Thiết kế giáo án một số bài học

8. Các chữ viết tắt trong đề tài

4.2. Thiết kế giáo án một số bài học

4.2.1. Bài 26. Dòng điện xoay chiều. Mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở thuần

a) Mục tiêu bài học

 Mục tiêu kiến thức

+ Học sinh phát biểu được định ngh a suất điện động xoay chiều. Giải thích sơ lược sự tạo thành dòng điện xoay chiều và suất điện động xoay chiều.

+ Nắm được khái niệm dòng điện xoay chiều và điện áp xoay chiều. Biết cách xác định độ lệch pha giữa dòng điện và hiệu điện thế xoay chiều theo biểu thức hoặc theo đồ thị của chúng.

+ Hiểu các đặc điểm của đoạn mạch xoay chiều chỉ có điện trở thuần.

+ Viết được biểu thức của điện áp xoay chiều và dòng điện xoay chiều theo thời gian, chỉ rõ các đại lượng : cường độ tức thời, cực đại, tần số góc, pha và pha ban đầu. + Viết được biểu thức của dòng điện xoay chiều chạy qua một điện trở thuần và đặc điểm của nó.

 Mục tiêu kỹ năng

+ Nhận biết tính độ lệch pha giữa cường độ dòng điện, hiệu điện thế xoay chiều + Tìm công suất toả nhiệt của dòng điện xoay chiều.

b) Chuẩn bị

 Giáo viên

+ Video mô hình máy phát điện xoay chiều, tranh vẽ hình 26.1. + Thiết kế TN biểu diễn ảo trên máy tính b ng phần mềm CP605

Phiếu học tập.

Câ ỏ ậ :

1. Giải thích sơ lược sự tạo thành suất điện động xoay chiều, dòng điện xoay chiều. 2. Định ngh a về suất điện động xoay chiều và viết biểu thức của nó.

3. Viết biểu thức xác định dòng điện xoay chiều, điện áp xoay chiều. 4. Nhận xét về tính chất của điện áp và dòng điện xoay chiều.

5. Nêu phương pháp xác định các giá trị hiệu dụng của dòng điện xoay chiều. 6. Nêu cách vẽ biểu đồ Fre-nen ?

Câ ỏ :

Câu 1. Chọn câu sai

A. Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ.

B. Khi đo cường độ và hiệu điện thế xoay chiều người ta dùng ampe kế và vôn kế có khung quay.

C. Số chỉ của vôn kế xoay chiều cho biết giá trị hiệu dụng của hiệu điện thế xoay chiều. D. Số chỉ của ampe kế xoay chiều cho biết giá trị hiệu dụng của dòng điện xoay chiều.

Câu 2.Dòng điện xoay chiều là:

A. dòng điện có cường độ biến thiên theo thời gian.

B. dòng điện có cường độ biến thiên tuần hoàn theo thời gian. C. là dòng điện có cường độ biến thiên điều hòa theo thời gian. D. dòng điện có cường độ và chiều thay đổi theo thời gian.

Câu 3. Trong 2s, dòng điện xoay chiều có tần số f = 50 Hz đổi chiều mấy lần ? A. 50 B. 100 C. 25 D. 200

Câu 4. Dòng điện xoay chiều có cường độ 

       6 50 cos 2   t

i (A). Dòng điện này có :

A. Tần số dòng điện là 50 Hz

B. Cường độ hiệu dụng của dòng điện là 2 2A C. Cường độ cực đại của dòng là 2 A

D. Chu kỳ dòng điện là 0,02 s

Câu 5. Cường độ dòng điện trong một đoạn mạch có biểu thức ( )

3 100 cos 2 5 t A i           . Ở thời điểm t = 1/50(s), cường độ trong mạch có giá trị :

A. 5 2 B. -5 2 C. b ng không D. 2,5 2

Câu 6.Hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở R = 100 có biểu thức u = 100 2 cos 100t (V). Nhiệt lượng tỏa ra trên R trong 1phút là :

A. 600 J B. 600 2 J C. 6000 J D. 1200 J

Câu 7. Số đo của vôn kế và ampe kế xoay chiều chỉ:

B. giá trị trung bình của hiệu điện thế và cường độ dòng điện xoay chiều C. giá trị cực đại của hiệu điện thế và cường độ dòng điện xoay chiều. D. giá trị hiệu dụng của hiệu điện thế và cường độ dòng điện xoay chiều.

 Học sinh

+ Xem lại phần dòng điện không đổi ở lớp 11, các tính chất của dao động điều hòa, các đại lượng đặc trưng của dao động điều hòa.

+ Ôn lại định luật Ôm và hiện tượng cảm ứng điện từ.

c)Tiến trình xây dựng kiến thức

Giá trị hiệu dụng 2 0 I I  ; 2 0 U U 

Biễu diễn bằng vecto quay

Bài tập áp dụng Bài tập về nhà

Ngày nay, dòng điện dùng trong các gia đình, công sở, nhà máy hầu hết là dòng điện xoay chiều. Vậy dòng điện xoay chiều là gì và có đặc trưng cơ bản nào?

Suất điện động xoay chiều

 0 0cos 

 E t

e

Điện áp xoay chiều. Dòng điện xoay chiều

 t u U u  0cos   t i I i  0cos 

 Các cơ hội định hướng HĐNT của HS khi áp dụng phương pháp GQVĐ

+ C ộ 1: GV đưa ra những câu hỏi định hướng cho HS tiến hành các thao tác tư duy và suy luận logic thích hợp: Cho HS quan sát hình 26.1 và yêu cầu HS cho biết hiện tượng gì xảy ra? Tiếp tục định hướng dựa vào câu trả lời của HS: Yêu cầu HS cho biết từ thông qua khung dây và suất điện động cảm ứng trong khung như thế nào? Từ đó đưa ra biểu thức suất điện động xoay chiều

+ C ộ 2: GV đưa ra những câu hỏi định hướng cho HS tiến hành các thao tác tư duy và suy luận logic thích hợp: Bóng đèn sáng lên cho nhận xét? Quan sát hình 26.2 so sánh u(t), i(t) ai sớm pha hơn. Yêu cầu HS viết biểu thức u(t), i(t). GV tiếp tục định hướng dựa vào câu trả lời của HS: Đưa ra một số câu hỏi gợi ý khi viết biểu thức lưu ý đến chiều của dòng điện, từ biểu thức suy ra độ lệch pha

+ C ộ 3: GV nêu câu hỏi kích thích nhu cầu GQVĐ của HS: Thế nào là đoạn mạch xoay chiều chỉ có R? Phân tích câu trả lời của HS để định hướng lại HĐNT yêu cầu HS nêu quan hệ của u và i, từ đó xác định các giá trị hiệu dụng.

d)Tiến trình dạy hoc

TIẾT 1

Hoạt động 1 (5 phút): Ổn định tổ chức, kiểm tra bài cũ

 B ì ì HS ẩ ị ở

Hoạt động của HS Hoạt động của GV

- Cán bộ lớp báo cáo với GV về tình hình của lớp

- HS trình bày câu trả lời

- Yêu cầu cán bộ lớp báo cáo về tình hình của lớp

- Nêu câu hỏi kiểm tra bài cũ:

+ Hiện tượng cảm ứng điện từ xảy ra như thế nào?

+ Viết phương trình và chú thích các đại lượng trong dao động điều hòa?

Hoạt động 2 (2 phút): Tiếp nhận nhiệm vụ học tập

Hoạt động của HS Hoạt động của GV

- HS theo dõi GV đặt vấn đề

- HS suy ngh về dòng điện 1 chiều đã được học ở lớp 11

- Tạo tình huống học tập: Ngày nay dòng điện trong các gia đình, các công sở, nhà máy hầu hết là dòng điện xoay chiều. Vậy dòng điện xoay chiều là gì và có đặc trưng cơ bản nào?

- Đặt vấn đề vào bài mới: Trong chương 5 ta lần lượt xét khái niệm dòng điện xoay chiều và các đại lượng liên quan, các tác dụng và ứng dụng cơ bản của dòng điện này?

