Đang tải... (xem toàn văn)
- HS giải thích được hoạt động của hai mô hình máy phát điện: khi cho nam châm (hoặc cuộn dây) quay thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây luân phiên tăng, giảm nên tron[r]
(1)Ngày soạn: 03/01/2021
Ngày bắt đầu dạy: 11/01/2021
TÊN BÀI DẠY: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Mơn: Vật lí; lớp: 9
Thời gian thực hiện: tiết I MỤC TIÊU
1 Kiến thức
- Nêu dấu hiệu để phân biệt dịng điện xoay chiều với dòng điện chiều
- Nêu nguyên tắc cấu tạo máy phát điện xoay chiều có khung dây quay có nam châm quay
- Giải thích nguyên tắc hoạt động máy phát điện xoay chiều có khung dây quay có nam châm quay
- Nêu máy phát điện biến đổi thành điện 2 Năng lực
+ Nhận thức khoa học tự nhiên:
- Nhận biết dòng điện xoay chiều
- Phân biệt dòng điện xoay chiều dịng điện chiều
- Trình bày cấu tạo, hoạt động biến đổi lượng máy phát điện xoay chiều có khung dây quay nam châm quay
+ Tìm hiểu tự nhiên:
- Đề xuất vấn đề, đặt câu hỏi cho vấn đề: làm để tạo dòng điện xoay chiều cuộn dây dẫn kín
- Tiến hành thí nghiệm phát dịng dịng điện xoay chiều
- Thiết kế tiến hành xử lí kết thí nghiệm để tạo dịng điện xoay chiều + Vận dụng kiến thức, kĩ năng:
- Vận dụng kiến thức dòng điện xoay chiều, máy phát điện xoay chiều để làm tập
- Vận dụng kiến thức dòng điện xoay chiều, máy phát điện xoay chiều vào thực tiễn sống
3 Phẩm chất
- Nhân ái: Tôn trọng khác biệt nhận thức, phong cách cá nhân người khác - Chăm chỉ: chăm học, hăng say học hỏi tích cực tham gia hoạt động học tập - Trung thực: khách quan, cơng tiến hành thí nghiệm
- Trách nhiệm: hợp tác với bạn hoạt động học tập, quan tâm đến ý kiến người khác học tập
II THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU - SGK Vật lí 9, SBT Vật lí
- Cuộn dây có hai đèn LED mắc song song, ngược chiều; - Nam châm vĩnh cửu; trục quay
(2)- Máy tính, máy chiếu
III TIẾN TRÌNH DẠY HỌC
1 Hoạt động 1: Phát dòng điện xoay chiều cuộn dây dẫn kín a) Mục tiêu:
- Phát dòng điện xoay chiều xuất cuộn dây dẫn kín
- Nêu vấn đề cần giải quyết: làm để tạo dòng điện xoay chiều cuộn dây dẫn kín
b) Hoạt động học sinh
Làm thí nghiệm, quan sát phát dòng điện xoay chiều cuộn dây dẫn kín
c) Sản phẩm học tập
- Tiến hành thí nghiệm phát dịng điện xoay chiều cuộn dây dẫn kín. - Dự đoán số đường sức từ xuyên qua tiết diện S cuộn dây luân phiên tăng giảm dòng điện chạy cuộn dây dẫn dòng điện xoay chiều
- Nêu câu hỏi vấn đề: làm để liên tục đổi chiều dòng điện cuộn dây dẫn kín?
d) Tổ chức hoạt động Giáo viên giao nhiệm vụ:
- Tiến hành thí nghiệm: đưa nam châm lại gần; xa; liên tục đưa nam châm lại gần ra xa cuộn dây dẫn có mắc hai đèn LED (một màu đỏ, màu xanh) song song ngược chiều rõ đèn sáng trường hợp
- Nhận xét chiều dịng điện cảm ứng cuộn dây dẫn kín số đường sức từ xuyên qua tiết diện S cuộn dây đưa nam châm xa lại gần cuộn dây trường hợp
Học sinh thực nhiệm vụ:
- Tiến hành thí nghiệm báo cáo kết thí nghiệm
- Nhận xét chiều dòng điện cảm ứng cuộn dây dẫn kín số đường sức từ xuyên qua tiết diện S cuộn dây thí nghiệm
Học sinh báo cáo kết thực nhiệm vụ:
+ Khi đưa nam châm lại gần cuộn dây đèn LED màu đỏ sáng; đưa nam châm xa cuộn dây đèn LED màu xanh sáng; Khi đưa nam châm liên tục lại gần, xa cuộn dây hai đèn LED luân phiên thay sáng
+ Chiều dòng điện cảm ứng cuộn dây dẫn kín số đường sức từ xuyên qua tiết diện S cuộn dây tăng ngược với chiều dòng điện cảm ứng cuộn dây dẫn kín số đường sức từ xuyên qua tiết diện S cuộn dây giảm
+ Nêu câu hỏi vấn đề: làm để liên tục đổi chiều dịng điện cuộn dây dẫn kín?
