Giáo án vật Lý 12 - Chơng trình chuẩn Ngày soạn: 05 / 10/ 2009 Chơng III Dòng điện xoay chiều Tiết 21 Đại cơng dòng điện xoay chiều I Mục tiêu Kiến thức - Phát biểu đợc định nghĩa dòng điện xoay chiều - Viết đợc biểu thức cờng độ tức thời dòng điện xoay chiều - Nêu đợc ví dụ đồ thị cờng độ dòng điện tức thời, đợc đồ thị đại lợng cờng độ dòng điện cực đại, chu kỳ - Giải thích tóm tắt nguyên tắc tạo dòng điện xoay chiều - Viết đợc biểu thức công suất tức thời dòng điện xoay chiều chạy qua điện trở - Phát biểu đợc định nghĩa viết đợc biểu thức cờng độ dòng điện hiệu dụng, điện áp hiệu dụng 2.Kỹ - Vận dụng đợc kiến thức cũ: Hiện tợng cảm ứng điện từ, dao động điều hoà để xây dựng kiến thức - dòng ®iƯn xoay chiỊu - VËn dơng kiÕn thøc tiÕp thu đợc để giải tập tính giá trị dòng điện xoay chiều Thái độ - Có thái độ nghiêm túc học tập nghiên cứu, hiểu đợc vai trò dòng điện xoau chiều cuéc sèng cuéc sèng II- ChuÈn bÞ * Giáo viên: - Soạn giáo án - Mô hình đơn giản máy phát điện xoay chiều * Học sinh: Ôn lại: Các khái niệm dòng điện không đổi, dòng điện biến thiên, định luật Jun; Các tính chất hàm điều hoà III phơng pháp: Dạy học nêu vấn đề, phát vấn gợi mở; giảng giải - phân tích IV- Tiến trình dạy Tổ chức: Lớp Ngày giảng Sĩ số 12 12 12 12 Kiểm tra ( Kết hợp ) Bài Hoạt động 1: Tìm hiểu nguyên tắc tạo dòng ®iƯn xoay chiỊu Ho¹t ®éng cđa häc sinh Ho¹t ®éng giáo viên Giáo án vật Lý 12 - Chơng trình chuẩn + Th¶o luận nhóm, vận dụng kiến thức cảm ứng điện từ để trả lời câu hỏi - Có từ thông biến đổi qua cuộn dây - Trong cuộn dây suất sđđ cảm ứng - Trong cuộn dây suất dòng điện cảm ứng + Hoạt động nhóm, xây dựng biểu thức dòng điện cảm ứng cuộn dây - VËn dơng c«ng thøc tÝnh tõ th«ng: Khi α = 0: Φ = NBS Khi α = ω t: = NBS.cos t - Suất điện động cảm øng cuén d©y: e= − ∆Φ = NBS ω sin t t - Dòng điện cảm ứng cuén d©y NBSω sin ω t = I0sin ω t R NÕu t¹i t0, α = ϕ : i = I0sin( ω t + ϕ ) i= + §V§: Khi cho mét cn d©y kÝn diƯn tÝch S, gåm N vòng dây, quay xung quanh trục cố định đồng phẳng với cuộnudây đặt vuông góc với từ trờng r B , cuộn dây suất điều ? Vấn đề đợc diễn theo quy trình nh ? HÃy phân tích ? + Giảng tiếp: Dòng điện cảm ứng có đặc điểm gì, ta tiếp tục nghiên cứu + Giao nhiệm vụ: HÃy xác định đặc điểm dòng điện cảm ứng cuộn r dây thời điểm ban đầu góc tạo n u r B : = ? Vµ α = ω t ? + Hỏi: Nhận xét đặc điểm từ thông biến đổi qua cuộn dây? Nó đà tạo cuộn dây điều ? + HÃy nhận xét dòng điện cảm ứng cuộn dây ? + Hỏi: Nếu t0, = ? + Khẳng định: Dòng điện có biểu thức nh gọi