Giáo án Vật lý 12 bài 15: Công suất điện tiêu thụ của mạch điện xoay chiều. Hệ số công suất

Mời quý thầy cô và các bạn tham khảo Giáo án Vật lý 12 bài 15: Công suất điện tiêu thụ của mạch điện xoay chiều. Hệ số công suất để nâng cao kĩ năng và kiến thức soạn giáo án theo chuẩn kiến thức, kỹ năng trong chương trình dạy học. Giáo án Vật lý 12 bài 15: Công suất điện tiêu thụ của mạch điện xoay chiều. Hệ số công suất được soạn với hình thức 3 cột phù hợp quy định bộ GD và nội dung súc tích giúp học sinh dễ dàng hiểu bài học hơn.

GIÁO ÁN VẬT LÝ 12 BÀI 15 CÔNG SUẤT TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU HỆ SỐ CÔNG SUẤT MỤC TIÊU a.Kiến thức: - Phát biểu định nghĩa thiết lập công thức công suất trung bình tiêu thụ mạch điện xoay chiều - Phát biểu định nghĩa hệ số công suất - Nêu vai trị hệ số cơng suất mạch điện xoay chiều - Viết công thức hệ số công suất mạch RLC nối tiếp b Kĩ năng: - Rèn cho hs kĩ vận dụng cơng thức tính cơng suất trung bình tiêu thụ mạch xoay chiều, hệ số công suất vào giải tập sgk, sbt tương tự c Thái độ: - Nghiêm túc, tích cực hợp tác học tập CHUẨN BỊ a Giáo viên: - Giáo án, tài liệu tham khảo có b Học sinh: - Ơn lại kiến thức mạch RLC nối tiếp Sách, vở, đồ dùng quy định 3- Tiến trình dạy học a Kiểm tra cũ: “Không - kết hợp với giảng” b Bài giảng HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH NỘI DUNG Hoạt động 1: “Đặt vấn đề vào giảng mới” GV: Đặt vấn đề vào giảng “Khi nghiên cứu dịng điện khơng đổi, ta biết P = U.I Trong U hiệu điện hai đầu đoạn mạch(V); I cường độ dịng điện mạch(A); P cơng suất tiêu thụ đoạn mạch( W) Vậy mạch xoay chiều cơng suất tiêu thụ tính tốn nào? Ta nghiên cứu hôm nay” HS: Lắng nghe nhận thức vấn đề cần nghiên cứu Hoạt động 2: “Công suất mạch điện xoay chiều” GV: - Xét mạch điện xoay chiều (HV) Biết điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch: u=U cost cường độ dòng điện tức thời mạch: i=I cos(t+ ) HS: Lắng nghe ghi nhớ GV: Tại thời điểm t, i mạch chạy theo chiều  xem thời điểm t, dịng điện mạch dịng chiều Vậy: Cơng suất tiêu thụ mạch thời điểm t? Giá trị trung bình cơng suất điện I- CƠNG SUẤT CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU Biểu thức công suất * Xét mạch điện xoay chiều (hv) chu kì? HS: Lắng nghe trả lời câu hỏi gv GV: - Nhận xét khái quát vấn đề i Mạc h ~ p = ui - Viết tường minh cơng thức tức thời mạch xoay chiều có giá trị nào? HS: Tại chỗ trả lời - Điện áp hai đầu mạch p = u.i = 2UI cost cos(t+ ) u=U cost = UI [cos + cos(2t+ )] GV : Nhận xét xác hóa vấn đề cơng - Cường độ dòng điện tức thời suất tức thời thời điểm t mạch HS : Lắng nghe ghi nhớ i = I cos(t+ ) GV : Giá trị trung bình cơng suất điện chu kì? HS: Tại chỗ trả lời P=  p UI cos   cos(2  t   )  GV: Trong cơng thức cos có giá trị nào? HS: Tại chỗ trả lời cos  cos Vì cos khơng đổi GV: Cịn cos(2t   ) hàm tuần hoàn t, với chu kì bao nhiêu? HS: Tại chỗ trả lời Chu kì 2 T 2  (T  ) 2  - Cơng suất điện tiêu thụ trung bình GV: Hướng dẫn hs tính giá trị trung bình chu kì cos(2t   ) P =UIcos  (1) Trong khoảng thời gian T/2 T, hàm cos(2t + ) ln có giá trị trị tuyệt đối, trái dấu thời điểm t, t + T/4 - Nếu thời gian dùng điện t >> T, P cơng suất tiêu thụ điện trung bình mạch thời gian (U, I không thay đổi) 2 T T     cos  2 (t  )    cos (2  t  )       cos(  t     )  cos(  t   ) Điện tiêu thụ mạch điện Vậy cos(2  t   ) 0 W = P t (2) - Kết giá trị trung bình p tiêu thụ chu kì là: P = U I cos  GV: Điện tiêu thụ mạch xoay chiều xác định nào? Ta sang tiểu mục phần I HS: Ghi nhớ cơng nhận cơng thức tính điện II- HỆ SỐ CÔNG SUẤT tiêu thụ mạch GV: Đặt vấn đề chuyển tiếp sang phần II 1/ Biểu thức hệ số công suất “Thừa số cos  công thức (1) gọi - Hệ số công suất cos  hệ số công suất” HS: Lắng nghe nhận thức vấn đề cần nghiên - Vì góc  có giá trị tuyệt đối khơng vượt q 900, nên  cos  cứu Hoạt động 2: “Nghiên cứu hệ số công suất” GV: Trong mạch R, L, C mắc nối tiếp  có giá trị bao nhiêu?  