Xõy dựng hệ thống cõu hỏi định hướng tư duy của học sinh trong dạy

8. Đúng gúp của luận văn

2.2. Xõy dựng hệ thống cõu hỏi định hướng tư duy của học sinh trong dạy

2.2.1. Hệ thống cõu hỏi định hướng tư duy trong thiết kế bài học xõy dựng kiến thức mới

Bài 26: Dũng điện xoay chiều

Mạch điện xoay chiều chỉ cú điện trở thuần Hệ thống cõu hỏi định hướng Cõu trả lời kỡ vọng 1. Suất điện động xoay chiều

CH 1: Làm thế nào để tạo ra được suất điện động xoay chiều trong khung dõy dẫn?

- Điều gỡ sẽ xẩy ra với khung dõy khi nú quay trong từ trường? Tại sao?

CH 2: Suất điện động biến đổi theo quy luật nào?

2. Điện ỏp xoay chiều. Dũng điện xoay chiều

CH 1: Làm thế nào để tạo ra một hiệu điện thế, dũng điện biến thiờn dạng sin theo thời gian?

CH 2: Thế nào là điện ỏp xoay chiều? Dũng điện xoay chiều? CH 3: Độ lệch pha giữa u và i được xỏc định theo biểu thức nào?

- Cho i I c= 0 os

(

)

u cú dạng nào?

- Cho u U c= 0 os

(

)

thức i cú dạng nào?

- Cho khung dõy quay đều trong từ trường sao cho từ thụng gửi qua khung dõy biến đổi điều hũa.

- Suất điện động biến đổi theo quy luật hàm sin theo thời gian.

- Nối hai cực của mỏy phỏt với một đoạn mạch

- Độ lệch pha giữa u và i được xỏc định: ϕ ϕ ϕ= u− i ₍₁₎ Biểu thức u cú dạng:

( )

( )

CH 4: Dựa vào hỡnh 26.2 SGK, hóy cho biết trong hai đại lượng u(t) và i(t) đại lượng nào biến thiờn sớm pha hơn và sớm pha một lượng bằng bao nhiờu?

3. Đoạn mạch xoay chiều chỉ cú điện trở thuần

CH 1: Hóy thiết kế một phương ỏn để nghiờn cứu mối quan hệ giữa i và u trong đoạn mạch xoay chiều chỉ cú điện trở thuần?

- Dựa vào định luật nào để thiết lập mối quan hệ giữa i và u?

- Trong điều kiện nào thỡ cú thể ỏp dụng định luật ễm đối với dũng điện khụng đổi cho dũng điện xoay chiều?

4. Giỏ trị hiệu dụng

CH 1: Cụng suất tỏa nhiệt tức thời của dũng điện xoay chiều biến thiờn theo quy luật nào? So sỏnh chu kỳ biến đổi của cụng suất với chu kỳ biến đổi của dũng điện?

CH 2: Cụng suất tỏa nhiệt trung

i(t) biến thiờn sớm pha 2 Π so với u(t)

( ) ( )

- Cường độ dũng điện biến thiờn đồng pha với điện ỏp giữa hai đầu điện trở và cú biờn độ xỏc định bởi: 0 0 U I R = ₍₅₎ 2 2 2 2 0 0 0 os os2 2 2 RI RI p ui RI c= = ωt= + c ωt ⁽⁶⁾

Nhận xột: Cụng suất tỏa nhiệt tức thời biến thiờn tuần hoàn quanh giỏ trị 0²

2

RI

với tần số bằng hai lần tần số dũng điện, do đú cú chu kỳ bằng 1/2 chu kỳ dao động của dũng điện.

bỡnh được xỏc định như thế nào? Vỡ sao lại được biểu thức đú?

CH 3: Nhiệt lượng tỏa ra trong thời gian t được xỏc định như thế nào? CH 4: Phải cho dũng điện khụng đổi cú cường độ bằng bao nhiờu để khi nú chạy qua điện trở núi trờn trong cựng thời gian t thỡ nhiệt lượng tỏa ra cũng bằng Q?

