giáo án tích hợp môn kỹ thuật điện

Mục tiêu của bài:Sau khi học xong bài này người học có khả năng: Trình bày được các khái niệm cơ bản về dòng điện và mạch điện một chiều.. Thực hiện bài học: Hoạt động dạy học Thờigian H

Trang 1

GIÁO ÁN TÍCH HỢP GIÁO VIÊN:

LỚP:

MÔN:

THỜI GIAN:

Trang 2

Thời gian thực hiện:19h

Thực hiện từ ngày :…/… /….đến ngày:…./…./….Tên bài: Điện trường

Mục tiêu của bài:

Sau khi học xong bài này người học có khả năng:

- Trình bày được định nghĩa về điện trường

- Trình bày được các định luật, các tính chất, các đại lượng cơ bản về điện trường

Đồ dùng và phương tiện dạy học:

- Bảng, phấn, bản vẽ, máy tính, máy chiếu

Hoạt động của giáo

viên

Hoạtđộng củahọc sinh1

Dẫn nhập:

- Cấu tạo cơ bản của vật chất

- Lắng nghe,

- Ghi chép

- Xác định kiến thức hiện tại

- Lắng nghe,

- Trả lời câu hỏi

25’

3 Giải quyết vấn đề:

1.Khái niệm về điện trường

1.1 Điện tích

Vật chất được cấu tạo từ những hạt rất nhỏ,

không thể phân chia được thánh nhỏ hơn ( trong

giới hạn hiểu biết của khoa học), gọi là những

hạt sơ cấp Trong tự nhiên có nhiều hạt sơ cấp

mang điện bằng thực ngiệm người ta thây rằng

nếu hạt sơ cấp mang điện thì người ta không thể

lấy được điện tích của nó đi.Có hai loại điện

tích là điện tích dương và điện tích âm

- Định luật bảo toàn điện tích

Trong một hệ kín cô lập về điện, tổng đại số các điện tích luôn là một hằng số.

1.2 Điện trường

1.2.1 Định luật Coulomb

Lực tương tác giữa hai điện tích điểm đứng yên

trong chân không tỉ lệ với các độ lớn của điện

tích và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách

giữa chúng lực tương tác có phương trùng với

đường thẳng nối hai điện tích.

2 2 1

q q F

- Lắng nghe

180’

Trang 3

+  là độ thẩm điện môi tương đối của môi trường.

+  0 là hằng số điện môi của chân không

khác đặt trong nó

1.2.3 Cường độ điện trường và đường sứcđiện trường

Cường độ điện trường tại một điểm là đại lượng vật lí đắc trưng cho điện trường về phương diện tác dụng lự, được đo bằng thương số của lực điện trường tác dụng lên một điện tích thử đặt tại điểm đó và độ lớn của điện tích thử đó q

+ Nếu q >0 thì F cùng chiều với E

+ Nếu q <0 thì F ngược chiều với E

- Cường độ điện trường gây bởi một điện tích điểm Q tại một điểm cách nó một khoảng cách là r

Đường sức của điện trường là đường mà tiếp tuyến với nó tại mỗi điểm trùng với phương của véc tơ cường độ điện trường tại điểm đó, chiều của đường sức là chiều của véc tơ cường độ điện trường tại điểm đó

- Điện trường đều

Điện trường đều là điện trường mà tạimọi điểm cường độ điện trường có trị số

giống nhau và chiều giống nhau Ví dụđiện trường giữa hai má của một tụ điện phẳng

có khoảng cách giữa hai má của tụ điện nhỏ hơnrất nhiều so với chiều dài và chiều rộng các má

- Đơn vị của cường độ điện trường là V/

m (Vôn/mét)

Trang 4

Kết thúc vấn đề:

Nhắc lại các kiến thức và nhấn mạnh các điểm

chính

Định luật bảo toàn điện tích

Trong một hệ kín cô lập về điện, tổng đại số các điện tích luôn là một hằng số.

Định luật Coulomb

Lực tương tác giữa hai điện tích điểm đứng yên trong chân không tỉ lệ với các độ lớn

của điện tích và tỉ lệ nghịch với bình phương

khoảng cách giữa chúng lực tương tác có

phương trùng với đường thẳng nối hai điện tích.

