Giáo án Vật lý 12 nâng cao - TIẾT 43: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CHỈ CÓ ĐIỆN TRỞ THUẦN I ppsx

Giáo án Vật lý 12 nâng cao - TIẾT 43:
DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CHỈ CÓ ĐIỆN TRỞ
THUẦN
I. MỤC TIÊU BÀI HỌC:
1.Kiến thức
-Biết dòng điện xoay chiều có đặc điểm là hiệu điện thế và
cường độ dòng điện biến đổi theo thời gian với hàm số
dạng sin.
-Hiểu rõ sự đồng pha giữa hiệu điện thế với cường độ dòng
điện trong đoạn mạch chỉ có điện trở thuần.
-Biết cách biểu diễn sự đồng pha ấy bằng giản đồ vectơ.
-Hiểu ý nghĩa của các giá trị hiệu dụng và cách tính nhiệt
lượng tỏa ra trên điện trở thuần.
2.Kỹ năng
Đồ dùng dạy học
- Dao động kí điện tử hai chùm tia và các phụ kiện. Chú ý
nơi đặt máy để HS dễ quan sát.
- Bộ dụng cụ thí nghiệm tương tự như đã trình bày trong
SGK. Điện trở thuần, vôn kế, ampe kế, nguồn điện xoay
chiều, ngắt điện và các dây nối
II. CHUẨN BỊ:
1. Giáo viên:
-Nắm được khái niệm dòng điện xoay chiều và hiệu điện
thế 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 biểu diễn chúng.
-Hiểu các đặc điểm của đoạn mạch xoay chiều chỉ có điện
trở thuần.
-Nắm được các giá trị hiệu dụng và cách tính công suất tỏa
nhiệt của dòng điện xoay chiều.

2. Học sinh:
-Dao động kí điện tử hai chùm tia.
-Nguồn điện xoay chiều.
-Một điện trở thuần và một đoạn mạch xoay chiều bất kì (
có thể gồm một điện trở thuần và một cuộn dây mắc nối
tiếp ).
III. KIỂM TRA BÀI CŨ:
IV. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC :

HĐ CỦA GIÁO
VIÊN
HĐ CỦA HỌC
SINH
NỘI DUNG
-Dùng mô hình
máy phát điện
xoay chiều có nối
với một vôn kế
nhạy để minh họa
cho nguyên tắc tạo
suất điện động
xoay chiều.
-Theo định luật
cảm ứng điện từ,
trong khung dây
xuất hiện một suất
điện động xoay
chiều được xác
- Đọc SGK theo
HD

- Thảo luận
nhóm

- Trình bày

- Nhận xét bạn



1. Suất điện động xoay chiều

-Cho một khung dây có diện
tích S quay đều với vận tốc
góc  quanh một trục vuông
góc với các đường sức của
một từ trường đều có cảm
ứng từ
B
ur
. Theo định luật cảm
ứng điện từ, suất điện động
biến đổi điều hòa theo thời
gian :
e = E
o
cos(t + 
o
)
(36.1)

-Đó là suất điện động xoay
định như thế nào ?
-Yêu cầu HS nhắc
lại các công thức
tính chu kì và tần
số của dao động
điều hòa để vận
dụng nó cho dao
động điện.

-Đặc điểm cơ bản
của dao động
cưỡng bức trong
cơ học là gì ?
-Dao động điện
cưỡng bức trong
mạch có đặc điểm
gì ?

-Hướng dẫn học





- Đọc SGK theo
HD

- Thảo luận
nhóm

- Trình bày về
cường độ dòng
điện và hiệu điện
thế xoay chiều.

- Nhận xét bạn

chiều, chu kì và tần số biến
đổi của suất điện động T =
2


, f =
2



2. Hiệu điện thế xoay chiều.
Dòng điện xoay chiều
u = U
o
cos(t + 
1
)
(36.2)
i = I
o
cos(t + 
2

)
(36.3)
-Hiệu điện thế biến đổi điều
hòa theo thời gian gọi là hiệu
điện thế xoay chiều.
-Dòng điện có cường độ biến
đổi điều hòa theo thời gian
gọi là dòng điện xoay chiều.
-Độ lệch pha của hiệu điện
thế xoay chiều đối với dòng
điện xoay chiều là  = 
1
-


2

sinh quan sát hình
ảnh bằng dao động
kí hoặc quan sát đồ
thị. GV : Viết biểu
thức hiệu điện thế
và cường độ dòng
điện xoay chiều ?
-Về biểu thức của
dòng điện và hiệu
điện thế, cần cho
HS thấy rõ các đại
lượng tức thời là
các giá trị đại số

được viết theo một
quy ước dấu cụ
thể.
-Hiệu điện thế
xoay chiều là gì ?

