Kế Hoạch Bài Dạy Chuyên Đề VẬT LÍ 12 SÁCH MỚI (Năm Học 2024 - 2025)

Chuyên đề 1: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Bài 1. CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Thời gian thực hiện: 5 tiết I. MỤC TIÊU 1. Năng lực chung ‒ Tự chủ, tự học, tự khám phá: Chủ động, tích cực thực hiện nhiệm vụ học tập, phát triển khả năng tư duy độc lập của HS. ‒ Giao tiếp và hợp tác: Làm việc nhóm, tích cực tham gia thảo luận nhóm, trao đổi và chia sẻ ý tưởng về nội dung học tập. ‒ Giải quyết vấn đề và sáng tạo: Đề xuất vấn đề, nêu giả thuyết, lập kế hoạch, sáng tạo nhiều cách để giải quyết các tình huống thực tế liên quan đến dòng điện xoay chiều. 2. Năng lực vật lí ‒ Nhận thức vật lí: Nêu được công suất toả nhiệt trung bình trên điện trở thuần bằng một nửa công suất cực đại của dòng điện xoay chiều hình sin (chạy qua điện trở thuần này); mô tả được bằng biểu thức đại số hoặc đồ thị: cường độ dòng điện, điện áp xoay chiều; so sánh được giá trị hiệu dụng và giá trị cực đại. ‒ Tìm hiểu tự nhiên: Thiết kế được phương án, lựa chọn phương án, thực hiện phương án, đo được (hoặc mô tả được phương pháp đo) tần số và điện áp xoay chiều bằng dụng cụ thực hành; thiết kế được phương án hoặc lựa chọn phương án và thực hiện phương án, khảo sát được đoạn mạch xoay chiều RLC mắc nối tiếp bằng dụng cụ thực hành. ‒ Vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học: Vận dụng được kiến thức, kĩ năng về dòng điện xoay chiều giải quyết một số vấn đề thực tế thường gặp về mạch điện xoay chiều. 3. Phẩm chất ‒ Có niềm say mê, hứng thú với việc khám phá và học tập vật lí. ‒ Chủ động, tích cực tham gia các hoạt động học tập. ‒ Cẩn thận, chính xác khi thực hiện các phép đo và sử dụng các dụng cụ đo. II. ĐỒ DÙNG DẠY HỌC – Bộ thí nghiệm đo tần số và điện áp xoay chiều. ‒ Phiếu in các nhiệm vụ học tập theo trạm tìm hiểu mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở thuần, chỉ có tụ điện và chỉ có cuộn cảm thuần (xem Hoạt động 4). – Bộ thí nghiệm khảo sát mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp. – Giấy khổ A0. – Tranh, ảnh minh hoạ. III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC A. KHỞI ĐỘNG BÀI HỌC Hoạt động 1: Đặt vấn đề cho bài học a) Mục tiêu: HS hứng thú vào bài học mới b) Nội dung: HS hứng thú trước các câu hỏi: Dòng điện xoay chiều là gì? Dòng điện xoay chiều được đặc trưng bởi những đại lượng nào? Các đại lượng đó được đo như thế nào? c) Sản phẩm: HS hứng thú tìm hiểu về dòng điện xoay chiều và mạch điện xoay chiều. d) Tổ chức thực hiện: Hoạt động của GV Hoạt động của HS Chuyển giao nhiệm vụ học tập: GV nêu vấn đề như phần Mở đầu trong SCĐ: Dòng điện xoay chiều có vai trò quan trọng trong cuộc sống hằng ngày. + Dòng điện xoay chiều là gì? + Dòng điện xoay chiều được đặc trưng bởi những đại lượng nào? + Các đại lượng đó được đo như thế nào? HS đọc phần Mở đầu trong SCĐ và theo dõi sự dẫn dắt của GV. Thực hiện nhiệm vụ: GV giải đáp các thắc mắc hoặc gợi ý (nếu có). HS thực hiện nhiệm vụ. Báo cáo, thảo luận: – GV lần lượt mời một HS trả lời mỗi câu hỏi đã nêu. – GV nhận xét phần trình bày của HS. Mỗi HS trả lời một câu hỏi đã nêu. Các HS khác nhận xét và bổ sung (nếu có). Kết luận: GV tổng hợp lại các ý kiến của HS và dẫn dắt HS rút ra kết luận: Dòng điện xoay chiều không những có chiều luân phiên thay đổi mà còn có các đại lượng đặc trưng như cường độ dòng điện và điện áp biến thiên liên tục theo thời gian. Cách đo các đại lượng đặc trưng của dòng điện xoay chiều có chút khác biệt so với dòng điện không đổi nhưng vẫn tuân theo những nguyên tắc chung (sẽ được tìm hiểu kĩ trong bài). B. HÌNH THÀNH KIẾN THỨC MỚI 1. NHẮC LẠI MỘT SỐ KIẾN THỨC VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Hoạt động 2: Nhắc lại một số kiến thức về dòng điện xoay chiều a) Mục tiêu: HS mô tả được bằng biểu thức đại số hoặc đồ thị: cường độ dòng điện, điện áp xoay chiều; so sánh được giá trị hiệu dụng và giá trị cực đại; nêu được công suất toả nhiệt trung bình trên điện trở thuần bằng một nửa công suất cực đại của dòng điện xoay chiều hình sin (chạy qua điện trở thuần này). b) Nội dung: HS nhắc lại kiến thức trong môn KHTN lớp 9 đã học: mô tả cường độ dòng điện và điện áp xoay chiều bằng biểu thức đại số hoặc đồ thị; so sánh được giá trị hiệu dụng và giá trị cực đại; xác định công suất toả nhiệt trung bình trên điện trở thuần. c) Sản phẩm: Biểu thức đại số hoặc đồ thị mô tả cường độ dòng điện và điện áp xoay chiều; so sánh giá trị hiệu dụng và giá trị cực đại; biểu thức xác định công suất toả nhiệt trung bình trên điện trở thuần. d) Tổ chức thực hiện: Hoạt động của GV Hoạt động của HS Chuyển giao nhiệm vụ học tập: GV chia lớp thành 4 nhóm và giao các nhóm thực hiện các nhiệm vụ sau: – Nhóm 1: Trả lời câu Thảo luận 1. – Nhóm 2: Thảo luận nguyên lí tạo ra dòng điện xoay chiều. – Nhóm 3: Hoàn thành câu Luyện tập trang 6 SCĐ. – Nhóm 4: Thảo luận về công suất toả nhiệt trung bình của dòng điện xoay chiều trên điện trở thuần. Các nhóm HS tiếp nhận nhiệm vụ. Thực hiện nhiệm vụ: GV hướng dẫn các nhóm HS thảo luận, giải đáp các thắc mắc hoặc gợi ý (nếu có). Các nhóm HS thực hiện nhiệm vụ. Báo cáo, thảo luận: – GV lần lượt mời đại diện các nhóm báo cáo kết quả thảo luận. – GV nhận xét phần trình bày của HS. – Kết quả câu Thảo luận 1 cần đạt: Tham khảo trang 5, 6 SCĐ. – Kết quả câu Luyện tập trang 6 SCĐ cần đạt: a) + Biên độ: I0 = 2 A. + Chu kì: T = 0,02 s. + Tần số: + Tần số góc: rad/s. + Pha ban đầu: b) Biểu thức cường độ dòng điện: c) Khoảng thời gian cường độ dòng điện tăng trong chu kì đầu tiên là 0,01 s (từ t = 0,01 s đến t = 0,02 s). Đại diện mỗi nhóm HS trình bày kết quả thảo luận. Các nhóm khác nhận xét, bổ sung (nếu có). Kết luận: GV tổng hợp lại các ý kiến của HS, dẫn dắt HS rút ra kết luận về biểu thức đại số, đồ thị mô tả cường độ dòng điện và điện áp xoay chiều; so sánh giá trị hiệu dụng và giá trị cực đại; biểu thức xác định công suất toả nhiệt trung bình trên điện trở thuần. Kiến thức trọng tâm: – Biểu thức cường độ dòng điện xoay chiều: . – Biểu thức của điện áp xoay chiều: Trong đó: i, u là cường độ dòng điện tức thời và điện áp tức thời; I0, U0 là biên độ của cường độ dòng điện và điện áp; ω là tần số góc; là pha ban đầu của cường độ dòng điện và điện áp. – Cường độ dòng điện hiệu dụng: – Điện áp hiệu dụng: – Công suất toả nhiệt trung bình của dòng điện xoay chiều trên điện trở bằng một nửa công suất cực đại của nó: – Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều: Cho cuộn dây dẫn kín quay với tốc độ góc ω không đổi trong từ trường đều để từ thông qua tiết diện của cuộn dây biến thiên theo thời gian. 2. THÍ NGHIỆM ĐO TẦN SỐ, ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU Hoạt động 3: Đo tần số và điện áp xoay chiều a) Mục tiêu: Thiết kế được phương án, lựa chọn phương án, thực hiện phương án, đo được (hoặc mô tả được phương pháp đo) tần số và điện áp xoay chiều bằng dụng cụ thực hành. b) Nội dung: HS thảo luận thiết kế phương án, lựa chọn phương án, thực hiện phương án, đo được tần số và điện áp xoay chiều bằng dụng cụ thực hành. c) Sản phẩm: Bảng kết quả đo điện áp và tần số của dòng điện xoay chiều. d) Tổ chức thực hiện: Hoạt động của GV Hoạt động của HS Chuyển giao nhiệm vụ học tập: GV giao lần lượt các nhiệm vụ sau cho các nhóm: – Trả lời câu Thảo luận 2. – Từ các phương án đã đề xuất (kết quả câu Thảo luận 2), lựa chọn phương án và thực hiện phương án đo tần số và điện áp xoay chiều bằng dụng cụ thực hành. – Hoàn thành bảng kết quả đo. Tính sai số, viết kết quả đo và nhận xét kết quả đo. – Thực hiện lại phép đo theo yêu cầu của câu Luyện tập trang 8 SCĐ và báo cáo kết quả đo. Các nhóm HS tiếp nhận nhiệm vụ. Thực hiện nhiệm vụ: GV có thể sử dụng các câu hỏi sau để hỗ trợ HS thiết kế và lựa chọn phương án đo điện áp và tần số của dòng điện xoay chiều: + Vai trò của biến áp nguồn là gì? Vì sao không tiến hành đo trực tiếp điện áp và tần số của dòng điện xoay chiều từ ổ điện trên tường? + Phải điều chỉnh thang đo trên đồng hồ đo điện đa năng như thế nào để thực hiện chức năng đo điện áp và tần số? + Để đo điện áp, đồng hồ đo phải được mắc như thế nào vào mạch điện? + Phải cắm hai que đo (đỏ và đen) như thế nào vào các lỗ cắm trên đồng hồ đo điện đa năng? Nếu cắm ngược hai que đo vào lỗ cắm của đồng hồ hoặc cắm ngược hai que đo vào lỗ cắm đầu ra của biến áp nguồn thì kết quả đo có bị ảnh hưởng không? Vì sao? Các nhóm HS lần lượt thực hiện các nhiệm vụ. Báo cáo, thảo luận: – GV mời đại diện mỗi nhóm báo cáo kết quả câu Thảo luận 2 (thiết kế phương án đo điện áp và tần số của dòng điện xoay chiều). – GV nhận xét các phương án của HS và dẫn dắt HS lựa chọn phương án đo. – GV yêu cầu các nhóm trình bày báo cáo kết quả đo và nhận xét. – GV mời các nhóm trình bày báo cáo kết quả đo theo yêu cầu của câu Luyện tập trang 8 SCĐ. – Kết quả câu Thảo luận 2 cần đạt: Tham khảo trang 7 SCĐ (Bảng 1.1). – Kết quả câu Luyện tập trang 8 SCĐ cần đạt: HS tiến hành đo theo yêu cầu (thay biến áp nguồn bằng máy phát âm tần) và lập bảng báo cáo tương tự Bảng 1.1 SCĐ. – Đại diện mỗi nhóm báo cáo kết quả câu Thảo luận 2. Các nhóm khác nhận xét và bổ sung (nếu có). Từ đó, thống nhất lựa chọn phương án đo. – Các nhóm trình bày báo cáo kết quả đo dưới dạng bảng số liệu và nhận xét chéo kết quả của nhau. – Các nhóm tiếp tục trình bày báo cáo kết quả đo theo yêu cầu của câu Luyện tập trang 8 SCĐ và đánh giá chéo kết quả của nhau. Kết luận: GV tổng hợp kết quả đo và đánh giá sai số đo của các nhóm. 3. CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU Hoạt động 4: Tìm hiểu các đoạn mạch xoay chiều cơ bản (chỉ có điện trở thuần, chỉ có tụ điện, chỉ có cuộn cảm thuần) a) Mục tiêu: HS thiết lập được mối liên hệ giữa cường độ dòng điện và điện áp trong đoạn mạch xoay chiều chỉ chứa điện trở thuần, chỉ có tụ điện và chỉ có cuộn cảm thuần. b) Nội dung: HS đọc SCĐ, thảo luận để rút ra