2 2 1

q q F

a





Cường độ điện trường tại một điểm là đại lượng

vật lí đắc trưng cho điện trường về phương diện

tác dụng lự, được đo bằng thương số của lực

điện trường tác dụng lên một điện tích thử đặt

tại điểm đó và độ lớn của điện tích thử đó

q

F

E 

- Cường độ điện trường gây bởi một điện tích

điểm Q tại một điểm cách nó một khoảng cách là

r

2

Q E

q q F

a





- Lắng nghe

- Ghi chép

30’

5

ghi nhớ và trình bày được các

ĐN, Khái niệm, Định luật và các biểu thức trong bài

Thực hiện từ ngày :…/… /….đến ngày:…./…./….Tên bài: Điện thế và hiệu điện thế

Trang 5

- Trình bày được định nghĩa về điện thế và hiệu điện thế

- Trình bày được mối liên hệ giữa điện thế, điện tích và điện trường

Hình thức tổ chức dạy học:

- Tập trung cả lớp

- Điểm danh lớp

- Kiểm tra bài cũ

II Thực hiện bài học:

Hoạt động dạy học

Thờigian

Hoạt động củagiáo viên

Hoạt động củahọc sinh

1 Dẫn nhập:Các thông số chính của dòng điện là gì? Thuyết trình - Lắng nghe, - Ghi chép

2 Giới thiệu chủ đề:

Thế nào là hiệu điện thế?

- Đặt câu hỏi,

- Phân tích các câu trả lời của học sinh,

- Lắng nghe,

2 Điện thế - hiệu điện thế (điện áp)

2.1 Công của lực điện trường

- Công của lực điện trường

Công của lực điện làm di chuyển một điện tích từ điểm này đến điểm khác

trong điện trường (tĩnh) tỉ lệ với độ

lớn điện tích di chuyển, không phụ

thuộc vào hình dạng đường đi,

mà chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm đầu

điểm cuối.

qEd

A 

2.2 Điện thế

- Điện thế và hiệu điện thế

Điện thế tại một điểm tổng điện trường có độ lớn bằng thương số giữa

cong của lực điện trường làm di chuyển

điện tích điểm từ vị chí đó ra xa vô cùng

với độ lớn của điện tích đó.

chưng cho khả năng thực hiện

công của điện trường giữa hai điểm đó

và được đo bằng thương số giữa

công của lực điện trường làm di chuyển

một điện tích dương từ điểm nọ đến

điểm kia và độ lớn của điện tích di

Trang 6

A

AB 

- Chiều dương của hiệu điện thế

là chiều từ điểm có điện thế cao xuông

Véc tơ cường độ điện trường

E có chiều từ nơi có điện thế cao

xuống nơi có điện thế thấp

Điện thế tại một điểm tong điện trường

có độ lớn bằng thương số giữa cong của

lực điện trường làm di chuyển điện tích

điểm từ vị chí đó ra xa vô cùng với độ

lớn của điện tích đó.

q

A

M  

Hiệu điện thế giữa hai điểm trong điện

trường là đại lượng đặc chưng cho khả

năng thực hiện công của điện trường

giữa hai điểm đó và được đo bằng

thương số giữa công của lực điện

trường làm di chuyển một điện tích

dương từ điểm nọ đến điểm kia và độ

lớn của điện tích di chuyển

nhớ và trình bày được các ĐN, Khái niệm và các biểu thức trong bài

III Rút kinh nghiệm tổ chức thực hiện:

Trang 7

Thời gian thực hiện:………….

Thực hiện từ ngày :…/… /….đến ngày:…./…./….Tên bài: Dòng điện và mạch điện một chiều

Trang 8

Trình bày được các khái niệm cơ bản về dòng điện và mạch điện một chiều

Tập trung cả lớp

Thờigian

viên của học sinhHoạt động

1 Dẫn nhập:Nêu các ứng dụng trong thực tế sử dụng

nguồn một chiều

Thuyết trình - Lắng nghe,

- Ghi chép2

Giới thiệu chủ đề:

Dòng điện và mạch điện một chiều

- Thế nào là dòng điện một chiều?

- Thế náo là mạch điện một chiều?

- Đặt câu hỏi,

- Phân tích các câu trảlời của học sinh,

- Lắng nghe,

- Dòng điện là dòng chuyển dời có

hướng cùa các hạt mang điện

- Dòng điện một chiều là dòng điện có

chiều và giá trị không đổi theo thời gian

1.2 Chiều qui ước của dòng điện

Chiều dòng điện quy ước là chiều

chuyển động của các điện tích dương

trong điện trường

R

U AB

1.3 Cường độ và mật độ dòng điện

- Dòng điện i về trị số bằng tốc độ biến

thiên của điện tích q qua tiết diện ngang

của một vật dẫn

dt

dq

i 

- Mật độ dòng điện trong vật dẫn bằng

thương số giữa cường độ dòng điện và

tiết diện ngang của vật dẫn

Trang 9

2.1 Mạch điện.

- Mạch điện là tập hợp các thiết bị nối

với nhau bằng dây dẫn tạo thành dòng

kín trong đó dòng điện có thể chạy qua

2.2 Các phần tử cấu thành mạch

điện

- Mạch điện gồm các phần tử sau:

+ Nguồn điện: là thiết bị phát ra điện

năng Là thiết bị biến đổi các dạng năng

lượng khác như cơ năng, hoá năng ,

nhiệt năng ….thành điện năng

+ Tải : là thiết bị tiêu thụ điện năng và

biến đổi năng lượng từ điện năng thành

các dạng năng lượng khác như cơ năng,

nhiệt năng, quang năng…

+ Dây dẫn : dây dẫn bằng kim loại dùng

để truyền tải điện năng từ nguồn đến tải

- Ghi chép

5

nhớ và trình bày được các ĐN, Khái niệm và các biểu thức trong bài

………

Ngày ……tháng ……năm……

Thời gian thực hiện:…………

Thực hiện từ ngày :…/… /….đến ngày:…./…./….Tên bài: Các định luật và biểu thức cơ bản trong mạch một chiều

Trang 10

- Trình bày và viết công thức định luật ôm cho các dạng mạch cơ bản

- Trình bày được các định luật cơ bản và ứng dụng lien qua đến công suất và điện năng trong mạch một chiều

ThờigianHoạt động của giáo viên Hoạt động củahọc sinh

2

- Lắng nghe,

Xét nhánh có E, R như hìnhvẽ

+ Biểu thức tính điện áp U :U=U1 +U2 +U3 +U4

= R1I-E1+R2I+ E2 = (R1+R2)I-(E1-E2) = (R) I  E

Vậy : U=(R) I  E

Trong biểu thức trên ta quyước dấu như sau:

Sức điện động E và dòngđiện I có chiều chùng vớichiều của U sẽ lấy dấu dương

và ngược lại+ Biểu thức tính dòng điện :

- Ghi chép

E, r

R

B A

UAB

U

R I

Trang 11

Trong biểu thức trên ta quy

ước như sau Sức điện động E

và điện áp U có chiều trùng

với chiều dòng điện sẽ lấy dâu

dương, ngược lai lấy dấu âm

- Định luật ôm cho mạch điện

một nguồn.

+ Xét mạch điện gồm nguồn

điện E có điện trở trong r mắc

với điện trở R như hình vẽ

+ Cường độ dòng điện

R r

E I





+ Hiệu điện thế mạch ngoài

UAB=E-RI

- Định luật ôm cho mạch điện

có hai nguồn (nguồn thu và

nguồn phát)

+ Xét mạch điện gồm nguồn

phát điện E có điện trở trong r,

nguồn thu E' có điện trở trong

R', mắc với điện trở như hình

vẽ

Cường độ dòng điện

R r r

E E I





 , '

3.1.2 Điện trở; điện trở suất và

sự phụ thuộc của điện trở vào

trình bày được các ĐN, Khái niệm và các biểu thức trong bài

Trang 12

………

Thực hiện từ ngày :…/… /….đến ngày:…./…./…

Tên bài: Các phương pháp giải mạch điện một chiều

Trang 13

- Trình bày các phép biến đổi tương đương: nối tiếp, song song, sao-tam giác, tam giac- sao.

- Giải được mạch một chiều bằng phương pháp xếp chồng dòng điện

Thờigian

viên

2

- Xác định kiến thứchiện tại

- Lắng nghe,

3

Giải quyết vấn đề:

4 Các phương pháp giải mạch một chiều

4.1 Phương pháp biến đổi điện trở

4.1.1 Mạch đấu nối tiếp và song song

+ Các điện trở mắc nối tiếp (hình a) :

( Quy tắc nhớ : Điện trở của nhánh hình

tam giác tương đương bằng tổng của hai

điện trở hình sao nối với nó cộng với tích

Trang 14

của chúng chia cho điện trở thứ ba.)

