Giáo án Vật lý 12 nâng cao - TIẾT 44-45: MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CHỈ CÓ TỤ ĐIỆN, CUỘN CẢM THUẦN potx

Giáo án Vật lý 12 nâng cao - TIẾT 44-45: MẠCH
ĐIỆN XOAY CHIỀU CHỈ CÓ TỤ ĐIỆN, CUỘN CẢM
THUẦN
I. MỤC TIÊU:
1. Kiến thức
- Hiểu các tác dụng của tụ điện trong mạch điện xoay
chiều.
- Nắm được khái niệm dung kháng., cảm kháng. Biết cách
tính dung kháng, cảm kháng và vẽ giản đồ vectơ cho mạch
điện chỉ có tụ điện và cuộn thuần cảm.
2. Kỹ năng
- Tính được dung kháng, cảm kháng trong mạch xoay
chiều.
- Giải bài tập có tụ điện, cuộn cảm trong mạch xoay chiều.
II. CHUẨN BỊ:
1. Giáo viên:
-Thí nghiệm tụ điện, cuộn cảm trong mạch xoay chiều.
- Hình vẽ giản đồ vectơ.
III. KIỂM TRA BÀI CŨ:
- Thế nào là điện áp xoay chiều ? dòng điện xoay chiều ?
- Trong mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở thuần R điện
áp và cường độ dòng điện biến thiên như thế nào ?
- Vẽ giản đồ véc tơ biểu diễn điện áp và cường độ dòng
điện trong đoạn mạch xoay chiều chỉ có điện trở thuần.
IV. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC :

HĐ CỦA GIÁO
VIÊN
HĐ CỦA
HỌC SINH
NỘI DUNG

+Sau khi đóng
khóa K ta thấy
đèn ntn ? Hiện
tượng này chứng
tỏ điều gì ?
+Viết biểu thức
hiệu điện thế
giữa hai bản của

-Thảo luận và
trả lời.
-Nhận xét,bổ
sung trả lời của
của bạn.
-Thảo luận và
trả lời.
I/ Đọanmạch chỉ có tụ điện
1. Thí nghiệm


2. Giá trị tức thời của cư
ờng độ
dòng điện và hiệu điện thế
tụ điện ?
+ Viết biểu thức
điện tích tức thời
trên bản của tụ
điện nối vào
điểm M ?

+ Với quy ước :
u > 0 nếu điện
thế của điểm M
lớn hơn điện thế
của điểm N, i > 0
nếu dòng điện
chạy từ M đến N.
Hãy tìm biểu
thức của cường
độ dòng điện
trong mạch ?
+ Hướng dẫn học
sinh biến đổi
biểu thức điện áp
-Nhận xét,bổ
sung trả lời của
của bạn.
-Thảo luận và
trả lời.
-Nhận xét,bổ
sung trả lời của
của bạn.
-Thảo luận và
trả lời.
-Nhận xét,bổ
sung trả lời của
của bạn.

-Lắng nghe và
ghi nhớ.
+Giả sử giữa hai bản tụ điện M v
à
N có đi
ện áp xoay chiều : u =
U
o
sint (38.1)
+Điện tích trên b
ản M ở thời điểm
t là :
q = Cu = CU
o
sint.
+Quy ước chiều + của dòng đi
ện
là chiều từ A tới B thì i =
dq
dt
do đó
i =
( sin )
o
d
CU t
dt



CU
o
cost
hay i = I
o
cost (38.2)
với I
o
= CU
o
là biên độ của d
òng
điện qua tụ điện.
+Vì u = U
o
sint = U
o
cos(t -
2

)
nên ta thấy dòng đi
ện qua tụ điện
sớm pha
2

đối với điện áp.
3. Biểu diễn bằng vectơ quay
+Như vậy, trên giản đồ

giữa 2 bản của tụ
điện ?

+ So sánh pha
của u và i ?



+ Tại t.điểm t =
0, vectơ quay
I
r

biểu diễn cđdđ
i = Iocost hợp
với trục Ox một
góc bao nhiêu ?
+Tại t.điểm t = 0,
vectơ quay
C
U
r

biểu diễn điện áp
0
u U cos( t )
2
p
= w -
hợp với trục Ox

-Thảo luận và
trả lời.
-Nhận xét,bổ
sung trả lời của
của bạn.

-Thảo luận và
trả lời.
-Nhận xét,bổ
sung trả lời của
của bạn.

-Thảo luận và
trả lời.
-Nhận xét,bổ
sung trả lời của
vectơ cho đoạn mạch chỉ
có tụ điện, vectơ
U
ur
lập
với vectơ
I
r
một góc
2


theo chiều âm .

4. Đ
ịnh luật Ôm cho đoạn mạch
có tụ điện. Dung kháng.
+Chia hai vế của biểu thức I
o
=
CU
o
cho
2
ta có :
I = U đặt Z
C
=
1
C

(38.3) Thì :
I =
C
U
Z
(38.4)
+ Đối với dòng đi
ện xoay chiều
tần số góc , đại lượng Z
C

gi
ữ vai
trò tương tự như đi
ện trở đối với
dòng điện không đổi và đư
ợc gọi
là dung kháng của tụ điện. Đơn v
ị
của dung kháng cũng là đơn v
ị của
điện trở.
một góc bao
nhiêu ?


+ Vai trò của Z
C
giống đại lượng
nào ?

+Nêu ý nghĩa
của Z
C
?

của bạn.






-Thảo luận và
trả lời.
-Nhận xét,bổ
sung trả lời của
của bạn.
-Thảo luận và
trả lời.
-Nhận xét,bổ
sung trả lời của
của bạn.

II/ Đ
ọan mạch điện xoay chiều
chỉ có cuộn cảm.
1. Thí nghiệm


2. Giá trị tức thời của cư
ờng độ
dòng điện và điện áp
+ Giả sử có một dòng đi

ện xoay
chiều cường độ :
i = I
o
cost (39.1) ch
ạy qua cuộn
c
ảm thuần có độ tự cảm L, cuộn
cảm một suất điện cảm ứng
e = -L
di
dt
= LI
o
sint
+ Điện áp giữa hai điểm A v
à B là
:u = iR
AB
– e
Ở đây R
AB
là đi
ện trở của đoạn
+ Viết biểu thức
suất điện động
cảm ứng xuất
hiện trong cuộn
cảm ?
+ Với quy ước :

chiều dương của
dòng điện của
dòng điện là
chiều chạy từ A
đến B. Hãy tìm
biểu thức của
điện áp giữa hai
đầu cuộn dây ?
+ Hướng dẫn học
sinh biến đổi
biểu thức điện áp
giữa 2 bản của
cuộn dây
So sánh pha của






-Thảo luận và
trả lời.
-Nhận xét, bổ
sung trả lời của
của bạn.
-Thảo luận và
trả lời.
-Nhận xét, bổ
sung trả lời của
của bạn.

mạch, có giá trị bằng không n
ên :
u = -e = - LI
O
sint
u = U
o
cos(t +
2

) (39.2) v
ới
U
o
= LI
o

+ Dòng đi
ện qua cuộn cảm thuần
biến thiên điều hòa cùng t
ần số
nhưng trễ pha
2

đ
ối với điện áp
giữa hai đầu cuộn cảm.
3. Biểu diễn bằng véc tơ quay

Như vậy, trong giản đồ
vectơ vẽ cho đoạn mạch
chỉ có cuộn cảm thuần,
U
ur
lập với
I
r
một
góc
2

theo chiều
dương.
4. Đ
ịnh luật Ôm cho đoạn mạch
ch
ỉ có cuộn cảm thuần. Cảm

u và i ?





+ Tại thời điểm t
= 0, vectơ quay
I
r

biểu diễn cường
độ dòng điện i =
Iocost hợp với
trục Ox một góc
bao nhiêu ?
+ Tại t.điểm t =
0, vectơ quay
L
U
r

biểu diễn điện áp
0 L
u = U cos( t + ) IU
2
p
w
r r
0
u = U cos( t + )
2
p
w hợ
p với trục Ox

-Lắng nghe, ghi
nhớ.

-Thảo luận và
trả lời.
-Nhận xét, bổ
sung trả lời của
của bạn.


kháng.
+ Chia hai vế của biểu thức U
o
=
LI
o
cho
2

ta có U = LI. Nếu đặt Z
L
=
L (39.3)
Thì I =
L
U
Z
(39.4)

+Đối với dòng đi
ện xoay chiều tần
số góc , đại lượng Z
L
= 
L đóng
vai trò tương tự như đi
ện trở đối
với dòng điện không đổi và đư
ợc
gọi là cảm kháng. Đơn vị c
ủa cảm
kháng cũng là đơn vị của điện trở.


một góc bao
nhiêu ?
+ Vai trò của ZL
giống đại lượng
nào ?
+ Nêu ý nghĩa
của ZL ?
* Với mỗi câu
hỏi đều yêu cầu
HS nhận xét, bổ
sung trả lời của
bạn.Sau đó GV
tóm tắt và đưa ra
nội dung kiến
thức.

-Thảo luận và
trả lời.
-Nhận xét, bổ
sung trả lời của
của bạn.







-Thảo luận và
trả lời.
-Nhận xét, bổ
sung trả lời của
của bạn.





IV. CỦNG CỐ – DẶN DÒ:
-Tóm lược kiến thức trọng tâmcủa bài, hướng dẫn HS trả
lời các câu hỏi sau bài học, yêu cầu HS về làm
cc BT 1,2,3,4,5,6 sau bài học.