mối liên hệ giữa cường độ dòng điện và điện áp trong đoạn mạch xoay chiều chỉ chứa điện trở thuần, chỉ có tụ điện và chỉ có cuộn cảm thuần. c) Sản phẩm: Mối liên hệ giữa cường độ dòng điện và điện áp trong đoạn mạch xoay chiều chỉ chứa điện trở thuần, chỉ có tụ điện và chỉ có cuộn cảm thuần. d) Tổ chức thực hiện: Hoạt động của GV Hoạt động của HS Chuyển giao nhiệm vụ học tập: GV yêu cầu HS lập thành 3 nhóm và tiến hành làm việc theo trạm, lần lượt thực hiện các nhiệm vụ được nêu ở mỗi trạm (ở dạng phiếu in). Sau khi hoàn thành nhiệm vụ ở một trạm trong thời gian quy định, mỗi nhóm HS lần lượt đổi trạm cho đến khi hoàn thành nhiệm vụ học tập ở cả 3 trạm. – Nhiệm vụ học tập của Trạm 1: + Đọc SCĐ, thảo luận để rút ra mối liên hệ giữa cường độ dòng điện và điện áp trong mạch điện xoay chiều chỉ chứa điện trở thuần. + Hoàn thành câu Luyện tập trang 8 SCĐ. – Nhiệm vụ học tập của Trạm 2: + Đọc SCĐ, thảo luận để rút ra mối liên hệ giữa cường độ dòng điện và điện áp trong mạch điện xoay chiều chỉ chứa tụ điện. + Trả lời câu Thảo luận 3. – Nhiệm vụ học tập của Trạm 3: + Đọc SCĐ, thảo luận để rút ra mối liên hệ giữa cường độ dòng điện và điện áp trong mạch điện xoay chiều chỉ chứa cuộn cảm thuần. + Trả lời câu Thảo luận 4. Các nhóm HS tiếp nhận nhiệm vụ. Thực hiện nhiệm vụ: GV giải đáp thắc mắc của HS trong quá trình thảo luận (nếu có). Các nhóm HS đọc SCĐ, thảo luận theo nhiệm vụ được giao và trình bày kết quả thảo luận vào giấy khổ A0. Báo cáo, thảo luận: – GV lần lượt mời đại diện mỗi nhóm trình bày kết quả thảo luận: + Nhóm 1 báo cáo kết quả thực hiện nhiệm vụ của Trạm 1. + Nhóm 2 báo cáo kết quả thực hiện nhiệm vụ của Trạm 2. + Nhóm 3 báo cáo kết quả thực hiện nhiệm vụ của Trạm 3. – GV nhận xét phần trình bày của HS. – Kết quả câu Luyện tập trang 8 SCĐ cần đạt: Trong đoạn mạch chỉ chứa điện trở thì: – Kết quả câu Thảo luận 3 cần đạt: Đối với dòng điện một chiều: dung kháng là rất lớn nên cường độ dòng điện – Kết quả câu Thảo luận 4 cần đạt: Khi đặt điện áp không đổi u = U = hằng số vào hai đầu cuộn cảm thuần, vì ω = 0 nên Do cuộn cảm thuần có điện trở không đáng kể nên trong trường hợp này, cường độ dòng điện cùng pha với điện áp, có giá trị tăng nhanh và làm đoản mạch. Đại diện mỗi nhóm HS trình bày kết quả thảo luận. Các nhóm khác nhận xét và bổ sung (nếu có). Kết luận: GV dẫn dắt HS rút ra kết luận về mối liên hệ giữa cường độ dòng điện và điện áp trong đoạn mạch xoay chiều chỉ chứa điện trở thuần, chỉ có tụ điện và chỉ có điện trở thuần. Kiến thức trọng tâm: – Trong đoạn mạch chỉ chứa điện trở thuần, cường độ dòng điện i và điện áp u biến thiên điều hoà cùng tần số, cùng pha. hay – Trong đoạn mạch chỉ chứa tụ điện, điện áp u biến thiên điều hoà cùng tần số và trễ pha so với cường độ dòng điện i. hay Trong đó: (Ω) là dung kháng của mạch. – Trong đoạn mạch chỉ chứa cuộn cảm thuần, điện áp u biến thiên điều hoà cùng tần số và sớm pha so với cường độ dòng điện i. hay Trong đó: ZL = ωL (Ω) là cảm kháng của mạch, L (H) là độ tự cảm của cuộn dây. Hoạt động 7: Tìm hiểu mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp a) Mục tiêu: HS thiết lập được mối liên hệ giữa cường độ dòng điện và điện áp trong mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp. b) Nội dung: HS đọc SCĐ, thảo luận để rút ra mối liên hệ giữa cường độ dòng điện và điện áp trong mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp. c) Sản phẩm: Mối liên hệ giữa cường độ dòng điện và điện áp trong mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp. d) Tổ chức thực hiện: Hoạt động của GV Hoạt động của HS Chuyển giao nhiệm vụ học tập: GV giao lần lượt các nhiệm vụ sau cho các nhóm: – Đọc SCĐ, thảo luận để rút ra mối liên hệ giữa cường độ dòng điện và điện áp trong mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp. – Hoàn thành câu Luyện tập trang 11 SCĐ. Các nhóm HS tiếp nhận nhiệm vụ. Thực hiện nhiệm vụ: GV giải đáp thắc mắc của HS trong quá trình thảo luận (nếu có). Các nhóm HS thực hiện nhiệm vụ. Báo cáo, thảo luận: – GV mời đại diện một nhóm trình bày kết quả thảo luận về mạch điện RLC nối tiếp. – GV mời đại diện một nhóm khác trình bày bài giải câu Luyện tập trang 11 SCĐ. – Kết quả câu Luyện tập trang 11 SCĐ cần đạt: a) Tổng trở: b) Cường độ dòng điện cực đại: Cường độ dòng điện hiệu dụng: – Kết quả câu Luyện tập trang 11 SCĐ cần đạt (HS thực hiện ngoài giờ học): + Sơ đồ mạch điện đơn giản của đèn huỳnh quang: + Tác dụng của cuộn chấn lưu (là một cuộn dây có độ tự cảm lớn): Tạo ra điện áp cao lúc ban đầu để đèn làm việc và hạn chế dòng điện qua đèn khi đèn quá sáng. + Tác dụng của tắc te: Mồi cho đèn phát sáng bằng cách tự động nối mạch khi điện áp tăng cao ở hai đầu điện cực và ngắt mạch khi điện áp giảm xuống thấp. Khi mới bật đèn, tắc te đóng, dòng điện đi qua hai sợi dây wolfram ở hai đầu bóng đèn làm chúng nóng lên và phát xạ electron. Vài giây sau, tắc te ngắt điện làm xuất hiện suất điện động cảm ứng (bởi cuộn chấn lưu) và suất điện động này tạo ra sự phóng điện trong bóng đèn, làm đèn phát sáng. – Đại diện một nhóm HS trình bày kết quả thảo luận về mạch điện RLC nối tiếp. Các nhóm khác nhận xét, bổ sung (nếu có). – Đại diện một nhóm HS khác trình bày bài giải câu Luyện tập trang 11 SCĐ. Các nhóm khác nhận xét, bổ sung (nếu có). Kết luận: GV dẫn dắt HS rút ra kết luận về mối liên hệ giữa cường độ dòng điện và điện áp trong mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp. Kiến thức trọng tâm: Trong đoạn mạch RLC nối tiếp, điện áp u biến thiên điều hoà cùng tần số và lệch pha φ so với cường độ dòng điện i. hay Trong đó: là tổng trở mạch. 4. THÍ NGHIỆM KHẢO SÁT ĐOẠN MẠCH XOAY CHIỀU RLC MẮC NỐI TIẾP Hoạt động 8: Thí nghiệm khảo sát đoạn mạch xoay chiều RLC mắc nối tiếp a) Mục tiêu: HS thiết kế được phương án hoặc lựa chọn phương án và thực hiện phương án khảo sát được đoạn mạch xoay chiều RLC mắc nối tiếp bằng dụng cụ thực hành. b) Nội dung: HS thảo luận phương án thiết kế hoặc lựa chọn phương án và thực hiện phương án khảo sát được đoạn mạch xoay chiều RLC mắc nối tiếp bằng dụng cụ thực hành. c) Sản phẩm: Kết quả khảo sát mối liên hệ giữa cường độ dòng điện hiệu dụng và điện áp hiệu dụng trong đoạn mạch xoay chiều RLC mắc nối tiếp. d) Tổ chức thực hiện: Hoạt động của GV Hoạt động của HS Chuyển giao nhiệm vụ học tập: GV giao lần lượt các nhiệm vụ sau cho các nhóm: – Trả lời câu Thảo luận 5. – Bố trí thí nghiệm, tiến hành thí nghiệm và thu thập số liệu. – Xử lí kết quả, nhận xét và kết luận. Các nhóm HS tiếp nhận nhiệm vụ. Thực hiện nhiệm vụ: – GV hướng dẫn các nhóm HS thảo luận, giải đáp các thắc mắc hoặc gợi ý (nếu có). – GV giám sát các nhóm thí nghiệm, đảm bảo HS lắp mạch điện và các dụng cụ đo đúng theo sơ đồ đã chọn. Các nhóm HS lần lượt thực hiện các nhiệm vụ được giao và trình bày kết quả thí nghiệm vào giấy khổ A0. Báo cáo, thảo luận: – GV yêu cầu tất cả các nhóm công bố kết quả thí nghiệm, bao gồm: + Bảng ghi số liệu. + Đồ thị I theo U. + Nhận xét, kết luận. – GV nhận xét phần trình bày của HS. – Kết quả câu Thảo luận 5 cần đạt: HS thảo luận và thống nhất kết quả tương tự như nội dung được trình bày ở trang 12 SCĐ. Các nhóm HS công bố kết quả thí nghiệm và nhận xét chéo kết quả của nhau. Kết luận: Khi tổng trở của đoạn mạch RLC là không đổi, cường độ dòng điện hiệu dụng I tỉ lệ thuận với điện áp hiệu dụng U hai đầu mạch. C. DẶN DÒ – Đọc nội dung phần Mở rộng trang 11 SCĐ. – Sử dụng internet tìm kiếm tư liệu, trả lời câu Vận dụng trang 11 SCĐ. – Làm các bài tập trong SCĐ. – Chuẩn bị bài mới trước khi lên lớp. D. KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ THƯỜNG XUYÊN Phiếu tự kiểm tra đánh giá cuối bài học: Họ và tên HS: ………………………… Câu 1. Phương trình biến thiên theo thời gian của điện áp xoay chiều đặt vào hai đầu một thiết bị điện có dạng: (V). Điện áp này có tần số là A. 100π Hz. B. 50π Hz. C. 50 Hz. D. 100 Hz. Câu 2. Dòng điện xoay chiều (A) có cường độ dòng điện hiệu dụng là A. 6 A. B. A. C. A. D. 3 A. Câu 3. Mắc một tụ điện có điện dung F vào một đoạn mạch xoay chiều có tần số 50 Hz thì dung kháng của tụ là A. 50 Ω. B. 100 Ω. C. 200 Ω. D. 20 Ω. Câu 4. Lần lượt đặt một điện áp xoay chiều vào hai đầu một điện trở thuần, một cuộn cảm thuần và một tụ điện. Gọi i là cường độ dòng điện trong đoạn mạch đó. Biểu thức nào sau đây là đúng? A. B. C. D. Câu 5. Đặt điện áp xoay chiều (V) vào hai đầu một đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở thuần 40 Ω, tụ điện có điện dung F và cuộn cảm thuần có độ tự cảm H. Tính: a) dung kháng, cảm kháng và tổng trở của mạch. b) cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch. Hướng dẫn chấm: Câu hỏi Đáp án/Lời giải Biểu điểm 1 Đáp án C. 1,0 2 Đáp án B. 1,0 3 Đáp án A. 1,0 4 Đáp án A. 1,0 5 a) Cảm kháng: Dung kháng: Tổng trở: b) Cường độ dòng điện hiệu dụng: 1,0 1,0 2,0 2,0 Tổng điểm 10 Bài 2. MÁY BIẾN ÁP. TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG Thời gian thực hiện: 2 tiết I. MỤC TIÊU 1. Năng lực chung ‒ Tự chủ, tự học, tự khám phá: Chủ động, tích cực thực hiện nhiệm vụ học tập, phát triển khả năng tư duy độc lập của HS. ‒ Giao tiếp và hợp tác: Làm việc nhóm, tích cực tham gia thảo luận nhóm, trao đổi và chia sẻ ý tưởng về nội dung học tập. ‒ Giải quyết vấn đề và sáng tạo: Đề xuất vấn đề, nêu giả thuyết, lập kế hoạch, sáng tạo nhiều cách để giải quyết các tình huống thực liên quan đến bài toán truyền tải điện năng. 2. Năng lực vật lí ‒ Nhận thức vật lí: Nêu được nguyên tắc hoạt động của máy biến áp; nêu được ưu điểm của dòng điện và điện áp xoay chiều trong truyền tải năng lượng điện về phương diện khoa học và kinh tế; hiểu được nguyên tắc hoạt động của máy biến áp và các biện pháp giảm hao phí trong truyền tải điện năng đi xa. ‒ Vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học: Đánh giá được vai trò của máy biến áp trong việc giảm hao phí năng lượng điện khi truyền dòng điện đi xa. 3. Phẩm