Giáo án Vật lý 12 nâng cao - TIẾT 43: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CHỈ CÓ ĐIỆN TRỞ THUẦN I. MỤC TIÊU BÀI HỌC: 1.Kiến thức -Biết dòng điện xoay chiều có đặc điểm là hiệu điện thế và cường độ dòng điện biến đổi theo thời gian với hàm số dạng sin. -Hiểu rõ sự đồng pha giữa hiệu điện thế với cường độ dòng điện trong đoạn mạch chỉ có điện trở thuần. -Biết cách biểu diễn sự đồng pha ấy bằng giản đồ vectơ. -Hiểu ý nghĩa của các giá trị hiệu dụng và cách tính nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở thuần. 2.Kỹ năng Đồ dùng dạy học - Dao động kí điện tử hai chùm tia và các phụ kiện. Chú ý nơi đặt máy để HS dễ quan sát. - Bộ dụng cụ thí nghiệm tương tự như đã trình bày trong SGK. Điện trở thuần, vôn kế, ampe kế, nguồn điện xoay chiều, ngắt điện và các dây nối II. CHUẨN BỊ: 1. Giáo viên: -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. 2. Học sinh: -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 ). III. KIỂM TRA BÀI CŨ: IV. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC : HĐ CỦA GIÁO VIÊN HĐ CỦA HỌC SINH NỘI DUNG -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. -Theo định luật cảm ứng điện từ, trong khung dây xuất hiện một suất điện động xoay chiều được xác - Đọc SGK theo HD - Thảo luận nhóm - Trình bày - Nhận xét bạn 1. Suất điện động xoay chiều -Cho một khung dây có diện tích S quay đều với vận tốc góc quanh một trục vuông góc với các đường sức của một từ trường đều có cảm ứng từ B ur . Theo định luật cảm ứng điện từ, suất điện động biến đổi điều hòa theo thời gian : e = E o cos(t + o ) (36.1) -Đó là suất điện động xoay định như thế nào ? -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. -Đặc điểm cơ bản của dao động cưỡng bức trong cơ học là gì ? -Dao động điện cưỡng bức trong mạch có đặc điểm gì ? -Hướng dẫn học - Đọc SGK theo HD - Thảo luận nhóm - Trình bày về cường độ dòng điện và hiệu điện thế xoay chiều. - Nhận xét bạn chiều, chu kì và tần số biến đổi của suất điện động T = 2 , f = 2 2. Hiệu điện thế xoay chiều. Dòng điện xoay chiều u = U o cos(t + 1 ) (36.2) i = I o cos(t + 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 là = 1 - 2 sinh 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 ? -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. -Hiệu điện thế xoay chiều là gì ? -Cường độ dòng - Trả lời câu hỏi C1. - Trả lời câu hỏi C2. - Đọc SGK theo HD - Thảo luận nhóm - Trình bày - Nhận xét bạn 3. Vật dẫn có điện trở thuần trong mạch điện xoay chiều. Hình 36.3 Đoạn mạch chỉ có điện trở thuần -Đặt một hiệu điện thế xoay chiều u = U o cost vào hai đầu đoạn mạch chỉ có một điện trở thuần R. Áp dụng định luật Ôm i = cos cos o o U u t I t R R -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 : điện xoay chiều là gì -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. -Độ lệch pha được xác định như thế nào ? -Viết biểu thức định luật Ohm cho đoạn mạch có R đối với dòng điện một chiều ? - Trả lời câu hỏi C3. - Đọc SGK theo HD - Thảo luận nhóm - Trình bày 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 cost 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 2 t p = 2 2 cos2 2 2 o o RI RI t -Công suất tỏa nhiệt trung bình của dòng điện trong thời gian là P = 2 2 o RI (36.5) -Viết biểu thức hiệu điện thế xoay chiều ở hai đầu đoạn mạch chứa R ? -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 ? -Dòng điện trên điện trở thuần R biến thiên như thế nào so với hiệu điện thế giữa hai - Nhận xét bạn - Đọc SGK theo HD - Thảo luận nhóm - Trình bày - Nhận xét bạn -Nhiệt lượng tỏa ra trong thời gian là : Q = 2 2 o RI -Cho dòng điện không đổi cường độ I chạy qua điện trở nói trên trong cùng thời gian sao cho nhiệt lượng tỏa ra cũng bằng Q, nghĩa là Q = RI 2 (36.6) I = 2 o I (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 đầu đoạn mạch ? -Biên độ được xác định như thế nào ? -Viết biểu thức cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch có điện trở thuần R ? -Viết biểu thức công suất tỏa nhiệt tức thời ? -Hướng dẫn học sinh biến đổi biểu thức ? -Nêu nhận xét đặc điểm 2 số hạng trên ? -Công suất tỏa - Trả lời câu hỏi C4. nhiệt lượng bằng nhau. -Tương tự suất điện động hiệu dụng E = 2 o E (36.8) -Và hiệu điện thế hiệu dụng U = 2 o U (36.9) nhiệt trung bình của dòng điện trong thời gian ? -Hướng dẫn học sinh đi tới biểu thức cường độ dòng điện hiệu dụng ? -Định nghĩa cường độ dòng điện hiệu dụng ? -Giới thiệu ampere kế và volt kế ? IV. CỦNG CỐ – DẶN DÒ: -Tóm lược kiến thức trọng tâm của bài, hướng dẫn HS trả lời các câu hỏi sau bài học, yêu cầu HS về làm cc BT 1,2,3 sau bài học. . Giáo án Vật lý 12 nâng cao - TIẾT 43: DÒNG I N XOAY CHIỀU MẠCH I N XOAY CHIỀU CHỈ CÓ I N TRỞ THUẦN I. MỤC TIÊU B I HỌC: 1.Kiến thức -Biết dòng i n xoay chiều có đặc i m là hiệu i n. chiều. -Dòng i n có cường độ biến đ i i u hòa theo th i gian g i là dòng i n xoay chiều. - ộ lệch pha của hiệu i n thế xoay chiều đ i v i dòng i n xoay chiều là = 1 - 2 sinh. dẫn có i n trở thuần trong mạch i n xoay chiều. Hình 36.3 Đoạn mạch chỉ có i n trở thuần - ặt một hiệu i n thế xoay chiều u = U o cost vào hai đầu đoạn mạch chỉ có một i n trở thuần