Giáo án Vật lý 11: Dòng điện không đổi và nguồn điện

MỤC LỤC

DềNG ĐIỆN KHễNG ĐỔI – NGUỒN ĐIỆN

MỤC TIÊU

    - Phát biểu lại được khái niệm dòng điện, quy ước về chiều dòng điện, các tác dụng của dòng điện. - Trình bày được khái niệm cường độ dòng điện, dòng điện không đổi, đơn vị cường độ dòng điện và đơn vị điện lượng.

    CHUẨN BỊ

    - Trình bày được cấu tạo chung của nguồn điện, khái niệm suất điện động của nguồn điện. - Dùng ampe kế và vôn kế đo cường độ dòng điện và hiệu điện thế.

    Dòng điện không đổi – Nguồn điện I. Dòng điện

    TIẾN TRÌNH DẠY HỌC

    - Suất điện động của nguồn điện là đại lượng được đặc trưng cho khả năng thực hiện công của nguồn điện và được đo bằng thương số giữa công của lực lạ thực hiện khi dịch chuyển điện tích dương ngược chiều điện trường và độ lớn của điện tích đó. + Sau một thời gian sử dụng, hai bản cực vẫn cú lừi khỏc nhau nhưng cú lớp vỏ ngoài giống nhau ( cùng là PbSO4) do đó suất điện động của acquy giảm dần.

    Điện năng – Công suất điện I. Điện năng tiêu thụ và công suất điện

    Cho đoạn mạch có hiệu điện thế hai đầu không đổi, khi điện trở trong mạch được điều chỉnh tăng 2 lần thì trong cùng khoảng thời gian, năng lượng tiêu thụ của mạch. Hỏi đèn nào sáng hơn và có công suất lớn gấp bao nhiêu lần đèn kia Bài 2: Tính điện năng tiêu thụ và công suất điện khi dòng điện có cường độ 1A chạy qua dây dẫn trong 1 giờ, hiệu điện thế giữa 2 đầu dây dẫn này là 6V.

    Định luật Ôm cho toàn mạch I. Thí nghiệm

    - Để chuẩn bị thí nghiệm tìm hiểu về qua hệ giữa suất điện động, hiệu điện thế của nguồn điện và cường độ dòng điện trong mạch ta cần đo những đại lượng nào?. - Nội dung định luật Ôm: Cường độ dòng điện chạy trong mạch điện kín tỉ lệ thuận với suất điện động của nguồn điện và tỉ lệ nghịch với tổng điện trở của mạch đó.

    Đoạn mạch chứa nguồn điện Ghép các nguồn điện thành bộ

    - Vận dụng các công thức ghép nối tiếp và ghép song song nguồn điện để xác định công thức tính suất điện động của bộ gồm n dãy song song, mỗi dãy m nguồn mắc nối tiếp. Nếu đoạn mạch AB chứa nguông điện có suất điện động E điện trở trong r và điện trở mạch ngoài là R thì hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch cho bởi biểu thức.

    PHƯƠNG PHÁP GIẢI MỘT SỐ BÀI TOÁN VỀ TOÀN MẠCH

    - Ôn tập về quan hệ giữa các đại lượng của toàn mạch và các đại lượng thành phần trong toàn mạch ở đoạn mạch mắc nối tiếp và doạn mạch mắc song song bằng cách điền vào dấu ba chấm (…) trong bảng phụ. Một nguồn điện 9 V, điện trở trong 1 Ω được nối với mạch ngoài có hai điện trở giống nhau mắc nối tiếp thì cường độ dòng điện qua nguồn là 1 A.

    Phương pháp giải một số bài toán về mạch I. Những lưu ý trong phương pháp giải

    - Ôn lại các kiến thức về cách ghép nguồn điện thành bộ, định luật Ôm đối với đoạn mạch chứa nguồn điện. - Áp dụng các phương pháp giải một số bài toán vào các bài tập thực tế - Lưu ý học sinh về các cách áp dụng vào bài tập.

    XÁC ĐỊNH SUẤT ĐIỆN ĐỘNG

    Nếu khụng biết rừ giỏ trị giới hạn của đại lượng cần đo, thỡ phải chọn thang đo có giá trị lớn nhất phù hợp với chức năng đã chọn;. Có thể mắc nối tiếp vôn kể với pin để tạo thành mạch kín mà không mắc nối tiếp mili ampe kế với pin để tạo thành mạch kín vì.

    Xác định suất điện động và điện hóa trong của một pin điện hóa I. Mục đích thí nghiệm

    Dòng điện trong kim loại I. Bản chất dòng điện trong kim loại

    C1: Chủ yếu vì bạch kim có điện trở suất tương đối lớn, có nhiệt nóng chảy cao và không bị oxi hoá ở nhiệt độ cao. TL5: Là hiện tượng điện trở suất của vật liệu giảm đột ngột xuống bằng 0 khi khi nhiệt độ của vật liệu giảm xuống thấp hơn một giá trị Tc nhất định.

    DềNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN

    + Trong dung dịch, các hợp chất hóa học như axit, bazơ và muối bị phân ly (một phần hoặc toàn bộ) thành các ion; ion có thể chuyển động tự do trong dung dịch và trở thành hạt tải điện. Nó tác dụng lực điện làm các ion dương dịch chuyển theo chiều điện trường (về phía điện cực âm (catod)) và các ion âm dịch chuyển theo chiều ngược lại (về phía điện cực dương (anod)).

    DềNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ

    Ứng dụng công nghệ thông tin: Mô phỏng hiện tượng ion hóa do tác nhân(UD1), hiện tượng nhân hạt tải(UD2), các cách tạo ra hạt tải điện ở quá trình dẫn điện tự lực(UD3).

    Dòng điện trong chất khí I. Chất khí là môi trường cách điện

    Nguyên nhân của hiện tượng là do các ion và electron trong điện trường được tăng tốc và va chạm vào các phân tử khí trung hòa và chúng bị ion hóa, quá trình diễn ra theo cách thức như vậy liên tiếp làm cho mật độ hạt tải điện tăng lên rất lớn. - Tia lửa điện là quà quá trình phóng điện tự lực trong chất khí giữa hai điện cực khi điện trường đủ mạnh để biến phân tử khí trung hòa thành các ion dương và các electron tự do.

    DềNG ĐIỆN TRONG CHÂN KHễNG

    Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên - Ghi bài tập về nhà.

    Dòng điện trong chân không I. Cách tạo ra dòng điện trong chân không

    + Khi UAK <0 dòng điện không đáng kể vì các electron bật ra khỏi catod vẫn có một vận tốc đáng kể và có 1 phần về được anod nên vẫn tạo thành dòng điện, dù rất nhỏ. Các electron này được điều khiển hướng bay bằng các điện trường giữa các bản cực tới đập vào các vị trí nhất định trên màng huỳnh quang và làm điểm đó phát sáng.

    Dòng điện trong chất bán dẫn

    - Đặc điểm của dòng điện chạy qua lớp nghèo: Ở lớp nghèo do sự khuyếch tán hạt tải lớp phía bên n mang điện dương, lớp p mang điện âm và hình thành một điện trường hướng từ lớp n sang lớp p. - Để tiến hành thí nghiệm cần có các dụng cụ: transistor n – p – n; nguồn điện AC có hiệu điện thế nhỏ; các điện trở, hai đồng hồ đa năng dùng chức năng ampe kế, bảng lắp ráp mạch điện, dây nối.

    Khảo sát đặc tính chỉnh lưu của diod bán dẫn và đặc tính khuyếch đại của transistor

    - Mục đích thí nghiệm là khảo sát đặc tính khuyếch đại của transistor và xác định hệ số khuyếch đại của transistor. Khi thực hành khảo sát đặc tính chỉnh lưu của diod bán dẫn, nếu không có 2 đồng hồ đa năng thì có thể thay thế bằng.

    Từ trường I. Nam châm

    - Từ trường là dạng vật chất tồn tại trong không gian mà biểu hiện cụ thể là sự xuất hiện lực từ tác dụng lên một dòng điện hay một nam châm đặt trong nó. - Đường sức từ là những đường cong vẽ ở trong không gian có từ trường, sao cho tiếp tuyến tại mỗi điểm trùng với hướng với từ trường tại điểm đó.

    Lực từ - Cảm ứng từ I. Lực từ

    - Từ trường đều là từ trường mà các đường sức của nó là những đường song song, cùng chiều và cách đều nhau. Một dây dẫn mang dòng điện có chiều từ trái sang phải nằm trong một từ trường có chiều từ dưới lên thì lực từ có chiều.

    Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn có hình dạng đặc biệt I. Dòng điện chạy trong dây dẫn thẳng dài

    Khi cho hai dây dẫn song song dài vô hạn cách nhau a, mang hai dòng điện cùng độ lớn I nhưng cùng chiều thì cảm ứng từ tại các điểm nằm trong mặt phẳng chứa hai dây và cách đều hai dây thì có giá trị. Khi cho hai dây dẫn song song dài vô hạn cánh nhau a, mang hai dòng điện cùng độ lớn I và ngược chiều thì cảm ứng từ tại các điểm nằm trong mặt phẳng chứa hai dây và cách đều hai dây thì có giá trị.

    Lực Laurentz I. Lực Laurentz

    + Chiều: xác định theo quy tắc bàn tay trái: Để bàn tay trái mở rộng sao cho từ trường hướng vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón tay giữa là chiều vận tốc nếu q > 0 và ngược chiều vận khi q < 0. TL3: Khi điện chuyển động trong điện trường đều, nếu trong lực tác dụng lên điện tích không đáng kể, vật chỉ chịu tác dụng của lực Laurentz, lực này luôn vuông góc với hướng chuyển động, nó làm cho điện tích chuyển động với quỹ đạo tròn.

    Từ thông – Cảm ứng từ I. Từ thông

    - Dòng điện cảm ứng xuất hiện trong mạch kín có chiều sao cho từ trường cảm ứng có tác dụng chống lại sự biến thiên từ thông ban đầu qua mạch. - Khi vật dẫn chuyển động trong từ trường thì các điện tích tự do trong vật dẫn cũng chuyển động theo và do đó nó chịu tác dụng của lực Laurentz do đó các điện tích chuyển động có hướng tạo thành dòng điện.

    Suất điện động cảm ứng

    + Nếu Φ giảm ec > 0, dòng điện cảm ứng cùng chiều với chiều của mạch Hoạt động 3: Tìm hiểu về sự chuyển hóa năng lượng. Một khung dây hình tròn bán kính 20 cm nằm toàn bộ trong một từ trường đều mà các đường sức từ vuông với mặt phẳng vòng dây.

    Tự cảm I. Từ thông riêng của một mạch kín

    TL3: Hiện tượng tự cảm là hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra trong một mạch có dòng điện mà sự biến thiên từ thông qua mạch được gây bởi sự biến thiên cường độ dòng điện trong mạch. Nếu cuốn lượng dây dẫn trên trên ống có cùng tiết diện nhưng chiều dài tăng lên gấp đôi thì hệ số tự cảm cảm của ống dây là.

    Khúc xạ ánh sáng I. Khúc xạ ánh sáng

    - Chiết suất tỉ đối của môi trường 1 với môi trường 2 bằng nghịch đảo chiết suất tỉ đối của môi trường 2 với môi trường 1. Khi chiếu một tia sáng từ chân không vào một môi trường trong suốt thì thấy tia phản xạ vuông góc với tia tới góc khúc xạ chỉ có thể nhận giá trị.

    Phản xạ toàn phần I. Sự truyền ánh sáng vào môi trường chiết quang hơn

    Ánh sáng có chiều từ môi trường chiết quang kém sang môi trường chiết quang hơn và góc tới lớn hơn hoặc bằng góc giới hạn phản xạ toàn phần;. Ánh sáng có chiều từ môi trường chiết quang kém sang môi trường chiết quang hơn và góc tới nhỏ hơn hoặc bằng góc giới hạn phản xạ toàn phần;.

    LĂNG KÍNH

    Chiếu một tia sáng với góc tới 600 vào mặt bên môt lăng kính có tiết diện là tam giác đều thì góc khúc xạ ở mặt bên thứ nhất bằng góc tới ở mặt bên thứ hai. Khi chiếu một tia sáng đơn sắc tới mặt bên của lăng kính có góc chiết quang 600, chiết suất 1,5 với góc tới i1 thì thấy góc khúc xạ ở mặt một với góc tới mặt bên thứ 2 bằng nhau.

    Lăng kính

    Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên - Đọc SGK mục I, tìm hiểu và trả lời câu. - Vẽ đường truyền ánh sáng qua lăng kính, nhận xét đặc điểm đường truyền, trả lời PC3.

    THẤU KÍNH MỎNG

    - Chùm sáng tới song song song và song song với trục chình thì thì hội tụ tại một điểm nằm trên trục chính của thấu kính gọi là tiêu điểm chính (F’) ( tiêu điểm vật). - Trên trục chính có một điểm các tia sáng tới đi qua điểm đó thì các tia sáng ló ra song song với trục chính của thấu kính gọi là tiêu điểm vật (chính) (F).