chất ‒ Có niềm say mê, hứng thú với việc khám phá và học tập vật lí. ‒ Chủ động, tích cực tham gia các hoạt động học tập. ‒ Cẩn thận, chính xác khi thực hiện các phép toán. II. ĐỒ DÙNG DẠY HỌC – Mô hình máy biến áp hoặc máy biến áp nhỏ (công suất < 35 W). – Tranh ảnh về các loại máy biến áp. – Sơ đồ cấu tạo của máy biến áp. – Sơ đồ lưới điện truyền tải và phân phối. III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC A. KHỞI ĐỘNG BÀI HỌC Hoạt động 1: Đặt vấn đề cho bài học a) Mục tiêu: HS hứng thú vào bài học mới b) Nội dung: HS hứng thú trước các câu hỏi: Vì sao phải tăng điện áp trước khi truyền tải đi xa? Làm cách nào để tăng điện áp xoay chiều? c) Sản phẩm: HS hứng thú tìm hiểu về máy biến áp và truyền tải điện năng. d) Tổ chức thực hiện: Hoạt động của GV Hoạt động của HS Chuyển giao nhiệm vụ học tập: GV nêu vấn đề như phần Mở đầu trong SCĐ: + Dòng điện xoay chiều dễ dàng được truyền tải đi xa bằng cách tăng điện áp trước khi truyền tải. Vì sao cần phải tăng điện áp trước khi truyền tải dòng điện xoay chiều đi xa? + Làm thế nào để tăng hoặc giảm điện áp xoay chiều? HS đọc phần Mở đầu trong SCĐ và theo dõi sự dẫn dắt của GV. Thực hiện nhiệm vụ: GV giải đáp các thắc mắc hoặc gợi ý (nếu có). HS thực hiện nhiệm vụ. Báo cáo, thảo luận: – GV lần lượt mời một HS trả lời mỗi câu hỏi đã nêu. – GV nhận xét phần trình bày của HS. HS trả lời các câu hỏi. Các HS khác nhận xét và bổ sung (nếu có). Kết luận: GV tổng hợp lại các ý kiến của HS và đi đến kết luận: Nhờ có máy biến áp, người ta dễ dàng tăng hoặc giảm điện áp xoay chiều. Bằng cách tăng điện áp trước khi truyền tải, dòng điện xoay chiều có thể được truyền tải đi những khoảng cách lớn với mức hao phí hợp lí. B. HÌNH THÀNH KIẾN THỨC MỚI 1. MÁY BIẾN ÁP Hoạt động 2: Tìm hiểu khái niệm, cấu tạo và nguyên lí hoạt động của máy biến áp a) Mục tiêu: HS mô tả được cấu tạo và nêu được nguyên tắc hoạt động của máy biến áp. b) Nội dung: HS quan sát mô hình (hoặc tranh ảnh), đọc SCĐ và mô tả cấu tạo, nguyên tắc hoạt động của máy biến áp. c) Sản phẩm: Khái niệm, cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của máy biến áp. d) Tổ chức thực hiện: Hoạt động của GV Hoạt động của HS Chuyển giao nhiệm vụ học tập: GV giao lần lượt các nhiệm vụ sau cho các nhóm: – Máy biến áp là gì? Quan sát mô hình máy biến áp (hoặc Hình 2.2 SCĐ), mô tả cấu tạo của máy biến áp. – Đọc SCĐ, thảo luận nguyên tắc hoạt động của máy biến áp. – Trả lời câu Thảo luận 1. Các nhóm HS tiếp nhận nhiệm vụ. Thực hiện nhiệm vụ: GV hướng dẫn các nhóm HS thảo luận, giải đáp các thắc mắc hoặc gợi ý (nếu có). Các nhóm HS thực hiện nhiệm vụ. Báo cáo, thảo luận: – GV lần lượt mời đại diện các nhóm báo cáo kết quả thảo luận. – GV nhận xét phần trình bày của HS. – Kết quả câu Thảo luận 1 cần đạt: Tần số đo được xấp xỉ tần số của nguồn điện (50 Hz). Điện áp đo được nhỏ hơn điện áp của nguồn điện (220 V). Đại diện mỗi nhóm HS trình bày kết quả thảo luận. Các nhóm khác nhận xét và bổ sung (nếu có). Kết luận: GV tổng hợp lại các ý kiến của HS, dẫn dắt HS rút ra kết luận về khái niệm, cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của máy biến áp. Kiến thức trọng tâm: – Máy biến áp là thiết bị làm thay đổi giá trị hiệu dụng của điện áp xoay chiều và giữ nguyên tần số của nó. – Máy biến áp có cấu tạo gồm: lõi thép, cuộn sơ cấp N1 vòng và cuộn thứ cấp N2 vòng. – Máy biến áp hoạt động dựa trên nguyên tắc cảm ứng điện từ. Hoạt động 3: Tìm hiểu điện áp và cường độ dòng điện hiệu dụng qua máy biến áp a) Mục tiêu: HS viết được biểu thức liên hệ giữa điện áp và cường độ dòng điện hiệu dụng qua máy biến áp. b) Nội dung: HS đọc SCĐ, thảo luận để thiết lập biểu thức liên hệ giữa điện áp và cường độ dòng điện hiệu dụng qua máy biến áp. c) Sản phẩm: Biểu thức liên hệ giữa điện áp và cường độ dòng điện hiệu dụng qua máy biến áp. d) Tổ chức thực hiện: Hoạt động của GV Hoạt động của HS Chuyển giao nhiệm vụ học tập: GV giao lần lượt các nhiệm vụ sau cho các nhóm: – Trả lời câu Thảo luận 2, 3. – Hoàn thành câu Luyện tập trang 15 SCĐ. – Thảo luận câu Vận dụng trang 16 SCĐ. Các nhóm HS tiếp nhận nhiệm vụ. Thực hiện nhiệm vụ: GV giải đáp thắc mắc của HS trong quá trình thảo luận (nếu có). Các nhóm HS thực hiện nhiệm vụ. Báo cáo, thảo luận: – GV lần lượt mời đại diện hai nhóm báo cáo kết quả câu Thảo luận 2, 3. – GV mời ngẫu nhiên một HS trình bày bài giải câu Luyện tập trang 15 SCĐ. – GV mời đại diện một nhóm khác báo cáo kết quả thảo luận câu Vận dụng trang 16 SCĐ. ‒ GV nhận xét phần trình bày của HS. – Kết quả câu Thảo luận 2 cần đạt: Từ thông qua mỗi cuộn dây là: Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong mỗi cuộn dây: Suy ra: Nếu bỏ qua điện trở của cuộn sơ cấp và thứ cấp thì: Như vậy, – Kết quả câu Thảo luận 3 cần đạt: Đối với dòng điện không đổi, từ thông gửi qua tiết diện chính của các cuộn dây là không đổi, không có hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra, nên máy biến áp không thể hoạt động với dòng điện không đổi. – Kết quả câu Luyện tập trang 15 SCĐ cần đạt: vòng. – Kết quả câu Vận dụng trang 16 SCĐ cần đạt: Máy biến áp hàn có nên : Khi que hàn chạm vào chỗ kim loại ghép nối, mạch điện thứ cấp khép kín, cường độ dòng điện thứ cấp I2 có giá trị lớn toả nhiệt lượng lớn, làm chỗ kim loại ghép nối nóng chảy và tạo thành mối hàn khi chúng đông đặc. – Lần lượt đại diện hai nhóm HS báo cáo kết quả câu Thảo luận 2, 3. Các nhóm khác nhận xét và bổ sung (nếu có). – Một HS lên bảng trình bày bài giải câu Luyện tập trang 15 SCĐ. HS khác nhận xét và đánh giá. – Đại diện một nhóm HS báo cáo kết quả thảo luận câu Vận dụng trang 16 SCĐ. Các nhóm khác nhận xét và bổ sung (nếu có). Kết luận: GV dẫn dắt HS rút ra kết luận về mối liên hệ giữa điện áp và cường độ dòng điện qua máy biến áp. Kiến thức trọng tâm: Liên hệ giữa điện áp và cường độ dòng điện qua máy biến áp: 2. TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ĐI XA Hoạt động 4: Phân tích bài toán truyền tải điện năng đi xa a) Mục tiêu: HS nêu được ưu điểm của dòng điện và điện áp xoay chiều trong truyền tải năng lượng điện về phương diện khoa học và kinh tế; đánh giá được vai trò của máy biến áp trong việc giảm hao phí năng lượng điện khi truyền dòng điện đi xa. b) Nội dung: HS đọc SCĐ, thảo luận các biện pháp giảm hao phí trong truyền tải điện năng đi xa, từ đó đánh giá vai trò của máy biến áp trong việc giảm hao phí năng lượng điện khi truyền dòng điện đi xa, nêu ưu điểm của dòng điện và điện áp xoay chiều trong truyền tải năng lượng điện về phương diện khoa học và kinh tế. c) Sản phẩm: Vai trò của máy biến áp trong truyền tải điện năng đi xa, ưu điểm của dòng điện và điện áp xoay chiều trong truyền tải năng lượng điện. d) Tổ chức thực hiện: Hoạt động của GV Hoạt động của HS Chuyển giao nhiệm vụ học tập: GV giao lần lượt các nhiệm vụ sau cho các nhóm: – Lập biểu thức tính công suất hao phí trên đường dây truyền tải điện năng đi xa. Dựa vào biểu thức đó, trả lời câu Thảo luận 4. – Thảo luận các biện pháp giảm công suất hao phí trong truyền tải điện năng đi xa. Từ đó trả lời câu Thảo luận 5. – Trả lời câu Thảo luận 6. – Hoàn thành câu Luyện tập trang 17 SCĐ. Các nhóm HS tiếp nhận nhiệm vụ. Thực hiện nhiệm vụ: GV giải đáp thắc mắc của HS trong quá trình thảo luận (nếu có). HS đọc SCĐ, thảo luận theo yêu cầu. Báo cáo, thảo luận: – GV lần lượt mời đại diện mỗi nhóm HS báo cáo một nội dung đã giao ở trên. – GV nhận xét phần trình bày của HS. – Kết quả câu Thảo luận 4 cần đạt: Hai cách chính để làm giảm công suất hao phí trên đường dây truyền tải điện là: giảm điện trở, tăng điện áp trước khi truyền tải. Để giảm điện trở, người ta có thể thay thế vật liệu khác có điện trở suất nhỏ hơn hoặc tăng tiết diện dây dẫn. Việc thay thế vật liệu gây tốn kém chi phí. Việc tăng tiết diện dây dẫn vừa làm tăng chi phí, vừa gây nguy cơ mất an toàn trong truyền tải điện. – Kết quả câu Thảo luận 5 cần đạt: Làm giảm công suất hao phí bằng cách tăng điện áp tại nơi phát sử dụng máy biến áp là biện pháp hiệu quả vì cách này không làm phát sinh chi phí để thay thế vật liệu hoặc xây dựng hệ thống trụ chống đỡ cho đường dây có tiết diện lớn hơn, vừa giảm nguy cơ gây mất an toàn do hệ thống truyền tải điện quá nặng nề. – Kết quả câu Thảo luận 6 cần đạt: Dòng điện không đổi khó truyền tải đi xa vì: + Không thể sử dụng máy biến áp để tăng điện áp trước khi truyền tải. Việc tăng điện áp của dòng điện không đổi bằng các giải pháp khác là rất khó thực hiện và gần như là không thể. + Điện năng hao phí trên đường truyền do sự toả nhiệt của dòng điện không đổi là rất lớn (so với dòng điện xoay chiều). Đường dây truyền tải càng dài thì hao phí càng lớn và độ giảm thế (tích IR) cũng càng lớn. Buổi đầu trong lịch sử ngành điện, người ta truyền tải điện bằng dòng điện không đổi (công ty điện của Thomas Edison là công ty điện đầu tiên trên thế giới đã truyền tải điện bằng hình thức này). Tuy nhiên, do sự hoạt động kém hiệu quả của đường dây tải điện không đổi nên chúng đã bị thay thế bởi các mạng lưới truyền tải bằng dòng điện xoay chiều. – Kết quả câu Luyện tập trang 17 SCĐ cần đạt: Ta có: – Đại diện nhóm HS 1 trình bày kết quả thảo luận về công suất hao phí và câu Thảo luận 4. – Đại diện nhóm HS 2 trình bày kết quả thảo luận về các biện pháp giảm công suất hao phí và câu Thảo luận 5. – Đại diện nhóm HS 3 trình bày kết quả câu Thảo luận 6. – Đại diện nhóm HS 4 trình bày kết quả thảo luận câu Luyện tập trang 17 SCĐ. – Trong quá trình mỗi nhóm báo cáo kết quả, các nhóm khác nhận xét, bổ sung (nếu có). Kết luận: GV dẫn dắt HS rút ra kết luận về vai trò của máy biến áp trong bài toán truyền tải điện năng đi xa an toàn và hiệu quả. Kiến thức trọng tâm: – Công suất hao phí trong truyền tải điện năng đi xa: – Biện pháp hiệu quả và an toàn để giảm công suất hao phí trong truyền tải điện năng đi xa là tăng điện áp trước khi truyền tải bằng cách sử dụng máy biến áp.

