Bài 27. MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CHỈ CÓ TỤ ĐIỆN, CUỘN CẢM doc

Mục tiêu: 1 Kiến thức: - Hiểu được các tác dụng của tụ điện và của cuộn cảm trong mạch điện xoay chiều.. 2 Kĩ năng: - HS vận dụng tốt được kiến thức vào việc giải các bài toán về mạch

Bài 27

MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU

CHỈ CÓ TỤ ĐIỆN, CUỘN CẢM

I Mục tiêu:

1) Kiến thức:

- Hiểu được các tác dụng của tụ điện và của cuộn cảm trong mạch điện xoay chiều

- Nắm được khái niệm dung kháng, cảm kháng Bàiết cách tính dung kháng, cảm kháng Bàiết Bàiểu diễn u và i bằng vectơ quay cho đoạn mạch chỉ có tụ điện và đoạn mạch chỉ có cuộn cảm thuần

2) Kĩ năng:

- HS vận dụng tốt được kiến thức vào việc giải các bài toán về mạch có tụ điện và cuộn cảm bằng cách áp dụng công thức được xây dựng trong bài và phương pháp vectơ quay

II Chuẩn bị:

1) GV:

- Vẽ hình 27.1, 27.7 SGK trn giấy khổ lớn

- Chuẩn bị một tụ điện, một cuộn cảm để bố trí TN như hình 27.1; 27.5

2) HS: Ôn tập kiến thức về dao động điện từ với quá trình tích v phĩng điện của tụ điện; bài Hiện tượng tự cảm SGK lớp 11

II Tổ chức các hoạt động dạy học:

Tiết 1

Hoạt động 1 (10’) KIỂM TRA BÀI CŨ

+ GV nu cu hỏi kiểm tra:

Cu 1 Cc gi trị hiệu dụng của dịng điện xoay chiều:

A được xây dựng dựa trên tác dụng của dịng điện

B chỉ được đo bằng Ampe kế xoay chiều

C bằng gi trị trung bình chia cho 2

D bằng giá trị cực đại chia cho 2

Cu 2 Dịng điện chạy trên đoạn mạch có điện trở R = 100 cĩ Bàiểu thức

2 2 cos 100

6



Viết Bàiểu thức hiệu điện thế đặt vào hai đầu đoạn mạch

Cu 3 Dịng điện chạy trên đoạn mạch cĩ Bàiểu thức i2 cos 100  t A Viết Bàiểu

thức điện áp u giữa hai đầu đoạn mạch, Bàiết điện áp này sớm pha

3



đối với cường độ dịng điện và có giá trị hiệu dụng là 12V

+ GV phân tích, phê điểm sau phần trình by của HS

Tiết 1 ĐOẠN MẠCH XOAY CHIỀU CHỈ CÓ TỤ ĐIỆN

Hoạt động 2 (10’) KHẢO ST THÍ NGHIỆM TÌM HIỂU TC DỤNG CỦA TỤ ĐIỆN

ĐỐI VỚI DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung

1) GV mắc mạch điện như hình

27.1 Đóng khóa K gọi HS nhận

xét

H 1 Tác dụng của tụ điện như thế

nào đối với dịng điện xoay chiều?

(nhìn thấy đèn Đ sáng)

2) Gv thay tụ điện bằng dây dẫn, gọi

HS nhận xét

H 2 Đèn Đ sáng hơn, chứng tỏ điều

gì?

3) Cho HS xem giản đồ sóng (hình

27.2)

H 3 Dịng điện qua tụ điện và điện áp

giữa 2 bản tụ như thế nào?

