GIÁO AN 12 NC C5

GV :Nguyễn Hữu Thảo Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2008 – 2009 Ngày soạn : Tiết : 42 I / MỤC TIÊU :  Nắm được khái niệm dòng điện xoay chiều và hiệu điện thế xoay chiều. Biết cách xác định độ lệch pha giữa dòng điện và hiệu điện thế xoay chiều theo biểu thức hoặc theo đồ thị biểu diễn chúng.  Hiểu các đặc điểm của đoạn mạch xoay chiều chỉ có điện trở thuần.  Nắm được các giá trị hiệu dụng và cách tính công suất tỏa nhiệt của dòng điện xoay chiều. II / CHUẨN BỊ : 1 / Giáo viên : − Dao động kí điện tử hai chùm tia. − Nguồn điện xoay chiều. − Một điện trở thuần và một đoạn mạch xoay chiều bất kì ( có thể gồm một điện trở thuần và một cuộn dây mắc nối tiếp ). 2 / Học sinh : Xem lại kiến thức hiện tượng cảm ứng điện từ. III / GỢI Ý VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY − HỌC : Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên NỘI DUNG Hoạt động 1 : HS : Quan sát mô hình hoặc hình vẽ 36.1 HS : Cho khung dây quay với vận tốc vừa phải để HS thấy kim vôn kế dao động sang phải rồi sang trái một cách tuần hoàn. HS :e = E 0 cos( ω t + o ϕ ) HS : T = π ω 2 , f = ω π2 Hoạt động 2 : HS : Có cùng tần số với lực cưỡng bức. HS : Dao động điện cưỡng bức trong mạch có cùng tần số với tần số dao động của nguồn. HS : u và i biến đổi điều hòa cùng tần số nhưng lệch pha với nhau. HS : u = U o cos( ω t + ϕ 1 ) GV : GV có thể dùng mô hình máy phát điện xoay chiều có nối với một vôn kế nhạy để minh họa cho nguyên tắc tạo suất điện động xoay chiều. GV : Theo định luật cảm ứng điện từ, trong khung dây xuất hiện một suất điện động xoay chiều được xác định như thế nào ? GV : GV yêu cầu HS nhắc lại các công thức tính chu kì và tần số của dao động điều hòa để vận dụng nó cho dao động điện. GV : Đặc điểm cơ bản của dao động cưỡng bức trong cơ học là gì ? GV : Dao động điện cưỡng bức trong mạch có đặc điểm gì ? GV : Hướng dẫn học sinh 1. Suất điện động xoay chiều Cho một khung dây có diện tích S quay đều với vận tốc góc ω quanh một trục vuông góc với các đường sức của một từ trường đều có cảm ứng từ. Theo định luật cảm ứng điện từ, suất điện động biến đổi điều hòa theo thời gian : e = E o cos( ω t + o ϕ ) (36.1) Đó là suất điện động xoay chiều, chu kì và tần số biến đổi của suất điện động T = π ω 2 , f = ω π2 2. Hiệu điện thế xoay chiều. Dòng điện xoay chiều u = U o cos( ω t + ϕ 1 ) (36.2) i = I o cos( ω t + ϕ 2 ) (36.3) Hiệu điện thế biến đổi điều hòa theo thời gian gọi là hiệu điện thế xoay chiều. Dòng điện có cường độ biến đổi điều hòa theo thời gian gọi là dòng điện xoay chiều. Độ lệch pha của hiệu điện thế xoay chiều đối với dòng điện xoay chiều 90 CHƯƠNG V: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU BÀI 26: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU VẬT DẪN CÓ ĐIỆN TRỞ THUẦN TRONG MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU GV :Nguyễn Hữu Thảo Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2008 – 2009 i = I o cos( ω t + ϕ 2 ) HS : Giá trị dương của dòng điện chính là chiều tính hiệu điện thế. HS : Nêu định nghĩa hiệu điện thế xoay chiều. HS : Nêu định nghĩa