Hoạt động 3 (15 phút): Tìm hiểu về suất điện động xoay chiều

 H k ấ ộ x

Hoạt động của HS Hoạt động của GV

- Quan sát hình 26.1, xem GV thực hiện thí nghiệm, quan sát kết quả và phân tích, tìm nguyên nhân dẫn đến kết quả

- Trả lời câu hỏi: Khi khung dây quay đều trong từ trường trong khung xuất hiện suất điện động cảm ứng.

- Trả lời câu hỏi:

+ Từ thông qua khung biến thiên điều hòa.

+ Trong khung xuất hiện suất điện động cảm ứng biến đổi điều hòa

- Trả lời câu hỏi: Suất điện động xoay chiều biến đổi theo thời gian theo hàm số sin + Chu kỳ:   2  T : Tần số:   2 1   T f

- Treo hình vẽ 26.1 giới thiệu mô hình máy phát điện xoay chiều, thực hiện thí nghiệm cho HS quan sát

- Nêu câu hỏi: Hiện tượng gì xảy ra nếu quay đều khung dây trong từ trường đều có



B vuông góc với trục quay của khung - Nêu câu hỏi: Từ thông qua khung như thế nào? Suất điện động cảm ứng trong khung như thế nào?

- GV thông báo biểu thức suất điện động:

e E0cost0

- Nêu câu hỏi: Nhận xét biểu thức trên? Từ đó nhận xét chu kỳ, tần số của dao động điện xoay chiều?

Hoạt động 4 (25 phút): Tìm hiểu điện áp xoay chiều. Dòng điện xoay chiều

 P k ò x x

Hoạt động của HS Hoạt động của GV

- Trả lời: Hai đầu bóng đèn có hiệu điện thế, trong mạch có dòng điện.

- Trả lời: Từ H26.2 ta thấy i(t) sớm pha hơn u(t) một góc

2



- Trả lời: u(t) và i(t) biến đổi theo thời gian theo quy luật dạng sin => phương trình u(t) và i(t) phải có dạng PTDĐ điều hòa.  t u U u 0cos  iI0costi - Trả lời: Xác định góc:  u i +  0: u sớm pha hơn i +  0: u trễ pha hơn i +  0: u, i cùng pha - Trả lời câu hỏi:

+ Biểu thức của u(t) theo T, f:           T U u 0cos 2    U f u 0cos2

+ Biểu thức của i theo T, f:           T I i 0cos 2    I f i 0cos 2

- Nêu câu hỏi: Bóng đèn sáng lên (từ mô hình máy phát điện xoay chiều) cho ta nhận xét gì?

- Giới thiệu điện áp xoay chiều, dòng điện xoay chiều

- Nêu câu hỏi: H26.2 cho biết đại lượng u(t) và i(t). Đại lượng nào sớm pha hơn và sớm pha hơn một lượng bao nhiêu?

- Từ hình ảnh trên dao động ký yêu cầu HS viết biểu thức tổng quát của u(t) và i(t)?

- Lưu ý HS viết biểu thức cường độ dòng điện tức thời i phải theo quy ước chiều dương là chiều tính điện áp tức thời từ A đến B với một đoạn mạch AB

- Nêu câu hỏi: Từ phương trình u(t) và i(t) suy ra độ lệch pha của u so với i trong đoạn mạch.

- Yêu cầu HS đọc câu hỏi C2 SGK. Hãy viết biểu thức tổng quát của u(t) và i(t) theo T rồi f ?

TIẾT 2

Hoạt động 1 (10 phút): Đoạn mạch xoay chiều chỉ có điện trở thuần

 H ặ x ỉ ở ầ

Hoạt động của HS Hoạt động của GV

- Trả lời: Đoạn mạch của bếp điện, bàn ủi là đoạn mạch chỉ có điện trở thuần

- Trả lời: Áp dụng định luật Ôm của dòng điện không đổi cho dòng điện xoay chiều vì nếu xét trong khoảng thời gian t rất ngắn, các giá trị tức thời u và i xem như không đổi t U u  0 cos => I t R t U R u i   0 cos  0 cos R U I0  0

- Trả lời: Trong đoạn mạch chỉ có R u và i đồng pha với nhau

- Nêu câu hỏi: Thế nào là đoạn mạch xoay chiều chỉ có điện trở thuần? Cho ví dụ?