cos  có giá trị nào? HS: Suy nghĩ trả lời GV: Nhận xét xác hóa hệ số cos  HS: Lắng nghe ghi nhớ GV: Y/c HS hoàn thành C2 ( thảo luận nhóm theo tổ) HS : Thực yc gv 2/ Tầm quan trọng hệ số công suất GV : Yêu cầu hs treo bảng phụ cử đại diện 01 trình cung cấp sử dụng hs nhóm trình bày điện HS : Thực theo yêu cầu gv GV : Cùng hs nhóm khác nhận xét HS : Các nhóm hợp tác với gv ghi nhớ GV : Đặt vấn đề chuyển tiếp sang tiểu mục phần II Trong trình cung cấp sử dụng điện hệ số cơng suất có tầm quan trọng ? HS : Lắng nghe nhận thức vấn đề cần nghiên cứu - Các động cơ, máy móc vận hành ổn định, cơng suất trung bình giữ khơng đổi bằng: P = UIcos với cos > Cường độ dòng điện hiệu dụng P I U cos  GV : Các thiết bị tiêu thụ điện nhà máy (Trong động điện) có - Nếu r điện trở đường dây tải cuộn dây, nên cường độ i nói chung lệch pha  so điện cơng suất hao phí đường với điện áp u Khi vận hành ổn định công suất dây tải điện trung bình p giữ khơng đổi  Cơng suất trung P bình nhà máy? Ph p r I r U cos  HS : Trả lời - Nếu hệ số công suất cos nhỏ  Php P = UIcos với cos > lớn, ảnh hưởng đến sản xuất kinh doanh công ti điện lực GV: Nếu r điện trở dây dẫn  công suất - Quy định hệ số cơng suất hao phí đường dây tải điện? sở sử dụng điện tối thiểu GV: Hệ số công suất ảnh hưởng đến 0,85 sản xuất kinh doanh ? HS: Tại chỗ trả lời GV: Khái quát vấn đề “Nếu cos nhỏ  Php lớn, ảnh hưởng đến sản 3/ Tính hệ số cơng suất mạch điện xuất kinh doanh công ti điện lực” nên Nhà R, L, C nối tiếp nước quy định hệ số công suất sở sử dụng điện tối thiểu : cos  0,85 HS : Lắng nghe ghi nhớ GV : Trong mạch xoay chiều R, L, C mắc nối tiếp hệ số cơng suất xác định ? cos   GV : Thuyết trình sgk - Giả sử điện áp hai đầu mạch điện là: u=U cost Hay cos   R Z R R  ( L  ) C - Cường độ dòng điện tức thời mạch: i=I cos(t+ ) - Áp dụng định luật Ơm cho đoạn mạch ta có biểu thức I U R2  ( L  ) C  U Z - Công suất trung bình tiêu thụ mạch - Mặt khác giản đồ véc tơ ta có : tan  cos  P U I cos  U C R L  U R U  R  R I Z Z Z R Z HS : Lắng nghe ghi nhớ GV : Em có nhận xét cơng suất trung bình tiêu thụ mạch? HS : Trả lời GV : Nhận xét khái quát vấn đề “ Cơng suất trung bình tiêu thụ mạch công suất toả nhiệt R” HS : Lắng nghe ghi nhớ c Củng cố- dặn dò GV: Hệ thống nội dung giảng - Định nghĩa thiết lập cơng thức cơng suất trung bình tiêu thụ mạch điện xoay chiều - Phát biểu định nghĩa hệ số công suất - Vai trị hệ số cơng suất mạch điện xoay chiều HS: Lắng nghe lĩnh hội kiến thức d Hướng dẫn học nhà : GV: Yêu cầu hs: - Học theo phần ghi nhớ, làm tập sgk sbt đọc trước HS: Lắng nghe nhận nhiệm vụ học tập ... thức tính điện II- HỆ SỐ CÔNG SUẤT tiêu thụ mạch GV: Đặt vấn đề chuyển tiếp sang phần II 1/ Biểu thức hệ số công suất “Thừa số cos  công thức (1) gọi - Hệ số công suất cos  hệ số công suất? ?? HS:... giảng - Định nghĩa thiết lập công thức công suất trung bình tiêu thụ mạch điện xoay chiều - Phát biểu định nghĩa hệ số công suất - Vai trị hệ số cơng suất mạch điện xoay chiều HS: Lắng nghe lĩnh... mạch chạy theo chiều  xem thời điểm t, dịng điện mạch dịng chiều Vậy: Cơng suất tiêu thụ mạch thời điểm t? Giá trị trung bình cơng suất điện I- CÔNG SUẤT CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU Biểu thức công