dòng điện xoay chiều + Kết luận dòng điện cảm ứng Hoạt động 2: Tìm hiểu khái niệm dòng điện xoay chiều Hoạt động học sinh Hoạt động giáo viên + Nêu định nghĩa dòng điện xoay chiều: PV: Thế dòng điện xoay chiều ? Là dòng điện có cờng độ biến thiên tuần + So sánh với phơng trình dao động hoàn theo thời gian theo quy luật hàm ? sin hay cosin + giới thiệu đồ thị cờng độ dòng ) i = I0cos( t + điện xoay chiều + Xác định đại lợng dòng điện + Yêu cầu HS xác định đại lợng xoay chiều biểu thức đồ thị dòng điện xoay chiều đồ thị + Trả lời C2, C3 + Yêu cầu HS trả lời câu hỏi C2, C3 ? Hoạt động 3: Giá trị hiệu dụng Hoạt động học sinh + Tính công suất tức thời điện trở R có i = I0.cos ω t ch¹y qua P = R.i2 = RI0cos2 ω t + Giá trị TB công suất P = RI0 cos t Hoạt động giáo viên +Giảng giải: Dòng điện xoay chiều chạy qua R có toả nhiệt R Nhiệt lợng điện tiêu thụ R + Hỏi: HÃy tính công suất tức thời tiêu thụ R ? nhận xét giá trị ? Giáo án vật Lý 12 - Chơng trình chuẩn Vậy công suất trung bình: + Hỏi: Theo em, điện tiêu thụ chu kỳ dòng điên phải lấy giá trị công suÊt ? P = P = R.I 02 Theo công suất dòng điện không đổi có cờng ®é I P = R.I2 NÕu ®Ỉt I2 = I 02 , Thì công suất tiêu thụ + Diễn gi¶ng: cos ωt = → cos ωt = 1 (1 − cos 2ωt ) = 2 R tạo dòng điện không đổi cờng độ I2 + Hái: NÕu cho I2 = , th× công I, công suất trung bình tiêu thụ R gây dòng điện xoay chiều có cờng độ I0 suất TB dòng xoay chiều công suất dòng điện không đổi có giá + Ghi nhận khái niệm cờng độ hiệu dụng; trị ? HiƯu ®iƯn thÕ hiƯu dơng, st ®iƯn ®éng hiƯu dụng I + Khẳng định: Giá trị I = giá trị hiệu dụng dòng điện xoay chiều Nó gây tác dụng ổn định liên tục mạch tiêu thụ + Chú ý: Các giá trị hiệu dụng đợc xác định số dụng cụ đo đợc ghi thiết bị điện Củng cố: - Nhắc lại nội dung học mục ghi SGK - Yêu cầu HS làm câu hỏi trắc nghiệm 3, 7, 8, SGK Dặn dò: Làm tập: 5, 6, 10 SGK Ngày soạn: 06 / 10/ 2009 Tiết 22 - 23 Các mạch điện xoay chiều Giáo án vật Lý 12 - Chơng tr×nh chuÈn I Mơc tiªu Kiến thức - Phát biểu đợc định luật Ôm đoạn mạch xoay chiều thuàn điện trở - Phát biểu đợc định luật Ôm đoạn mạch ®iƯn xoay chiỊu chØ chøa tơ ®iƯn - Ph¸t biĨu đợc tác dụng tụ điển mạch điện xoay chiều - Phát biểu đợc định luật Ôm đoan mạch xoay chiều có cuộn cảm - Phát biểu đợc tác dụng cuộn cảm mạch điện xoay chiều - Viết đợc công thức tính dung kháng cảm kháng Kỹ - Vận dụng kiến thức dòng điện xoay chiều, biểu thức định luật Ôm để xây dựng kiến thức - Vận dụng kiến thức tiếp thu đợc học để giải tập Thái độ - Có thái độ nghiêm