CH 5: Thế nào là cường độ dũng điện hiệu dụng của dũng điện xoay chiều?

CH 6: Nờu vớ dụ về tỏc dụng của dũng điện khụng phụ thuộc vào chiều của dũng điện? Tỏc dụng đú phụ thuộc như thế nào vào cường độ dũng điện?

CH 7: Để đo cỏc giỏ trị hiệu dụng, người ta chế tạo dụng cụ đo dựa trờn nguyờn tắc nào?

5. Biểu diễn bằng vộc tơ quay

CH 1: Hóy biểu diễn i I c= 0 os tω _và

0 os t u U c= ω _{bằng vộc tơ quay?} 2 2 2 0 0 os 2 RI p RI c= ωt= (7) 2 0 2 RI Q= t (8) 0 2 I I = ₍₉₎ Tương tự: 0 2 U U = ₍₁₀₎ 0 2 E E= ₍₁₁₎

- Cường độ hiệu dụng của dũng điện xoay chiều bằng cường độ của một dũng điện khụng đổi, nếu cho hai dũng điện đú lần lượt đi qua cựng một điện trở trong những khoảng thời gian bằng nhau đủ dài thỡ nhiệt lượng tỏa ra bằng nhau.

- Tỏc dụng nhiệt. Tỏc dụng này phụ thuộc vào bỡnh phương cường độ dũng điện

- Cỏc dụng cụ đo dựa trờn tỏc dụng khụng phụ thuộc vào chiều của dũng điện.

Bài 27: Mạch điện xoay chiều chỉ cú tụ điện, cuộn cảm

o I _U x

Hệ thống cõu hỏi định hướng Cõu trả lời kỡ vọng 1. Đoạn mạch xoay chiều chỉ cú tụ điện

CH 1: Để khảo sỏt tỏc dụng của tụ điện đối với dũng điện xoay chiều chỳng ta cú thể thiết kế mạch điện như thế nào?

CH 2: Dựa vào đõu để biết dũng điện xoay chiều “đi qua” được tụ điện?

CH 3: Tại sao tụ điện khụng cho dũng một chiều đi qua mà lại cho dũng xoay chiều “đi qua”?

+ Tụ điện cú cấu tạo như thế nào? + Dựa vào sự tớch và phúng của tụ điện, hóy giải thớch tại sao tụ cho dũng xoay chiều “đi qua”?

CH 4: Tụ điện cú cản trở dũng xoay chiều khụng? Tại sao?

- Độ sỏng của đốn D2 yếu hơn đốn D1

chứng tỏ điều gỡ?

Xột mạch điện xoay chiều chỉ cú tụ điện. CH 5: Nếu đặt hai đầu tụ điện một điện ỏp

0sin

u U= ωt _{thỡ cường độ dũng điện trong}

mạch được xỏc định theo biểu thức nào? - Điện tớch của tụ được xỏc định theo biểu thức nào?

- Cường độ dũng điện tức thời trong mạch được xỏc định như thế nào?

- HS thiết kế mạch như hỡnh

- Đốn D2 sỏng chứng tỏ DĐXC “đi qua” được tụ điện.

- Vỡ giữa hai bản tụ là điện mụi

- Cú vỡ đốn D2 sỏng kộm hơn đốn D1

- Điện tớch của tụ:

0sin

q cu CU= = ωt ₍₁₎

- Cường độ dũng điện trong mạch: i ^dq C U c0 os t I c0 os t dt ω ω ω = = = ₍₂₎ Hỡnh 2.2 D₁ D₂ C

- Cường độ dũng điện biến thiờn theo quy luật nào?

CH 6. Hóy biểu diễn u và i trờn cựng một giản đồ vộc tơ?

CH 7: Cường độ hiệu dụng và điện ỏp hiệu dụng quan hệ với nhau theo biểu thức nào? CH 8: Đại lượng Zc giữ vai trũ tương tự như đại lượng nào?

CH 9: Dung khỏng của một tụ điện phụ thuộc vào những yếu tố nào?

CH 10: Tụ điện cú điện dung 1àF mắc trong mạng điện xoay chiều dõn dụng của nước ta cú dung khỏng bằng bao nhiờu? CH 11: Từ biểu thức (4) hóy giải thớch tại sao tụ khụng cho dũng khụng đổi, một chiều đi qua?

2. Đoạn mạch xoay chiều chỉ cú cuộn cảm

CH 1: Thế nào là cuộn cảm? Cuộn cảm thuần?

CH 2: Độ tự cảm của một cuộn dõy phụ thuộc vào cỏc yếu tố nào?

CH 3: Độ tự cảm của cuộn dõy sẽ thay đổi như thế nào khi rỳt lừi thộp ra?

Với I0 =C Uω 0 ₍₃₎

- Cường độ dũng điện biến thiờn sớm pha

2 Π

so với điện ỏp giữa hai bản tụ 1 _C U U I C U Z C ω ω = = = (4)

- Đại lượng ZC đúng vai trũ như điện trở và được gọi là dung khỏng của tụ điện.

- Dung khỏng của một tụ điện phụ thuộc vào điện dung của tụ điện và tần số gúc ω_{của dũng} điện (hoặc f hoặc T).

3185

C

Z ≈ Ω

- Đối với dũng khụng đổi thỡ f = 0 nờn cảm khỏng bằng vụ cựng.

- Độ tự cảm của một cuộn dõy phụ thuộc vào hỡnh dạng, kớch thước, số vũng và độ từ thẩm của lừi thộp.

- Nếu rỳt lừi thộp ra thỡ độ tự cảm của cuộn dõy sẽ giảm

U_C o

I x

CH 4: Cuộn cảm thuần ảnh hưởng như thế nào tới dũng điện khụng đổi ?

CH 5: Cuộn cảm thuần ảnh hưởng như thế nào tới DĐXC?

- Hóy thiết kế một mạch điện để khảo sỏt tỏc dụng của cuộn cảm thuần đối với DĐXC?

- Cuộn cảm thuần cú cản trở DĐXC khụng? Tại sao?

+ Khúa K đúng đốn D sỏng hơn, hiện tượng đú chứng tỏ điều gỡ?

+ Khi K mở, rỳt lừi sắt ra khỏi cuộn cảm thỡ độ sỏng của đốn tăng lờn, hiện tượng đú chứng tỏ điều gỡ?

Xột mạch điện chỉ cú cuộn cảm thuần CH 6: Nếu i I c= 0 osωt _{thỡ điện ỏp giữa hai}

đầu cuộn cảm biến thiờn theo quy luật nào?

- Suất điện động cảm ứng trong cuộn cảm được xỏc định theo biểu thức nào?

- Điện ỏp giữa hai đầu cuộn cảm được xỏc định theo định luật nào?

- Em cú nhận xột gỡ về quy luật biến thiờn của u và i?

CH 7: Hóy biểu diễn u và i trờn giản đồ

- Khụng ảnh hưởng tới dũng điện khụng đổi

- Mạch điện được mắc như hỡnh 27.5 SGK - Cuộn cảm thuần cú tỏc dụng cản trở DĐXC - Suất điện động cảm ứng: 0sin di e L LI t dt ω ω = − =

Điện ỏp giữa hai đầu cuộn cảm:

0 0 sin os 2 AB u iR e LI t u U c t ω ω ω = − = − Π   = _ + _ữ   Với U0 =ωLI0

- Cường độ dũng điện qua cuộn cảm thuần biến thiờn điều hũa cựng tần số nhưng trễ pha

2 Π

đối với điện ỏp giữa hai đầu cuộn cảm.

vộc tơ?

CH 8: Cường độ hiệu dụng và hiệu điện thế hiệu dụng quan hệ với nhau theo biểu thức nào?

