TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI GIÁO ÁN VẬT LÝ 11 Tiết : _ _ _ _ _ Bài 28 - 29: ĐIỆN NĂNG VÀ CÔNGSUẤT S9IỆN ĐỊNHLUẬTJUN – LENXƠ I. MỤC TIÊU : 1) Hiểu được sự biến đổi năng lượng trong một mạch điện, từ đó hiểu công và côngsuất của dòng điện ở một đoạn mạch tiêu thụ điện năng ( tức là bến ngoài nguồn điện ), công và côngsuất của nguồn điện. 2) Ôn lại, nắm chắc để vận dụng được các công thức tính công và côngsuất của dòng điện, hiểu và vận dụng được công thức tính công và côngsuất của nguồn điện. 3) Ôn lại và vận dụng được công thức của đònh luậtJun – Lenxơ, chú ý đến các dạng Q = RI 2 t và Q = (U 2 /R.).t 4) Phân biệt hai loại dụng cụ tiêu thụ điện. Hiểu được suất phản điện của máy thu điện. Hiểu và vận dụng được các công thức về điện năng tiêu thụ và côngsuất tiêu thụ, côngsuất có ích của máy thu điện. 5) Hiều và vận dụng được công thức tính hiệu suất của nguồn điện của máy thu điện. II. PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY : Phương pháp thực nghiệm . III. THIẾT BỊ , ĐỒ DÙNG DẠY HỌC . 1) _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 2) _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ IV. TIẾN TRÌNH GIẢNG DẠY PHÂN PHỐI PHẦN LÀM VIỆC CỦA GIÁO VIÊN NỘI DUNG GHI BẢNG TỔ CHỨC , ĐIỀU KHIỂN 1. Kiểm tra GV : ĐỖ HIẾU THẢO VẬT LÝ PB 11: 28 -1 /6 TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI GIÁO ÁN VẬT LÝ 11 bài cũ và kiến thức cũ liên quan với bài mới (3’) 2. Nghiên cứu bài mới 1) CÔNG VÀ CÔNGSUẤT CỦA DÒNG ĐIỆN Ở MỘT ĐỌAN MẠCH ĐIỆN. ĐỊNHLUẬTJUN – LEN – XƠ a) Công và côngsuất của dòng điện Côngsuất của dòng điện trong một đoạn mạch (cũng là côngsuất điện nhận được ở đoạn mạch) bằng tích của hiệu điện thế U giữa hai đầu đoạn mạch với cường độ dòng điện I trong đoạn mạch. P = UI (28.1) Công của dòng điện sản ra trên đoạn mạch (cũng là điện năng nhận được trên đoạn mạch) được tính bằng công thức : A = Pt = UIt (28.2) b) Đònh luậtJun – Len – Xơ Công thức công biểu thò nhiệt lượng : A = Q = UIt = RI 2 t (28.3) “ Nhiệt lượng tỏa ra trên một vật tỉ lệ thuận với điện trở của vật, với bình phương cường độ dòng điện và với thời gian dòng điện chạy qua vật” Q = RI 2 t (28.4) GV cần nhấn mạnh “đoạn mạch” ở đây được hiểu là đoạn mạch têu thụ điện năng (tức là đoạn mạch bên ngoài nguồn điện, ở đoạn mạch này có thể có điện trở thuần, dụng cụ tiêu thụ điện). Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch ở đây không nhất thiết là hiệu điện thế được tính dựa vào đònh luật Ôm. GV : Tại sao vật dẫn nóng lên, đã có sự chuyển hóa năng lượng nào ? GV lưu ý HS : Khi vận dụng, công thức đònh luậtJun – Len-xơ thường được viết dưới một trong hai dạng : Q = RI 2 t và Q = R U 2 t. GV : Đặt câu hỏi H1 HS : Đã có sự chuyển hóa năng lượng từ điện năng sang nhiệt năng. HS trả lời câu hỏi H1 : So sánh điện năng tiêu thụ và nhiệt lượng tỏa ra (Biết độ tăng nhiệt độ và nhiệt dung riêng của nước của nhôm, biết điện trở, biết cường độ GV : ĐỖ HIẾU THẢO VẬT LÝ PB 11: 28 -2 /6 TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI GIÁO ÁN VẬT LÝ 11 2) CÔNG VÀ CÔNGSUẤT CỦA NGUỒN ĐIỆN a) Công và côngsuất của nguồn điện Nguồn điện sinh công A làm dòch chuyển các điện tích trong toàn mạch. Công này bao gồm công của lực tónh điện và công của lực lạ. Công thức (25.6) công của nguồn điện là : A = qξ = ξIt (28.5) Từ đó, côngsuất của nguồn điện là : P = ξI (28.6) Công và côngsuất của nguồn điện bằng điện năng và côngsuất điện sản ra rong toàn mạch. b) Hiệu suất của nguồn điện Hiệu suất của nguồn điện, có suất điện động ξ và điện trở trong r, tạo ra dòng điện I chạy trong mạch điện được tính theo công thức : I r 1H ξ −= nguồn (28.7) 3) CÔNGSUẤT CỦA CÁC DỤNG CỤ TIÊU THỤ ĐIỆN Các dụng cụ thiêu thụ điện chuyển hóa điện năng thành các dạng năng lượng khác nhau (nội năng, hóa năng, cơ năng…). a) Côngsuất của dụng cụ tỏa nhiệt GV : Công lực điện trường làm điện tích dòch chuyển theo mạch kín có trò số bằng bao nhiêu ?” GV cần để HS lưu ý : Công của nguồn điện cung cấp cho mạch ngoài bằng công của lực lạ bên trong nguồn, ta gọi tắt là công của nguồn điện(cũng là công của dòng điện sản ra trong toàn mạch kín). GV đặt câu hỏi H2 GV : Có hai loại dụng cụ tiêu thụ điện là dụng cụ tỏa nhiệt và máy thụ điện. Máy thu điện là dụng cụ mà phần lớn điện năng chuyển hóa thành năng lượng khác, không phải nhiệt. GV : Trong dụng cụ tỏa nhiệt (đèn điện, bếp điện, bàn là…), toàn bộ điện năng cung cấp cho dụng cụ chuyển dòng điện chạy qua dây và thời gian dòng điện chạy ) HS trả lời câu hỏi HS trả lời câu H2 : Biết A có ích = ξIt – rI 2 t Hiệu suất của nguồn bằng 1 hay 100% khi điện trở trong của nguồn có giá trò rất nhỏ, không đáng kể(nguồn điện lí tưởng). GV : ĐỖ HIẾU THẢO VẬT LÝ PB 11: 28 -3 /6 TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI GIÁO ÁN VẬT LÝ 11 Điện năng tiêu thụ của dụng cụ tỏa nhiệt được tính theo công thức : t R U tRIUItA 2 2 === (28.8) Côngsuất của dụng cụ tỏa nhiệt được tính theo công thức : R U RIUI t A P 2 2 ==== (28.9) b) Côngsuất phản điện của máy thu điện Chỉ có một phần Q’ của điện năng A cung cấp cho máy chuyển hóa thành nhiệt ở điện trở r’ của máy : Q’ = r’I 2 t (28.10) Phần điện năng còn lại A’ được chuyển hóa thành các dạng năng lượng có ích khác. Phần điện năng A’ này tỉ lệ với điện lượng q chuyển qua máy thu điện : A’ = ξ’q (28.11) Trong đó hệ số tỉ lệ là đại lượng đặc trung cho máy thu điện, được gọi là suất phản điện của máy thu điện. Từ (28.11) ta rút ra công thức : q 'A '=ξ (28.12) + Nếu q = 1 C thì ξ’ = A’. “Suất phản diện của máy thu điện được xác đònh bằng điện năng mà dụng cụ chuyển hóa thành dạng năng lượng khác (không phải nhiệt) khi có một đơn vò điện tích dương chạy qua máy.” + Suất phản điện có đơn vò là vôn, giống như suất hóa thành nhiệt. Các dụng cụ kiểu này chỉ chứa điện trở thuần. GV trình bày như SGK, yêu cầu HS lưu ý Bảng 2 và bảng 3 SGK. Sau đó GV yêu cầu HS trả lời H3 HS trả lời H3 (Chỉ yêu cầu HS nêu tên ba dụng cụ và tác dụng của máy (máy dùng làm gì ) GV : ĐỖ HIẾU THẢO VẬT LÝ PB 11: 