Trang 1

Chuyên đề 1: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

Bài 1 CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA DÒNG ĐIỆN XOAY

phát triển khả năng tư duy độc lập của HS

‒ Giao tiếp và hợp tác: Làm việc nhóm, tích cực tham gia thảo luận nhóm, trao đổi

và chia sẻ ý tưởng về nội dung học tập

‒ Giải quyết vấn đề và sáng tạo: Đề xuất vấn đề, nêu giả thuyết, lập kế hoạch, sáng tạo

nhiều cách để giải quyết các tình huống thực tế liên quan đến dòng điện xoay chiều

2 Năng lực vật lí

‒ Nhận thức vật lí: Nêu được công suất toả nhiệt trung bình trên điện trở thuần bằng

một nửa công suất cực đại của dòng điện xoay chiều hình sin (chạy qua điện trở thuầnnày); mô tả được bằng biểu thức đại số hoặc đồ thị: cường độ dòng điện, điện áp xoaychiều;

so sánh được giá trị hiệu dụng và giá trị cực đại

‒ Tìm hiểu tự nhiên: Thiết kế được phương án, lựa chọn phương án, thực hiện phương

án, đo được (hoặc mô tả được phương pháp đo) tần số và điện áp xoay chiều bằng dụng cụ thực hành; thiết kế được phương án hoặc lựa chọn phương án và thực hiện phương án, khảo sát được đoạn mạch xoay chiều RLC mắc nối tiếp bằng dụng cụ thực hành

‒ Vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học: Vận dụng được kiến thức, kĩ năng về dòng

điện xoay chiều giải quyết một số vấn đề thực tế thường gặp về mạch điện xoay chiều

3 Phẩm chất

‒ Có niềm say mê, hứng thú với việc khám phá và học tập vật lí

‒ Chủ động, tích cực tham gia các hoạt động học tập

‒ Cẩn thận, chính xác khi thực hiện các phép đo và sử dụng các dụng cụ đo

II ĐỒ DÙNG DẠY HỌC

– Bộ thí nghiệm đo tần số và điện áp xoay chiều

‒ Phiếu in các nhiệm vụ học tập theo trạm tìm hiểu mạch điện xoay chiều chỉ có điệntrở thuần, chỉ có tụ điện và chỉ có cuộn cảm thuần (xem Hoạt động 4)

– Bộ thí nghiệm khảo sát mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp

– Giấy khổ A0

– Tranh, ảnh minh hoạ

Trang 2

III TIẾN TRÌNH DẠY HỌC

A KHỞI ĐỘNG BÀI HỌC

Hoạt động 1: Đặt vấn đề cho bài học

a) Mục tiêu: HS hứng thú vào bài học mới

b) Nội dung: HS hứng thú trước các câu hỏi: Dòng điện xoay chiều là gì? Dòng điện

xoay chiều được đặc trưng bởi những đại lượng nào? Các đại lượng đó được đo như thếnào?

c) Sản phẩm: HS hứng thú tìm hiểu về dòng điện xoay chiều và mạch điện xoay

chiều

d) Tổ chức thực hiện:

Chuyển giao nhiệm vụ học tập:

GV nêu vấn đề như phần Mở đầu trong SCĐ:

Dòng điện xoay chiều có vai trò quan trọng

trong cuộc sống hằng ngày

+ Dòng điện xoay chiều là gì?

+ Dòng điện xoay chiều được đặc trưng bởi

những đại lượng nào?

+ Các đại lượng đó được đo như thế nào?

HS đọc phần Mở đầu trong SCĐ vàtheo dõi sự dẫn dắt của GV

Thực hiện nhiệm vụ:

GV giải đáp các thắc mắc hoặc gợi ý (nếu có) HS thực hiện nhiệm vụ

Báo cáo, thảo luận:

– GV lần lượt mời một HS trả lời mỗi câu hỏi

đã nêu

– GV nhận xét phần trình bày của HS

Mỗi HS trả lời một câu hỏi đã nêu.Các HS khác nhận xét và bổ sung (nếu có)

Kết luận:

GV tổng hợp lại các ý kiến của HS và dẫn dắt

HS rút ra kết luận: Dòng điện xoay chiều

không những có chiều luân phiên thay đổi mà

còn có các đại lượng đặc trưng như cường độ

dòng điện và điện áp biến thiên liên tục theo

thời gian Cách đo các đại lượng đặc trưng

Trang 3

của dòng điện xoay chiều có chút khác biệt so

với

dòng điện không đổi nhưng vẫn tuân theo

những nguyên tắc chung (sẽ được tìm hiểu kĩ

trong bài)

B HÌNH THÀNH KIẾN THỨC MỚI

1 NHẮC LẠI MỘT SỐ KIẾN THỨC VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

Hoạt động 2: Nhắc lại một số kiến thức về dòng điện xoay chiều

a) Mục tiêu: HS mô tả được bằng biểu thức đại số hoặc đồ thị: cường độ dòng điện,

điện áp xoay chiều; so sánh được giá trị hiệu dụng và giá trị cực đại; nêu được công suấttoả nhiệt trung bình trên điện trở thuần bằng một nửa công suất cực đại của dòng điệnxoay chiều hình sin (chạy qua điện trở thuần này)

b) Nội dung: HS nhắc lại kiến thức trong môn KHTN lớp 9 đã học: mô tả cường độ

dòng điện và điện áp xoay chiều bằng biểu thức đại số hoặc đồ thị; so sánh được giá trịhiệu dụng và giá trị cực đại; xác định công suất toả nhiệt trung bình trên điện trở thuần

c) Sản phẩm: Biểu thức đại số hoặc đồ thị mô tả cường độ dòng điện và điện áp

xoay chiều; so sánh giá trị hiệu dụng và giá trị cực đại; biểu thức xác định công suất toảnhiệt trung bình trên điện trở thuần

GV chia lớp thành 4 nhóm và giao các nhóm

thực hiện các nhiệm vụ sau:

– Nhóm 1: Trả lời câu Thảo luận 1

– Nhóm 2: Thảo luận nguyên lí tạo ra dòng

điện xoay chiều

– Nhóm 3: Hoàn thành câu Luyện tập trang 6

SCĐ

– Nhóm 4: Thảo luận về công suất toả nhiệt

trung bình của dòng điện xoay chiều trên điện

Trang 4

giải đáp các thắc mắc hoặc gợi ý (nếu có)

– GV lần lượt mời đại diện các nhóm báo cáo

kết quả thảo luận

– Kết quả câu Thảo luận 1 cần đạt:

Tham khảo trang 5, 6 SCĐ

– Kết quả câu Luyện tập trang 6 SCĐ cần

+ Pha ban đầu: 0 0

b) Biểu thức cường độ dòng điện:

 

2cos 100 (A)

c) Khoảng thời gian cường độ dòng điện tăng

trong chu kì đầu tiên là 0,01 s (từ t = 0,01 s

đến t = 0,02 s).

Đại diện mỗi nhóm HS trình bày kếtquả thảo luận Các nhóm khác nhậnxét, bổ sung (nếu có)

Kết luận:

GV tổng hợp lại các ý kiến của HS, dẫn dắt

HS rút ra kết luận về biểu thức đại số, đồ thị

mô tả cường độ dòng điện và điện áp xoay

chiều; so sánh giá trị hiệu dụng và giá trị cực

đại; biểu thức xác định công suất toả nhiệt

trung bình trên điện trở thuần

Kiến thức trọng tâm:

– Biểu thức cường độ dòng điện xoay chiều: i I 0costi.

– Biểu thức của điện áp xoay chiều: u U 0costu

Trong đó: i, u là cường độ dòng điện tức thời và điện áp tức thời; I0, U0 là biên độ

Trang 5

của cường độ dòng điện và điện áp; ω là tần số góc;  i, u là pha ban đầu của cường

– Công suất toả nhiệt trung bình của dòng điện xoay chiều trên điện trở bằng một

nửa công suất cực đại của nó:

0

1

.2

 RI RI

P

– Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều: Cho cuộn dây dẫn kín quay với tốc độ góc

ω không đổi trong từ trường đều B để từ thông qua tiết diện của cuộn dây biến thiên theo

thời gian

2 THÍ NGHIỆM ĐO TẦN SỐ, ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU

Hoạt động 3: Đo tần số và điện áp xoay chiều

a) Mục tiêu: Thiết kế được phương án, lựa chọn phương án, thực hiện phương án,

đo được (hoặc mô tả được phương pháp đo) tần số và điện áp xoay chiều bằng dụng cụthực hành

b) Nội dung: HS thảo luận thiết kế phương án, lựa chọn phương án, thực hiện phương

án, đo được tần số và điện áp xoay chiều bằng dụng cụ thực hành

c) Sản phẩm: Bảng kết quả đo điện áp và tần số của dòng điện xoay chiều.