Giáo viên tổng kết:
Làm để liên tục đổi chiều dòng điện cuộn dây dẫn kín? 2 Hoạt động 2: Hình thành kiến thức mới
(3)a) Mục tiêu:
- Nhận biết dòng điện xoay chiều
- Phân biệt dòng điện xoay chiều dòng điện chiều
- Thiết kế tiến hành xử lí kết thí nghiệm để tạo dòng điện xoay chiều b) Hoạt động học sinh:
- Tìm hiểu thơng tin SGK Vật lí trang 90, nêu khái niệm dịng điện xoay chiều nêu điều kiện để có dịng điện xoay chiều cuộn dây dẫn kín
- Đề xuất cách để tạo dòng điện xoay chiều cuộn dây dẫn kín dụng cụ: nam châm, trục quay cuộn dây dẫn kín
- Tiến hành, ghi kết thí nghiệm: quay nam châm trước cuộn dây dẫn kín quay cuộn dây dẫn kín trước nam châm
- Rút nhận xét từ thí nghiệm: thay đổi số đường sức từ xuyên qua tiết diện S cuộn dây chiều dòng điện cuộn dây dẫn kín?
- Phát biểu cách tạo dòng điện xoay chiều điều kiện để có dịng điện xoay chiều cuộn dây dẫn kín
- Phân biệt dịng điện xoay chiều với dòng điện chiều c) Sản phẩm học tập:
- Học sinh đề xuất, tiến hành, ghi kết thí nghiệm tạo dịng điện xoay chiều cuộn dây dẫn kín
- Học sinh phát biểu dịng điện xoay chiều gì, điều kiện để có dịng điện xoay chiều cuộn dây dẫn kín, phân biệt dòng điện xoay chiều với dòng điện chiều
- Nêu câu hỏi vấn đề: máy phát điện cần có phận nào? d) Tổ chức hoạt động:
Giáo viên giao nhiệm vụ:
- Tìm hiểu thơng tin SGK Vật lí trang 90, nêu khái niệm dòng điện xoay chiều điều kiện để có dịng điện xoay chiều cuộn dây dẫn kín
- Đề xuất thí nghiệm tạo dòng điện xoay chiều cuộn dây dẫn kín dụng cụ: nam châm, trục quay, cuộn dây dẫn kín
- Tiến hành, ghi kết thí nghiệm tạo dịng điện xoay chiều cuộn dây dẫn kín
- Rút nhận xét từ thí nghiệm Học sinh thực nhiệm vụ:
- Tìm hiểu thơng tin SGK Vật lí trang 90, nêu khái niệm dòng điện xoay chiều điều kiện để có dịng điện xoay chiều cuộn dây dẫn kín
- Đề xuất thí nghiệm tạo dòng điện xoay chiều cuộn dây dẫn kín dụng cụ: nam châm, trục quay, cuộn dây dẫn kín
- Tiến hành, ghi kết thí nghiệm tạo dịng điện xoay chiều cuộn dây dẫn kín
(4)- Phân biệt dòng điện xoay chiều với dòng điện chiều
- Nêu câu hỏi vấn đề: máy phát điện cần có phận nào? Học sinh báo cáo kết thực nhiệm vụ:
- Phát biểu khái niệm dòng điện xoay chiều dòng điện luân phiên đổi chiều
- Nêu điều kiện để có dịng điện xoay chiều cuộn dây dẫn kín số đường sức từ xuyên qua tiết diện S cuộn dây luân phiên tăng, giảm
- Nêu cách tạo dòng điện xoay chiều cuộn dây dẫn kín: quay nam châm trước cuộn dây, quay cuộn dây trước nam châm
- Nêu cách phân biệt dòng điện xoay chiều với dòng điện chiều: dịng điện xoay chiều chiều dịng điện ln phiên thay đổi liên tục, dòng điện chiều có chiều khơng đổi
Giáo viên kết luận:
- Dòng điện xoay chiều dòng điện luân phiên đổi chiều, cịn dịng điện chiều có chiều định