cường độ dòng điện xoay chiều. HS : Vẽ u và ϕ 1 HS : Vẽ i và ϕ 2 HS : Vẽ góc ϕ HS : ϕ = ϕ −ϕ 1 2 Hoạt động 3 : HS : I = U R HS : u = U o cos ω t HS: i= o o U u cos( t) I .cos( t) R R = ω = ω HS : Cùng pha HS : I o = o U R Hoạt động 4 : HS : i = I 0 cos ω t HS :p=Ri 2 = R 2 o I .cos ( t)ω 2 HS : o o RI RI p cos(2 t)= + ω 2 2 2 2 HS : Một không đổi và một biến đổi điều hòa quan sát hình ảnh bằng dao động kí hoặc quan sát đồ thị. GV : Viết biểu thức hiệu điện thế và cường độ dòng điện xoay chiều ? GV : Về biểu thức của dòng điện và hiệu điện thế, cần cho HS thấy rõ các đại lượng tức thời là các giá trị đại số được viết theo một quy ước dấu cụ thể. GV : Hiệu điện thế xoay chiều là gì ? GV : Cường độ dòng điện xoay chiều là gì GV : Hướng dẫn vẽ giãn đồ vectơ biểu diễn u và I trên cùng một hệ trục từ đó rèn luyện HS tìm độ lệch pha giữa dòng điện và hiệu điện thế. GV : Độ lệch pha ϕ được xác định như thế nào ? GV : Viết biểu thức định luật Ohm cho đoạn mạch có R đối với dòng điện một chiều ? GV : Viết biểu thức hiệu điện thế xoay chiều ở hai đầu đoạn mạch chứa R ? GV : Trong từng khoảng thời gian rất nhỏ, hiệu điện thế và cường độ dòng điện coi như không đổi, ta có thể áp dụng định luật Ohm như đối với dòng điện không đổi ? GV : Dòng điện trên điện trở thuần R biến thiên như thế nào so với hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch ? GV : Biên độ được xác định như thế nào ? GV : Viết biểu thức cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch là ϕ = ϕ −ϕ 1 2 3. Đoạn mạch chỉ có điện trở thuần . Hình 36.3 Đoạn mạch chỉ có điện trở thuần Đặt một hiệu điện thế xoay chiều u = U o cos ω t vào hai đầu đoạn mạch chỉ có một điện trở thuần R. Áp dụng định luật Ôm i= o o U u cos( t) I .cos( t) R R = ω = ω Như vậy, dòng điện trên điện trở thuần biến thiên đồng pha với hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch và có biên độ xác định bởi : I o = o U R (36.4) Hình 36.4 Giản đồ vectơ cho đoạn mạch chỉ có điện trở thuần 4. Các giá trị hiệu dụng Cho dòng điện xoay chiều có cường độ i = I o cosωt chạy qua đoạn mạch chỉ có điện trở thuần R. Công suất tỏa nhiệt tức thời có biểu thức : p= Ri 2 = R 2 o I .cos ( t)ω 2 o o RI RI p cos(2 t)= + ω 2 2 2 2 Công suất tỏa nhiệt trung bình của dòng điện trong thời gian τ là P = o RI 2 2 (36.5) Nhiệt lượng tỏa ra trong thời gian t là : Q = o RI .t 2 2 Cho dòng điện không đổi cường độ I chạy qua điện trở nói trên trong 91 GV :Nguyễn Hữu Thảo Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2008 – 2009 theo thời gian. HS : P = o RI 2 2 HS : I = o I 2 HS : Nêu định nghĩa. có điện trở thuần R ? GV : Viết biểu thức công suất tỏa nhiệt tức thời ? GV : Hướng dẫn học sinh biến đổi biểu thức ? GV : Nêu nhận xét đặc điểm 2 số hạng trên ? GV : Công suất tỏa nhiệt trung bình của dòng điện trong thời gian τ ? GV : Hướng dẫn học sinh đi tới biểu thức cường độ dòng điện hiệu dụng ? GV : Định nghĩa cường độ dòng điện hiệu dụng ? GV : Giới thiệu ampere kế và volt kế ? cùng thời gian τ sao cho nhiệt lượng tỏa ra cũng bằng Q, nghĩa là Q = RI 2 t (36.6) I = o I 2 (36.7) Cường độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều bằng cường độ của một dòng điện không đổi, mà khi cho hai dòng điện đó lần lượng đi qua cùng một điện trở trong những khoảng thời gian bằng nhau đủ dài thì tỏa ra những nhiệt lượng bằng nhau. Tương tự suất điện động hiệu dụng E = o E 2 (36.8) Và hiệu điện thế hiệu dụng U = o U 2 (36.9) IV / CỦNG CỐ VÀ DẶN DÒ : Trả lời câu hỏi 1, 2, 3 và làm bài tập 1, 2 V: RÚT KINH NGHIỆM ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 92 GV :Nguyễn Hữu Thảo Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2008 – 2009 Ngày soạn : Tiết : 43 + 44 I / MỤC TIÊU :  Hiểu các tác dụng của tụ điện trong mạch điện xoay chiều.  Nắm được khái niệm dung kháng. Biết cách tính dung kháng và vẽ giản đồ vectơ cho đoạn mạch chỉ có tụ điện.  Hiểu các tác dụng của cuộn cảm trong mạch điện xoay chiều.  Nắm được khái niệm cảm kháng. Biết cách tính cảm kháng và vẽ giản đồ vectơ cho đoạn mạch chỉ có cuộn cảm thuần II / CHUẨN BỊ : Nên chuẩn bị tụ có dung kháng cùng bậc độ lớn với điện trở của đèn để dễ quan sát hiện tượng đèn sáng lên khi thay tụ bởi dây dẫn. Nếu không có dao động kí hai chùm tia thì GV cần vẽ trước đồ thị biểu diễn hiệu điện thế và cường độ dòng điện qua tụ theo thời gian trên giấy to hoặc trên bảng. Cuộn dây, khóa K, bóng đèn, nguồn điện xoay chiều, dao động ký điện tử III / GỢI Ý VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY – HỌC : Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên NỘI DUNG Hoạt động 1 : HS : Học sinh mắc mạch điện. HS : Đèn sáng. HS : Dòng điện. HS : Sáng hơn. HS : Tụ điện có tác dụng cản trở đối với dòng điện xoay chiều. HS : u và i biến thiên điều hòa cùng tần số và lệch pha π/2 đối với hiệu điện thế. Hoạt động 2 : HS : u = U o sin ω t HS : q = Cu = CU o sin ω t . HS: i= o d (CU sin t) dt ω = C o U cos tω ω GV : Hướng dẫn học sinh cách mắc sơ đồ như hình 38.1 GV : Sau khi đóng khóa K ta thấy đèn như thế nào ? GV : Hiện tượng này chứng tỏ trong mạch xuất hiện cái gì ? GV : Nếu tụ điện bằng dây dẫn thì độ sáng của đèn như thế nào ? GV : Hiện tượng này chứng tỏ điều gì ? GV : Hướg dẫn học sinh quan sát dao động ký điện tử ? GV : Viết biểu thức hiệu điện thế giữa hai bản của tụ điện ? GV : Viết biểu thức điện tích tức thời trên bản của tụ điện nối vào điểm M ? GV : Với quy ước : u > 0 nếu điện thế của điểm M lớn hơn điện thế của điểm N, i > 0 nếu dòng điện chạy từ M đến N. Hãy tìm biểu thức của cường I . Đoạn mạch xoay chiều chỉ có tụ điện 1. Thí nghiệm Hình 38.1 Sơ đồ thí nghiệm nghiên cứu tác dụng của tụ điện trong mạch điện xoay chiều 2. Giá trị tức thời của cường độ dòng điện và hiệu điện thế Giả sử giữa hai bản tụ điện M và N có hiệu điện thế xoay chiều : u = U o sin ω t (38.1) Điện tích trên bản M ở thời điểm t là : q = Cu = CU o sin ω t . Quy ước chiều dương của dòng điện là chiều từ A tới B thì i = dq dt do đó : i = o d (CU sin t) dt ω = C o U cos tω ω hay i = o I cos tω (38.2) 93 BÀI 27: MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CHỈ CÓ TỤ ĐIỆN ,CUỘN CẢM GV :Nguyễn Hữu Thảo Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2008 – 2009 Hayi= o I cos tω (38.2) Với I o = ωCU o là biên độ của dòng điện qua tụ điện. HS : u=U o sin ω t = U o cos ( t ) π ω − 2 HS : π 2 Hoạt động 3 : HS : Bằng 0 HS : − π 2 HS : Học sinh tự vẽ giãn đồ vectơ. Hoạt động 4 : HS : Giống nhau. HS : R HS : Cản trở dòng điện độ dòng điện trong mạch ? GV : Hướng dẫn học sinh biến đổi biểu thức hiệu điện thế giữa 2 bản của tụ điện ? GV : So sánh pha của u và i ? GV : Tại thời điểm t = 0, vectơ quay I r biểu diễn cường độ dòng điện i = I o cosωt hợp với trục Ox một góc bao nhiêu ? GV : Tại thời điểm t = 0, vectơ quay C U r biểu diễn hiệu điện thế u = U o cos( ω t - π 2 ) hợp với trục Ox một góc bao nhiêu ? GV : Em hãy so sánh biểu thức định luật Ôm cho đoạn mạch một chiều chỉ có điện trở R ? GV : Vai trò của Z C giống đại lượng nào ? GV : Nêu ý nghĩa của Z C ? với I o = ω CU o là biên độ của dòng điện qua tụ điện. Vì u = U o sin ω t.= U o cos ( t ) π ω − 2 nên ta thấy dòng điện qua tụ điện sớm pha π 2 đối với hiệu điện thế. 3. Giản đồ vectơ Như vậy, trên giản đồ vectơ cho đoạn mạch chỉ có tụ điện, vectơ U r lập với vectơ I r một góc π 2 theo chiều âm (xem Hình 38.4) Hình 38.4 Giản đồ vectơ cho đoạn mạch chỉ có tụ điện và pha ban đầu của dòng điện bằng không 4. Định luật Ôm cho đoạn mạch có tụ điện. Dung kháng. Chia hai vế của biểu thức I o = ω CU o cho 2 ta có : I = ωU Nếu đặt Z C = Cω 1 (38.3) Thì : I = C U Z (38.4) Đối với dòng điện xoay chiều tần số góc ω, đại lượng Z C giữ vai trò tương tự như điện trở đối với dòng điện không đổi và được gọi là dung kháng của tụ điện. Đơn vị của dung kháng cũng là đơn vị của điện trở 94 GV :Nguyễn Hữu Thảo Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2008 – 2009 Hoạt động 5 : HS : Quan sát thí nghiệm. HS : Không đổi. HS : Đèn sáng hơn rõ rệt so với khi mở khóa K. HS : Cuộn cảm có tác dụng cản trở dòng điện. Hoạt động 6 : HS : Quan sát thí nghiệm HS : i = I o cos ω t HS: e=−L di dt = ω LI o sin ω t HS : u = i.R AB – e HS : u = U o cos( ω t + π 2 ) HS : π 2 Hoạt động 7 : HS : Bằng O HS : Bằng π 2 HS : Học sinh tự vẽ giản đồ vectơ. Hoạt động 8 : HS : Giống nhau GV : Hướng dẫn học sinh cách mắc sơ đồ như hình 39.1 GV : Nếu mắc A, B với nguồn điện một chiều thì sau khi đóng hay mở khóa K ta thấy độ sáng của đèn như thế nào ? GV : Nếu mắc A, B với nguồn điện xoay chiều thì sau khi đóng hay mở khóa K ta thấy độ sáng của đèn như thế nào ? GV : Hiện tượng này chứng tỏ điều gì ? GV : Hướg dẫn học sinh quan sát dao động ký điện tử ? GV : Viết biểu thức dòng điện xoay chiều chạy qua cuộn dây thuần cảm ? GV : Viết biểu thức suất điện động cảm ứng xuất hiện trong cuộn cảm ? GV : Với quy ước : chiều dương của dòng điện của dòng điện là chiều chạy từ A đến B. Hãy tìm biểu thức của hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn dây ? GV : Hướng dẫn học sinh biến đổi biểu thức hiệu điện thế giữa 2 bản của cuộn dây GV : So sánh pha của u và i ? GV : Tại thời điểm t = 0, vectơ quay I r biểu diễn cường độ dòng điện i = I o cosωt hợp với trục Ox một góc bao nhiêu ? GV : Tại thời điểm t = 0, vectơ quay U r biểu diễn hiệu điện thế u = U o cos( ω t + π 2 )hợp với trục Ox một góc bao nhiêu ? II. Đoạn mạch xoay chiều chỉ có cuộn cảm . 