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 trong đoạn mạch điện xoay chiều có R, L, C m
Trang 1BÀI 19 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 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 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
Trang 2- 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.
I- Mạch dao động
1 Một cuộn cảm có độ tự cảm L mắc
nối tiếp với một tụ điện có điện dung C
thành một mạch điện kín gọi là mạch
dao động
- Muốn cho mạch dao động hoạt động
thì ta tích điện cho tụ điện rồi cho nó
phóng điện trong mạch (Hình 31.3)
Hình 31.2
Trang 3Hình 31.3
II- DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ TRONG
MẠCH DAO ĐỘNG
HĐ2: Định luật biến thiên điện tích
cúa tụ điện và cường độ dòng điện
trong một mạch dao động lí tưởng
GV:
+ C1: Có thể coi đường cong trên màn
hình dao động kí điện tử (H.31.4b) cho
biết sự phụ thuộc của đại lượng của đại
lượng vật lí nào của mạch dao động
theo thời gian? Qua đó có thể nói gì về
sự phóng điện của tụ điện trong mạch?
+ C2: Hãy vẽ đồ thị biểu diễn các hàm
số q(t) và i(t) ở các phương trình (31.2’)
và (31.4) trên cùng một hệ trục
=> Kết luận:
II- DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ TRONG MẠCH DAO ĐỘNG
1 Định luật biến thiên điện tích cúa tụ điện và cường độ dòng điện trong một mạch dao động lí tưởng
Điện tích q A của bản tụ và cường độ dòng điện i trong mạch dao động biến thiên điều hòa theo thời gian; i lệch pha π/2 so với q A
HĐ3 Định nghĩa dao động điện từ
GV: Hãy chứng minh E tỉ lệ thuận với q
và B tỉ lệ thuận với i
2 Định nghĩa dao động điện từ
Sự biến thiên tuần hoàn của cường độ điện trường
và từ cảm trong mạch dao động được gọi là dao động điện từ.
HĐ4 Chu kì và tần số dao động riêng
của mạch dao động
GV: Chu kì và tần số của dao động điện
3 Chu kì và tần số dao động riêng của mạch dao động
- Công thức tính chu kì (hoặc tần số) dao động riêng
Trang 4từ trong mạch dao động gọi là Chu kì và
tần số dao động riêng của mạch dao
động.
của mạch dao động gọi là công thức Tôm-xơn (Thomson):
2 2
T LC
và
1 2
f
LC
III- NĂNG LƯỢNG ĐIỆN TỪ
HĐ5: Định nghĩa:
III- NĂNG LƯỢNG ĐIỆN TỪ
1: Định nghĩa: Tổng năng lượng điện trường tức
thời trong tụ điện và năng lượng từ trường tức thời trong cuộn cảm của mạch dao động gọi là năng lượng điện từ.
HĐ6: Biểu thức của năng lượng điện
từ
2: Biểu thức của năng lượng điện từ
- Biểu thức của năng lượng điện trường tức thời trong tụ điện là:
- Biểu thức của năng lượng từ trường tức thời trong cuộn cảm là:
- Từ 2 hệ thức trên ta có:
- Năng lượng điện từ trong mạch dao động sẽ là:
=> Vậy năng lượng điện từ của một mạch dao động lí tưởng được bảo toàn Nó đúng bằng năng lượng mà ta
đã cung cấp cho tụ điện lúc đầu.
3 So sánh dao động điện từ với dao động cơ
Trang 5Người ta thường so sánh sự biến đổi năng lượng trong mạch dao động và trong con lắc đơn:
+ Thế năng Wt của con lắc với năng lượng điện trường Wđt của mạch dao động
+ Động năng Wđ của con lắc với năng lượng từ trường Wtt của mạch dao động
Bảng 31.1
Thời gian (t)
Mạch dao động
Con lắc đơn
Wđt Wtt Wt Wđ
0 < t <
t =
< t <
t =
Kế
t lu ậ n :
- Mạch dao động gồm một tụ điện mắc nối tiếp với một cuộn cảm Mạch dao động
lý tưởng có điện trở bằng không
- Điện tích của tụ điện và cường độ dòng điện trong mạch dao động biến thiên điều
hòa theo thời gian
- Sự biến thiên tuần hoàn của cường độ điện trường và từ cảm trong mạch dao
động gọi là dao động điện từ
- Công thức Tôm-xơn về chu kì dao động điện từ riêng của mạch:
- Năng lượng điện từ của mạch dao động là tổng của năng lượng điện trường trong
tụ điện và năng lượng từ trường trong cuộn cảm Nó được bảo toàn
IV RÚT KINH NGHIỆM