4) GV tổng kết kết quả TN v Yêu

cầu HS trả lời cu hỏi C1 của SGK

Quan st TN, trả lời cu hỏi:

- Dịng điện xoay chiều đi qua được tụ điện

-Tụ điện có tác dụng cản trở dịng điện

HS quan sát giản đồ sóng, thảo

luận nhóm, trình by kết quả: i nhanh pha hơn u một gĩc

2



TN chứng tỏ:

-Tụ điện cho dịng điện xoay chiều

“đi qua” đồng thời có tác dụng cản trở dịng điện xoay chiều, nghĩa là có điện trở

-Cường độ dịng điện Bàiến đổi

tuần hoàn và sớm pha

2



so với điện áp giữa 2 bản tụ

Hoạt động 3 (25’) KHẢO SÁT LÍ THUYẾT QUAN HỆ GIỮA ĐIỆN ÁP VÀ CƯỜNG

ĐỘ DÒNG ĐIỆN

GV nêu vấn đề (Bàiếu

thức 27.1) Hướng dẫn

bằng câu hỏi gợi ý:

1) Giá trị cường độ dịng điện tức thời và điện áp

H 1 Điện tích trên bản

M xác định thế nào?

H 2 (Với qui ước chiều

dương của dịng điện là

chiều từ A đến M) Xác

định cường độ dịng điện

tức thời qua mạch?

GV lưu ý cho HS:

+ dq

i

dt

 đúng cho cả

trường hợp dịng điện

chạy từ M đến A Khi

đó q giảm, dq 0

dt  : dịng điện chạy theo

chiều ngược lại

* Việc xy dựng Bàiểu

thức lí thuyết ph hợp

với kết quả TN

H 3 Hy Bàiểu diễn mối

lin hệ giữa điện áp và

cđdđ bằng các vectơ

quay U I ,

?

* Hướng dẫn HS xây

dựng công thức định

Xem SGK, lập các Bàiểu thức q, i theo hướng dẫn

-Một HS lên bảng thực hiện Bàiến đổi lượng giác

để lập Bàiểu thức:

0

0

cos cos

2









-Một HS lên bảng vẽ giản

đồ vectơ quay Bàiểu diễn liên hệ giữa u và i

-Xem SGK, thực hiện

Giả sử: u = U0sint

Điện tích trên tụ:

q = Cu = C U0sint

0cos

dq i dt





Đặt I0  CU0 khi đó:

0

0

cos cos

2









2)Bàiểu diễn bằng vectơ quay

O I

x

2



  

U

3)Định luật Ôm đối với đoạn mạch Dung kháng:

luật Ôm cho đoạn mạch

H 4 Nhận xt gì về Bàiểu

thức Z C 1

C



 trong

cơng thức

C

U I

Z

 vừa xy

dựng?

Bàiến đổi để có 1

C

Z C



 v

C

U I Z



-Từ khi niệm dung khng, quay lại giải thích vì sao dịng điện không đổi không

“đi qua” được tụ điện

Từ I0 CU0 Bàiến đổi:

I = CU

C

Z

C



 thì

C

U I Z



+ ZC giữ vai trị tương tự như điện trở đối với dịng điện không đổi: ZC: dung khng

Tiết 2 Hoạt động 1 (10’) Tìm hiểu: TC DỤNG CỦA CUỘN CẢM ĐỐI VỚI DĐXC

-GV nêu vấn đề cần tìm

hiểu: Cuộn cảm thuần

không có ảnh hưởng tới

dịng điện không đổi

nhưng có ảnh hưởng thế

nào đối với dịng điện

xoay chiều?

Lắp dụng cụ TN theo hình

-Lắp dụng cụ TN theo hình 27.5, theo hướng dẫn của GV

a) TN chứng tỏ: cuộn cảm cĩ tc dụng cản trở dịng điện xoay chiều

Tc dụng cản trở này phụ thuộc vào độ tự cảm của nó

27.5

H 1 Hy mơ tả dụng cụ

TN Nu vai trị của dụng

cụ trong mạch?

H 2 Độ sáng của đền khi

khóa K đóng hoặc mở

chứng tỏ cuộn cảm cĩ tac

1dung5 gì đối với dịng

điện xoay chiều?

