Giáo án Vật lý 12 nâng cao - TIẾT 44-45: MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CHỈ CÓ TỤ ĐIỆN, CUỘN CẢM THUẦN I. MỤC TIÊU: 1. Kiến thức - Hiểu các tác dụng của tụ điện trong mạch điện xoay chiều. - Nắm được khái niệm dung kháng., cảm kháng. Biết cách tính dung kháng, cảm kháng và vẽ giản đồ vectơ cho mạch điện chỉ có tụ điện và cuộn thuần cảm. 2. Kỹ năng - Tính được dung kháng, cảm kháng trong mạch xoay chiều. - Giải bài tập có tụ điện, cuộn cảm trong mạch xoay chiều. II. CHUẨN BỊ: 1. Giáo viên: -Thí nghiệm tụ điện, cuộn cảm trong mạch xoay chiều. - Hình vẽ giản đồ vectơ. III. KIỂM TRA BÀI CŨ: - Thế nào là điện áp xoay chiều ? dòng điện xoay chiều ? - Trong mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở thuần R điện áp và cường độ dòng điện biến thiên như thế nào ? - Vẽ giản đồ véc tơ biểu diễn điện áp và cường độ dòng điện trong đoạn mạch xoay chiều chỉ có điện trở thuần. IV. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC : HĐ CỦA GIÁO VIÊN HĐ CỦA HỌC SINH NỘI DUNG +Sau khi đóng khóa K ta thấy đèn ntn ? Hiện tượng này chứng tỏ điều gì ? +Viết biểu thức hiệu điện thế giữa hai bản của -Thảo luận và trả lời. -Nhận xét,bổ sung trả lời của của bạn. -Thảo luận và trả lời. I/ Đọanmạch chỉ có tụ điện 1. Thí nghiệm 2. Giá trị tức thời của cư ờng độ dòng điện và hiệu điện thế tụ điện ? + Viết biểu thức điện tích tức thời trên bản của tụ điện nối vào điểm M ? + 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 độ dòng điện trong mạch ? + Hướng dẫn học sinh biến đổi biểu thức điện áp -Nhận xét,bổ sung trả lời của của bạn. -Thảo luận và trả lời. -Nhận xét,bổ sung trả lời của của bạn. -Thảo luận và trả lời. -Nhận xét,bổ sung trả lời của của bạn. -Lắng nghe và ghi nhớ. +Giả sử giữa hai bản tụ điện M v à N có đi ện áp xoay chiều : u = U o sint (38.1) +Điện tích trên b ản M ở thời điểm t là : q = Cu = CU o sint. +Quy ước chiều + của dòng đi ện là chiều từ A tới B thì i = dq dt do đó i = ( sin ) o d CU t dt CU o cost hay i = I o cost (38.2) với I o = CU o là biên độ của d òng điện qua tụ điện. +Vì u = U o sint = U o cos(t - 2 ) nên ta thấy dòng đi ện qua tụ điện sớm pha 2 đối với điện áp. 3. Biểu diễn bằng vectơ quay +Như vậy, trên giản đồ giữa 2 bản của tụ điện ? + So sánh pha của u và i ? + Tại t.điểm t = 0, vectơ quay I r biểu diễn cđdđ i = Iocost hợp với trục Ox một góc bao nhiêu ? +Tại t.điểm t = 0, vectơ quay C U r biểu diễn điện áp 0 u U cos( t ) 2 p = w - hợp với trục Ox -Thảo luận và trả lời. -Nhận xét,bổ sung trả lời của của bạn. -Thảo luận và trả lời. -Nhận xét,bổ sung trả lời của của bạn. -Thảo luận và trả lời. -Nhận xét,bổ sung trả lời của vectơ cho đoạn mạch chỉ có tụ điện, vectơ U ur lập với vectơ I r một góc 2 theo chiều âm . 