GV giao lần lượt các nhiệm vụ sau cho các

nhóm:

– Trả lời câu Thảo luận 2

– Từ các phương án đã đề xuất (kết quả câu

Thảo luận 2), lựa chọn phương án và thực

hiện phương án đo tần số và điện áp xoay

chiều bằng dụng cụ thực hành

– Hoàn thành bảng kết quả đo Tính sai số,

Các nhóm HS tiếp nhận nhiệm vụ

Trang 6

viết kết quả đo và nhận xét kết quả đo.

– Thực hiện lại phép đo theo yêu cầu của câu

Luyện tập trang 8 SCĐ và báo cáo kết quả đo

GV có thể sử dụng các câu hỏi sau để hỗ trợ

HS thiết kế và lựa chọn phương án đo điện áp

và tần số của dòng điện xoay chiều:

+ Vai trò của biến áp nguồn là gì? Vì sao

không tiến hành đo trực tiếp điện áp và tần số

của dòng điện xoay chiều từ ổ điện trên

tường?

+ Phải điều chỉnh thang đo trên đồng hồ đo

điện đa năng như thế nào để thực hiện chức

năng đo điện áp và tần số?

+ Để đo điện áp, đồng hồ đo phải được mắc

như thế nào vào mạch điện?

+ Phải cắm hai que đo (đỏ và đen) như thế

nào vào các lỗ cắm trên đồng hồ đo điện đa

năng? Nếu cắm ngược hai que đo vào lỗ cắm

của đồng hồ hoặc cắm ngược hai que đo vào

lỗ cắm đầu ra của biến áp nguồn thì kết quả

đo có bị ảnh hưởng không? Vì sao?

Các nhóm HS lần lượt thực hiện cácnhiệm vụ

– GV mời đại diện mỗi nhóm báo cáo kết quả

câu Thảo luận 2 (thiết kế phương án đo điện

áp và tần số của dòng điện xoay chiều)

– GV nhận xét các phương án của HS và dẫn

dắt HS lựa chọn phương án đo

– GV yêu cầu các nhóm trình bày báo cáo kết

quả đo và nhận xét

– GV mời các nhóm trình bày báo cáo kết quả

đo theo yêu cầu của câu Luyện tập trang 8 SCĐ

– Đại diện mỗi nhóm báo cáo kết quảcâu Thảo luận 2 Các nhóm khácnhận xét và bổ sung (nếu có) Từ đó,thống nhất lựa chọn phương án đo

– Các nhóm trình bày báo cáo kếtquả đo dưới dạng bảng số liệu vànhận xét chéo kết quả của nhau.– Các nhóm tiếp tục trình bày báocáo kết quả đo theo yêu cầu của câuLuyện tập trang 8 SCĐ và đánh giáchéo kết quả của nhau

Trang 7

Tham khảo trang 7 SCĐ (Bảng 1.1)

đạt:

HS tiến hành đo theo yêu cầu (thay biến áp

nguồn bằng máy phát âm tần) và lập bảng báo

cáo tương tự Bảng 1.1 SCĐ

Kết luận:

GV tổng hợp kết quả đo và đánh giá sai số đo

của các nhóm

3 CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU

Hoạt động 4: Tìm hiểu các đoạn mạch xoay chiều cơ bản (chỉ có điện trở thuần, chỉ có tụ điện, chỉ có cuộn cảm thuần)

a) Mục tiêu: HS thiết lập được mối liên hệ giữa cường độ dòng điện và điện áp trong

đoạn mạch xoay chiều chỉ chứa điện trở thuần, chỉ có tụ điện và chỉ có cuộn cảm thuần

b) Nội dung: HS đọc SCĐ, thảo luận để rút ra mối liên hệ giữa cường độ dòng điện

và điện áp trong đoạn mạch xoay chiều chỉ chứa điện trở thuần, chỉ có tụ điện và chỉ cócuộn cảm thuần

c) Sản phẩm: Mối liên hệ giữa cường độ dòng điện và điện áp trong đoạn mạch xoay

chiều chỉ chứa điện trở thuần, chỉ có tụ điện và chỉ có cuộn cảm thuần

GV yêu cầu HS lập thành 3 nhóm và tiến hành

làm việc theo trạm, lần lượt thực hiện các

nhiệm vụ được nêu ở mỗi trạm (ở dạng phiếu

in) Sau khi hoàn thành nhiệm vụ ở một trạm

trong thời gian quy định, mỗi nhóm HS lần

lượt

đổi trạm cho đến khi hoàn thành nhiệm vụ

học tập ở cả 3 trạm

– Nhiệm vụ học tập của Trạm 1:

+ Đọc SCĐ, thảo luận để rút ra mối liên hệ

giữa cường độ dòng điện và điện áp trong

mạch điện xoay chiều chỉ chứa điện trở thuần

Trang 8

+ Hoàn thành câu Luyện tập trang 8 SCĐ.

mạch điện xoay chiều chỉ chứa tụ điện

+ Trả lời câu Thảo luận 3

mạch điện xoay chiều chỉ chứa cuộn cảm

thuần

GV giải đáp thắc mắc của HS trong quá trình

thảo luận (nếu có)

Các nhóm HS đọc SCĐ, thảo luậntheo nhiệm vụ được giao và trình bàykết quả thảo luận vào giấy khổ A0

– GV lần lượt mời đại diện mỗi nhóm trình

bày kết quả thảo luận:

+ Nhóm 1 báo cáo kết quả thực hiện nhiệm vụ

Đối với dòng điện một chiều: 0 ZC  ,

dung kháng là rất lớn nên cường độ dòng điện

Trang 9

Khi đặt điện áp không đổi u = U = hằng số

vào hai đầu cuộn cảm thuần, vì ω = 0 nên

Z  Do cuộn cảm thuần có điện trở không

đáng kể R0 nên trong trường hợp này,

R R cùng pha

với điện áp, có giá trị tăng nhanh và làm đoản

mạch

Kết luận:

GV dẫn dắt HS rút ra kết luận về mối liên hệ

đoạn mạch xoay chiều chỉ chứa điện trở

thuần,

chỉ có tụ điện và chỉ có điện trở thuần

– Trong đoạn mạch chỉ chứa điện trở thuần, cường độ dòng điện i và điện áp u biến

thiên điều hoà cùng tần số, cùng pha

0

0 U I

R hay 

R

U I R – Trong đoạn mạch chỉ chứa tụ điện, điện áp u biến thiên điều hoà cùng tần số và

trễ pha 2



so với cường độ dòng điện i.

0 0 C

U I

Z hay

C C

U I Z

C (Ω) là dung kháng của mạch) là dung kháng của mạch.

– Trong đoạn mạch chỉ chứa cuộn cảm thuần, điện áp u biến thiên điều hoà cùng tần

số và sớm pha 2



so với cường độ dòng điện i.

Trang 10

0 0 L

U I

Z hay

L L

U I Z Trong đó: ZL = ωL (Ω) là dung kháng của mạch) là cảm kháng của mạch, L (H) là độ tự cảm của cuộn dây.

Hoạt động 7: Tìm hiểu mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp

a) Mục tiêu: HS thiết lập được mối liên hệ giữa cường độ dòng điện và điện áp trong

mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp

b) Nội dung: HS đọc SCĐ, thảo luận để rút ra mối liên hệ giữa cường độ dòng điện

và điện áp trong mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp

c) Sản phẩm: Mối liên hệ giữa cường độ dòng điện và điện áp trong mạch điện xoay

chiều RLC nối tiếp

nhóm:

– Đọc SCĐ, thảo luận để rút ra mối liên hệ

– Hoàn thành câu Luyện tập trang 11 SCĐ

Các nhóm HS thực hiện nhiệm vụ

– GV mời đại diện một nhóm trình bày kết

quả thảo luận về mạch điện RLC nối tiếp

– GV mời đại diện một nhóm khác trình bày

bài giải câu Luyện tập trang 11 SCĐ

đạt:

a) Tổng trở:

– Đại diện một nhóm HS trình bày kếtquả thảo luận về mạch điện RLC nốitiếp Các nhóm khác nhận xét, bổ sung

(nếu có)

– Đại diện một nhóm HS khác trìnhbày bài giải câu Luyện tập trang 11SCĐ Các nhóm khác nhận xét, bổsung (nếu có)

Trang 11

2 2

+ Tác dụng của tắc te: Mồi cho đèn phát sángbằng cách tự động nối mạch khi điện áp tăngcao ở hai đầu điện cực và ngắt mạch khi điện

áp giảm xuống thấp Khi mới bật đèn, tắc te

Trang 12

đóng, dòng điện đi qua hai sợi dây wolfram ở

hai đầu bóng đèn làm chúng nóng lên và phát

xạ electron Vài giây sau, tắc te ngắt điện làm

xuất hiện suất điện động cảm ứng (bởi cuộn

chấn lưu) và suất điện động này tạo ra sự

phóng điện trong bóng đèn, làm đèn phát sáng

Kết luận:

Trong đoạn mạch RLC nối tiếp, điện áp u biến thiên điều hoà cùng tần số và lệch pha

φ so với cường độ dòng điện i.

0

0 U I

Z hay 

U I Z

Hoạt động 8: Thí nghiệm khảo sát đoạn mạch xoay chiều RLC mắc nối tiếp

a) Mục tiêu: HS thiết kế được phương án hoặc lựa chọn phương án và thực hiện

phương án khảo sát được đoạn mạch xoay chiều RLC mắc nối tiếp bằng dụng cụ thực hành

b) Nội dung: HS thảo luận phương án thiết kế hoặc lựa chọn phương án và thực hiện

phương án khảo sát được đoạn mạch xoay chiều RLC mắc nối tiếp bằng dụng cụ thực hành

c) Sản phẩm: Kết quả khảo sát mối liên hệ giữa cường độ dòng điện hiệu dụng và

điện áp hiệu dụng trong đoạn mạch xoay chiều RLC mắc nối tiếp

Trang 13

nhóm:

– Bố trí thí nghiệm, tiến hành thí nghiệm và

thu thập số liệu

– Xử lí kết quả, nhận xét và kết luận

– GV hướng dẫn các nhóm HS thảo luận,

– GV giám sát các nhóm thí nghiệm, đảm bảo

HS lắp mạch điện và các dụng cụ đo đúng

theo sơ đồ đã chọn

Các nhóm HS lần lượt thực hiện cácnhiệm vụ được giao và trình bày kếtquả thí nghiệm vào giấy khổ A0

– GV yêu cầu tất cả các nhóm công bố kết

quả thí nghiệm, bao gồm:

+ Bảng ghi số liệu

+ Đồ thị I theo U.

+ Nhận xét, kết luận

HS thảo luận và thống nhất kết quả tương tự

như nội dung được trình bày ở trang 12 SCĐ

Các nhóm HS công bố kết quả thínghiệm và nhận xét chéo kết quả của nhau

Kết luận:

Khi tổng trở của đoạn mạch RLC là không

đổi, cường độ dòng điện hiệu dụng I tỉ lệ

thuận với điện áp hiệu dụng U hai đầu mạch.