-Cường độ dòng
- Trả lời câu hỏi
C1.

- Trả lời câu hỏi
C2.




- Đọc SGK theo
HD

- Thảo luận
nhóm

- Trình bày

- Nhận xét bạn
3. Vật dẫn có điện trở thuần
trong mạch điện xoay chiều.

Hình 36.3 Đoạn mạch chỉ có
điện trở thuần

-Đặt một hiệu điện thế xoay
chiều u = U
o
cost vào hai
đầu đoạn mạch chỉ có một
điện trở thuần R. Áp dụng
định luật Ôm
i =
cos cos
o
o
U
u
t I t
R R
 
 
-Như vậy, dòng điện trên điện
trở thuần biến thiên đồng pha
với hiệu điện thế giữa hai đầu
đoạn mạch và có biên độ xác
định bởi :
điện xoay chiều là
gì

-Hướng dẫn vẽ
giãn đồ vectơ biểu
diễn u và I trên
cùng một hệ trục
từ đó rèn luyện HS

tìm độ lệch pha
giữa dòng điện và
hiệu điện thế.
-Độ lệch pha 
được xác định như
thế nào ?
-Viết biểu thức
định luật Ohm cho
đoạn mạch có R
đối với dòng điện
một chiều ?

- Trả lời câu hỏi
C3.







- Đọc SGK theo
HD

- Thảo luận
nhóm

- Trình bày
I
o

=
o
U
R
(36.4)

Hình 36.4 Giản đồ vectơ cho
đoạn mạch chỉ có điện trở
thuần
4. Các giá trị hiệu dụng
-Cho dòng điện xoay chiều có
cường độ i = I
o
cost chạy
qua đoạn mạch chỉ có điện
trở thuần R. Công suất tỏa
nhiệt tức thời có biểu thức :
p = Ri
2
= R
2
o
I
cos
2
t

p =
2 2
cos2

2 2
o o
RI RI
t


-Công suất tỏa nhiệt trung
bình của dòng điện trong thời
gian  là
P =
2
2
o
RI
(36.5)
-Viết biểu thức
hiệu điện thế xoay
chiều ở hai đầu
đoạn mạch chứa R
?
-Trong từng
khoảng thời gian
rất nhỏ, hiệu điện
thế và cường độ
dòng điện coi như
không đổi, ta có
thể áp dụng định
luật Ohm như đối
với dòng điện
không đổi ?

-Dòng điện trên
điện trở thuần R
biến thiên như thế
nào so với hiệu
điện thế giữa hai

- Nhận xét bạn






- Đọc SGK theo
HD

- Thảo luận
nhóm

- Trình bày

- Nhận xét bạn
-Nhiệt lượng tỏa ra trong thời
gian  là :
Q =
2
2
o
RI


-Cho dòng điện không đổi
cường độ I chạy qua điện trở
nói trên trong cùng thời gian
 sao cho nhiệt lượng tỏa ra
cũng bằng Q, nghĩa là
Q = RI
2
 (36.6)
I =
2
o
I
(36.7)
-Cường độ hiệu dụng của
dòng điện xoay chiều bằng
cường độ của một dòng điện
không đổi, mà khi cho hai
dòng điện đó lần lượng đi qua
cùng một điện trở trong
những khoảng thời gian bằng
nhau đủ dài thì tỏa ra những
đầu đoạn mạch ?
-Biên độ được xác
định như thế nào ?

-Viết biểu thức
cường độ dòng
điện chạy qua
đoạn mạch có điện

trở thuần R ?
-Viết biểu thức
công suất tỏa nhiệt
tức thời ?
-Hướng dẫn học
sinh biến đổi biểu
thức ?
-Nêu nhận xét đặc
điểm 2 số hạng
trên ?
-Công suất tỏa

- Trả lời câu hỏi
C4.
nhiệt lượng bằng nhau.
-Tương tự suất điện động
hiệu dụng
E =
2
o
E
(36.8)
-Và hiệu điện thế hiệu dụng
U =
2
o
U
(36.9)

nhiệt trung bình

của dòng điện
trong thời gian  ?
-Hướng dẫn học
sinh đi tới biểu
thức cường độ
dòng điện hiệu
dụng ?
-Định nghĩa cường
độ dòng điện hiệu
dụng ?
-Giới thiệu ampere
kế và volt kế ?


IV. CỦNG CỐ – DẶN DÒ:
-Tóm lược kiến thức trọng tâm của bài, hướng dẫn HS trả
lời các câu hỏi sau bài học, yêu cầu HS về làm
cc BT 1,2,3 sau bài học.