túc học tập nghiên cứu, hiểu đợc vai trò dòng điện xoau chiều sống sống II- Chuẩn bị * Giáo viên: - Soạn giáo án * Học sinh: Ôn lại công thức tụ điện: q = C.u, i = động tự cảm: e = L dq suất điện dt di dt III phơng pháp: Dạy học nêu vấn đề, phát vấn gợi mở; giảng giải - phân tích IV- Tiến trình dạy Tổ chức: Lớp Ngày giảng Sĩ số 12 12 12 12 KiĨm tra ( KÕt hỵp giê ) Bài Hoạt động 1: Độ lệch pha dòng điện điện áp Hoạt động học sinh Hoạt động giáo viên + Trả lời câu hỏi: Điều kiện để có dòng + Hỏi: Điều kiện để có dòng điện điện chạy đoạn mạch: Phải có đoạn mạch ? điện áp đặt vào hai đầu đoạn mạch + Nếu đoạn mạch có dòng điện xoay chiều điện áp + Ghi nhận suất điện áp xoay chiều hai đầu đoạn mạch nh ? Giáo án vật Lý 12 - Chơng trình chuẩn hai đầu đoạn mạch, mạch có dòng điện xoay chiều + Diễn giảng: Nếu mạch có dòng điện xc i = I0cos t Thì điện áp tức thời hai đầu đoạn + Xác định đại lợng biểu thức tức mạch có dạng: thời điện áp u = U0 cos( t + ) + Yêu cầu HS xác định đại lợng + Xác định, u sím pha h¬n i, chËm biĨu thøc tøc thêi điện áp ? pha i, đồng pha với i + Khẳng định: Quan hệ pha u i phụ thuộc vào đặc tính mạch điện Hoạt động 2: Mạch điện xoay chiều có điện trở Hoạt động học sinh Hoạt động giáo viên + Thảo luận nhóm: + ĐVĐ: Đặt vào hai đầu mạch điện t đặt có điện trở R điện áp xc - Khi có điện ¸p xc: u = U cos u = U0cos ω t = U cos ω t vµo hai đầu R Tại thời điểm t, vận dụng định luật Yêu cầu HS vận dụng định luật Ôm u U cho đoạn mạch chứa R, xác định cờng cos t Ôm đợc: i = = độ dòng điện tức thời thời điểm t R R → i = I cos ω t ? Víi I = U R + Hái: TØ sè gi÷a U ? R + Hái: - H·y nhËn xÐt vÒ mối quan hệ pha i u ? - Mối quan hệ độ lớn i u? - So sánh với dòng điện chiều kim loại ? + Kết luận quan hệ i u Hoạt động 2: Mạch điện xoay chiều có tụ điện Hoạt động học sinh Hoạt động giáo viên + Tìm hiểu TN SGK 1/Tác dụng tụ điện dòng + Xác định tồn dòng điện xoay xoay chiều chiều dòng điện chiều đoạn + Yêu cầu HS đọc SGK, xác định mạch chứa tụ điện tồn dòng điện xoay chiều đoạn mạch chứa tụ điện ? + Tiếp nhận thông tin Thảo luận vấn đề + Diễn giảng lý dòng điện xoay sẩy mạch chiều tồn đoạn mạch chứa tụ t = U cos ω t - Khi cã u =U0cos ®iƯn t - Điện tích tụ: q = C.u =C U cos - Điện tích thay đổi theo thời gian Vậy có 2/ Khảo sát mạch điện xoay chiều có tụ điện dòng điện mạch Nếu mét thêi ∆q + Giao nhiƯm vơ: H·y lËp luận, điểm t điện tích tụ tăng lên lợng q đặt điện áp xc u =U0cos t = U Cờng độ dòng điện thời điểm t: i = ∆t cos ω t vµo hai b¶n cùc cđa tơ + Khi ∆t