C DẶN DÒ

– Đọc nội dung phần Mở rộng trang 11 SCĐ

– Sử dụng internet tìm kiếm tư liệu, trả lời câu Vận dụng trang 11 SCĐ

– Làm các bài tập trong SCĐ

– Chuẩn bị bài mới trước khi lên lớp

D KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ THƯỜNG XUYÊN

Phiếu tự kiểm tra đánh giá cuối bài học:

Họ và tên HS: ………

Câu 1 Phương trình biến thiên theo thời gian của điện áp xoay chiều đặt vào hai đầu

Trang 14

một thiết bị điện có dạng: u110 2 cos 100 t

A 50 Ω) là dung kháng của mạch B 100 Ω) là dung kháng của mạch

C 200 Ω) là dung kháng của mạch D 20 Ω) là dung kháng của mạch

Câu 4 Lần lượt đặt một điện áp xoay chiều u U 0cost vào hai đầu một điện trở thuần, một cuộn cảm thuần và một tụ điện Gọi i là cường độ dòng điện trong đoạn

mạch đó Biểu thức nào sau đây là đúng?

Câu 5 Đặt điện áp xoay chiều u160 2 cos100t (V) vào hai đầu một đoạn mạch

mắc nối tiếp gồm điện trở thuần 40 Ω) là dung kháng của mạch, tụ điện có điện dung

Trang 15

Câu hỏi Đáp án/Lời giải Biểu điểm

Z

1,0 1,0

2,0

Trang 16

Bài 2 MÁY BIẾN ÁP TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG

Thời gian thực hiện: 2 tiết

I MỤC TIÊU

1 Năng lực chung

‒ Tự chủ, tự học, tự khám phá: Chủ động, tích cực thực hiện nhiệm vụ học tập,

và chia sẻ ý tưởng về nội dung học tập

nhiều cách để giải quyết các tình huống thực liên quan đến bài toán truyền tải điện năng

‒ Nhận thức vật lí: Nêu được nguyên tắc hoạt động của máy biến áp; nêu được ưu

điểm của dòng điện và điện áp xoay chiều trong truyền tải năng lượng điện về phươngdiện khoa học và kinh tế; hiểu được nguyên tắc hoạt động của máy biến áp và các biệnpháp giảm hao phí trong truyền tải điện năng đi xa

‒ Vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học: Đánh giá được vai trò của máy biến áp trong

việc giảm hao phí năng lượng điện khi truyền dòng điện đi xa

3 Phẩm chất

‒ Cẩn thận, chính xác khi thực hiện các phép toán

– Mô hình máy biến áp hoặc máy biến áp nhỏ (công suất < 35 W)

– Tranh ảnh về các loại máy biến áp

– Sơ đồ cấu tạo của máy biến áp

– Sơ đồ lưới điện truyền tải và phân phối

a) Mục tiêu: HS hứng thú vào bài học mới

Trang 17

b) Nội dung: HS hứng thú trước các câu hỏi: Vì sao phải tăng điện áp trước khi truyền

tải đi xa? Làm cách nào để tăng điện áp xoay chiều?

c) Sản phẩm: HS hứng thú tìm hiểu về máy biến áp và truyền tải điện năng.

GV nêu vấn đề như phần Mở đầu trong SCĐ:

+ Dòng điện xoay chiều dễ dàng được truyền

tải đi xa bằng cách tăng điện áp trước khi

truyền tải Vì sao cần phải tăng điện áp trước

khi truyền tải dòng điện xoay chiều đi xa?

+ Làm thế nào để tăng hoặc giảm điện áp

– GV lần lượt mời một HS trả lời mỗi câu hỏi

GV tổng hợp lại các ý kiến của HS và đi đến

kết luận: Nhờ có máy biến áp, người ta dễ

dàng tăng hoặc giảm điện áp xoay chiều

Bằng cách tăng điện áp trước khi truyền tải,

dòng điện xoay chiều có thể được truyền tải

đi những khoảng cách lớn với mức hao phí

hợp lí

1 MÁY BIẾN ÁP

Hoạt động 2: Tìm hiểu khái niệm, cấu tạo và nguyên lí hoạt động của máy biến áp

a) Mục tiêu: HS mô tả được cấu tạo và nêu được nguyên tắc hoạt động của máy biến áp b) Nội dung: HS quan sát mô hình (hoặc tranh ảnh), đọc SCĐ và mô tả cấu tạo,

nguyên tắc hoạt động của máy biến áp

Trang 18

c) Sản phẩm: Khái niệm, cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của máy biến áp.

nhóm:

– Máy biến áp là gì? Quan sát mô hình máy

biến áp (hoặc Hình 2.2 SCĐ), mô tả cấu tạo

của máy biến áp

– Đọc SCĐ, thảo luận nguyên tắc hoạt động

của máy biến áp

GV hướng dẫn các nhóm HS thảo luận,

– GV lần lượt mời đại diện các nhóm báo cáo

kết quả thảo luận

Tần số đo được xấp xỉ tần số của nguồn điện

Kết luận:

GV tổng hợp lại các ý kiến của HS, dẫn dắt

HS rút ra kết luận về khái niệm, cấu tạo và

nguyên tắc hoạt động của máy biến áp

– Máy biến áp là thiết bị làm thay đổi giá trị hiệu dụng của điện áp xoay chiều và giữnguyên tần số của nó

Trang 19

– Máy biến áp có cấu tạo gồm: lõi thép, cuộn sơ cấp N1 vòng và cuộn thứ cấp N2

vòng

– Máy biến áp hoạt động dựa trên nguyên tắc cảm ứng điện từ

Hoạt động 3: Tìm hiểu điện áp và cường độ dòng điện hiệu dụng qua máy biến áp

a) Mục tiêu: HS viết được biểu thức liên hệ giữa điện áp và cường độ dòng điện hiệu

dụng qua máy biến áp

b) Nội dung: HS đọc SCĐ, thảo luận để thiết lập biểu thức liên hệ giữa điện áp

và cường độ dòng điện hiệu dụng qua máy biến áp

c) Sản phẩm: Biểu thức liên hệ giữa điện áp và cường độ dòng điện hiệu dụng qua

máy biến áp

nhóm:

– Trả lời câu Thảo luận 2, 3

– Thảo luận câu Vận dụng trang 16 SCĐ

– GV lần lượt mời đại diện hai nhóm báo cáo

kết quả câu Thảo luận 2, 3

– GV mời ngẫu nhiên một HS trình bày bài

giải câu Luyện tập trang 15 SCĐ

– GV mời đại diện một nhóm khác báo cáo

kết quả thảo luận câu Vận dụng trang 16

SCĐ

– Lần lượt đại diện hai nhóm HS báocáo kết quả câu Thảo luận 2, 3 Các nhóm khác nhận xét và bổ sung(nếu có)

– Một HS lên bảng trình bày bài giảicâu Luyện tập trang 15 SCĐ HSkhác nhận xét và đánh giá

– Đại diện một nhóm HS báo cáo kết quả thảo luận câu Vận dụng trang

16 SCĐ Các nhóm khác nhận xét và

Trang 20

‒ GV nhận xét phần trình bày của HS.

Từ thông qua mỗi cuộn dây là:

Đối với dòng điện không đổi, từ thông gửi

qua tiết diện chính của các cuộn dây là không

đổi, không có hiện tượng cảm ứng điện từ xảy

ra, nên máy biến áp không thể hoạt động với

dòng điện không đổi

Máy biến áp hàn có N1N nên 2 I2 I :1

Khi que hàn chạm vào chỗ kim loại ghép nối,

mạch điện thứ cấp khép kín, cường độ dòng

bổ sung (nếu có)

Trang 21

điện thứ cấp I2 có giá trị lớn toả nhiệt lượng

lớn, làm chỗ kim loại ghép nối nóng chảy và

tạo thành mối hàn khi chúng đông đặc

Kết luận:

giữa điện áp và cường độ dòng điện qua máy

2 TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ĐI XA

Hoạt động 4: Phân tích bài toán truyền tải điện năng đi xa

a) Mục tiêu: HS nêu được ưu điểm của dòng điện và điện áp xoay chiều trong truyền

tải năng lượng điện về phương diện khoa học và kinh tế; đánh giá được vai trò của máybiến áp trong việc giảm hao phí năng lượng điện khi truyền dòng điện đi xa

b) Nội dung: HS đọc SCĐ, thảo luận các biện pháp giảm hao phí trong truyền tải

điện năng đi xa, từ đó đánh giá vai trò của máy biến áp trong việc giảm hao phí nănglượng điện khi truyền dòng điện đi xa, nêu ưu điểm của dòng điện và điện áp xoay chiềutrong truyền tải năng lượng điện về phương diện khoa học và kinh tế

c) Sản phẩm: Vai trò của máy biến áp trong truyền tải điện năng đi xa, ưu điểm của

dòng điện và điện áp xoay chiều trong truyền tải năng lượng điện

nhóm:

– Lập biểu thức tính công suất hao phí trên

đường dây truyền tải điện năng đi xa Dựa

vào biểu thức đó, trả lời câu Thảo luận 4

– Thảo luận các biện pháp giảm công suất hao

Trang 22

phí trong truyền tải điện năng đi xa Từ đó trả

lời câu Thảo luận 5

HS đọc SCĐ, thảo luận theo yêu cầu

– GV lần lượt mời đại diện mỗi nhóm HS báo

cáo một nội dung đã giao ở trên

Hai cách chính để làm giảm công suất hao phí

trên đường dây truyền tải điện là: giảm điện

trở, tăng điện áp trước khi truyền tải

Để giảm điện trở, người ta có thể thay thế vật

liệu khác có điện trở suất nhỏ hơn hoặc tăng

tiết diện dây dẫn Việc thay thế vật liệu gây

tốn kém chi phí Việc tăng tiết diện dây dẫn

vừa làm tăng chi phí, vừa gây nguy cơ mất an

toàn trong truyền tải điện

Làm giảm công suất hao phí bằng cách tăng

– Đại diện nhóm HS 1 trình bày kếtquả thảo luận về công suất hao phí

và câu Thảo luận 4

– Đại diện nhóm HS 2 trình bày kếtquả thảo luận về các biện pháp giảmcông suất hao phí và câu Thảo luận5

– Đại diện nhóm HS 3 trình bày kếtquả câu Thảo luận 6

– Đại diện nhóm HS 4 trình bày kếtquả thảo luận câu Luyện tập trang 17SCĐ

– Trong quá trình mỗi nhóm báo cáokết quả, các nhóm khác nhận xét, bổsung (nếu có)

Trang 23

điện áp tại nơi phát sử dụng máy biến áp làbiện pháp hiệu quả vì cách này không làm phát sinh chi phí để thay thế vật liệu hoặc xây dựng hệ thống trụ chống đỡ cho đườngdây có tiết diện lớn hơn, vừa giảm nguy cơgây

mất an toàn do hệ thống truyền tải điện quánặng nề

Dòng điện không đổi khó truyền tải đi xa vì:+ Không thể sử dụng máy biến áp để tăngđiện áp trước khi truyền tải Việc tăng điện ápcủa dòng điện không đổi bằng các giải phápkhác là rất khó thực hiện và gần như là khôngthể

+ Điện năng hao phí trên đường truyền do sựtoả nhiệt của dòng điện không đổi là rất lớn(so với dòng điện xoay chiều) Đường dâytruyền tải càng dài thì hao phí càng lớn và độ

giảm thế (tích IR) cũng càng lớn.

Buổi đầu trong lịch sử ngành điện, người tatruyền tải điện bằng dòng điện không đổi(công ty điện của Thomas Edison là công tyđiện đầu tiên trên thế giới đã truyền tải điệnbằng hình thức này) Tuy nhiên, do sự hoạtđộng kém hiệu quả của đường dây tải điệnkhông đổi nên chúng đã bị thay thế bởi cácmạng lưới truyền tải bằng dòng điện xoaychiều

– Kết quả câu Luyện tập trang 17 SCĐ cần đạt:

Trang 24

Ta có:

2

2 2

2

2 1

1100

PP

2 10 1 10.4 40 kV

Kết luận:

GV dẫn dắt HS rút ra kết luận về vai trò của

máy biến áp trong bài toán truyền tải điện

năng đi xa an toàn và hiệu quả

– Biện pháp hiệu quả và an toàn để giảm công suất hao phí trong truyền tải điện năng

đi xa là tăng điện áp trước khi truyền tải bằng cách sử dụng máy biến áp

C DẶN DÒ

– Đọc nội dung phần Mở rộng trang 15 SCĐ

‒ Sử dụng internet tìm kiếm tư liệu, trả lời câu Vận dụng trang 17 SCĐ

– Làm các bài tập trong SCĐ

– Chuẩn bị bài mới trước khi lên lớp

Câu 1 Máy biến áp hoạt động dựa trên nguyên tắc gì?