- Nêu câu hỏi: Có thể vận dụng công thức định luật Ôm cho đoạn mạch có R của dòng điện không đổi cho dòng điện xoay chiều được không?

- Nêu câu hỏi: nêu quan hệ của u và i trong đoạn mạch chỉ có R?

Hoạt động 2 (15 phút): Tìm hiểu các giá trị hiệu dụng

 N ị í ấ ỏ ì ò x

Hoạt động của HS Hoạt động của GV

- Trả lời: 2

RI p

- Trả lời: Công suất tức thời

t RI Ri p 2 2 0 2 cos   => p RI RI cos2t 2 2 2 0 2 0  

- Nêu câu hỏi: Công suất tỏa nhiệt trên điện trở của dòng điện không đổi được tính b ng công thức nào?

- Cho dòng điện iI0cost chạy qua đoạn mạch chỉ có điện trở thuần, công suất tỏa nhiệt tức thời được tính như thế nào?

- Trả lời: Nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở thuần trong thời gian t :

Q RI t

2

2 0 

- Trả lời: Khi cho dòng điện không đổi chạy qua điện trở thuần thì nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở: 2 0 2 I I t RI Q    - Trả lời: Định ngh a SGK

- Trả lời: Viết biểu thức

2 0 U U  ; 2 0 E E

- Trả lời: Trên các dụng cụ sử dụng điện người tag hi các giá trị hiệu dụng. VD: mạng điện gia đình 220V, bàn ủi 220v- 1000 , bóng đèn 220V-25 … 2 cos 2 0 2 2 0 RI t RI p p   

- Nêu câu hỏi: Nhiệt lượng tỏa ra trong thời gian t được xác định như thế nào?

- Nêu câu hỏi: Nếu cho cường độ dòng điện không đổi chạy qua điện trở trong cùng khoảng thời gian t sao cho nhiệt lượng tỏa ra là không đổi thì phải có giá trị là bao nhiêu?

- GV thông báo: Đại lượng được gọi là cường độ dòng điên hiệu dụng của dòng điện xoay chiều.

- Nêu câu hỏi: Từ các đặc điểm trên hãy định ngh a về cường độ dòng điện hiệu dụng?

- Nêu câu hỏi: Tương tự như thế ta hãy viết biểu thức của hiệu điện thế hiệu dụng và suất điện động hiệu dụng?

- Để do điện áp hiệu dụng và cường độ dòng điện hiệu dụng người ta dùng vôn kế và ampe kế

- Nêu câu hỏi: Trên các dụng cụ sử dụng điện người thường ghi các giá trị nào? Cho ví dụ?

Hoạt động 3 (10 phút): Biểu diễn bằng vectơ quay

Hoạt động của HS Hoạt động của GV

- Đọc SGK mục 5

- Trả lời: Cường độ dòng điện i và điện áp u được biểu diễn b ng vecto quay tương ứng:

i I u U



 ;

Dựa vào SGK mô tả cách biểu diễn

- Trả lời: Trong đoạn mạch chỉ có điện trở thuần, các vecto I U

, có cùng hướng

- Cho HS đọc SGK mục 5

- Nêu câu hỏi: Tương tự dao động cơ hãy nêu cách biểu diễn cường độ dòng điện i và điện áp u b ng vecto quay?

-Nêu câu hỏi: Nhận xét gì về 2 vecto I U

, trong đoạn mạch chỉ có điện trở thuần? Vẽ hình?

Hoạt động 4 (8 phút): Vận dụng, củng cố kiến thức

Hoạt động của HS Hoạt động của GV

- Suy ngh trả lời câu hỏi - Ghi nhận kiến thức

-Yêu cầu HS trả lời câu hỏi sau bài học - Tóm tắt bài

- Nhận xét, đánh giá giờ học

Hoạt động 5 (2 phút): Hướng dẫn về nhà

Hoạt động của HS Hoạt động của GV

- Ghi câu hỏi và bài tập về nhà

- Ghi nhớ lời dặn của GV

- Giao bài tập về nhà cho HS, các bài tập còn lại trong SGK và các câu hỏi trong phiếu học tập.

- Yêu cầu HS về nhà chuẩn bị bài 27: Mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện, cuộn cảm Rút kinh nghiệm --- ---