Các giáo án

IX. Cấu trúc của luận văn

2.4.2 Các giáo án

Tiết 45 : LUYỆN GIẢI BÀI TẬP VỀ DÕNG ĐIỆN XOAY CHIỀU MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CHỈ CÓ ĐIỆN TRỞ THUẦN ,

CHỈ CÓ TỤ ĐIỆN, CHỈ CÓ CUỘN CẢM THUẦN I . MỤC TIÊU :

1. Kiến thức :

- Học sinh hiểu các khái niệm suất điện động xoay chiều, điện áp xoay chiều, cường độ dòng điện xoay chiều, các giá trị tức thời và các giá trị hiệu dụng. - Học sinh biết cách xác định độ lệch pha giữa điện áp và cường độ dòng điện

- Học sinh nắm được các đặc điểm của đoạn mạch xoay chiều chỉ có điện trở thuần, chỉ có tụ điện, chỉ có cuộn cảm thuần.

2. Rèn luyện kỹ năng :

- Kỹ năng phân tích tổng hợp.

- Vận dụng các công thức tính cảm kháng, dung kháng.

- Giải được các bài tập về suất điện động xoay chiều, về đoạn mạch xoay chiều chỉ có điện trở thuần, chỉ có tụ điện, chỉ có cuộn cảm thuần.

3. Thái độ

- Tích cực tham gia giải bài tập dưới sự hướng dẫn của giáo viên.

- Có thái độ trung thực, nghiêm túc, cẩn thận, cần cù trong học tập cũng như trong lao động sản xuất.

- Chủ động vận dụng kiến thức vào thực tiễn.

II . CHUẨN BỊ :

1. Học sinh

- Nắm vững các kiến thức cơ bản: suất điện động xoay chiều, điện áp xoay chiều, dòng điện xoay chiều, các giá trị tức thời, giá trị hiệu dụng.

- Nắm vững đặc điểm của đoạn mạch xoay chiều chỉ có điện trở thuần, chỉ có tụ điện, chỉ có cuộn cảm thuần.

- Giải các bài tập về nhà và rút ra phương pháp giải.

2. Giáo viên: Lập kế hoạch lên lớp

Bài 1: Một cuộn dây dẹt hình chữ nhật có tiết diện là S = 54 cm2 gồm 500 vòng dây, điện trở không đáng kể, quay với tốc độ 50 vòng/s quanh một trục đi qua tâm và song song với một cạnh. Cuộn dây đặt trong từ trường có cảm ứng từ B = 0,2 T vuông góc với trục quay. Tại thời điểm ban đầu mặt phẳng khung dây vuông góc với B

a, Viết biểu thức từ thông.

b, Viết biểu thức suất điện động trong cuộn dây.

A. Tìm hiểu đầu bài

Cái đã cho S = 54cm2 = 54.10-4m2 N = 500 n0= 50 vòng/s B = 0,2 T Cái cần tìm a. Biểu thức ? b. Biểu thức e?

B. Định hƣớng tƣ duy cho học sinh

- Biểu thức từ thông  xuyên qua khung dây có dạng:

  cos o  t      cần tìm o, , . - Áp dụng công thức tính tần số góc . - Áp dụng công thức tính o

- Vectơ pháp tuyến của khung n trùng với B lúc t = 0   = 0 - Có o, ,   viết được biểu thức từ thông .

- Tìm Eo = o  viết được biểu thức suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung.

C. Tiến trình hƣớng dẫn học sinh giải

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh

- Chọn gốc thời gian ở thời điểm n trùng

B



 có giá trị là bao nhiêu?

- Dạng của biểu thức từ thông gửi qua khung dây?

- Từ biểu thức bên, hãy tìm các đại lượng chưa biết.

- Có o, ,   biểu thức từ thông. - Biểu thức suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung dây có dạng thế nào? - Hãy xác định biên độ của suất điện động cảm ứng Eo.

- Có Eo  biểu thức suất điện động cảm ứng e. -   ocos t  - o = NBS 2no - EEosin t  - Eo = o.

D. Trình bày lời giải

a. Tần số góc: 2no 2 .50 100   (rad/s).  o NBS500.0, 2.54.104 0,54 (Wb)

Vậy  0,54cos100t (Wb) b. Eo   o 100 .0,54 170  (V)

Vậy E170sin100t (V) Hay cos

2

170 100

E  t  

 

  (V)

Bài 2:Đặt vào hai đầu điện trở R = 80  một điện áp xoay chiều có biểu thức

2 cos100 ( )

100 t V

u  . Viết biểu thức cường độ dòng điện qua R.

