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 Câuộn cảm trong mạch điện xoay chiều.. 2 Kĩ năng: - HS vận dụng tốt được kiến thức vào việc giải các bài toán về mạc

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 Câuộn cảm trong mạch điện xoay chiều

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

2) Kĩ năng:

- HS vận dụng tốt được kiến thức vào việc giải các bài toán về mạch có tụ điện và Câuộn 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 trên giấy khổ lớn

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

2) HS: Ôn tập kiến thức về dao động điện từ với quá trình tích và phóng 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 nêu câu hỏi kiểm tra:

Câu 1 Các giá trị hiệu dụng của dòng điện xoay chiều:

A được xây dựng dựa trên tác dụng của dòng điện

B chỉ được đo bằng Ampe kế xoay chiều

C bằng giá trị trung bình chia cho 2

D bằng giá trị cực đại chia cho 2

Câu 2 Dòng điện chạy trên đoạn mạch có điện trở R = 100 có Biểu thức

2 2 cos 100

6



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

Câu 3 Dòng điện chạy trên đoạn mạch có Biểu thức i2 cos 100  t A Viết Biểu thức

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

3



đối với cường độ dòng điện và

có giá trị hiệu dụng là 12V

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

Tiết 1 ĐOẠN MẠCH XOAY CHIỀU CHỈ CÓ TỤ ĐIỆN

Hoạt động 2 (10’) KHẢO SÁT THÍ NGHIỆM TÌM HIỂU TÁC DỤNG CỦA TỤ ĐIỆN ĐỐI

VỚI DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

1) GV mắc mạch điện như hình

27.1 Đóng khóa K gọi HS nhận

Quan sát TÁN, trả lời câu hỏi:

xét

H 1 Tác dụng của tụ điện như thế

nào đối với dòng 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 Dòng điện qua tụ điện và điện áp

giữa 2 bản tụ như thế nào?

4) GV tổng kết kết quả TÁN và yêu

cầu HS trả lời câu hỏi C1 của SGK

- Dòng điện xoay chiều đi qua được tụ điện

-Tụ điện có tác dụng cản trở dòng điện

HS quan sát giản đồ sóng, thảo

luận nhóm, trình bày kết quả: i nhanh pha hơn u một góc

2



TÁN chứng tỏ:

-Tụ điện cho dòng điện xoay chiều “đi qua” đồng thời có tác dụng cản trở dòng điện xoay chiều, nghĩa là có điện trở

-Cường độ dòng 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:

H 1 Điện tích trên bản M

xác định thế nào?

H 2 (Với qui ước chiều

Xem SGK, lập các Biểu thức

q, i theo hướng dẫn

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

Giả sử: u = U0sint

dương của dòng điện là

chiều từ A đến M) Xác

định cường độ dòng điện

tức thời qua mạch?

GV lưu ý cho HS:

+ dq

i

dt

 đúng cho cả

trường hợp dòng điện chạy

từ M đến A Khi đó q

giảm, dq 0

dt  : dòng điện

chạy theo chiều ngược lại

* Việc xây dựng Biểu thức

lí thuyết phù hợp với kết

quả TÁN

H 3 Hãy Biểu diễn mối liên

hệ giữa điện áp và cđdđ

bằng các vectơ quay U Iur r, ?

* Hướng dẫn HS xây dựng

công thức định luật Ôm

cho đoạn mạch

H 4 Nhận xét gì về Biểu

thức Z C 1

C



 trong công

-Một HS lên bảng thực hiện Bàiến đổi lượng giác để lập Biểu thức:

0

0

cos cos

2









 

   

 

-Một HS lên bảng vẽ giản đồ vectơ quay Biểu diễn liên hệ giữa u và i

-Xem SGK, thực hiện Bàiến đổi để có 1

C

Z C



 và

C

U I Z



Điện tích trên tụ:

q = Câu = C U0sint

0cos

dq i dt





Đặt I0  CU0 khi đó:

0

0

cos

cos

2









2)Biểu diễn bằng vectơ quay

O Ir

x

2



  

Uur

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

Từ I0 CU0 Bàiến đổi:

I = CÂU

C

Z

C



 thì

C

U I Z



thức

C

U

I

Z

 vừa xây dựng? -Từ khái niệm dung kháng,

quay lại giải thích vì sao dòng điện không đổi không

“đi qua” được tụ điện

+ ZC giữ vai trò tương tự như điện trở đối với dòng điện không đổi:

ZC: dung kháng

Tiết 2

Hoạt động 1 (10’) Tìm hiểu: TÁC DỤNG CỦA CÂUỘN CẢM ĐỐI VỚI DĐXC

-GV nêu vấn đề cần tìm

hiểu: Câuộn cảm thuần

không có ảnh hưởng tới

dòng điện không đổi nhưng

có ảnh hưởng thế nào đối

với dòng điện xoay chiều?

Lắp dụng cụ TÁN theo hình

27.5

H 1 Hãy mô tả dụng cụ

TÁN Nêu vai trò của dụng

cụ trong mạch?

H 2 Độ sáng của đền khi

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

-Tiến hành TÁN theo mô tả của SGK

a) TÁN chứng tỏ: Câuộn cảm có tác dụng cản trở dòng điện xoay chiều

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

khóa K đóng hoặc mở

chứng tỏ Câuộn cảm có tac

1dung5 gì đối với dòng

điện xoay chiều?

-Rút ra kết luận từ kết quả TÁN

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 Câuộn cảm

bằng các câu hỏi gợi ý

H 1 (Giả sử có DĐXC cường

độ i  I0cos  t qua Câuộn

cảm) Suất điện động cảm

ứng xuất hiện trong Câuộn

cảm có Biểu 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 Câuộn cảm

giữ vai trò máy thu điện

- Nêu câu hỏi C7

- Hướng dẫn HS Bàiến đổi

toán học để có pt:

0 cos

2



   

- Trả lời câu hỏi

b) Giả sử: iI0cos t

Dòng điện qua Câuộn cảm làm xuất hiện sđđ tự cảm:

0sin

di

Điện áp giữa 2 điểm A và B:

u R i e với RAB = 0

u AB = -e

0sin

AB

u   LI  t

Hay

H 3 Nhận xét gì về cđdđ qua

Câuộn cảm?

Có thể kiểm tra kết luận trên

bằng cách cho HS quan sát

trên màn hình dao động kí

điện tử đồ thị Biểu diễn sự

Bàiến đổi của cđdđ và điện

áp

H 4 Hãy Biểu diễn quan hệ

giữa điện áp và cđdđ bằng

các vectơ quay

H 5 (kết quả TÁN) Tại sao

khi rút lõi sắt khỏi Câuộn

dây 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 mạch

- Cần nhấn mạnh vai trò 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 Câuộn cảm thuần

Nếu Câuộn cảm có điện trở

thuần thì qui luật liên hệ giữa

- Xem nội dung câu hỏi

C7, thảo luận nhóm, trả lời

Đọc SGK mục d Vận dụng công thức định luật

Ôm cho đoạn mạch và Biểu thức tính cảm kháng

0 cos

2

uU  t

 

Với U0 = LI0

* Cường độ dòng điện Bàiến thiên điều hòa cùng tần số nhưng trễ pha

2



đối với điện áp giữa 2 đầu Câuộn cảm

c)Biểu diễn bằng vectơ quay

L

Uuur

I

r

O x

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

Từ công thức U0 = LI0

Bàiến đổi

U U v I I , đặt:

L

Z  L thì

L

U

I = Z

ZL đóng vai trò tương tự như điện

điện áp và cđdđ phải khác đi của Câuộn dây, phân tích

Khi rút lõi sắt:

- Độ tự cảm L của Câuộn cảm giảm

- Cảm kháng ZL giảm, do

U không đổi nên I tăng

trở đối với dòng 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 nhà:

- 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: