C. 100 V/m hớng sang trái D 100 V/m hớng sang phả
2. Về kĩ năng.
- Ôn tập các kiến thức cũ về dòng điện.
- Giải thích các hiện tợng vật lí có liên quan.
II. chuẩn bị
Giáo viên
- Vẽ hình 7.5, 7.7, 7.9 SGK trên giấy A0.
Học sinh
- Ôn tập các kiến thức về dòng điện đã học ở chơng trình lớp 7,9 THCS.
- Mỗi nhóm HS chuẩn bị một nửa quả chanh đã khứa rách màng ngăn giữa các múi.
Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên Hoạt động 1.
Ôn tập và bổ sung thêm các kiến thức đã học ở chơng trình THCS về dòng điện không đổi.
Yêu cầu HS suy nghĩ trả lời các câu hỏi để kiểm tra kiến thức cũ, tạo cho việc tiếp thu kiến thức mới.
- Dòng điện là dòng dịch chuyển có hớng của các hạt mang điện tích.
- Dòng dịch chuyển có hớng của các êlectron tự do trong kim loại.
* Lấy ví dụ về dòng các điện tích dịch chuyển có hớng?
Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ.
- Ngoài ra còn có sự dịch chuyển của hớng các ion dơng và ion âm trong dung dịch điện phân. Êlectron t do, các ion dơng và ion âm đợc gọi là hạt tải điện.
- Chiều quy ớc của dòng điện là chiều dịch chuyển của các điện tích dơng.
* Chiều dòng điện đợc quy ớc nh thế nào?
- Chiều dòng điện trong kim loại ngợc với chiều dịch chuyển của các êlectron tự do.
* Chiều dòng điện trong kim loại đợc xác định nh thế nào?
Hoạt động 2.
Tìm hiểu khái niệm cờng độ dòng điện- Dòng điện không đổi.
* Trị số của đại lợng nào cho biết độ mạnh, yếu của dòng điện, định nghĩa đại lợng đó? Đại lợng này đợc đo bằng dụng cụ nào? Đơn vị là gì?
- Cờng độ dòng điện là đại lợng cho biết độ mạnh, yếu của dòng điện.
- Ngời ta dùng Ampe kế đo cờng độ dòng điện.
- Để cờng độ dòng điện ngời ta mắc ampe kế nối tiếp với vật dẫn cần đo cờng độ dòng điện sao cho dòng điện đi vào chốt (+) và đi ra chốt (-) của ampe kế. - Đơn vị cờng độ dòng điện là Ampe kế, kí hiệu là A. * Cờng độ dòng điện là đại lợng đặc trng cho tác dụng mạnh, yếu của dòng điện, đợc xác định bằng thơng số giữa điện lợng ∆q chuyển qua tiết diện thẳng của vật dẫn trong khoảng thời gian ∆t và khoảng thời gian đó. I = DDqt
Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ. Biểu thức trên chỉ cho ta biết giá trị trung bình của cờng độ dòng điện trong khoảng thời gian ∆t. - Dòng điện có chiều và cờng độ không thay đổi theo thời gian gọi 54
Đơn vị của điện lợng là culông (C), đợc định nghĩa theo đơn vị của ampe:
Cá nhân hoàn thành C3,C4: C3: I = q 0,75A
t
D =
D .
* Hoàn thành yêu cầu C3,C4. C4: Số êlectron là:
N = q It 6,25.10 / .18e se=e = e=e =
Hoạt động 3.
Tìm hiểu cấu tạo nguồn điện
HS suy nghĩ cá nhân, trả lời * Hoàn thành các yêu cầu C5,C6 C5. Các vật cho dòng điện chạy
qua là các vật dẫn. Trong vật dẫn, các hạt mang điện có thể dịch chuyển tự do.
C6. Để có dòng điện chạy qua hai đầu một đoạn mạch hoặc hai đầu một bóng đèn thì phải có hiệu điện thế giữa hai đầu một đoạn mạch đó hoặc giữa hai đầu bóng đèn đó.
- Điều kiện để có dòng điện chạy qua một vật dẫn là phải có một hiệu điện thế đặt vào hai đầu vật dẫn đó.
* Điều kiện để có dòng điện chạy qua vật dẫn?
- Nguồn điện có hai cực dơng (+) và âm (-), giữa hai cực có một hiệu điện thế. Ví dụ về nguồn điện: Pin, acquy,...
* Nêu cấu tạo nguồn điện và lấy ví dụ về nguồn điện.
- Hiệu điện thế này tạo ra trong vật dẫn một điện trờng. Dới tác dụng của lực điện trờng, các hạt mang
điện chuyển động hỗn loạn nhng có thêm chuyển động có hớng. Chuyển động có hớng này tạo thành dòng điện vật dẫn.
C7. VD: Pin, acquy, đinamô ở xe đạp,....
* Hoàn thành yêu cầu C7,C8,C9. C8. Nguồn điện có thể tạo ra dòng
điện chạy trong mạch khi đóng công tắc K.
Hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện đợc duy trì ngay cả khi có dòng điện chạy qua các vật dẫn nối liền giữa hai cực của nó, muốn vậy cần phải tách các êlectron đợc gọi là cực âm ( có điện thế thấp hơn), cực kia thừa ít hoặc thiếu êlectron gọi là cực dơng (có điện thế cao hơn).
C9. Số chỉ của vôn kế bằng số vôn ghi trên nguồn điện (nếu là pin hay acquy thì phải là mới sử dụng). Điều đó chứng tỏ giữa hai cực của nguồn điện có một hiệu điện thế.
Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ. Việc tách êlectron ra khỏi mỗi nguyên tử cần phải có một lực có bản chất khác với lực điện. Ngời ta gọi đó là lực lạ.
Hoạt động 4.
Tìm hiểu khái niệm suất điện động của nguồn điện.
HS thảo luận chung toàn lớp:
- Nguồn điện tạo ra và duy trì hiệu điện thế giữa hai đầu mạch ngoài, do nó tạo ra một điện trờng ở mạch ngoài.
* Nguồn điện trong mạch điện dới đây có tác dụng gì? Lực lạ trong nguồn điện có tác dụng gì?
- Dới tác dụng của lực điện trờng, các điện tích dơng ở mạch ngoài dịch chuyển từ cực dơng tới cực âm của nguồn điện tạo thành dòng điện.
- Lực lạ có tác dụng di chuyển các điện tích dơng ngợc chiều điện tr- ờng ở bên trong nguồn điện để duy trì sự tích điện ở hai cực nguồn điện.
- Nếu trờng hợp ở mạch ngoài là sự dịch chuyển của các điện tích âm thì lực lạ có tác dụng dịch chuyển các điện tích âm ngợc chiều điện trờng từ cực dơng đến cực âm của nguồn điện.
- Công của lực lạ thực hiện làm dịch chuyển các điện tích qua nguồn điện đợc gọi là công của nguồn điện.
Yêu cầu HS đọc SGK để tìm hiểu thêm về công của nguồn điện.
- Để đặc trng cho khả năng thực hiện công của nguồn điện ngời ta đa vào đại lợng gọi là suất điện động của nguồn điện, kí hiệu là x. Cá nhân đọc SGK để trả lời câu GV yêu cầu HS đọc SGK và trả lời
+- -
hỏi của GV. các câu hỏi.
- Suất điện động là gì?
- Đơn vị của suất điện động là gì? - Số vôn ghi trên mỗi nguồn điện có ý nghĩa gì?
- Mỗi nguồn điện đợc đặc trng bởi đại lợng nào?
Hoạt động 5.
Tìm hiểu cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của pin và acquy
HS tiến hành thí nghiệm theo nhóm.
Hiện tợng: Kim của vôn kế bị lệch, chứng tỏ giữa hai miếng kim loại tồn tại một hiệu điện thế.
* Cắm hai miếng kim loại khác loại vào nửa quả chanh đã đợc khứa rách màng ngăn giữa các múi, nối hai cực của vôn kế với hai miếng kim loại thì hịên tợng gì xảy ra? - Cấu tạo chung của pin điện hóa
là gồm hai điện cực có bản chất hóa học khác nhau đợc ngâm trong dung dịch điện phân (dung dịch axit, bazơ, hoặc muối...)
GV yêu cầu các nhóm tiến hành thí nghiệm để tìm câu trả lời.
* Nguyên tắc cấu tạo chung của pin điện hóa?
Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ. GV thông báo cấu tạo của pin Vôn- ta.
GV nêu câu hỏi để HS tìm hiểu nguyên tắc hoạt động của pin Vôn- ta:
- Khi nối pin Vôn-ta thành mạch kiến thì êlectron ở mạch ngoài chạy từ cực kẽm tới cực đồng, làn
- Khi nối hai cực của pin Vôn-ta với mạch kín thì êlectron ở mạch kín sẽ chuyển động thế nào? Lực lạ
mất bớt điện tích âm của cực kẽm và giảm điện tích dơng ở cực đồng.
trong pin Vôn-ta là lực nào?