A. Tìm hiểu đầu bài

Cái đã cho R = 80 

2 cos100 ( )

100 t V

Cái cần tìm:

biểu thức cường độ dòng điện qua R.

B. Định hƣớng tƣ duy cho học sinh

Đã cho biểu thức điện áp xoay chiều

Biểu thức cường độ dòng điện qua R có dạng iI0cos( t i)( )A

Cần phải tìm I0, ω, i

Mối liên hệ giữa U0,I0 : o o

U I

R



Trong đoạn mạch xoay chiều chỉ có điện trở thuần R thì điện áp cùng pha với dòng điện

C. Tiến trình hƣớng dẫn học sinh giải

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh

Yêu cầu học sinh đọc kỹ đầu bài và tóm tắt, xác định loại mạch

từ biểu thức điện áp xoay chiều ta có thể suy ra đại lượng nào ?

Tìm I0 như thế nào ? Tìm i bằng cách nào ?

Hãy thay số liệu cụ thể

Đọc kỹ, tóm tắt bài toán

Đối chiếu với biểu thức tổng quát ta suy ra U0, ω, u

Dựa vào định luật Ôm. o

o U I

R

 Dựa vào độ lệch pha

u i u i

  

Thay số liệu tìm biểu thức của cường độ dòng điện.

D. Trình bày lời giải

Áp dụng định luật Ôm cho đoạn mạch xoay chiều chỉ có điện trở thuần. 100 2 2 2( ) 50 o o U A I R   

Vì điện áp cùng pha với dòng điện u 0 → i 0

Biểu thức cường độ dòng điện qua R là i2 2 osc 100t A( )

Bài 3:Đặt vào hai đầu cuộn thuần cảm có độ tự cảm L 2(H)



 một điện áp xoay

chiều có biểu thức u120cos100t V( ). Viết biểu thức cường độ dòng điện qua cuộn cảm.

A. Tìm hiểu đầu bài

Cái đã cho 2 ( ) L H   cos100 ( ) 120 t V u  . Cái cần tìm:

biểu thức cường độ dòng điện qua cuộn cảm.

B. Định hƣớng tƣ duy cho học sinh

Đã cho biểu thức điện áp xoay chiều

Biểu thức cường độ dòng điện qua cuộn cảm có dạng iI0cos( t i)( )A

Cần phải tìm I0, ω, i

Mối liên hệ giữa U0,I0 :

L o o U I Z 

Trong đoạn mạch xoay chiều chỉ có cuộn thuần cảm thì điện áp sớm pha

2



so với dòng điện

C. Tiến trình hƣớng dẫn học sinh giải

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh

Yêu cầu học sinh đọc kỹ đầu bài và tóm tắt, xác định loại mạch

từ biểu thức điện áp xoay chiều ta có thể suy ra đại lượng nào ?

Tìm I0 như thế nào ? Tìm i bằng cách nào ?

Hãy thay số liệu cụ thể

Đọc kỹ, tóm tắt bài toán

Đối chiếu với biểu thức tổng quát ta suy ra U0, ω, u

Dựa vào định luật Ôm.

L o o U I Z  L Z L

Dựa vào độ lệch pha

u i u i

  

Thay số liệu tìm biểu thức của cường độ dòng điện.

D. Trình bày lời giải

từ u120cos100t V( ) ta suy ra U0 120( )V ,100 ( rad).u 0

Cảm kháng là ZL L 100 . 2 200



   

Áp dụng định luật Ôm cho đoạn mạch xoay chiều chỉ có cuộn thuần cảm.

120 0, 6( ) 200 L o o U A I Z   

Vì điện áp điện áp sớm pha

2  so với dòng điện 0 u   → 2 i    

Biểu thức cường độ dòng điện cuộn thuần cảm là os( )

2

0,6c 100 ( )

Bài 4:Đặt vào hai bản của tụ điện có điện dung 1 4

.10 ( )

C F

 

 một điện áp xoay

chiều có biểu thức 2 cos(100 )( )

3

170 t V

u  



 . Viết biểu thức cường độ dòng

điện trong mạch.

A. Tìm hiểu đầu bài

Cái đã cho 4 1 .10 ( ) C F    2 cos(100 )( ) 3 170 t V u     . Cái cần tìm:

biểu thức cường độ dòng điện trong mạch.

