost R R U I R Nếu ta đặt: thì: i I 2cos t - Kết luận: Định luật Ohm mạch điện xoay chiều: Sgk u i pha -Các nhóm nhận xét -HS lắng nghe tiếp Học trực tuyến: khoahoc.vietjack.com Youtube: Học Cùng VietJack VietJack.com Facebook: Học Cùng VietJack thu lời nhận xét, đánh giá GV - Ghi nhận kiến thức IV BÀI TẬP KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC HỌC SINH Bảng ma trận kiểm tra mức độ nhận thức Cấp độ Nhận biết Vận dụng Cấp độ thấp Cấp độ cao Thông hiểu Tên hoạt động Đoạn mạch - Viết biểu thức u - Viết định Cho biểu thức i chứa điện trở i Nhận xét pha luật Om viết biểu thức u R u i Đoạn mạch - Viết biểu thức u - Viết định ngược lại - Cho biểu thức i chứa tụ điện C i Nhận xét pha luật Om viết biểu thức u u i ngược lại - Nắm dung kháng ý nghĩa dung kháng Câu hỏi tập củng cố 1: Nhận biết Câu 1: Cường độ dòng điện đoạn mạch xoay chiều có cuộn cảm A Sớm pha π/4 so với điện áp hai đầu đoạn mạch B Trễ pha π/4 so với điện áp hai đầu đoạn mạch C Sớm pha π/2 so với điện áp hai đầu đoạn mạch D.Trễ pha π/2 so với điện áp hai đầu đoạn mạch Câu 2: Đặt vào hai đầu cuộn cảm điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng khơng đổi, có tần số f thay đổi Khi tăng tần số lần đáp án khơng là: A.Chu kì dịng điện mạch giảm lần B.Cường độ dòng điện mạch giảm lần C.Cảm kháng mạch tăng lần D.Tần số góc dịng điện mạch tăng lần Học trực tuyến: khoahoc.vietjack.com Youtube: Học Cùng VietJack VietJack.com Facebook: Học Cùng VietJack 2: Thông hiểu Câu 3: Phát biểu sau nói đặc điểm cuộn dây cảm? A Cuộn dây cảm cho dòng điện xoay chiều qua nen khơng có tính cản trở dịng điện xoay chiều B Cuộn dây cảm có cản trở dịng điện xoay chiều ,dịng điện xoay chiều có tần số lớn bị cản trở C Cuộn dây cảm có cản trở dịng điện xoay chiều ,dịng điện xoay chiều có tần số lớn bị cản trở nhiều D Cuộn dây thuân cảm cho dịng điện chiều qua khơng cho dịng điện xoay chiều qua Câu 4: Phát biểu sau khơng nói đoạn mạch có cuộn dây cảm? A Đối với dịng điện khơng đổi cuộn cảm có tác dụng điện trở B Dòng điện xoay chiều chạy qua cuộn dây cảm không gây tỏa nhiệt cuộn cảm C Đối với dòng điện xoay chiều, cuộn dây cảm cản trở dòng điện cản trở tăng theo tần số dịng điện D Điện áp hai đầu cuộn dây cảm nhanh pha π/2 so với dòng điện xoay chiều chạy qua 3: Vận dụng Câu 5: Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều u = U sin(100πt) V, dịng điện chạy qua đoạn mạch có biểu thức i = I cos(100πt) A Đoạn mạch có thể: A Gồm cuộn cảm điển trở R B Gồm tụ điện C nối tiếp với cuộn dây cảm L, dung kháng mạch lớn cảm kháng C Gồm tụ điện C nối tiếp với cuộn dây cảm L, dung kháng mạch nhỏ cảm kháng Câu 6: Biểu thức dịng điện qua tụ điện có C = \f(10,2ππ F là: i = sin(100πt + \f(π,6 )A Hiệu điện hai đầu tụ điện là: A u = 200 Sin (100πt + \f(2ππ,3 ) V B u = 200 Sin (100πt - \f(π,3)V C u = 200 Sin (100πt + \f(π,6 ) V D u = 200 Sin (100πt + \f(π,3 ) V Dặn dò Học trực tuyến: khoahoc.vietjack.com Youtube: Học Cùng VietJack VietJack.com Facebook: Học Cùng VietJack Phát biểu định luật Ôm đoạn mạch điện xoay chiều có điện trở, tụ điện, cuộn dây cảm Nêu mối quan hệ pha loại đoạn mạch Học trực tuyến: khoahoc.vietjack.com Youtube: Học Cùng VietJack