- Lực hóa học đóng vai trò là lực lạ, nó kéo ion Zn2+ khỏi thanh kẽm vào dung dịch, đồng thời các ion H+ có trong dung dịch tới bám vào cực đồng và thu lấy các êlectron có trong thanh đồng. Kết kết quả là duy trì đợc sự tích điện khác nhau của các điện cực.
Cá nhân nhận nhiệm vụ học tập. GV yêu cầu HS đọc SGK ở nhà để tìm hiểu cấu tạo của pin Lơ-clăng- sê và nguyên tắc hoạt động của nó. HS quan sát hình vẽ và thảo luận
chung toàn lớp.
- Acquy có cấu tạo gồm: hai điện cực, cực dơng là Pb02, cực âm là Pb. Dung dịch điện phân là axit sunfuaric.
GV yêu cầu HS quan sát hình 7.9 SGK (đợc vẽ trên khổ A0), từ đó nêu cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của acquy.
- Do tác dụng của lực hóa học, hai bản cực của acquy đợc tích điện khác nhau và hoạt động giống nh một pin điện hóa.
- Khi cho acquy phát điện, do tác dụng hóa học, các bản cực của acquy biến đổi. Bản cực dơng có
lõi là chì điôxit nhng đợc phủ một lớp chì sunfat. Bản cực âm có lõi là chì cũng đợc phủ một lớp chì sunfat. Do đó suất điện động của acquy giảm dần. Khi suất điện động này giảm xuống tới 1,85V thì ngời ta phải nạp điện cho acquy để tiếp tục sử dụng.
- Acquy là nguồn điện có thể nạp lại để sử dụng nhiều lần trên phản ứng hóa học thuận nghịch: nó dự trữ năng lợng ấy dới dạng điện nămg khi phát điện.
Acquy là nguồn điện có đặc điểm gì khác với pin?
Hoạt động 6.
Củng cố ’ Vận dụng GV nên hỏi củng cố bài học:
HS thảo luận chung toàn lớp - Cờng độ dòng điện đợc xác định bằng công thức nào?
- Đại lợng nào đặc trng cho khả năng thực hiện công của lực lạ bên trong nguồn điện ? Công thức xác định đại lợng đó? Bài 6. Câu D. Bài 7. Câu B. Bài 8. Câu B. - Làm bài tập 6,7,8 SGK. Hoạt động 7 Tổng kết bài học.
- Làm các bài tập trong SGK.
- Ôn lại các kiến thứ cổ đông về nguồn điện.
Tiết: ...
điện năng. công suất điện
Ngày soạn: ... Giáo viên: ...
A. Mục tiêu:
1. Về kiến thức:
- Hiểu đợc sự biến đổi năng lợng trong mạch điện, nắm đợc công thức tính công và công suất của dòng điện ở một đoạn mạch tiêu thụ điện năng. Xây dựng công thức tính công và công suất của nguồn điện.
- Ôn lại, nắm chắc kíên thức về công và công suất của dòng điện, định luật Jun-Len-Xơ. Vận dụng đợc các kiến thức đó để làm bài tập.
2. Về kỹ năng
- Rèn luyện kĩ năng logic toán học để xây dựng các công thức vật lí.
- Sử dụng định luật bảo toàn năng lợng để giải thích sự biến thiên năng lợng trong mạch điện.
Giáo viên:
- Đọc lại SGK lớp 9 để biết đợc kiến thức xuất phát của HS.
Học sinh:
- Ôn lại các kiến thức: công, công suất điện, định luật Jun- Len-Xơ.
III. thiết kế hoạt động dạy học
Hoạt động của Học sinh Trợ giúp của Giáo viên Hoạt động 1.
Kiểm tra chuẩn bị điều kiện xuất phát. Đặt vấn đề.
GV nêu câu hỏi kiểm tra kiến thức cũ:
HS suy nghĩ cá nhân tìm câu trả lời.
- Bên trong nguồn điện pin và acquy có sự chuyển hóa năng l- ợng từ dạng nào sang dạng nào khi pin và acquy phóng điện?. Cá nhân nhận thức đợc vấn đề cần
nghiên cứu.
ĐVĐ: Khi mắc nguồn điện vào mạch kín, bên ngoài nguồn điện có sự hóa điện năng thành các dạng năng lợng khác nh nội năng, hóa năng, cơ năng. Bài học hôm nay chúng ta nghiên cứu sự chuyển hóa năng lợng đó.
Hoạt động 2.