B. Định hƣớng tƣ duy cho học sinh

Đã cho biểu thức điện áp xoay chiều

Biểu thức cường độ dòng điện trong mạch có dạng iI0cos( t i)( )A

Cần phải tìm I0, ω, i

Mối liên hệ giữa U0,I0 :

C o o U I Z 

Trong đoạn mạch xoay chiều chỉ có tụ điện thì điện áp chậm pha

2



so với dòng điện

C. Tiến trình hƣớng dẫn học sinh giải

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh

Yêu cầu học sinh đọc kỹ đầu bài và tóm tắt, xác định loại mạch

từ biểu thức điện áp xoay chiều ta có thể suy ra đại lượng nào ?

Tìm I0 như thế nào ? Tìm i bằng cách nào ?

Hãy thay số liệu cụ thể

Đối chiếu với biểu thức tổng quát ta suy ra U0, ω, u

Dựa vào định luật Ôm.

C o o U I Z  1 C Z C  

Dựa vào độ lệch pha

u i u i

  

Thay số liệu tìm biểu thức của cường độ dòng điện.

D. Trình bày lời giải

từ 2 cos(100 )( ) 3 170 t V u     ta suy ra U0 170 2( )V ,100 ( rad). 3 u    Dung kháng là ZC 1 100 C    

Áp dụng định luật Ôm cho đoạn mạch xoay chiều chỉ có tụ điện.

170 2 1, 7 2( ) 100 C o o U A I Z   

Vì điện áp điện áp chậm pha

2  so với dòng điện 3 u    → 5 ( ) 6 i u u i  rad     

Biểu thức cường độ dòng điện trong mạch là 2 os( 5 )

6

1,7 c 100 ( )

PHÂN TÍCH VIỆC SỬ DỤNG CÁC BIỆN PHÁP RÈN LUYỆN TÍCH TÍCH CỰC, TỰ LỰC CHO HỌC SINH TRONG GIỜ LUYỆN TẬP NÀY.

Trong giờ bài tập này các kiến thức cần củng cố là suất điện động xoay chiều, cường độ dòng điện xoay chiều, các giá trị hiệu dụng và các giá trị tức thời, mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở thuần, chỉ có cuộn cảm thuần, chỉ có tụ điện đây là những kiến thức quan trọng, là tiền đề cho các phần sau do dó chúng tôi lựa chọn hai dạng bài tập cơ bản:

 Bài tập về cách tạo ra dòng điện xoay chiều

 Bài tập về mạch điện xoay chiều chỉ có R, chỉ có L, chỉ có C

Bài tập về cách tạo ra dòng điện xoay chiều nhằm củng cố các kiến thức về từ thông, suất điện động hiệu dụng, suất điện động cực đại. Khái niệm từ thông, suất điện động học sinh đã được học ở lớp 11 nhưng chưa đòi hỏi ở mức độ cao. Vì thế có thể rèn luyện tính tích cực, tự lực cho học sinh khi dựa vào kiến thức cũ. Hơn nữa đây là nguyên tắc hoạt động của máy phát điện do đó cũng tạo ra động cơ, hứng thú cho học sinh khi giải bài tập.

Bài tập về mạch điện xoay chiều chỉ có R, chỉ có L, chỉ có C: học sinh đã được làm bài tập với mạch điện một chiều chứa điện trở thuần, chứa tụ điện ở THCS và lớp 11 vì thế có thể vận dụng một số kiến thức cũ vào việc giải bài tập qua đó rèn luyện tính tích cực, tự lực cho học sinh. Hơn nữa trong thực tế những mạch điện xoay chiều cũng là những mạch chứa điện trở thuần, cuộn cảm, tụ điện do đó cũng tạo ra động cơ, hứng thú cho học sinh khi giải bài tập.

Mỗi bài tập đều được tiến hành theo các bước giải một cách phù hợp và có hiệu quả, mỗi bài tập giáo viên hướng dẫn học sinh đi tìm phương hướng giải bài tập theo phương pháp phân tích, sau khi học sinh tìm được phương hướng giải , giáo viên yêu cầu học sinh trình bày cụ thể lời giải có thể theo hai phương pháp:

phân tích và tổng hợp, sau đó nhận xét kết quả. Với mỗi bước giải giáo viên gợi ý học sinh bằng các câu hỏi định hướng hành động được tiến hành từ mức độ hướng dẫn tìm tòi. Trong đó có dự kiến đối với học sinh yếu, không đáp ứng được yêu cầu thì thu hẹp dần phạm vi tìm tòi tới khi học sinh có thể giải quyết được vấn đề,

Trong giờ bài tập này, chúng tôi đưa ra bốn bài tập. Bài 1 là bài tập cách tạo ra dòng điện. Bài 2 là bài tập mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở thuần.Bài 3 là bài tập mạch điện xoay chiều chỉ có cuộn cảm thuần.Bài 4 là bài tập mạch điện xoay chiều chỉ tụ điện. Với mỗi bài chúng tôi đều hướng dẫn học sinh tìm phương hướng giải và sau khi giải xong yêu cầu học sinh khái quát phương pháp giải loại bài tập đó.

Để thực hiện được ý tưởng trên chúng tôi đã lựa chọn phối hợp các phương pháp giảng dạy với nhau: Phương pháp nêu và giải quyết vấn đề, phương pháp đàm thoại, phương pháp trực quan, phương pháp tái hiện, phương pháp làm việc độc lập, làm việc tập thể của học sinh.

Trong quá trình hướng dẫn, giáo viên cho học sinh thảo luận theo nhóm, sau khi đã tìm ra và thống nhất phương pháp giải, giáo viên yêu cầu mỗi học sinh tự trình bày lời giải của mình.

Khi mỗi học sinh đã có lời giải của mình giáo viên hướng dẫn học sinh trao đổi thảo luận trong lớp. Cuối cùng giáo viên là người kết luận về cách trình bày lời giải cuối cùng cho mỗi bài.

Tiết 48 :LUYỆN GIẢI BÀI TẬP VỀ MẠCH CÓ R,L,C MẮC NỐI TIẾP, CỘNG HƢỞNG ĐIỆN . CÔNG SUẤT CỦA DÕNG ĐIỆN XOAY CHIỀU I . MỤC TIÊU :

1. Kiến thức :

- Học sinh nắm vững công thức tính cảm kháng, dung kháng và tổng trở của đoạn mạch R,L,C mắc nối tiếp, Định luật Ôm, độ lệch pha giữa điện áp và dòng điện.

- Học sinh nắm vững điều kiện và đặc điểm của hiện tượng cộng hưởng đối với mạc R,L,C mắc nối tiếp.

- Nắm vững công suất của dòng điện xoay chiều.

2. Rèn luyện kỹ năng :

- Vận dụng được các công thức tính cảm kháng, dung kháng và tổng trở.Định luật Ôm.

- Giải được các bài tập về đoạn mạch R, L, C mắc nối tiếp. - Kỹ năng phân tích tổng hợp.

3. Thái độ

- Tích cực tham gia giải bài tập dưới sự hướng dẫn của giáo viên.

- Có thái độ trung thực, nghiêm túc, cẩn thận, cần cù trong học tập cũng như trong lao động sản xuất.

- Chủ động vận dụng kiến thức vào thực tiễn.

II . CHUẨN BỊ :

1. Học sinh

- Nắm vững đặc điểm của đoạn mạch R,L,C mắc nối tiếp, hiện tượng cộng hưởng, công suất của dòng điện xoay chiều.

- Giải các bài tập về nhà và rút ra phương pháp giải.

2. Giáo viên: Lập kế hoạch lên lớp

Bài 1:Mạch điện xoay chiều gồm điện trở thuần R10 3, một cuộn thuần cảm

có hệ số tự cảm 3 ( )

10

L H



 và một tụ điện có điện dung

3 10 ( ) 2 C F    mắc nối tiếp.

Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch là U100( )V , tần số dòng điện là

50( )

f  Hz . Hãy tính:

a) Tổng trở của đoạn mạch.

b) Cường độ hiệu dụng của dòng điện trong mạch.

c) Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu điện trở thuần, tụ điện và cuộn thuần cảm. d) Công suất tiêu thụ của mạch.

A. Tìm hiểu đầu bài

Cái đã cho 10 3 R , 3 ( ) 10 L H   , 3 10 ( ) 2 C F    100( ) U V , f 50(Hz) Cái cần tìm: a) Z ? b) I ? c) U U UR, L, C ? d) P?

B. Định hƣớng tƣ duy cho học sinh

- Tìm , ZL, ZC  tổng trở Z. - Áp dụng Định luật Ôm I.

- Áp dụng Định luật Ôm cho điện trở thuần, cuộn thuần cảm, tụ điệnU U UR, L, C

- Áp dụng biểu thức tính độ lệch pha u i: tan L C u i

Z Z

R

   . - Áp dụng công thức tính công suất P UIc osu i

C. Tiến trình hƣớng dẫn học sinh giải

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh

Yêu cầu học sinh đọc kỹ đầu bài và tóm