-Tiến hnh TN theo mơ tả của SGK

-Rút ra kết luận từ kết quả

TN

Hoạt động 2 (25’) KHẢO SÁT LÍ THUYẾT QUAN HỆ GIỮA ĐIỆN ÁP VÀ CƯỜNG

ĐỘ DÒNG ĐIỆN

Hướng dẫn HS viết pt hiệu

điện thế 2 đầu cuộn cảm

bằng các câu hỏi gợi ý

H 1 (Giả sử có DĐXC

cường độ i  I0cos  t

qua cuộn cảm) Suất điện

động cảm ứng xuất hiện

trong cuộn cảm có Bàiểu

thức thế nào?

H 2 Công thức định luật

Ôm viết cho đoạn mạch có

máy thu thế nào? Áp dụng

cho đoạn mạch với cuộn

cảm giữ vai trị my thu

- Trả lời cu hỏi

b) Giả sử: iI0cos t

Dịng điện qua cuộn cảm làm xuất hiện sđđ tự cảm:

0sin

di

  

Điện áp giữa 2 điểm A và B:

điện

- Nu cu hỏi C7

- Hướng dẫn HS Bàiến đổi

toán học để có pt:

0 cos

2



H 3 Nhận xt gì về cđdđ qua

cuộn cảm?

Cĩ thể kiểm tra kết luận trn

bằng cch cho HS quan st

trn mn hình dao động kí

điện tử đồ thị Bàiểu diễn

sự Bàiến đổi của cđdđ và

điện áp

H 4 Hy Bàiểu diễn quan hệ

giữa điện áp và cđdđ bằng

các vectơ quay

H 5 (kết quả TN) Tại sao

khi Rút li sắt khỏi cuộn dy

thì độ sáng của đèn tăng

lên?

Hướng dẫn HS trả lời câu

hỏi bằng việc xem SGK,

mục xây dựng công thức

định luật Ôm cho đoạn

- Xem nội dung cu hỏi

C7, thảo luận nhĩm, trả lời

u R i e với RAB = 0

u AB = -e

0sin

AB

u   LI  t

Hay

0 cos

2



Với U0 = LI0

* Cường độ dịng điện Bàiến thiên điều hịa cng tần số nhưng trễ pha

2



đối với điện áp giữa 2 đầu cuộn cảm

c)Bàiểu diễn bằng vectơ quay

L

U

I



O x

d)Định luật Ôm đối với đoạn mạch chỉ có cuộn cảm thuần Cảm kháng

Từ cơng thức U0 = LI0

mạch

- Cần nhấn mạnh vai trị

của ZL trong mạch xoay

chiều, lưu ý trong việc sử

dụng điện ở các vật tiêu

thụ điện

- Sự lệch pha như trên chỉ

đúng với cuộn cảm thuần

Nếu cuộn cảm có điện trở

thuần thì qui luật lin hệ

giữa điện áp và cđdđ phải

khác đi

Đọc SGK mục d Vận dụng công thức định luật Ôm cho đoạn mạch và Bàiểu thức tính cảm kháng của cuộn dây, phân tích

Khi rút li sắt:

- Độ tự cảm L của cuộn cảm giảm

- Cảm khng ZL giảm,

do U không đổi nên I tăng

Bàiến đổi

0 2 à 0 2

U U v I I , đặt:

L

Z  L thì

L

U

I = Z

ZL đóng vai trị tương tự như điện trở đối với dịng điện không đổi: cảm kháng

Hoạt động 3 (10’) Vận dụng - củng cố:

* GV

+ Nêu câu hỏi và bài tập củng cố bài học Hướng dẫn HS thực hiện trên lớp và ở nhà:

- Bài tập trắc nghiệm 1, 2, 3 SGK trang 151

- Bài tập tự luận 4, 5, 6 SGK trang 152

+ Yêu cầu chuẩn bị ở nh:

- Ôn tập nội dung của 3 đoạn mạch xoay chiều chỉ có R, L, C Tìm hiểu đặc điểm của hiểu điện thế, cđdđ trong mạch RLC nối tiếp

- Giải bài tập về các loại đoạn mạch trong SBT

III Rút kinh nghiệm – Bổ sung: