GA tháng 12_12 CB

Giáo án Vật lý lớp 12, chương trình Cơ bản Hoàng Quốc Hoàn Giáo án số: 03 Tiết theo PPCT: 30 Ngày soạn: 28/11/10 Ngày dạy: 02/12/10 MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức: - Mô tả được sơ đồ cấu tạo và giải thích được nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều 1 pha và máy phát điện 3 pha. 2. Kĩ năng: Biết vận dụng kiến thức đã học để rút ra được các kết luận về độ lệch pha của các điện áp pha và chứng minh được mối quan hệ giữa điện áp dây hiệu dụng và điện áp pha hiệu dụng. 3. Thái độ: Tích cực, chủ động xây dựng kiến thức bài mới. II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: - Các mô hình máy phát điện xoay chiều 1 pha, 3 pha, sơ đồ chỉnh lưu dòng điện xoay chiều đối với các mạch chỉnh lưu, có thể sử dụng dao động kí để biểu diễn các dòng đã được chỉnh lưu. 2. Học sinh: Ôn lại các kiến thức về hiện tượng cảm ứng điện từ và định luật Len-xơ ở lớp 11. III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Hoạt động 1 ( phút): Kiểm tra bài cũ. Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản Hoạt động 2 ( phút): Tìm hiểu về máy phát điện xoay chiều một pha Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản - Cho HS nghiên cứu mô hình máy phát điện xoay chiều 1 pha → Máy phát điện xoay chiều hoạt động dựa vào nguyên tắc nào? → Nó có cấu tạo như thế nào? + Các cuộn nam châm điện của phần cảm (ro to): + Các cuộn dây của phần ứng (stato): - HS nghiên cứu từ mô hình và Sgk về trả lời. I. Máy phát điện xoay chiều một pha Cấu tạo: - Phần cảm (roto) tạo ra từ thông biến thiên bằng các nam châm quay. - Phần ứng (stato) gồm các cuộn dây giống nhau, cố định trên một vòng tròn. + Từ thông qua mỗi cuộn dây biến thiên tuần hoàn với tần số: f np = trong đó: n (vòng/s) p: số cặp cực. Hoạt động 3 ( phút): Tìm hiểu cách tạo ra dòng điện 1 chiều Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản - Trong phần này chúng ta sẽ tìm hiểu cách tạo ra dòng điện một chiều từ các nguồn xoay chiều. - HS nghiên cứu Sgk để tìm hiểu cách tạo ra dòng điện một chiều từ các nguồn xoay II. Dòng điện một chiều - Chỉnh lưu dòng điện xoay chiều. - 1 - B 2 B 1 B 3 N S S Giáo án Vật lý lớp 12, chương trình Cơ bản Hoàng Quốc Hoàn - Y/c HS hoàn thành C4. - Trình bày hai cách chỉnh lưu: chỉ dùng 1 điôt và bằng mạch cầu. - Y/c HS hoàn thành C5. chiều. - Điôt bán dẫn là một thiết bị chỉ cho dòng điện qua nó theo một chiều từ A → K (chiều thuận). - HS ghi nhận 2 cách chỉnh lưu dùng điôt. Mắc xen vào mạch phát điện xoay chiều một mạch tạo bởi một số điôt bán dẫn gọi là mạch chỉnh lưu hay bộ chỉnh lưu. Hoạt động 4 ( phút): Tìm hiểu về hệ 3 pha Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản - Giới thiệu về hệ 3 pha. - Thông báo về máy phát điện xoay chiều 3 pha. - Nếu suất điện động xoay chiều thứ nhất có biểu thức: e 1 = e 0 2 cosωt thì hai suất điện động xoay chiều còn lại có biểu thức như thế nào? - Y/c HS nghiên cứu Sgk và mô hình để tìm hiểu cấu tạo của máy phát điện xoay chiều 3 pha. - Máy phát ba pha được nối với ba mạch tiêu thụ điện năng (tải). Xét - HS ghi nhận về hệ 3 pha. - HS nghiên cứu Sgk và ghi nhận về máy phát điện xoay chiều 3 pha. - Lệch pha nhau 120 0 (2π/3 rad) nên: cos 2 0 2 2 ( ) 3 e e t π ω = − cos 3 0 4 2 ( ) 3 e e t π ω = − - HS tìm hiểu cấu tạo của máy phát điện xoay chiều 3 pha dựa vào Sgk và mô hình. III. Hệ ba pha - Hệ ba pha gồm máy phát ba pha, đường dây tải điện 3 pha, động cơ ba pha. 1. Máy phát điện xoay chiều 3 pha - Là máy tạo ra 3 suất điện động xoay chiều hình sin cùng tần sồ, cùng biên độ và lệch pha nhau 120 0 từng đôi một. cos 1 0 2e e t ω = cos 2 0 2 2 ( ) 3 e e t π ω = − cos 3 0 4 2 ( ) 3 e e t π ω = − - Cấu tạo: (Sgk) - Kí hiệu: 2. Cách mắc mạch ba pha - 2 - A K ~ M N A B R N S ~ ~ ~ 1 2 3 0 Giáo án Vật lý lớp 12, chương trình Cơ bản Hoàng Quốc Hoàn các tải đối xứng (cùng điện trở, dung kháng, cảm kháng). - Các tải được mắc với nhau theo những cách nào? - Mô tả hai cách mắc theo hình 17.6 và 17.7 Sgk. - Trình bày điện áp pha và điện áp dây. - Dòng điện xoay chiều do máy phát điện xoay chiều ba pha phát ra là dòng ba pha. → Chúng có đặc điểm gì? - Nếu các tải là đối xứng → ba dòng điện này sẽ có cùng biên độ. - Hệ ba pha có những ưu việt gì? - HS nghiên cứu Sgk và trình bày hai cách mắc: + Mắc hình sao. + Mắc hình tam giác. - HS ghi nhận các khái niệm điện áp pha và điện áp dây. - HS nghiên cứu Sgk để trả lời: là hệ ba dòng điện xoay chiều hình sin có cùng tần số, nhưng lệch pha với nhau 120 0 từng đôi một. - HS nghiên cứu Sgk và liên hệ thực tế để tìm những ưu việt của hệ ba pha. - Trong mạch ba pha, các tải được mắc với nhau theo hai cách: a. Mắc hình sao. b. Mắc hình tam giác. - Các điện áp u 10 , u 20 , u 30 gọi là điện áp pha. - Các điện áp u 12 , u 23 , u 31 gọi là điện áp dây. U dây = 3 U pha 3. Dòng ba pha - Dòng ba pha là hệ ba dòng điện xoay chiều hình sin có cùng tần số, nhưng lệch pha với nhau 120 0 từng đôi một. 4. Những ưu việt của hệ ba pha - Tiết kiệm dây dẫn. - Cung cấp điện cho các động cơ ba pha, dùng phổ biến trong các nhà máy, xí nghiệp. Hoạt động 5 ( phút): Giao nhiệm vụ về nhà. Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản - Nêu câu hỏi và bài tập về nhà. - Yêu cầu: HS chuẩn bị bài sau. - Ghi câu hỏi và bài tập về nhà. - Ghi những chuẩn bị cho bài sau. IV. RÚT KINH NGHIỆM - 3 - Giáo án Vật lý lớp 12, chương trình Cơ bản Hoàng Quốc Hoàn Giáo án số: 03 Tiết theo PPCT: 31 Ngày soạn: 03/12/10 Ngày dạy: 06/12/10 ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức: - Trình bày được khái niệm từ trường quay. - Trình bày được cách tạo ra từ trường quay. - Trình bày được cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của động cơ không đồng bộ ba pha. 2. Kĩ năng: Biết các vận dụng định luật Len-xơ để giải thích cơ chế hoạt động của động cơ không đồng bộ 3 pha. 3. Thái độ: Tích cực, chủ động xây dựng bài; rèn luyện tư duy tổng hợp, tư duy logic; hình thành thế giới quan khoa học biện chứng. II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: Chuẩn bị một động cơ không đồng bô ba pha đã tháo ra để chỉ cho HS nhình thấy được các bộ phận chính của động cơ. 2. Học sinh: Ôn lại kiến thức về động cơ điện ở lớp 9. III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Hoạt động 1 ( phút): Kiểm tra bài cũ. Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản Hoạt động 2 ( phút): Tìm hiểu nguyên tắc chung của động cơ điện xoay chiều Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản - Động cơ điện là thiết bị dùng để biến đổi từ dạng năng lượng nào sang dạng năng lượng nào? - Y/c HS nghiên cứu Sgk và mô hình để tìm hiểu nguyên tắc chung của động cơ điện xoay chiều. - Khi nam châm quay đều, từ trường giữa hai cực của nam châm sẽ như thế nào? - Đặt trong từ trường đó một khung dây dẫn cứng có thể quay quanh trục ∆ → có hiện tượng gì xuất hiện ở khung dây dẫn? - Tốc độ góc của khung dây dẫn như thế nào với tốc độ góc của từ trường? - Từ điện năng sang cơ năng. - HS nghiên cứu Sgk và thảo luận. - Quay đều quanh trục ∆ và B r ⊥ ∆ → từ trường quay. - Từ thông qua khung biến thiên → i cảm ứng → xuất hiện ngẫu lực từ làm cho khung quay theo chiều từ trường, chống lại sự biến thiên của từ trường. - Luôn luôn nhỏ hơn. Vì khung quay nhanh dần “đuổi theo” từ trường. Khi ω ↑ → ∆Φ ↓ → i và M ngẫu lực từ ↓. Khi M từ vừa đủ cân bằng với M cản thì khung quay đều. I. Nguyên tắc chung của động cơ điện xoay chiều - Tạo ra từ trường quay. - Đặt trong từ trường quay một (hoặc nhiều) khung kín có thể quay xung quanh trục trùng với trục quay của từ trường. - Tốc độ góc của khung luôn luôn nhỏ hơn tốc độ góc của từ trường, nên động cơ hoạt động theo nguyên tắc này gọi là động cơ không đồng bộ. Hoạt động 3 ( phút): Tìm hiểu về cấu tạo cơ bản của động cơ không đồng bộ. - 4 - Giáo án Vật lý lớp 12, chương trình Cơ bản Hoàng Quốc Hoàn Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản - Y/c HS nghiên cứu Sgk và nêu cấu tạo của động cơ không đồng bộ. - Rôto để tăng thêm hiệu quả, người ta ghép nhiều khung dây dẫn giống nhau có trục quay chung tạo thành một cái lồng hình trụ, mặt bên tạo bởi nhiều thanh kim loại song song (rôto lồng sóc) - Nếu cảm ứng từ do cuộn 1 tạo ra tại O có biểu thức: cos 1 m B B t ω = thì cảm ứng từ do hai cuộn còn lại tạo ra tại O có biểu thức như thế nào? - Cảm ứng từ tại O có độ lớn được xác định như thế nào? + Chọn hai trục toạ độ vuông góc Ox và Oy sao cho Ox nằm theo hướng 1 r B . + Tổng hợp theo từng hướng B x và B y . + Dựa vào đẳng thức 2 2 2 3 2 x y m B B B   + =  ÷   chứng tỏ B r là vectơ quay xung quanh O với tần số góc ω. - HS nghiên cứu Sgk và thảo luận để trình bày hai bộ phận chính là rôto và stato. - Vì 3 cuộn đặt tại 3 vị trí trên một vòng tròn sao cho các trục của ba cuộn đồng quy tại tâm O và hợp nhau những góc 120 o nên chúng lệch pha nhau 2π/3 rad. - HS chứng minh để tìm ra 3 2 m B B = - HS chứng minh: cos 3 2 x m B B t ω = 3 2 x m B B sin t ω = II. Cấu tạo cơ bản của động cơ không đồng bộ - Gồm 2 bộ phận chính: 1. Rôto là khung dây dẫn quay dưới tác dụng của từ trường quay. 2. Stato là những ống dây có dòng điện xoay chiều tạo nên từ trường quay. - Sử dụng hệ dòng 3 pha để tạo nên từ trường quay. + Cảm ứng từ do ba cuộn dây tạo ra tại O: cos 1 m B B t ω = cos( 2 2 ) 3 m B B t π ω = − cos( 3 4 ) 3 m B B t π ω = − + Cảm ứng từ tổng hợp tại O: 1 2 3 = + + r r r r B B B B Có độ lớn 3 2 m B B = và có đầu mút quay xung quanh O với tốc độ góc ω. Hoạt động 4 ( phút): Giao nhiệm vụ về nhà. Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản - Nêu câu hỏi và bài tập về nhà. - Yêu cầu: HS chuẩn bị bài sau. - Ghi câu hỏi và bài tập về nhà. - Ghi những chuẩn bị cho bài sau. IV. RÚT KINH NGHIỆM - 5 - Giáo án Vật lý lớp 12, chương trình Cơ bản Hoàng Quốc Hoàn Giáo án số: 03 Tiết theo PPCT: 32 Ngày soạn: 05/12/10 Ngày dạy: 09/12/10 BÀI TẬP I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức: - Ôn lại kiến thức các bài: 1. Truyền tải điện năng. Máy biến áp. 2. Máy phát điện xoay chiều 2. Kĩ năng: - Giải được một số bài tập về máy biến áp như: tính điện áp, dòng điện hiệu dụng ở các mạch sơ cấp và thứ cấp, tính được độ giảm thế và công suất hao phí trong quá trình truyền tải điện năng - Tính được tần số dòng điện trong các máy phát điện xoay chiều một pha; và tìm được U dây và U pha trong các cách mắc mạch 3 pha 3. Thái độ: Tích cực, chủ động đưa ra các phương án giải quyết các bài toán GV đưa ra. II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: - Chuẩn bị bài tập về các bài: 1. Truyền tải điện năng. Máy biến áp. 2. Máy phát điện xoay chiều 2. Học sinh: - Xem lại lý thuyết hai bài: 1. Truyền tải điện năng. Máy biến áp. 2. Máy phát điện xoay chiều III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC 1. Ổn định 2. Bài tập Hoạt động 1: Giải các bài tập 4 và 5 trang 91 SGK Hoạt động của GV Hoạt động của HS Y/c HS tóm tắt và giải bài tập 4 (Tr 91-SGK) GV nhận xét lời giải của HS và trợ giúp lúc cần thiêt HS tóm tắt và giải bài tập 4 (Tr 91-SGK) Cho: (N 1 , N 2 )=(10000, 200) vòng a. Muồn tăng áp thì N 1 =? Tính U 2 biết U 1 =220V b. Cuộn nào tiết diện lớn hơn Giải: a. Ta có: 2 2 1 1 U N U N = (1) Muốn tăng áp thì U 2 >U 1 N 2 >N 1 . Vậy N 1 =200vòng; N 2 =1000vòng. (1) ( ) 2 2 1 1 N 10000 U U 220 11000 V N 200 → = = = b. Vì 1 2 2 1 I N I N = ; mà N 2 >N 1 I 2 <I 1 nên cuộn sơ cấp phải có tiết diện lớn hơn - 6 - Giáo án Vật lý lớp 12, chương trình Cơ bản Hoàng Quốc Hoàn Y/c HS tóm tắt và giải bài tập 5 (Tr 91-SGK) GV nhận xét lời giải của HS và trợ giúp lúc cần thiêt HS tóm tắt và giải bài tập 5 (Tr 91-SGK) Cho: I 2 =30A U 2 =220V U 1 =5kV=5000V a. P=? b. I 1 =? Giải: a. Ta có: P=U 2 I 2 =220.30=6600 (W) b. Vì ( ) 1 2 2 1 2 2 1 1 I U U 220 I I 30. 1,32 A I U U 5000 = ⇒ = = = Hoạt động 2: Giải các bài tập 6 trang 91 SGK Hoạt động của GV Hoạt động của HS Y/c HS tóm tắt và giải bài tập 6 (Tr 91-SGK) GV nhận xét lời giải của HS và trợ giúp lúc cần thiêt HS tóm tắt và giải bài tập 6 (Tr 91-SGK) Cho: P=4kW=4000W U 2 =110V r=2Ω a. I 2 =? b. ∆U=? c. U cuối dây =? d. P hp =? e. Thay bằng biến áp cùng công suất, nhưng U 2 =220V. Xác định lại các câu a, b, c, d Giải: a. ( ) 2 2 P 4000 400 I A U 110 11 = = = b. ( ) 2 400 800 U rI 2. V 11 11 ∆ = = = c. ( ) c 2 800 U U U 110 38,3 V 11 = − ∆ = − ≈ d. ( ) 2 2 2 2 hp 2 2 2 P 400 P r rI 2. 2643,6 W U 11   = = = ≈  ÷   e. Tương tự ta được các kết quả: ( ) 200 A 11 ; 36,36 (V); 183,64 (V); 661,15 (W) Hoạt động 3: Giải các bài tập 4 trang 94 SGK Hoạt động của GV Hoạt động của HS Hướng dẫn HS vẽ giản đồ véc tơ và giải bài tập 4 (Tr 94-SGK) HS vẽ GĐVT và chứng minh cường độ dòng điện tại dây trung hoà bằng 0 bằng việc tổng hợp véctơ Hoạt động 3: Giải các bài tập 4 trang 94 SGK Hoạt động của GV Hoạt động của HS - Nêu câu hỏi và bài tập về nhà. - Yêu cầu: HS chuẩn bị bài sau. - Ghi câu hỏi và bài tập về nhà. - Ghi những chuẩn bị cho bài sau. - 7 - Giáo án Vật lý lớp 12, chương trình Cơ bản Hoàng Quốc Hoàn IV. RÚT KINH NGHIỆM - 8 - Giáo án Vật lý lớp 12, chương trình Cơ bản Hoàng Quốc Hoàn Giáo án số: 03 Tiết theo PPCT: 33+34 Ngày soạn: 10/12/10 Ngày dạy: 13+20/12/10 Thực hành: KHẢO SÁT ĐOẠN MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CÓ R, L, C MẮC NỐI TIẾP I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức: - Phát biểu và viết được các công thức tính cảm kháng, dung kháng, tổng trở, cường độ dòng điện hiệu dụng I, hệ số công suất cos ϕ trong đoạn mạch điện xoay chiều có R, L, C mắc nối tiếp. - Vận dụng phương pháp giản đồ Fre-nen để biểu diễn các điện áp trong các loại đoạn mạch điện xoay chiều mắc nối tiếp. 2. Kĩ năng: - Sử dụng được đồng hồ đa năng hiện số để đo điện áp xoay chiều: lựa chọn đúng phạm vi đo, đọc đúng kết quả đo, xác định đúng sai số đo. - Vận dụng được phương pháp giản đồ Fre-nen để xác định L, r của ống dây, điện dung C của tụ điện, góc lệch ϕ giữa cường độ dòng điện i và điện áp u ở từng phần tử của đoạn mạch. 3. Thái độ: Trunng thực, khách quan, chính xác và khoa học. II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: - Nhắc HS tìm hiểu nội dung bài thực hành, ôn lại các kiến thức liên quan về dòng điện xoay chiều, đặc biệt và phương pháp giản đồ Fre-nen. - Trả lời câu hỏi trong phần “Tóm tắt lí thuyết” để định hướng việc thực hành. - Chuẩn bị đủ và kiểm tra cận thận các dụng cụ cần cho từng nhóm thực hành. - Tiến hành lắp thử mạch, đo, vẽ giản đồ theo nội dung bài thực hành trong Sgk để phát hiện các điểm cần điều chỉnh và rút ra các kinh nghiệm cần lưu ý. - Lập danh sách các nhóm thực hành gồm 3 - 4 HS. 2. Học sinh: Trước ngày làm thực hành cần: - Đọc bài thực hành để định rõ mục đích và quy trình thực hành. - Trả lời câu hỏi phần Tóm tắt lí thuyết để định hướng việc thực hành. - Trả lời câu hỏi ở cuối bài để biết cách dùng đồng hồ đa năng hiện số và luyện cách vẽ giản đồ Fre-nen. - Chuẩn bị 1 compa, 1 thước 200mm và 1 thước đo góc và lập sẵn ba bảng để ghi kết quả theo mẫu ở phần báo cáo thực hành trong Sgk. III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Hoạt động 1 ( phút): Kiểm tra bài cũ. Hoạt động của GV Hoạt động của HS Hoạt động 2 ( phút): Hoạt động của GV Hoạt động của HS Hoạt động 3 ( phút): Hoạt động của GV Hoạt động của HS - 9 - Giáo án Vật lý lớp 12, chương trình Cơ bản Hoàng Quốc Hoàn Hoạt động 4 ( phút): Hoạt động của GV Hoạt động của HS Hoạt động 5 ( phút): Hoạt động của GV Hoạt động của HS Hoạt động 6 ( phút): Giao nhiệm vụ về nhà. Hoạt động của GV Hoạt động của HS IV. RÚT KINH NGHIỆM - 10 - . - Giáo án Vật lý lớp 12, chương trình Cơ bản Hoàng Quốc Hoàn Giáo án số: 03 Tiết theo PPCT: 35 Ngày soạn: /12/ 10 Ngày dạy: 22 /12/ 10 KIỂM TRA HỌC KỲ I - 11 - Giáo án Vật lý lớp 12, chương trình. NGHIỆM - 5 - Giáo án Vật lý lớp 12, chương trình Cơ bản Hoàng Quốc Hoàn Giáo án số: 03 Tiết theo PPCT: 32 Ngày soạn: 05 /12/ 10 Ngày dạy: 09 /12/ 10 BÀI TẬP I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức: -. lớp 12, chương trình Cơ bản Hoàng Quốc Hoàn IV. RÚT KINH NGHIỆM - 8 - Giáo án Vật lý lớp 12, chương trình Cơ bản Hoàng Quốc Hoàn Giáo án số: 03 Tiết theo PPCT: 33+34 Ngày soạn: 10 /12/ 10