Vật lí lớp 12 - Tiết: 25 MẮC NỐI TIẾP MẠCH CÓ R, L, C pdf

Vật lí lớp 12 - Tiết: 25 MẠCH CÓ R, L, C MẮC NỐI TIẾP 1. Mục tiêu: a) Về kiến thức: - Nêu lên được những tính chất chung của mạch điện xoay chiều mắc nối tiếp. - Nêu được những điểm cơ bản của phương pháp giản đồ Fre-nen. - Viết được công thức tính tổng trở. - Viết được công thức định luật Ôm cho đoạn mạch xoay chiều có R, L, C mắc nối tiếp. - Viết được công thức tính độ lệch pha giữa i và u đối với mạch có R, L, C mắc nối tiếp. - Nêu được đặc điểm của đoạn mạch có R, L, C nối tiếp khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng điện. b) Về kỹ năng: - Giải được các bài tập đơn giản. c) Về thái độ: - Có thái độ nghiêm túc học tập. 2. Chuẩn bị của GV và HS: a) Chuẩn bị của GV: - Chuẩn bị thí nghiệm gồm có dao động kí điện tử (hai chùm tia), các vôn kế và ampe kế, các phần tử R, L, C. b) Chuẩn bị của HS: - Ôn lại phép cộng vectơ và phương pháp giản đồ Fre-nen để tính tổng hai dao động điều hoà cùng tần số. 3. Tiến trình bài dạy: * Ổn định lớp: (1 phút) a) Kiểm tra bài cũ (5 phút) Câu hỏi: - Nêu tác dụng của cuộn cảm, viết biểu thức định luật ôm cho mạch chỉ có cuộn cảm, công thức định nghĩa cảm kháng kháng, giải thích các đại lượng trong công thức. Đáp án: - Mạch chỉ có cuộn cảm: L U I Z  . L Z L   . (Giải thích SGK). Hoạt động 1 (1 phút): Đặt vấn đề. - Với mạch RLC nối tiếp thì dòng điện và điện áp trong mạch khác nhau như thế nào? Hoạt động 2 (15 phút): Tìm hiều về phương pháp giản đồ Fre-nen Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản - Tại một thời điểm, dòng điện trong mạch chạy - HS ghi nhận định luật về điện áp tức I. Phương pháp giản đồ Fre-nen theo 1 chiều nào đó  dòng một chiều  vì vậy ta có thể áp dụng các định luật về dòng điện một chiều cho các giá trị tức thời của dòng điện xoay chiều. - Xét đoạn mạch gồm các điện trở R 1 , R 2 , R 3 … mắc nối tiếp. Cho dòng điện một chiều có cường độ I chạy qua đoạn mạch  U hai đầu đoạn mạch liên hệ như thời. U = U 1 + U 2 + U 3 + … u = u 1 + u 2 + u 3 + … - Chúng đều 1. Định luật về điện áp tức thời - Trong mạch xoay chiều gồm nhiều đoạn mạch mắc nối tiếp thì điện áp tức thời giữa hai đầu của mạch bằng tổng đại số các điện áp tức thời giữa hai đầu của từng đoạn mạch ấy. u = u 1 + u 2 + u 3 + … thế nào với U i hai đầu từng đoạn mạch? - Biểu thức định luật đối với dòng điện xoay chiều? - Khi giải các mạch điện xoay chiều, ta phải cộng (đại số) các điện áp tức thời, các điện áp tức thời này có đặc điểm gì?  Ta sử dụng phương pháp giản đồ Fre-nen đã áp dụng cho phần dao động  biểu diễn là những đại lượng xoay chiều hình sin cùng tần số. - HS đọc Sgk và ghi nhận những nội dung của phương pháp giản đồ Fre- nen. - HS vẽ trong các trường hợp đoạn mạch chỉ có R, chỉ có C, chỉ có L và 2. Phương pháp giản đồ Fre-nen a. Một đại lượng xoay chiều hình sin được biểu diễn bằng 1 vectơ quay, có độ dài tỉ lệ với giá trị hiệu dụng của đại lượng đó. b. Các vectơ quay vẽ trong mặt phẳng pha, trong đó đã chọn một hướng làm gốc những đại lượng hình sin bằng những vectơ quay. - Vẽ minh hoạ phương pháp giản đồ Fre-nen: cos 1 1 2 x X t   1 X r cos( 2 2 2 ) x X t     2 X r + Trường hợp  > 0 + Trường hợp  < 0 đối chiếu với hình 14.2 để nắm vững cách vẽ. và một chiều gọi là chiều dương của pha để tính góc pha. c. Góc giữa hai vectơ quay bằng độ lệch pha giữa hai đại lượng xoay chiều tương ứng. d. Phép cộng đại số các đại 2 X r 1 X r  + 2 X r 1 X r  + lượng xoay chiều hình sin (cùng f) được thay thế bằng phép tổng hợp các vectơ quay tương ứng. e. Các thông tin về tổng đại số phải tính được hoàn toàn xác định bằng các tính toán trên giản đồ Fre-nen tương ứng. Hoạt động 3 (18 phút): Tìm hiểu mạch có R, L, C mắc nối tiếp Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản - Trong phần này, thông qua phương pháp giản đồ Fre-nen để tìm hệ thức giữa U và I của một mạch gồm một R, một L và một C mắc nối tiếp. - Hướng dẫn HS vẽ giản đồ Fre-nen trong cả hai trường hợp: U C > U L (Z C > Z L ) và - HS vận dụng các kiến thức về phương pháp giản đồ Fre-nen để cùng giáo viên đi tìm hệ thức giữa U và I. II. Mạch có R, L, C mắc nối tiếp 1. Định luật Ôm cho đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp. Tổng trở - Điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch: u = U 2 cost - Hệ thức giữa các điện áp tức thời trong mạch: u = u R + u L + u C R C A B L U C < U L (Z C < Z L ) - Dựa vào hình vẽ (1 trong hai trường hợp để xác định hệ thức giữa U và I. - Có thể hướng dẫn HS vẽ giản đồ Fre-nen theo kiểu đa giác lực (nếu cần). - Y/c HS về nhà tìm hệ thức liên hệ giữa U và I bằng giản đồ còn lại. + Giả sử U C > U L (Z C > Z L ) - Biểu diễn bằng các vectơ quay: R L C U U U U    r r r r Trong đó: U R = RI, U L = Z L I, U C = Z C I - Theo giản đồ: 2 2 2 2 2 2 ( ) R LC L C U U U R Z Z I          - Nghĩa là: 2 2 ( ) L C U U I Z R Z Z     (Định luật Ôm trong mạch có R, O  L U r C U r LC U r R U r U r I r - Đối chiếu với định luật Ôm trong đoạn mạch chỉ có R  2 2 ( ) L C R Z Z  đón L, C mắc nối tiếp). với 2 2 ( ) L C Z R Z Z   gọi là tổng trở của mạch. 2. Độ lệch pha giữa điện áp và dòng điện tan LC R U U   - Nếu chú ý đến dấu: tan L C L C R U U Z Z U R      + Nếu Z L > Z C   > 0: u sớm pha so với i một góc . [...]... th c bên - L c đó Z = R  Imax  chính là độ lệch pha c a u I U R  L  1 C  Gọi đó là hiện tượng c ng đối với i (u/i) hưởng điện - Khi đó  = 0  u c ng pha i Tổng trở Z = R  Imax - Điều kiện để c c ng hưởng điện là: ZL  ZC  L  Hay - Nếu ZL = ZC, điều gì sẽ xảy ra? (Tổng trở c a mạch l c này c giá trị nhỏ nhất) ZL = ZC  2 LC  1 1 C - Điều kiện để c ng hưởng điện xảy ra là gì? c) C ng c ,... < ZC  trở  gọi là + Giả sử UC <  < 0: u trễ pha tổng trở c a UL (ZC < ZL) so với i một g c mạch, kí hiệu là Z - Dựa vào giản  - Tính thông pha giữa u và i đư c tính như thế nào? r UR qua tan đồ  độ lệch với tan   O U LC UR - Nếu chú ý đến dấu: tan   r UL r I  r U LC r U r UC 3 C ng hưởng điện U L  UC ZL  ZC  UR R - Nếu ZL = ZC thì tan = 0   = 0 : i c ng pha với u - Chú ý: Trong c ng... trở c a mạch l c này c giá trị nhỏ nhất) ZL = ZC  2 LC  1 1 C - Điều kiện để c ng hưởng điện xảy ra là gì? c) C ng c , luyện tập: (3 phút) - GV nh c lại kiến th c trọng tâm c a bài h c d) Hướng dẫn h c sinh tự h c ở nhà: (2 phút) - Trả lời c u hỏi trong sgk - Làm bài tập trong sgk * RÚT KINH NGHIỆM . Vật lí lớp 12 - Tiết: 25 MẠCH C R, L, C M C NỐI TIẾP 1. M c tiêu: a) Về kiến th c: - Nêu lên đư c những tính chất chung c a mạch điện xoay chiều m c nối tiếp. - Nêu đư c những. lệch pha giữa i và u đối với mạch c R, L, C m c nối tiếp. - Nêu đư c đ c điểm c a đoạn mạch c R, L, C nối tiếp khi xảy ra hiện tượng c ng hưởng điện. b) Về kỹ năng: - Giải đư c c c. c bản c a phương pháp giản đồ Fre-nen. - Viết đư c công th c tính tổng trở. - Viết đư c công th c định luật Ôm cho đoạn mạch xoay chiều c R, L, C m c nối tiếp. - Viết đư c công thức