Ôn lại và bổ sung các kiến thức về công, công suất của dòng điện chạy qua một đoạn mạch, định luật Jun- Len-Xơ. Xây dựng công suất tỏa nhiệt của vật dẫn.
P = A UI
t = suất của dòng điện chạy qua một
đoạn mạch? - Các điện tích tự do sẽ chuyển
động có hớng dới tác dụng của lực điện trờng
* Khi đặt vào hai đầu đoạn mạch một hiệu điện thế thì các điện tích tự do có trong mạch sẽ chuyển động nh thế nào? Tại sao nó lại chuyển động nh vậy?
- Khi đó công của các lực điện tr- ờng đợc xác định:
A =qU = Uit
C4. Trong công thức P = A UI t =
Thì ta có A(J); t (s); U(V); I(A);
P (W).
- Nếu cờng độ dòng điện trong đoạn mạch là I thì điện lợng dịch chuyển trong đoạn mạch sau khoảng thời gian t bằng bao nhiêu? Khi đó công của lực điện trờng đợc xác định nh thế nào? * Hoàn thành yêu cầu C4.
Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ. - Công của dòng điện chạy qua một đoạn mạch cũng chính là điện năng nà đoạn mạch đó tiêu thu bằng công của lực điện.
- Công suất của một đoạn mạch là công suất tiêu thụ điện năng của đoạn mạch đó và có trị số bằng điện năng của đoạn mạch tiêu thụ trong một đơn vị thời gian, hoặc bằng tích của hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch và cờng độ dòng điện chạy qua đoạn mạch đó.
- Công của dòng điện biến đổi thành nhiệt năng làm cho nội năng của vật dẫn tăng. Kết quả làm cho vật dẫn nóng lên và tỏa
* Trong đoạn mạch chỉ có điện trở thuần thì có sự biến đổi năng lợng nh thế nào? Kết quả là gì?
nhiệt ra môi trờng xung quanh. - Nhiệt lợng tỏa ra trên một tỉ lệ thuận với điện trở của vật dẫn, với bình phơng cờng độ dòng điện và với thời gian dòng điện chạy qua vật: Q = RI2t
* Phát biểu và viết biểu thức của định luật Jun-Len-Xơ ?
- áp dụng định luật Jun-Len-Xơ ta có nhiệt lợng tỏa ra trên vật dẫn:
Q = RI2t =>P = RI2
* Công suất tỏa nhiệt của một vật dẫn khi có dòng điện chạy qua đặc trng cho tốc độ tỏa nhiệt của vật dẫn đó, công suất tỏa nhiệt đ- ợc xác định bằng công thức nào? C5. Từ công thức A = qU = UIt * Hoàn thành yêu cầu C5.
Ta có: Q = A = UIt = I2Rt =U2t R Do đó: P = Q RI2 U2. t = = R Hoạt động 3.
Xây dựng công thức tính công và công suất của nguồn điện.
* Công của nguồn điện đợc biểu diễn bằng công thức toán học nào?
GV nêu các câu hỏi gợi ý.
- Khi mắc nguồn điện là pin vào mạch kín thì trong nguồn điện có sự chuyển hóa năng lợng dạng nào sang điện năng?
HS thảo luận chung toàn lớp: Công: A = qE = E I t
Công suất:
=> Ang = qE = E I t
- Theo định luật bảo toàn năng l- ợng, điện năng tiêu thụ trong toàn mạch bằng công của lực lạ bên trong nguồn điện, vậy công của nguồn điện đợc xác định nh thế
P = A
E I t
nào?
- Suất điện động của nguồn điện đợc viết bằng biểu thức nào? ý nghĩa của các đại lợng trong biểu thức đó? Từ đó hãy tính công của nguồn điện?
Hoạt động 4.
Củng cố ’ Vận dụng GV nêu câu hỏi củng cố kiến thức:
HS suy nghĩ cá nhân tìm câu trả lời.
- Viết các biểu thức tính công, công suất của dòng điện, nhiệt l- ợngtỏa ra trên vật dẫn khi có dòng điện chạy qua?
Bài 5. Câu B. Bài 6. Câu B.
Bài 7. A = 21,6 kJ = 0,006 kW.h.
Đơn vị đo của các đại lợng đó? Yêu cầu HS làm bài tập 5,6,7 SGK.
Hoạt động 5. Tổng kết bài học
Cá nhân nhận nhiệm vụ học tập.
GV nhận xét, đánh giá giờ học. - Yêu cầu học sinh làm bài tập 5,6,7 SGK.
- Ôn lại các kiến thức về định luật Ôm cho đoạn mạch chỉ có điện trở thuần, công của dòng điện,