1. Thí nghiệm Hình 39.1 Sơ đồ thí nghiệm khảo sát tác dụng của cuộn cảm trong mạch điện 2. Giá trị tức thời của cường độ dòng điện và hiệu điện thế Giả sử có một dòng điện xoay chiều cường độ : i = I o cos ω t (39.1) chạy qua cuộn cảm thuần có độ tự cảm L, cuộn cảm một suất điện cảm ứng e = -L di dt = ω LI o sin ω t Hiệu điện thế giữa hai điểm A và B là : u = i.R AB – e Ở đây R AB là điện trở của đoạn mạch, có giá trị bằng không nên : u = -e = - ω LI O sin ω t u = U o cos( ω t + π 2 ) (39.2) với U o = ω LI o Dòng điện qua cuộn cảm thuần biến thiên điều hòa cùng tần số nhưng trễ pha π 2 đối với hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn cảm. 3. Giản đồ vectơ Như vậy, trong giản đồ vectơ vẽ cho đoạn mạch chỉ có cuộn cảm thuần, U r lập với I r một góc π 2 theo chiều dương. 95 GV :Nguyễn Hữu Thảo Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2008 – 2009 HS : Cản trở dòng điện. GV : Em hãy so sánh biểu thức định luật Ôm cho đoạn mạch một chiều chỉ có điện trở R ? GV : Vai trò của Z L giống đại lượng nào ? GV : Nêu ý nghĩa của Z L ? Hình 39.4 Giản đồ vectơ cho đoạn mạch chỉ có cuộn cảm thuần và pha ban đầu của dòng điện bằng không. 4. Định luật Ôm cho đoạn mạch chỉ có cuộn cảm thuần. Cảm kháng. Chia hai vế của biểu thức U o = ωLI o cho 2 ta có U = ω LI. Nếu đặt Z L = ω L (39.3) Thì I = L U Z (39.4) Đối với dòng điện xoay chiều tần số góc ω, đại lượng Z L = ω L đóng vai trò tương tự như điện trở đối với dòng điện không đổi và được gọi là cảm kháng. Đơn vị của cảm kháng cũng là đơn vị của điện trở. IV / CỦNG CỐ VÀ DẶN DÒ : Trả lời câu hỏi 1, 2, và làm bài tập 1, 2,3,4,5 V: RÚT KINH NGHIỆM ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 96 GV :Nguyễn Hữu Thảo Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2008 – 2009 Ngày soạn : Tiết : 45 + 46 I / MỤC TIÊU :  Biết cách vẽ và dùng giản đồ vectơ để nghiên cứu đoạn mạch RLC nối tiếp.  Nắm được quan hệ giữa hiệu điện thế với cường độ dòng điện, biết cách tính tổng trở Z, độ lệch pha ϕ của đoạn mạch RLC nối tiếp.  Nắm được hiện tượng và điều kiện để xảy ra cộng hưởng. II / CHUẨN BỊ : 1 / Giáo viên : Cuộn dây, điện trở, tụ điện, nguồn điện xoay chiều. 2 / Học sinh : Xem lại giản đồ vectơ của các bài 36 + 37 + 38 + 39 II / GỢI Ý VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY – HỌC : Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên NỘI DUNG Hoạt động 1 : HS : Học sinh tự mắc sơ đồ mạch điện. HS : U = U 1 + U 2 + U 3 HS : u = u R + u L + u C HS : i = I o cos ω t HS : u R = U OR cos ω t u L = U OL cos( ω t + π 2 ) u C = U OC cos( ω t - π 2 ) HS : Cùng tần số ω với các biểu thức hiệu thế thành phần. Hoạt động 2 : HS : Bằng 0 HS : Bằng 0 HS : Bằng π 2 HS : Bằng − π 2 HS : Học sinh sử dụng quy tắc hình bình hành GV : Hướng dẫn học sinh cách mắc sơ đồ mạch điện 40.1 ? GV : Viết công thức hiệu điện thế của mạch điện một chiều mắc nối tiếp ? GV : Giáo viên cho biết các công thức đó vẫn đúng cho các giá trị tức thời của mạch điện xoay chiều ? GV : Viết biểu thức cường độ dòng điện qua mạch ? GV : Viết biểu thức