CH 9: Hóy chứng minh cuộn cảm khụng gõy cản trở dũng điện khụng đổi?

CH 10: Tại sao khi rỳt lừi sắt khỏi cuộn dõy thỡ độ sỏng của đốn lại tăng lờn?

L U U I L Z ω = =

- Đối với dũng khụng đổi thỡ f = 0 nờn cảm khỏng bằng 0.

- Khi rỳt lừi sắt ra thỡ độ tự cảm sẽ giảm dẫn đến ZL giảm, do U khụng đổi nờn I tăng lờn

Bài 29: Cụng suất của dũng điện xoay chiều. Hệ số cụng suất Hệ thống cõu hỏi định hướng Cõu trả lời kỡ vọng 1. Cụng suất tức thời

CH 1: Cụng suất tức thời được xỏc định theo biểu thức nào? Biến đổi theo quy luật nào?

- Dựng phộp biến đổi lượng giỏc để tỡm ra quy luật biến thiờn của cụng suất tức thời?

2. Cụng suất trung bỡnh

CH 1: Thế nào là cụng suất trung bỡnh? - So sỏnh cụng suất trung bỡnh trong thời gian t dài và trong một chu kỳ?

- Giỏ trị trung bỡnh từng số hạng trong biểu thức (1) bằng bao nhiờu? Tại sao

( )

( )

cos 2 0

UI ω ϕt+ = _?

3. Hệ số cụng suất

CH 1: Chỳng ta cú thể xỏc định hệ số cụng suất của đoạn mạch R, L, C mắc nối tiếp bằng cỏch nào?

CH 2: Hệ số cụng suất bằng bao nhiờu trong cỏc đoạn mạch chỉ cú L (chỉ cú C, chỉ cú R)?

CH 3: Tại sao người ta phải quan tõm đến hệ số cụng suất và làm cỏch nào để nõng cao hệ số cụng suất trong cỏc dụng cụ tiờu thụ điện năng?

CH 4: Cú thể đo cụng suất của dũng điện trờn một mạch điện xoay chiều bằng cỏch nào?

cos

p UI= ϕ (3)

- Dựa vào giản đồ vộc tơ.

( )

- Đối với đoạn mạch chỉ cú L hoặc C thỡ

cosϕ _{= 0 (đoạn mạch khụng tiờu} thụ điện) cũn đoạn chỉ cú R thỡ cosϕ _{= 1.}

- Giảm tỏa nhiệt trờn đường dõy Để tăng hệ số cụng suất người ta dựng cỏc thiết bị cú tụ điện nhằm tăng ZC, giảm ϕ _{sao cho}

os 0,85

c ϕ ≥

Cỏch 1: Đo U, I, cosϕ

Cỏch 2: Đo điện năng tiờu thụ W trong thời gian t. Từ đú tớnh theo cụng thức (2)

Hệ thống cõu hỏi định hướng Cõu trả lời kỡ vọng Củng cố kiến thức

CH 1: Phỏt biểu định luật cảm ứng điện từ? CH 2: Suất điện động cảm ứng phụ thuộc những yếu tố nào?

CH 3: Trỡnh bày cỏch tạo ra suất điện động xoay chiều?

1. Nguyờn tắc hoạt động của mỏy phỏt điện xoay chiều

CH 1: Cú thể làm từ thụng gửi qua một vũng dõy biến thiờn bằng những cỏch nào?

- HS trả lời.

- Để từ thụng gửi qua cuộn dõy biến thiờn thỡ cú thể thay đổi:

+ Từ trường B (khụng khả thi) + Diện tớch S (khụng khả thi) + Tốc độ gúc ω_{: Bằng một} trong hai cỏch là cho từ trường cố định, cỏc vũng dõy quay trong từ trường hoặc cho từ trường quay, cỏc vũng dõy đặt cố định

2. Mỏy phỏt điện xoay chiều một pha.

CH 1: Để chế tạo mỏy phỏt điện xoay chiều chỳng ta cần những dụng cụ nào? CH 2: Để tạo ra dũng điện xoay chiều thỡ nam chõm và khung dõy phải bố trớ như thế nào?