+ Biến đổi mạch tam giác thành mạch sao:

4.2 Phương pháp xếp chồng dòng điện 4.2.1 Phương pháp chung

- Nội dung phương pháp

Nguyên lý xếp chồng: Trong mạch điện tuyến tính nhiều nguồn, dòng điện qua các nhánh bằng tổng đại số các dòng điện qua các nhánh do tác dụng riêng rẽ của từng sức điện động( lúc đó các sức điện động khác coi như bằng không )

+ Xếp chồng ( cộng đại số) các kết quả tính dòng điện, điện áp của mỗi nhánh do nguồn tác dụng riêng rẽ

4.2.2 Ví dụ minh họa

Cho mạch điện như hình vẽ, các điện trở và sức điện động đã cho trướcHãy xác định các dòng diện đi vào các

R 23

R 31

3

R 12

Trang 15

Dòng điện tổng hợp đi vào các nhánh:

Trang 16

5 Hướng dẫn tự học: Hệ thống lại kiến thức , Hs cần ghi nhớvà trình bày được các ĐN, Khái niệm

và các biểu thức trong bài

………

Thực hiện từ ngày :…/… /….đến ngày:…./…./…

Tên bài: Định luật Kirchooff và ứng dụng

- Trình bày được định luật kirchooff 1&2

- Ứng dung định luật kirchooff váo việc giải mạch điện một chiều bằng phương pháp dòng điện nhánh

Trang 17

gian

2

- Lắng nghe,

- Định luật kiếchốp 1

Định luật Kiếchốp 1 phát biểu cho một

đi ra khỏi nút mang dấu âm và ngược lại

Ở hình vẽ trên thì : I1+(-I2)+(-I3)=0

- Định luật kiếchốp 2

Định luật Kiếchốp phát biểu cho mạchvòng kín

Đi theo một vòng kín, theo một chiều tùy ý

tổng đại số các điện áp rơi trên các điện trở

bằng tổng đại số các sức điên động trong vòng ;

trong đó những sức điện động và dòng điện

có chiều trùng với chiều đi vòng sẽ lấy dấu dương

ngược lại mang dấu âm.

RI E

4.3.3 Phương pháp dòng điện nhánh

- Nội dung phương pháp

Nếu mạch có n nút và m nhánh thì theo định

luật K 1 ta thiết lập được n-1 phương trình nút,

theo định luật K2 ta thiết lập được (m-n+1)

phương trình vòng

- Trình tự tiến hành:

- Thuyết trình

- Minh họa bằng hình ảnh

- Đặt câu hỏi liên quan

- Giải thích

- Quan sát

- Lắng nghe

Trang 18

+ Chọn chiều dòng điện nhánh( tùy ý) đây là số ẩncủa hệ phương trình

+ Xác định số nút trên sơ đồ mạch và viết (n-1) phương trình dựa theo K1

+ Xác định số nhánh m và viết (m-n+1) phương trình vòng theo K2

Trang 19

ghi nhớ và trình bày được các

ĐN, Khái niệm, phương pháp và các biểu thức trong bài

………

……… Thực hiện từ ngày :…/… /….đến ngày:…./…./…

Tên bài: Khái niệm và các tính chất cơ bản của từ trường

……… Mục tiêu của bài:

- Trình bày được các khái niệm và các tính chất cơ bản của:

+ Từ trường nam châm vĩnh cửu

+ Từ trường trong dây dẫn thẳng, trong ống dây

- Cách xác định chiều của từ trường bằng qui tắc vặn đnh ốc

Trang 20

Thờigian

2

- Lắng nghe,

1 Đại cương về từ trường

Từ trường của nam châm vĩnh cửu

Đường sức từ của nam châm vĩnh

cửu đi từ cực bắc(N) đến cực nam(S)

Nếu hai cực nam châm phẳng và khá

gần nhau thì các đường sức khoảng

giữa hai cực song song và cách đều

nhau, ta bảo đó là từ trường đều

Từ trường là một dạng vật chất, có

biểu hịên đặc trưng là tác dụng lực

điện từ lên kim nam châm hay dây

dẫn mang dòng điện đặt trong nó

Để biểu diễn từ trường bằng hình ảnh

ta dùng khái niệm đường sức từ

Đường sức từ là đường cong vẽ trong

từ trường mà tiếp tuyến mỗi điểm của

nó trùng với kim nam châm đặt tại

điểm đó, chiều của đường sức từ là

chiều hương từ cực bắc(N) đến cực

nam(S) của kim nam châm Trong

thực tế ngươi ta có thể làm hiện lên

đường sức từ bằng cách: rắc mạt sắt

lên tấm bìa cứng, đặt vào trong từ

trường, gõ nhẹ lên tấm bìa Khi đó

mỗi mạt sắt nhiễm từ trở thành một

kim nam châm, chiếc nọ nối tiếp

chiếc kia theo các đường sức từ Bằng

các phương pháp đó người ta thấy

rằng đường sức từ luôn là những

Trang 21

2 Từ trường của dòng điện.

Thực nghiệm chứng tỏ rằng xungquanh dây dẫn mang dòng điện, haynói chính xác hơn xung quanh cácđiện tích chuyển động luôn tồn tạimột điện trường và ngược lại từtrường cũng chỉ xuất hiện ở nhữngnơi có điện tích chuyển động