hiệu điện thế ở hai đầu mỗi dụng cụ ? GV : Hiệu điện thế ở 2 đầu đoạn mạch biến thiên điều hòa với tần số bao nhiêu ? GV : Tại thời điểm t = 0, vectơ quay I r biểu diễn cường độ dòng điện i = I o cos ω t hợp với trục Ox một góc bao nhiêu ? GV : Tại thời điểm t = 0, vectơ quay R L C U , U ,U r r r biểu diễn các hiệu điện thế u R , u L , u C , hợp với trục Ox một góc 1. Các giá trị tức thời trên từng phần của đoạn mạch Xét đoạn mạch gồm một điện trở thuần R, một cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và một tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp. Hình 40.1 Sơ đồ đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp Giả sử cường độ dòng điện trong đoạn mạch có biểu thức i = I o cosωt. Biểu thức của các hiệu điện thế tức thời : u R = U OR cos ω t u L = ωLI o cos( ω t + π 2 ) = U OL cos( ω t + π 2 ) u C = U OC cos( ω t - π 2 ) Hiệu điện thế tức thời giữa hai đầu A, B là : u = u R + u L + u C (40.1) 97 BÀI 28: MẠCH R,L,C MẮC NỐI TIẾP- CỘNG HƯỞNG ĐIỆN GV :Nguyễn Hữu Thảo Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2008 – 2009 để vẽ. Hoạt động 3 : HS : U = R L C U (U U )+ − 2 2 HS : Z = L C R (Z Z )+ − 2 2 HS : Giống nhau. HS : R HS : Cản trở dòng điện. Hoạt động 4 : HS : tgϕ = L C Z Z R − HS : u nhanh pha so với i một góc ϕ HS : u chậm pha so với i một góc ϕ Hoạt động 5 : HS : Z L - Z C = 0 bao nhiêu ? GV : Hướng dẫn học sinh vẽ vectơ hiệu điện thế U AB giữa hai đầu đoạn mạch ? GV : Hướng dẫn học sinh tìm biểu thức xác định hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch ? GV : Hướng dẫn học sinh thành lập biểu tổng trở của đoạn mạch ? GV : Em hãy so sánh biểu thức định luật Ôm cho đoạn mạch một chiều chỉ có điện trở R ? GV : Vai trò của Z AB giống đại lượng nào ? GV : Nêu ý nghĩa của Z ? GV : Hướng dẫn học sinh tìm biểu thức xác định độ lệch pha giữa hai đầu đoạn mạch ? GV : Nếu đoạn mạch có tính cảm kháng, nêu mối quan hệ giữa u và i ? GV : Nếu đoạn mạch có tính dung kháng, nêu mối quan hệ giữa u và i ? 2. Giản đồ vectơ. Quan hệ giữa cường độ dòng điện và hiệu điện thế a) Giản đồ vectơ Hình 40.2 Giản đồ vectơ vẽ theo quy tắc hình bình hành b) Định luật Ôm cho đoạn mạch RLC nối tiếp. Tổng trở. U o = oR oL oC U (U U )+ − 2 2 (40.3) Chia hai vế của công thức 40.3 cho 2 U = R L C U (U U )+ − 2 2 (40.4) Thay U = IR; U L = I.Z L ; U C = I.Z C vào công thức (40.4), ta tìm được cường độ dòng điện hiệu dụng : I = U Z Với Z = L C R (Z Z )+ − 2 2 (40.5) Đối với dòng điện xoay chiều tần số góc ω, đại lượng Z đóng vai trò tương tự như điện trở đối với dòng điện không đổi và được gọi là tổng trở của đoạn mạch. c) Độ lệch pha của hiệu điện thế so với dòng điện. tgϕ = L C Z Z R − (40.7) Nếu đoạn mạch có tính cảm kháng thì ϕ > 0, dòng điện trễ pha đối với hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch. Nếu đoạn mạch có tính dung kháng, thì ϕ < 0, dòng điện sớm pha đối với hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch. 3. Cộng hưởng điện Nếu giữ nguyên giá trị của hiệu điện thế hiệu dụng U giữa hai đầu đoạn mạch và thay đổi tần số góc ω đến một giá 98 GV :Nguyễn Hữu