28 -4 /6 TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI GIÁO ÁN VẬT LÝ 11 điện động. + Dòng điện nạp đi vào cực dương củ máy thu điện. c) Điện năng và côngsuất tiêu tụ của máy thu điện. Công tổng cổng A mà dòng điện thực hiện ở máy thu điện bằng : A = A’ + Q’ = ξ’It + r’I 2 t + r’I 2 t = UIt (28.13) Với : U là hiệu điện thế đặt vào máy thu điện. Đó cũng là điện năng tiêu thụ của máy thu điện trong khoảng thời gian t. Côngsuất của mát thu điện là L : 2 I'rI' t A P +ξ== (28.14) Trong đó P’ = ξ’I là côngsuất có ích của máy thu điện. d) Hiệu suất của máy thu điện Hiệu suất của mát thu điện là : I U 'r 1H −= (28.15) e) Chú ý : Trên các dụng cụ tiêu thụ điện người ta thừng ghi hai chỉ số là công thức điệân P đ (công suất đònh mức) cần phải đặt vào dụng cụ để nó hoạt động bình thường. Khi hiệu điện thế đặt vào dụng cụ có giá trò đúng bằng chỉ số U đ , thì côngsuất tiêu thụ của dụng cụ đúng bằng P đ và dòng điện chạy qua dụng cụ có cường độ đ đ đ U P I = , gọi là cường dộ đònh mức. GV : hướng dẫn HS rút ra công thức 28.14 và yêu cầu HS trả lời H4 GV đặt câu hỏi H5 GV : Ví dụ quạt điện, động cơ điện… chuyển hóa điện năng thành cơ năng ; acquy sử dụng đang được nạp điện, bình điện phân không có hiện tượng dươn cực tan (xem trg32 – 33) chuyển hóa điện năng thành hóa năng. HS trả lời H4 : Từ 28.14 rút ra U = ξ’ + r’I. Điều kiện để máy thu điện hoạt động bình thường là hiệu điện thế U đặt vào máy phải lớn hơn suất phản điện của máy. HS trả lời H5 : Ta có : H = UIt A ichco . Biết A có ích = ξ’It = UIt – r’I 2 t. GV : ĐỖ HIẾU THẢO VẬT LÝ PB 11: 28 -5 /6 TRƯỜNG PTTH MẠC ĐĨNH CHI GIÁO ÁN VẬT LÝ 11 4) ĐO CÔNG SUẤT ĐIỆN VÀ ĐIỆN NĂNG TIÊU THỤ Dụng cụ dùng để đo công suất, gọi là oat kế. Độ lệch của kim chỉ thò trên mặt chia độ cho ta biết công thức tiêu thụ trong đoạn mạch. Để đo công của dòng điện tức là điện năng tiêu thụ, người ta dùng máy đếm điện năng hay công tơ điện (hình 28.3b). Điện năng tiêu thụ thường được tính ra kilôoat.giờ (kW.h) 1kW.h = 3 600 000 J GV trình bày cho HS đo công suất và điện năng tiêu thụ. GV : Trong trường hợp này máy thu điện là nguồn điện đang nạp điện, thì suất phản điện có trò số bằng suất điện động của nguồn lúc phát điện. Củng cố bài giảng Dặn dò của học sinh (5’) Hướng dẫn và gợi ý để HS trả lời các câu hỏi 1, 2, 3 và 4 trang 150 – 151 SGK. HS trả lời các câu hỏi 1, 2, 3, và 4 trang 150 - 151 SGK. GV : ĐỖ HIẾU THẢO VẬT LÝ PB 11: 28 -6 /6 . mới 1) CÔNG VÀ CÔNG SUẤT CỦA DÒNG ĐIỆN Ở MỘT ĐỌAN MẠCH ĐIỆN. ĐỊNH LUẬT JUN – LEN – XƠ a) Công và công suất của dòng điện Công suất của dòng điện trong một đoạn mạch (cũng là công suất điện. điện ), công và công suất của nguồn điện. 2) Ôn lại, nắm chắc để vận dụng được các công thức tính công và công suất của dòng điện, hiểu và vận dụng được công thức tính công và công suất của. 2) CÔNG VÀ CÔNG SUẤT CỦA NGUỒN ĐIỆN a) Công và công suất của nguồn điện Nguồn điện sinh công A làm dòch chuyển các điện tích trong toàn mạch. Công này bao gồm công của lực tónh điện và công