A Cảm ứng điện từ B Lực điện từ

Câu 2 Một máy biến áp có cuộn sơ cấp gồm 200 vòng dây, cuộn thứ cấp gồm 40

vòng dây Nếu cuộn sơ cấp của máy được nối với nguồn điện xoay chiều có điện áp

hiệu dụng U thì điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp khi để hở là

Trang 25

A 0 B U.

U

Câu 3 Biện pháp an toàn và hiệu quả để làm giảm công suất hao phí trong truyền tải

điện năng đi xa là

A tăng điện áp tại trạm phát của đường dây

B tăng điện áp tại trạm thu của đường dây

C tăng điện trở của đường dây

D giảm điện trở của đường dây

Câu 4 Cách nào sau đây làm giảm công suất hao phí n lần trong đường dây truyền

tải điện năng đi xa?

A Tăng điện áp tại trạm phát lên n lần.

B Giảm điện áp tại trạm phát n lần.

C Tăng điện áp tại trạm phát lên n lần.

D Giảm điện áp tại trạm phát n lần.

Câu 5 Một máy biến áp nhỏ có công suất 25 W Cuộn sơ cấp của máy biến áp gồm

2 100 vòng, cuộn thứ cấp gồm 29 vòng Cuộn sơ cấp được nối với nguồn điện xoaychiều có điện áp hiệu dụng 220 V Tính điện áp và cường độ dòng điện hiệu dụng củacuộn thứ cấp

Trang 26

Tổng điểm 10

Trang 27

Bài 3 CHỈNH LƯU DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

I MỤC TIÊU

và chia sẻ ý tưởng của nội dung học tập

‒ Giải quyết vấn đề và sáng tạo: Đề xuất vấn đề, nêu giả thuyết, lập kế hoạch,

sáng tạo nhiều cách để giải quyết các tình huống thực tế liên quan đến chỉnh lưu dòng điện xoay chiều

‒ Nhận thức vật lí: Vẽ được mạch chỉnh lưu nửa chu kì sử dụng diode; vẽ được mạch

chỉnh lưu cả chu kì sử dụng cầu chỉnh lưu; so sánh được đồ thị chỉnh lưu nửa chu kì

và chỉnh lưu cả chu kì

‒ Tìm hiểu tự nhiên: Thực hiện được thí nghiệm, vẽ được đồ thị biểu diễn quan hệ

giữa dòng điện chạy qua diode bán dẫn và điện áp giữa hai cực của nó

‒ Vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học: Giải thích được nguyên tắc hoạt động của

mạch chỉnh lưu trong thực tế

3 Phẩm chất

‒ Cẩn thận, chính xác khi thực hiện thí nghiệm

‒ Bộ sạc điện thoại di động (đã tháo rời)

‒ Bộ thí nghiệm khảo sát diode bán dẫn như Hình 3.3 SCĐ

‒ Sơ đồ mạch chỉnh lưu nửa chu kì sử dụng diode, sơ đồ mạch chỉnh lưu cả chu kì

sử dụng cầu chỉnh lưu, đồ thị chỉnh lưu nửa chu kì và chỉnh lưu cả chu kì

‒ Mô hình mạch chỉnh lưu cả chu kì sử dụng cầu chỉnh lưu

‒ Giấy khổ A0

Trang 28

‒ Video mô phỏng mạch chỉnh lưu nửa chu kì: rectify.html

‒ Video mô phỏng mạch chỉnh lưu cả chu kì: fullrect.html

https://www.falstad.com/circuit/e-‒ Sơ đồ LED: https://dcaclab.com/en/experiments/11985-full-wave-bridge-rectifier

a) Mục tiêu: HS hứng thú vào bài học mới.

b) Nội dung: HS hứng thú trước các câu hỏi: Điện thoại di động sử dụng dòng điện

xoay chiều hay dòng điện một chiều? Vì sao ta vẫn cắm điện thoại vào ổ điện xoaychiều thông qua bộ sạc pin? Bộ sạc pin hoạt động như thế nào?

c) Sản phẩm: HS hứng thú tìm hiểu về mạch chỉnh lưu.

‒ GV nhấn mạnh vai trò của dòng điện trong

cuộc sống và mời một HS liệt kê một số thiết

bị sử dụng dòng điện xoay chiều, một số thiết

bị sử dụng dòng điện một chiều

‒ Từ đó, GV đặt vấn đề: Điện thoại di động

sử dụng dòng điện xoay chiều hay dòng điện

một chiều? Vì sao ta vẫn cắm điện thoại vào ổ

điện xoay chiều thông qua bộ sạc pin? Bộ sạc

pin hoạt động như thế nào?

‒ Đại diện một HS liệt kê một sốthiết bị sử dụng dòng điện xoaychiều, một số thiết bị sử dụng dòngđiện một chiều

‒ HS dõi theo sự dẫn dắt của GV

GV giải đáp các thắc mắc hoặc gợi ý (nếu có) HS thực hiện nhiệm vụ

‒ GV lần lượt mời một HS trả lời mỗi câu hỏi

đã nêu

‒ GV nhận xét phần trình bày của HS

Đại diện một HS trả lời mỗi câu hỏi

HS khác nhận xét và bổ sung (nếucó)

Trang 29

Kết luận:

GV tháo rời bộ sạc điện thoại di động để HS

quan sát và kết luận: Các bộ sạc cho điện

thoại di động, laptop, ắc quy, vừa có nhiệm

vụ

hạ điện áp từ 220 V xuống còn 5 V – 12 V

(tuỳ loại bộ sạc), vừa có nhiệm vụ biến đổi

dòng điện xoay chiều thành dòng điện một

chiều Mạch biến đổi dòng điện xoay chiều

thành dòng điện một chiều gọi là mạch chỉnh

lưu

1 THÍ NGHIỆM VỀ SỰ DẪN ĐIỆN CỦA DIODE BÁN DẪN

Hoạt động 2: Tìm hiểu diode bán dẫn

a) Mục tiêu: HS mô tả sơ lược được cấu tạo và đặc tính của diode bán dẫn, vẽ được

kí hiệu của diode bán dẫn

b) Nội dung: HS quan sát một số diode, đọc SCĐ, thảo luận để mô tả sơ lược cấu tạo

và đặc tính của diode bán dẫn, vẽ kí hiệu của diode bán dẫn

c) Sản phẩm: Sơ lược cấu tạo và đặc tính của diode bán dẫn, kí hiệu của diode bán dẫn d) Tổ chức thực hiện:

GV phát một số linh kiện diode bán dẫn (hoặc

trình chiếu hình ảnh diode) cho các nhóm HS

GV yêu cầu HS quan sát linh kiện diode bán

dẫn, đọc SCĐ và thực hiện những nhiệm vụ

sau:

‒ Mô tả cấu tạo của diode bán dẫn

‒ Nêu đặc tính của diode bán dẫn

‒ Vẽ kí hiệu của diode bán dẫn

Trang 30

Về cấu tạo của diode bán dẫn, GV hướng dẫn

HS nhận biết cấu tạo của diode từ bên ngoài,

không phân tích cấu trúc bên trong GV lưu ý

HS cách nhận biết cực dương (anode) và cực

âm (cathode) của diode như hình sau:

‒ GV mời đại diện một nhóm HS mô tả cấu

tạo của diode bán dẫn và cách nhận biết hai

cực của diode bán dẫn

‒ GV mời một HS nêu đặc tính của diode bán

dẫn theo kết quả tìm hiểu trong SCĐ

‒ GV mời một HS vẽ kí hiệu của diode bán

dẫn lên bảng

‒ Đại diện một nhóm HS mô tả cấutạo của diode bán dẫn và cách nhậnbiết hai cực của diode bán dẫn Cácnhóm khác nhận xét, bổ sung (nếucó)

‒ Một HS nêu đặc tính của diode bándẫn (theo SCĐ)

‒ Một HS vẽ kí hiệu của diode bándẫn lên bảng Những HS khác nhậnxét và đánh giá

Kết luận:

‒ Từ hình vẽ kí hiệu của diode bán dẫn, HS

vẽ lên bảng, GV nhấn mạnh đặc tính dẫn điện

một chiều từ A sang K của diode

‒ GV nhấn mạnh tầm quan trọng của việc xác

định đúng cực dương và cực âm của diode

– Diode bán dẫn có hai cực: cực dương (A) và cực âm (K)

– Diode bán dẫn chỉ dẫn điện theo một chiều từ A sang K

– Kí hiệu của diode bán dẫn:

Hoạt động 3: Thí nghiệm khảo sát mối quan hệ giữa dòng điện và điện áp qua diode bán dẫn

Trang 31

a) Mục tiêu: HS thực hiện thí nghiệm, vẽ được đồ thị biểu diễn quan hệ giữa dòng

điện chạy qua diode bán dẫn và điện áp giữa hai cực của nó

b) Nội dung: HS thực hiện thí nghiệm theo hướng dẫn trong SCĐ và vẽ đồ thị biểu

diễn quan hệ giữa dòng điện chạy qua diode bán dẫn và điện áp giữa hai cực của nó

c) Sản phẩm: Đồ thị biểu diễn quan hệ giữa dòng điện chạy qua diode bán dẫn và

điện áp giữa hai cực của nó

nhóm:

‒ Đọc SCĐ, tìm hiểu mục đích, dụng cụ và

các bước tiến hành thí nghiệm khảo sát diode

‒ Tiến hành thí nghiệm, thu thập dữ liệu theo

yêu cầu của câu Thảo luận 1

‒ Từ kết quả thí nghiệm, vẽ đồ thị I – U và trả

lời câu Thảo luận 2

‒ Thảo luận câu Luyện tập trang 20 SCĐ

‒ GV giải đáp thắc mắc của HS trong quá

trình thảo luận (nếu có)

‒ GV cần tiến hành kiểm tra các mạch điện

được lắp đặt trước khi HS đóng công tắc, tiến

hành thí nghiệm

‒ GV lần lượt mời đại diện 3 nhóm HS nêu

mục đích, giới thiệu dụng cụ và các bước tiến

hành thí nghiệm khảo sát diode

‒ GV yêu cầu các nhóm HS nộp báo cáo

thí nghiệm theo mẫu Bảng 3.1, Bảng 3.2 trang

20 SCĐ

‒ GV yêu cầu các nhóm HS nộp sản phẩm

đồ thị I – U đã vẽ và cử đại diện báo cáo

kết quả câu Thảo luận 2

‒ Lần lượt đại diện 3 nhóm HS báocáo:

+ Mục đích thí nghiệm+ Giới thiệu dụng cụ thí nghiệm+ Các bước tiến hành thí nghiệm

‒ Các nhóm HS nộp đồ thị I – U

và cử đại diện báo cáo kết quả câuThảo luận 2

Trang 32

‒ GV mời đại diện một nhóm HS báo cáo

kết quả thảo luận câu Luyện tập trang 20

SCĐ

‒ Kết quả câu Thảo luận 1 cần đạt:

Tham khảo Bảng 3.1, 3.2 trang 20 SCĐ

+ Khi phân cực ngược: diode không cho dòng

điện đi qua

+ Khi phân cực thuận: diode dẫn điện, ban

đầu cường độ dòng điện tăng chậm theo điện

áp; khi điện áp vượt qua một ngưỡng nhất

định thì cường độ dòng điện tăng rất nhanh

Như vậy, diode chỉ dẫn điện một chiều từ A

sang K

‒ Kết quả câu Luyện tập trang 20 SCĐ cần

đạt:

+ Trong Hình 3.4, diode phân cực thuận,

ampe kế được mắc nối tiếp với bộ gồm diode

và vôn kế mắc song song

+ Trong Hình 3.5, diode phân cực ngược,

ampe kế được mắc nối tiếp với diode và bộ

gồm hai dụng cụ này mắc song song với vôn

kế

Cách mắc ampe kế như vậy nhằm làm giảm

sai số trong phép đo cường độ dòng điện và

điện áp của diode

Khi diode được phân cực thuận (Hình 3.4),

cường độ dòng điện thuận qua diode lớn hơn

rất nhiều so với cường độ dòng điện qua vôn

kế (do điện trở của vôn kế có một giá trị lớn

hữu hạn nào đó chứ không phải lớn vô cùng

nên vẫn có dòng điện chạy qua nó), số chỉ của

‒ Đại diện một nhóm HS báo cáo kếtquả thảo luận câu Luyện tập trang

20 SCĐ Các nhóm HS khác nhậnxét và đánh giá

Trang 33

ampe kế xấp xỉ cường độ dòng điện thuận qua

diode và số chỉ của vôn kế đúng bằng điện áp

hai đầu của diode

Khi diode được phân cực ngược (Hình 3.5),

cường độ dòng điện ngược qua diode là rất nhỏ,

số chỉ của ampe kế đúng bằng cường độ

dòng điện ngược qua diode và số chỉ của

vôn kế xấp xỉ điện áp hai đầu diode (vì ampe

kế vẫn có một điện trở nhỏ nào đó nên có một

điện áp nhỏ ở hai đầu của nó)

Đường đặc trưng I – U của diode bán dẫn có dạng:

2 CHỈNH LƯU DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

Hoạt động 4: Tìm hiểu mạch chỉnh lưu nửa chu kì sử dụng diode và mạch chỉnh lưu cả chu kì sử dụng cầu chỉnh lưu

a) Mục tiêu: HS vẽ được mạch chỉnh lưu, đồ thị chỉnh lưu nửa chu kì sử dụng diode

và mạch chỉnh lưu cả chu kì sử dụng cầu chỉnh lưu

b) Nội dung: HS đọc SCĐ, thảo luận để vẽ mạch chỉnh lưu, đồ thị chỉnh lưu nửa chu kì

sử dụng diode và mạch chỉnh lưu cả chu kì sử dụng cầu chỉnh lưu

c) Sản phẩm: Mạch chỉnh lưu, đồ thị chỉnh lưu nửa chu kì sử dụng diode và mạch

chỉnh lưu cả chu kì sử dụng cầu chỉnh lưu

Trang 34

Trong hoạt động này, GV có thể triển khai dạy

học theo dự án GV yêu cầu HS thành lập

3 nhóm và giao mỗi nhóm thực hiện một dự

án, trong đó Dự án 1 và 2 HS có thể thực hiện

trước ở nhà, còn Dự án 3 HS thực hiện tại lớp

học

‒ Nhóm HS 1 thực hiện Dự án 1:

+ Vẽ mạch chỉnh lưu nửa chu kì sử dụng

diode và trả lời câu Thảo luận 3

+ Giới thiệu mô hình hoặc lắp mạch chỉnh lưu

nửa chu kì sử dụng diode trên bảng lắp đặt

mạch điện tử (nếu có thể)

+ Vẽ mạch chỉnh lưu cả chu kì sử dụng cầu

chỉnh lưu và trả lời câu Thảo luận 4

+ Giới thiệu mô hình hoặc lắp mạch chỉnh lưu

cả chu kì sử dụng cầu chỉnh lưu trên bảng lắp

đặt mạch điện tử (nếu có thể)

+ Đánh giá ưu và nhược điểm của mạch chỉnh

lưu nửa chu kì sử dụng diode và mạch chỉnh

lưu cả chu kì sử dụng cầu chỉnh lưu

+ Thảo luận câu Luyện tập trang 22 SCĐ

‒ GV giải đáp thắc mắc của HS trong quá

trình thảo luận (nếu có)

‒ GV có thể cung cấp các video mô phỏng

sau để hỗ trợ các nhóm thực hiện Dự án 1 và

2 trình chiếu khi báo cáo nguyên tắc hoạt

động của mạch chỉnh lưu nửa chu kì và mạch

chỉnh lưu cả chu kì:

+ Video mô phỏng mạch chỉnh lưu nửa chu

Trang 35

kì:

https://www.falstad.com/circuit/e-rectify.html

+ Video mô phỏng mạch chỉnh lưu cả chu kì:

https://www.falstad.com/circuit/e-fullrect.html

‒ GV lần lượt mời đại diện các nhóm HS báo

cáo kết quả thực hiện dự án

HS nghiên cứu SCĐ và trả lời tương tự nội

dung được trình bày tại trang 21 SCĐ

HS có thể sử dụng video mô phỏng sau để

minh hoạ cho câu trả lời:

https://www.falstad.com/circuit/e-rectify.html

dung được trình bày tại trang 22 SCĐ

HS có thể sử dụng video mô phỏng sau để

minh hoạ cho câu trả lời:

https://www.falstad.com/circuit/e-fullrect.html

dung được trình bày đầu trang 23 SCĐ

‒ Kết quả câu Luyện tập trang 22 SCĐ cần

của điện áp vào thì trạng thái

của điện áp ra lặp lại như cũ, do đó chu kì

biến thiên của điện áp ra là

v r

2

T T

Suy ra

Đại diện mỗi nhóm HS lần lượt báo cáo kết quả thực hiện dự án Các nhóm khác nhận xét, bổ sung(nếu có)

Trang 36

dụng cầu chỉnh lưu để dẫn dắt HS chốt lại các

kiến thức trọng tâm Đồng thời, GV cũng

nhấn mạnh trong thực tế mạch chỉnh lưu sử

dụng cầu chỉnh lưu được sử dụng rộng rãi hơn

do nó có độ ổn định cao hơn và hiệu suất

chuyển đổi năng lượng tốt hơn

Đồ thị điện áp vào uv (a) và điện áp ra ur (b)

theo thời gian của mạch chỉnh lưu

nửa chu kì

Đồ thị điện áp vào uv (a) và điện áp ra ur (b)theo thời gian của mạch chỉnh lưu

cả chu kì

Trang 37

So sánh đồ thị chỉnh lưu nửa chu kì và đồ thị chỉnh lưu cả chu kì:

‒ Đồ thị điện áp ra của mạch chỉnh lưu nửa chu kì có biên độ nhỏ hơn U0, chu kì bằng T.

‒ Đồ thị điện áp ra của mạch chỉnh lưu cả chu kì có biên độ nhỏ hơn U0, chu kì bằng

(Tham khảo mẫu mạch chỉnh lưu cả chu kì sử dụng cầu chỉnh lưu dùng đèn LED báo

hiệu tín hiệu ra: https://dcaclab.com/en/experiments/11985-full-wave-bridge-rectifier.)

‒ Làm các bài tập trong SCĐ

‒ Chuẩn bị bài mới trước khi lên lớp

Câu 1 Xét một diode bán dẫn có cấu tạo như hình bên dưới Điện cực X có tên gọi là

Câu 2 Đồ thị nào sau đây vẽ đúng đường đặc trưng I – U của một diode bán dẫn?

Câu 3 Mạch chỉnh lưu được sử dụng nhiều trên thực tế là

A mạch chỉnh lưu cả chu kì sử dụng cầu chỉnh lưu

B mạch chỉnh lưu nửa chu kì sử dụng một diode

C mạch chỉnh lưu hai nửa chu kì sử dụng hai diode

X

Trang 38

D mạch chỉnh lưu cả chu kì sử dụng sáu diode.

Câu 4 Đặt một điện áp xoay chiều có tần số 50 Hz vào một mạch chỉnh lưu Nội

dung nào sau đây là đúng?

A Nếu X là mạch chỉnh lưu nửa chu kì thì điện áp ra có độ gợn sóng nhỏ, tần số 50Hz

B Nếu X là mạch chỉnh lưu nửa chu kì thì điện áp ra có độ gợn sóng lớn, tần số 100Hz

C Nếu X là mạch chỉnh lưu cả chu kì thì điện áp ra có độ gợn sóng lớn, tần số 50 Hz

D Nếu X là mạch chỉnh lưu cả chu kì thì điện áp ra có độ gợn sóng nhỏ, tần số 100Hz

Câu 5 Hãy chọn Đ (Đúng) hoặc S (Sai) cho mỗi ý

a), b), c), d) bên dưới Hình bên là sơ đồ một mạch

điện tử Điện áp vào cấp cho mạch có biểu thức

v 220 2 cos 100

a) Đây là mạch chỉnh lưu nửa chu kì sử dụng diode

b) Dòng điện chạy qua tải R luôn có chiều từ M sang N.

c) Điện áp hiệu dụng đặt vào hai đầu tải R là 220 V.

d) Tần số của điện áp đặt vào điện trở R là 50 Hz.

Câu 6 Hãy chọn Đ (Đúng) hoặc S (Sai) cho mỗi ý a), b),

c), d) bên dưới Hình bên là sơ đồ một mạch điện tử Điện

áp vào cấp cho mạch có biểu thức uv 5 2 cos 100 t

(V)

a) Đây là mạch chỉnh lưu cả chu kì sử dụng cầu chỉnh lưu

b) Dòng điện qua tải R luôn có chiều từ N sang M.

Trang 39

b) Đ.

c) S

d) Đ

0,5 1,0 1,0

Chuyên đề 2:

MỘT SỐ ỨNG DỤNG VẬT LÍ TRONG CHẨN ĐOÁN

Y HỌC Bài 4 CHẨN ĐOÁN BẰNG SIÊU ÂM

I MỤC TIÊU

và chia sẻ ý tưởng của nội dung học tập

nhiều cách để giải quyết các tình huống thực tế

‒ Nhận thức vật lí: Nêu được sơ lược cách tạo sóng siêu âm, cách tạo ra hình ảnh

siêu âm các cấu trúc bên trong cơ thể

‒ Vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học: Từ tranh ảnh (tài liệu đa phương tiện), thảo

Trang 40

luận để đánh giá được vai trò của siêu âm trong đời sống và trong khoa học.

3 Phẩm chất

‒ Cẩn thận, chính xác khi thực hiện các phép đo và sử dụng các dụng cụ đo

‒ Ảnh chụp siêu âm của thai nhi trong bụng mẹ

‒ Video/hình ảnh cách tạo ra sóng siêu âm và hình ảnh siêu âm

‒ Hình minh họa kĩ thuật siêu âm kiểu A và kiểu B

‒ Giấy khổ A0/Laptop

a) Mục tiêu: HS hứng thú vào bài học mới.

b) Nội dung: Kĩ thuật siêu âm dựa trên tính chất nào của sóng? Làm thế nào siêu âm

tạo ra hình ảnh các cấu trúc bên trong cơ thể?

c) Sản phẩm: HS hứng thú tìm hiểu về kĩ thuật siêu âm.

GV trình chiếu ảnh chụp siêu âm của thai nhi

trong bụng mẹ (hoặc video ghi lại quá trình

siêu âm) và nêu vấn đề như phần mở đầu

trong SCĐ: Kĩ thuật siêu âm dựa trên tính

chất nào của sóng? Làm thế nào siêu âm tạo

ra hình ảnh các cấu trúc bên trong cơ thể?

HS quan sát hình ảnh/video hoặc đọcphần mở đầu trong SCĐ và dõi theo

sự dẫn dắt của GV

GV giải đáp các thắc mắc hoặc gợi ý (nếu có) HS suy nghĩ và tìm lời giải đáp các

câu hỏi của GV

– GV mời một vài HS trả lời các câu hỏi

đã nêu

Một vài HS trả lời câu hỏi Các HSkhác nhận xét và bổ sung (nếu có)

Tiêu đề	DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
Chuyên ngành	Vật Lý
Thể loại	Kế Hoạch Bài Dạy Chuyên Đề
Năm xuất bản	2024 - 2025

Định dạng
Số trang	120
Dung lượng	1,29 MB