Thảo Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2008 – 2009 HS : Z min = R. HS : I max = U R HS : Có biên độ bằng nhau. HS : Bằng hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch. HS : Đồng pha HS : Quan sát đồ thị HS : Điện trở lớn HS : Điện trở nhỏ. HS : Xem sách giáo khoa GV : Nếu giữ nguyên giá trị của hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch và thay đổi tần số góc ω đến một giá trị sao cho cảm kháng bằng dung kháng ? GV : Tổng trở của đoạn mạch có giá trị như thế nào ? GV : Cường độ dòng điện hiệu dụng của đoạn mạch có giá trị như thế nào ? GV : Hiệu điện thế tức thời giữa hai bản tụ điện và hai đầu cuộn cảm có đặc điểm gì ? GV : Hiệu điện thế ở hai đầu R có đặc điểm gì ? GV : Pha của u và I biến đổi như thế nào ? GV : Giới thiệu đồ thị 40.4 GV : Đặc điểm của đường 1 GV : Giới thiệu ý nghĩa vật lý của đường cong cộng hưởng ? trị sao cho Z L - Z C = 0thì có hiện tượng đặc biệt xảy ra trong mạch, gọi là hiện tượng cộng hưởng điện. - Tổng trở của đoạn mạch đạt giá trị cực tiểu : Z min = R. - Cường độ hiệu dụng dòng điện trong mạch đạt giá trị cực đại : I max = U R Hiệu điện thế trên điện trở R bằng hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch. - Dòng điện biến đổi đồng pha với hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch. ω = LC 1 (40.8) IV / CỦNG CỐ VÀ DẶN DÒ : Trả lời câu hỏi 1, 2, 3 và làm bài tập 1, 2,3,4 V: RÚT KINH NGHIỆM 99 [...]... u và i : tan ϕ = ZL − ZC = 0 ⇒ ϕ =0 R Trong mạch có cộng hưởng vì ZL = Z ω c)Chọn trục 0x nằm ngang là H: Để biểu diễn các vec tơ ta phải làm thế nào ? hãy nêu cách vẽ ? trục dòng điện GV :Nguyễn Hữu Thảo Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2008 – 2009 101 15ph 2 = 4 2 (A) U0R = I0 R = 4 2 30 = 170 V U0L = I0 ZL = 4 2 62,8 = 355,25 V Ta có : I0 = I U0C = I0 ZC = 355,25 V U0 = U 2 = 120 2 = 170... ϕ=− < 0 4 R π i nhanh pha hơn u một góc 4 π π ⇒ i = 2 cos(100π t + + ) (A) 3 4 63,5 π − ZC + tan ϕ MB = = - 2 ⇒ ϕ = - 63,50 = 180 R 63,5 π uMB trễ pha hơn i là 180 b)tan ϕ AB = U0MB = I0 R 2 + Zc 2 = 316 V Vậy u = 316 cos (100 π t + 1,83 - 63,5 π ) 180 Gv: Gọi học sinh lên bảng giải bài tập 2 – gọi học sinh khác nhận xét GV :Nguyễn Hữu Thảo = 316 cos ( 100 π t + 0,722 ) Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm... tính trong thời gian t trị trung bình của từng số hạng trong vế = T và tính trong HS : Bằng 0 phải của biểu thức (41.1) Số hạng thứ thời gian t >> T ? nhất khơng phụ thuộc thời gian nên sau GV : Giá trị trung HS : P = UIcosϕ khi lấy trung bình vẫn có giá trị khơng bình của số hạng thứ nhất trong biểu đổi, đó là UIcosϕ Số hạng thứ hai là hàm Hoạt động 3 : tuần hồn dạng sin của thời gian với chu thức ?... stato là nam châm đặt cố định, rơto là khung dây quay quanh một trục trong từ trường tạo bởi stato Để dẫn dòng điện ra mạch ngồi, người ta dùng hai vành khun đặt đồng trục và cùng quay với khung dây (Hình 42.1) Mỗi vành khun có một thanh qt tì vào Khi khung dây quay, hai vành khun trượt trên hai thanh qt, dòng điện truyền từ khung dây qua hai thanh qt ra ngồi Các máy hoạt động theo cách thứ hai có rơto... 50 Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2008 – 2009 108 BÀI 31 ĐỘNG CƠ KHƠNG ĐỒNG BỘ BA PHA HỆ SỐ CƠNG SUẤT I / MỤC TIÊU :  Hiểu thế nào là từ trường quay và cách tạo ra từ trường quay nhờ dòng điện ba pha  Hiểu ngun tắc cấu tạo và hoạt động của động cơ khơng đồng bộ ba pha II / CHUẨN BỊ : 1 / Giáo viên : Nam châm chữ U, kim nam châm, khung dây quay, các bộ phận của động cơ khơng đồng bộ ba pha Tranh... điện trường quay Hoạt động 3 : HS : Bố trí lệch nhau 1/3 Hoạt động của giáo viên GV : Khi quay một nam châm quanh một trục, từ trường do nam châm gây ra có đặc điểm gì ? GV : Nếu đặt giữa hai cực của nam châm hình chữ U đang quay đều một kim nam châm thì kim nam châm sẽ như thế nào ? GV : Nếu đặt giữa hai cực của nam châm hình chữ U đang quay đều một khung dây dẫn kín thì kim nam châm sẽ như thế nào GV... đặt các thanh kim loại Hai đầu mỗi thanh được nối vào các vành kim loại tạo thành một chiếc lồng Lồng này cách điện với lõi thép và có tác dụng như nhiều khung dây đồng trục lệch nhau HS : Có vận tốc góc bằng tần số góc của dòng điện HS : Tác dụng lên các khung dây ở rơto các momen lực làm rơto quay với vận tốc nhỏ hơn vận tốc quay của từ trường HS : Để làm quay các máy khác Giáo án Vật Lý 12 nâng cao... mỏng ghép lại Trong các rãnh xẻ ở mặt ngồi rơto có đặt các thanh kim loại Hai đầu mỗi thanh được nối vào các vành kim loại tạo thành một chiếc lồng (Hình 43.4) Lồng này cách điện với lõi thép và có tác dụng như nhiều khung dây đồng trục lệch nhau Rơto nói trên được gọi là rơto lồng sóc GV :Nguyễn Hữu Thảo Ngày soạn : Tiết : 51 Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2008 – 2009 110 BÀI 32 MÁY BIẾN THẾ... dùng để tăng hoặc HS : Quan sát hiện quan sát các loại máy giảm hiệu điện thế xoay chiều mà khơng làm vật, mơ hình hoặc biến thế thường dùng thay đổi tần số của nó bằng tranh ảnh trong đời sống hoặc a) Cấu tạo và ngun tắc hoạt động trong kĩ thuật bằng hiện Máy biến thế gồm hai cuộn dây có số vật, mơ hình hoặc bằng vòng khác nhau quấn trên một lõi sắt kín Lõi HS : Hai vòng dây tranh ảnh thường làm bằng... Ngày soạn : Tiết : 49 Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2008 – 2009 105 BÀI 30: MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU HỆ SỐ CƠNG SUẤT I / MỤC TIÊU :  Hiểu ngun tắc hoạt động của các máy phát điện xoay chiều  Nắm được cấu tạo của máy phát điện xoay chiều một pha và ba pha  Biết vận dụng các cơng thức để tính tần số và suất điện động của máy phát điện xoay chiều II / CHUẨN BỊ : 1 / Giáo viên : Mơ hình máy . Hoạt động của giáo viên NỘI DUNG Hoạt động 1 : HS : Quan sát mô hình hoặc hình vẽ 36.1 HS : Cho khung dây quay với vận tốc vừa phải để HS thấy kim vôn kế dao động sang phải rồi sang trái một. thời gian τ là P = o RI 2 2 (36.5) Nhiệt lượng tỏa ra trong thời gian t là : Q = o RI .t 2 2 Cho dòng điện không đổi cường độ I chạy qua điện trở nói trên trong 91 GV :Nguyễn Hữu Thảo Giáo. dung kháng cũng là đơn vị của điện trở 94 GV :Nguyễn Hữu Thảo Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2008 – 2009 Hoạt động 5 : HS : Quan sát thí nghiệm. HS : Không đổi. HS : Đèn sáng hơn rõ rệt