- Điều kiện để có dịng điện xoay chiều cuộn dây dẫn kín số đường sức từ xuyên qua tiết diện S cuộn dây phiên tăng, giảm
- Các cách tạo dòng điện xoay chiều: cho nam châm quay trước cuộn dây cho cuộn dây quay trước nam châm
- Máy phát điện cần có phận nào? B MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU
a) Mục tiêu:
- Nêu nguyên tắc cấu tạo máy phát điện xoay chiều có khung dây quay có nam châm quay
- Giải thích nguyên tắc hoạt động máy phát điện xoay chiều có khung dây quay có nam châm quay
- Nêu máy phát điện biến đổi thành điện b) Nội dung học tập
Học sinh tìm hiểu thơng tin SGK Vật lí trang 93, quan sát hình vẽ, video thông tin giáo viên cung cấp nêu cấu tạo, giải thích hoạt động mơ hình máy phát điện xoay chiều; giống khác mặt cấu tạo hoạt động hai mơ hình máy phát điện
c) Sản phẩm
- Học sinh nêu cấu tạo hai mơ hình máy phát điện xoay chiều gồm hai phận nam châm cuộn dây, phận quay gọi roto, phận đứng yên stato
- HS giải thích hoạt động hai mơ hình máy phát điện: cho nam châm (hoặc cuộn dây) quay số đường sức từ xuyên qua tiết diện S cuộn dây luân phiên tăng, giảm nên cuộn dây có dịng điện xoay chiều; hoạt động biến đổi thành điện
(5)d) Tổ chức thực hiện Giáo viên giao nhiệm vụ:
- Tìm hiểu thơng tin SGK Vật lí trang 93 quan sát hình vẽ, video thông tin giáo viên cung cấp nêu cấu tạo, giải thích hoạt động mơ hình máy phát điện xoay chiều; giống khác mặt cấu tạo hoạt động hai mơ hình máy phát điện
Học sinh thực nhiệm vụ:
- Nêu cấu tạo hai mô hình máy phát điện xoay chiều hình 34.1 34.2
- Mơ tả giải thích hoạt động hai mơ hình máy phát điện xoay chiều hình 34.1 34.2
- So sánh hai mơ hình máy phát điện xoay chiều hình 34.1 34.2 Học sinh báo cáo kết thực nhiệm vụ:
1) Cấu tạo máy phát điện xoay chiều:
- Máy phát điện xoay chiều gồm hai phận nam châm cuộn dây, phận quay gọi roto, phận đứng yên stato
- Roto máy phát điện hình 34.1 cuộn dây, roto máy phát điện hình 34.2 nam châm
2) Hoạt động
- Khi cho nam châm (hoặc cuộn dây) quay số đường sức từ xuyên qua tiết diện S cuộn dây luân phiên tăng, giảm nên cuộn dây có dịng điện xoay chiều; hoạt động biến đổi thành điện
Giáo viên kết luận:
- Máy phát điện xoay chiều gồm hai phận nam châm cuộn dây, phận quay gọi roto, phận đứng yên stato
- Roto máy phát điện hình 34.1 cuộn dây, roto máy phát điện hình 34.2 nam châm
- Khi cho nam châm (hoặc cuộn dây) quay số đường sức từ xuyên qua tiết diện S cuộn dây luân phiên tăng, giảm nên cuộn dây có dịng điện xoay chiều; hoạt động biến đổi thành điện
3 Hoạt động 3: Luyện tập a) Mục tiêu:
Vận dụng kiến thức dòng điện xoay chiều, máy phát điện xoay chiều để làm tập
b) Hoạt động học sinh:
Câu 1: Trường hợp cuộn dây khơng xuất dịng điện cảm ứng xoay chiều?