4. Đ ịnh luật Ôm cho đoạn mạch có tụ điện. Dung kháng. +Chia hai vế của biểu thức I o = CU o cho 2 ta có : I = U đặt Z C = 1 C (38.3) Thì : I = C U Z (38.4) + Đối với dòng đi ện xoay chiều tần số góc , đại lượng Z C gi ữ vai trò tương tự như đi ện trở đối với dòng điện không đổi và đư ợc gọi là dung kháng của tụ điện. Đơn v ị của dung kháng cũng là đơn v ị của điện trở. một góc bao nhiêu ? + Vai trò của Z C giống đại lượng nào ? +Nêu ý nghĩa của Z C ? của bạn. -Thảo luận và trả lời. -Nhận xét,bổ sung trả lời của của bạn. -Thảo luận và trả lời. -Nhận xét,bổ sung trả lời của của bạn. II/ Đ ọan mạch điện xoay chiều chỉ có cuộn cảm. 1. Thí nghiệm 2. Giá trị tức thời của cư ờng độ dòng điện và điện áp + Giả sử có một dòng đi ện xoay chiều cường độ : i = I o cost (39.1) ch ạy qua cuộn c ảm thuần có độ tự cảm L, cuộn cảm một suất điện cảm ứng e = -L di dt = LI o sint + Điện áp giữa hai điểm A v à B là :u = iR AB – e Ở đây R AB là đi ện trở của đoạn + Viết biểu thức suất điện động cảm ứng xuất hiện trong cuộn cảm ? + Với quy ước : chiều dương của dòng điện của dòng điện là chiều chạy từ A đến B. Hãy tìm biểu thức của điện áp giữa hai đầu cuộn dây ? + Hướng dẫn học sinh biến đổi biểu thức điện áp giữa 2 bản của cuộn dây So sánh pha của -Thảo luận và trả lời. -Nhận xét, bổ sung trả lời của của bạn. -Thảo luận và trả lời. -Nhận xét, bổ sung trả lời của của bạn. mạch, có giá trị bằng không n ên : u = -e = - LI O sint u = U o cos(t + 2 ) (39.2) v ới U o = LI o + Dòng đi ện qua cuộn cảm thuần biến thiên điều hòa cùng t ần số nhưng trễ pha 2 đ ối với điện áp giữa hai đầu cuộn cảm. 3. Biểu diễn bằng véc tơ quay Như vậy, trong giản đồ vectơ vẽ cho đoạn mạch chỉ có cuộn cảm thuần, U ur lập với I r một góc 2 theo chiều dương. 4. Đ ịnh luật Ôm cho đoạn mạch ch ỉ có cuộn cảm thuần. Cảm u và i ? + Tại thời điểm t = 0, vectơ quay I r biểu diễn cường độ dòng điện i = Iocost hợp với trục Ox một góc bao nhiêu ? + Tại t.điểm t = 0, vectơ quay L U r biểu diễn điện áp 0 L u = U cos( t + ) IU 2 p w r r 0 u = U cos( t + ) 2 p w hợ p với trục Ox -Lắng nghe, ghi nhớ. -Thảo luận và trả lời. -Nhận xét, bổ sung trả lời của của bạn. kháng. + Chia hai vế của biểu thức U o = LI o cho 2 ta có U = LI. Nếu đặt Z L = L (39.3) Thì I = L U Z (39.4) +Đối với dòng đi ện xoay chiều tần số góc , đại lượng Z L = L đóng vai trò tương tự như đi ện trở đối với dòng điện không đổi và đư ợc gọi là cảm kháng. Đơn vị c ủa cảm kháng cũng là đơn vị của điện trở. một góc bao nhiêu ? + Vai trò của ZL giống đại lượng nào ? + Nêu ý nghĩa của ZL ? * Với mỗi câu hỏi đều yêu cầu HS nhận xét, bổ sung trả lời của bạn.Sau đó GV tóm tắt và đưa ra nội dung kiến thức. -Thảo luận và trả lời. -Nhận xét, bổ sung trả lời của của bạn. -Thảo luận và trả lời. -Nhận xét, bổ sung trả lời của của bạn. IV. CỦNG CỐ – DẶN DÒ: -Tóm lược kiến thức trọng tâmcủa bài, hướng dẫn HS trả lời các câu hỏi sau bài học, yêu cầu HS về làm cc BT 1,2,3,4,5,6 sau bài học. . Giáo án Vật lý 12 nâng cao - TIẾT 4 4-4 5: MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CHỈ CÓ TỤ ĐIỆN, CUỘN CẢM THUẦN I. MỤC TIÊU: 1. Kiến thức - Hiểu các tác dụng của tụ điện trong mạch điện xoay chiều. - Nắm. kháng., cảm kháng. Biết cách tính dung kháng, cảm kháng và vẽ giản đồ vectơ cho mạch điện chỉ có tụ điện và cuộn thuần cảm. 2. Kỹ năng - Tính được dung kháng, cảm kháng trong mạch xoay chiều. . trong mạch xoay chiều. - Giải bài tập có tụ điện, cuộn cảm trong mạch xoay chiều. II. CHUẨN BỊ: 1. Giáo viên: -Thí nghiệm tụ điện, cuộn cảm trong mạch xoay chiều. - Hình vẽ giản đồ vectơ.