2.1 Từ trường của dây dẫn thẳng

Đường sức từ là những vòng tròn đồngtâm trong mặt phẳng vuông góc với dâydẫn, tâm ở tại trục của dây dẫn Chiềucủa đường sức được xác định theo quytắc vặn nút chai

Về độ lớn: cường độ từ trường H tạiđiểm M cách trục dây dẫn một khoảngcách a là:

a 2

I H

I

Trang 22

bằng nhau Từ trường trong ống dây

được gọi là từ trường đều và có tri số:

l

W I

H 

(3-2)Trong đó: I là dòng điện chạy trong

nhớ và trình bày được các ĐN, Khái niệm, phương pháp và các biểu thức trong bài

………

Thực hiện từ ngày :…/… /….đến ngày:…./…./….Tên bài: Các đại lượng đặc trưng của từ trường và lực từ

- Trình bày được các khái niệm về đại lượng đặc trưng của từ trường và lực từ

- Trình bày được các phương pháp tình toán các giá trị đặc trưng trên

Trang 23

2

Cùng một nguồn từ trường sinh ra

nhưng đặt trong môi trường khác nhau

thì mức độ tương tác lực điện từ cũng

mạnh yếu khác nhau Đại lượng đặc

trưng cho từ trường về phương diện tác

dụng lực là cường độ từ cảm

Cường độ từ cảm là một đại lượng véc

tơ, véc tơ từ cảm cùng phương chiều

với véc tơ cường độ từ trường Trị số

cường độ từ cảm bằng trị số lực điện từ

tác dụng lên dây dẫn dài một đơn vị,

mang dòng điện một đơn vị đặt vuông

góc với đường sức từ tại điểm đó

l I

F B

.



- Trong hệ SI:

F: lực điện từ tính bằng đơn vị Niutơn

I: cường độ dòng điện tính bằng Ampe

L: chiều dài dây dẫn tình bằng mét

B: Cường độ từ cảm tính bằng Tesla,

ký hiệu là T

Ngoài đơn vị là Tesla người ta còn

dung đơn vị Gauser(1 gao-xơ = 10-4

Tesla)

2

S.Vm1.A1

J1m

1.A1

N1T

Ý nghĩa của tesla như sau: Một điểm

của từ trường có cường độ từ cảm 1

Tesla nghĩa là nếu đặt tại điểm đó một

dây dẫn dài 1m, có dòng điện 1A thì lực

từ tác dụng lên dây dẫn là 1Niutơn

- Hệ số từ thẩm

Cường độ từ cảm B là một đại lượng

phụ thuộc vào môi trường Gọi cường

độ từ cảm của từ trường dòng điện trong

- Thuyết trình

- Minh họa bằnghình ảnh

- Đặt câu hỏi liên quan

Trang 24

chân không là B0 và ở môi trường nào

đó là B thì ta có:

μ gọi là hệ số từ thẫm tương đối của môi

trường

Tỉ số giữa véctơ cường độ từ cảm và

cường độ từ trường gọi là hệ số từ thẩm

tuyệt đối của môi trường:





 H

Hệ số từ thẫm trong chân không ký

hiệu là  0 như vậy cường độ từ cảm

trong chân không

trong kỹ thuật, và là cơ sở để chế tạo

máy điện và khí cụ điện Trường hợp

đơn giản nhất là lực từ tác dụng lên dây

dẫn thẳng mang dòng điện

Thực nghiệm chứng tỏ rằng đặt một

dây dẫn thẳng có dòng điện vuông góc

với đường sức của từ trường đều sẽ

xuất hiện lực điện từ tác dụng lên dây

dẫn được xác định như sau:

Về trị số tỉ lệ với cường độ từ cảm B,

cường độ dòng điện chay trong dây dẫn

và chiều dài tác dụng của dây dẫn

( chiều dài phần dây đắt trong từ

trường)

l I

B

F 

Trường hợp tổng quát khi từ trường B

tạo với thanh dẫn một góc α ta có

F = B.I.l.sinα

Về phương chiều được xác định theo

quy tắc bàn tay trái

nhớ và trình bày được các ĐN, Khái niệm, phương pháp và các biểu thức trong bài

Định dạng
Số trang	49
Dung lượng	4,13 MB