    GIẢI BÀI TOÁN VỀ HỆ THẤU KÍNH

    Một thấu kính phân kì có tiêu cự - 50 cm cần được ghép sát đồng trục với một thấu kính có tiêu cự bao nhiêu để thu được một kính tương đương có độ tụ 2 dp?. Gợi ý ứng công công nghệ thông tin (UD): Có thể sử dụng phần mềm Crocodile physic để hướng dẫn HS nắm rừ vài trũ vật, ảnh với mỗi quang cụ và lập sơ đồ tạo ảnh.

    Giải các bài toán về hệ thấu kính

    - Sự điều tiết của mắt là hoạt động của mắt làm thay đổi tiêu cự của thủy tinh thể để ảnh của vật cận quan sỏt hiện rừ nột trờn màng lưới. Ứng công công nghệ thông tin (UD): Có thể sử dụng phần mềm Crocodile physic để hướng dẫn HS tìm hiểu về mắt và cách sửa các tật của mắt.

    Mắt I. Cấu tạo quang học của mắt

    TIẾN TRÌNH DẠY HỌC

    Một người cú điểm cực cận cỏch mắt 100 cm, để nhỡn rừ được vật gần nhất cỏch mắt 25 cm thì phải đeo sát mắt một kính. Hoạt động 4: Tìm hiểu về các tật của mắt và cách khắc phục tật quang học của mắt Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên.

    KÍNH LÚP

    Một người mắt tốt quan sát ảnh của vật nhỏ qua kính lúp có tiêu cự 5 cm, thấy độ bội giác không đổi với mọi vị trí đặt vật trong khỏng từ quang tâm đến tiêu điểm vật của kính. Một người cận thị cú giới hạn nhỡn rừ từ 10 cm đến 50cm dựng một kớnh cú tiờu cự 10 cm đặt sát mắt để ngắm chừng trong trạng thái không điều tiết.

    Kính lúp I. Tổng quan về các dụng cụ quang học bổ trợ cho mắt

    Một người cận thị phải đeo kính có tiêu cự -100 cm thì mới quan sát được xa vô cùng mà không phải điều tiết. - Nhận dạng nhóm dụng cụ dùng để quan sát các vật nhỏ và nhóm dụng cụ dùng để quan sát các vật ở xa.

    KÍNH HIỂN VI

    Một người cận thị cú giới hạn nhỡn rừ 10 cm đến 100 cm đặt mắt sỏt sau thị kinh của một kính hiển vi để quan sát. Một người có mắt tốt có điểm cực cận cách mắt 25 cm quan sát trong trạng thái không điều tiết qua một kính hiển vi mà thị kính có tiêu cự gấp 10 lần thị kính thì thấy độ bội giác của ảnh là 150.

    Kính hiển vi I. Công dụng và cấu tạo của kính hiển vi

    Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên - Thảo luận, trả lời câu hỏi theo phiếu.

    KÍNH THIÊN VĂN

    Một người mắt tốt quan sát trong trạng thái không điều tiết để nhìn vật ở rất xa qua kính thì phải chỉnh sao cho khoảng cách giữa vật kính và thị kính là. Một người mắt không có tật quan sát vật ở rất xa qua một kính thiên văn vật kính có tiêu cự 6 cm, thị kính có tiêu cự 90 cm trong trạng thái không điều tiết thì độ bội giác của ảnh là.

    Kính thiên văn I. Công dụng và cấu tạo của kính thiên văn

    Khi một người mắtn tốt quan trong trạng thái không điều tiết một vật ở rất xa qua kính thiên văn, nhận định nào sau đây không đúng?. Một người phải điều chỉnh khoảng cách giữa vật kính và thị kính của kính thiên văn là 88 cm để ngắm chừng ở vô cực.

    THỰC HÀNH: XÁC ĐỊNH TIÊU CỰ THẤU KÍNH PHÂN KÌ

    + Cách 1: Bố trí theo thứ tự vật, thấu kính hội tụ tạo ảnh thật rồi đến thấu kính phân kì cho ảnh thật tiếp theo trên màn. + Cách 2: Bố trí theo thứ tự vật, thấu kính phân kì tạo ảnh ảo rồi đến thấu kính hội tụ cho ảnh thật tiếp theo trên màn.

    Thực hành: Xác định tiêu tự thấu kính phân kì I. Mục đích thí nghiệm

    Trong thí nghiệm xác định tiêu cự của thấu kính phân kì, thứ tự sắp xếp các dụng cụ trên giá đỡ là. Khi đo tiêu cự của thấu kính phân kì, đại lượng nào sau đây không cần xác định với độ chính xác cao?.