- Một khung dõy đồng và một nam chõm vĩnh cửu

- Cú hai cỏch tạo ra suất điện động xoay chiều thường dựng trong cỏc mỏy phỏt điện: Cỏch 1: Cho khung dõy quay trong từ trường của nam chõm. Cỏch 2: Cho nam chõm quay sao cho từ thụng qua khung dõy biến thiờn.

CH 3: Mỏy phỏt điện xoay chiều một pha gồm cỏc bộ phận chớnh nào?

CH 4: Khi hoạt động cỏc phần đú cú trạng thỏi như thế nào?

CH 5: Làm thế nào để lấy dũng điện ra mạch ngoài?

CH 4: Phương ỏn nào khả thi nhất? Tại sao?

CH 3: Suất điện động của mỏy phỏt điện phụ thuộc những yếu tố

CH 4: Để tăng suất điện động của mỏy phỏt điện thực tế người ta đó làm thế nào?

CH 5: Tại sao phải tăng số cặp cực p?

3. Mỏy phỏt điện xoay chiều ba pha

CH 1: Mỏy phỏt điện xoay chiều ba pha được cấu tạo như thế nào?

- Để tạo ra ba suất điện động trong mỏy phỏt điện xoay chiều ba pha thỡ phần ứng phải cú mấy cuộn dõy?

- Phần cảm tạo ra từ trường và phần ứng tạo ra dũng điện. - Một phần cố định gọi là stato phần cũn lại quay quanh trục một cố định gọi là rụto.

- Dựng hai vành khuyờn đặt đồng trục và cựng quay với khung dõy. Mỗi vành khuyờn cú một thanh quột tỡ vào.

- Cỏch 2 dễ thực hiện nhất vỡ khi đưa dũng điện ra mạch ngoài mà khụng cần chỳ ý đến vấn đề dõy điện bị xoắn.

- Từ E0=2π_{fNBS ta thấy E0 phụ} thuộc f,N,B,S

- Tăng số vũng của cuộn dõy phần ứng, tăng số cặp cực p và tăng cảm ứng từ B của phần cảm, mắc cỏc cuộn dõy nối tiếp nhau. - Từ f=pn cho thấy tăng p để giảm tốc độ quay của rụto

- Ta nờn bố trớ rụto phần cảm hay phần ứng? Vỡ sao?

- Để cú ba suất điện động xoay chiều cựng biờn độ, cựng tần số thỡ cỏc cuộn dõy phải cú đặc điểm gỡ và phải bố trớ cỏc cuộn dõy như thế nào?

- Để cỏc suất điện động lệch nhau về pha từng đụi một là

3 2π

ta phải bố trớ cỏc cuộn dõy thoả món yờu cầu gỡ nữa?

CH 2: Để truyền dũng điện ba pha đến nơi tiờu thụ ta cần phải dựng mấy dõy dẫn? CH 3: Nhưng trong thực tế người ta dựng mấy dõy?

CH 4: Hai cỏch mắc hỡnh sao và mắc hỡnh tam giỏc cú đặc điểm gỡ?

- Rụto phần cảm để trỏnh phải dựng 3 bộ gúp.

- Từ cụng thức biờn độ suất điện động xoay chiều của một pha E0=NBSω _{thỡ ba cuộn dõy phải} giống nhau (để cú N,S giống nhau) và đặt trờn một vũng trũn để khi rụto (để khi rụto quay thỡ khoảng cỏch từ cuộn dõy đến nam chõm như nhau để B như nhau)

- Cỏc cuộn dõy đặt lệch nhau 1200 trờn vũng trũn. - Dựng 6 dõy -Cú lỳc dựng 3 dõy, cú khi dựng - Trong thực tế người ta dựng 4 dõy - Mắc hỡnh sao cú đặc điểm Ud= 3Up

Mắc tam giỏc cú đặc điểm Ud=Up