A Cho nam châm quay trước cuộn dây dẫn kín, đường sức từ bị cuộn dây cắt ngang
B Cho cuộn dây dẫn kín quay từ trường nam châm cắt đường sức từ từ trường
(6)D Đặt trục Bắc Nam nam châm trùng với trục ống dây cho nam châm quay quanh trục
Câu 2: Trên hình 33.4 SGK vẽ cuộn dây dẫn kín có thể quay từ trường nam châm Hai đèn LED khác màu, mắc song song ngược chiều vào hai đầu cuộn dây vào vị trí Khi cho cuộn dây quay, hai bóng đèn bật sáng, vạch nửa vịng sáng đối diện Giải thích bóng đèn lại sáng nửa vòng tròn
Câu 3: Máy phát điện xoay chiều bắt buộc phải gồm phận để có thể tạo dịng điện?
A Nam châm vĩnh cửu sợi dây dẫn nối hai cực nam châm B Nam châm điện sợi dây dẫn nối nam châm với đèn C Cuộn dây dẫn nam châm
D Cuộn dây dẫn lõi sắt
Câu 4: Nối hai cực máy phát điện xoay chiều với bóng đèn Khi quay nam châm máy phát cuộn dây xuất dịng điện cảm ứng xoay chiều vì:
A Từ trường lịng cuộn dây tăng
B Số đường sức từ qua tiết diện S cuộn dây dẫn tăng C Từ trường lịng cuộn dây khơng biến đổi
D Số đường sức từ qua tiết diện S cuộn dây luân phiên tăng giảm c) Sản phẩm học tập:
Câu 1: Trường hợp cuộn dây không xuất dòng điện cảm ứng xoay chiều: Đặt trục Bắc Nam nam châm trùng với trục ống dây cho nam châm quay quanh trục số đường sức từ xun qua tiết diện S khung dây dẫn không biến đổi
→ Đáp án D
Câu 2: Khi khung quay 1/4 vịng trịn số đường sức từ qua khung tăng, trong hai đèn LED sáng Trên 1/4 vòng tròn sau, số đường sức từ giảm nên dòng điện đổi chiều, đèn thứ hai sáng Quá trình lặp lại cho nửa vòng Như sau vòng quay bóng đèn lại sáng nửa vịng tròn
Câu 3: Máy phát điện xoay chiều bắt buộc phải gồm phận để tạo dòng điện: Cuộn dây dẫn nam châm
→ Đáp án C
Câu 4: Nối hai cực máy phát điện xoay chiều với bóng đèn Khi quay nam châm máy phát cuộn dây xuất dịng điện cảm ứng xoay chiều số đường sức từ qua tiết diện S cuộn dây luân phiên tăng giảm → Đáp án D
d) Tổ chức thực hiện:
(7)4 Hoạt động 4: Vận dụng a) Mục tiêu:
Vận dụng kiến thức dòng điện xoay chiều, máy phát điện xoay chiều vào thực tiễn sống
b) Hoạt động học sinh: Bài 1:
Treo nam châm đầu sợi dây cho dao động quanh vị trí cân OA hình vẽ
Dòng điện cảm ứng xuất cuộn dây dẫn kín B có đặc điểm gì? Vì sao?
Bài 2: Tìm hiểu đặc tính kĩ thuật cách làm quay máy phát điện xoay chiều kĩ thuật Giải thích máy phát điện xoay chiều kĩ thuật người ta lại sử dụng nam châm điện thay cho nam châm vĩnh cửu
c) Sản phẩm học tập
Bài 1: Dòng điện xuất cuộn dây dẫn dòng điện xoay chiều nam châm dao động số đường sức từ xuyên qua tiết diện S cuộn dây luân phiên tăng, giảm
Bài 2:
a) Đặc tính kĩ thuật
- Máy phát điện cơng nghiệp cho dịng điện có cường độ 10 kA hiệu điện 10,5 kV; đường kính tiết diện ngang máy đến 4m, chiều dài đến 20m, công suất 110 MW - Ở Việt Nam, máy cung cấp điện có tần số 50 Hz cho lưới điện quốc gia
b) Cách làm quay máy phát điện
Có nhiều cách làm quay rơ to máy phát điện:
Dùng động nổ, dùng tuabin nước, tua bin dùng cánh quạt gió
c) Máy phát điện xoay chiều kĩ thuật sử dụng nam châm điện để tạo từ trường mạnh, cơng suất máy phát điện lớn
d) Tổ chức thực hiện:
Giáo viên giao cho học sinh thực báo cáo, trình bày kết đầu học buổi học
(8)