(Phụ lục 2)
Tên bài học: Chuyên đề : DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ
Ngày soạn : ………………
Số tiết : 05(39,40,41,42,43)
A. Nội dung bài học
1. Mô tả bài học :
Bài học gồm các nội dung :
- Mạch dao động. Dao động điện từ.
- Điện từ trường.
- Sóng điện từ.
- Những nguyên tắc của việc thông tin liên lạc vô tuyến.
2. Mạch kiến thức của bài học :
- Định luật biến thiên điện tích và cường độ dịng điện trong mạch dao động lí tưởng.
- Cơng thức Tơm-xơn về chu kì dao động riêng của mạch.
- Năng lượng điện từ.
- Mối quan hệ giữa điện trường và từ trường. Thuyết điện từ Mắc –xoen.
- Sóng điện từ. Sự truyền sóng trong khí quyển.
- Nguyên tắc chung của viếc thông tin liên lạc băng sóng vơ tuyến.
B. Tiến trình dạy học :
I. MỤC TIÊU
1. Kiến thức:
- Phát biểu được các định nghĩa về mạch dao động và dao động điện từ.
- Nêu được vai trò của tụ điện và cuộn cảm trong hoạt động của mạch LC.
- Viết được biểu thức của điện tích, cường độ dịng điện, chu kì và tần số dao động riêng của
mạch dao động..
- Nêu được định nghĩa về từ trường.
- Phân tích được một hiện tượng để thấy được mối liên quan giữa sự biến thiên theo thời gian
của cảm ứng từ với điện trường xoáy và sự biến thiên của cường độ điện trường với từ trường.
- Nêu được hai điều khẳng định quan trọng của thuyết điện từ.
2. Kĩ năng:
- Phân tích hoạt động của mạch dao động
- Vận dụng các công thức đã học vào giải bài tập trong SGK
Vận dụng các công thức đã học vào giải bài tập trong SGK
3. Thái độ:
- Tự tin đưa ra các ý kiến cá nhân khi thực hiện các nhiệm vụ ở lớp, ở nhà.
- Chủ động trao đổi, thảo luận với các học sinh khác và với giáo viên.
- Hợp tác chặt chẽ với các bạn khi thực hiện các nhiệm vụ nghiên cứu.
4. Định hướng hình thành năng lực
- Năng lực chung:
+ Năng lực tự học
+ Năng lực giải quyết vấn đề sáng tạo
+ Năng lực thẩm mỹ
+ Năng lực thể chất
+ Năng lực giao tiếp
+ Năng lực hợp tác
+ Năng lực tính tốn
+ Năng lực công nghệ thông tin và truyền thông (ICT).
- Năng lực chuyên biệt:
Tên năng lực
Các kĩ năng thành phần
Năng lực phát hiện và giải - Phát hiện các electron dao động trong mạch dao đông của anten
quyết vấn đề
sẽ làm cho anten phát ra sóng điện từ.
Năng lực thu nhận và xử lí - Mạch dao động là gì? Sự biến thiên của dịng điện i trong một
thơng tin tổng hợp
mạch dao động lệch pha như thế nào so với sự biến thiên điện tích
q của một bản tụ điện?
1
Năng lực tìm tịi, khám phá và - Sóng điện thoại. Ảnh hưởng của nó như thế nào đến sức khỏe
nghiên cứu khoa học
con người.
Năng lực tính tốn
- Sử dụng thành thạo máy tính Casio: nhập biểu thức, tính tốn
Năng lực tư duy
- Sự tương tự giữa dao động điện và dao động cơ.
Năng lực sử dụng ngơn ngữ
vật lí
Năng lực vận dụng (Ứng dụng
kiến thức vào thực tiễn)
- Dùng lí lẽ, minh chứng để thuyết phục người nghe về sóng điện
từ
- Sóng vơ tuyến, sóng điện thoại, dao động kí điện tử, máy điện
náo, điện tim, ...
II. CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH
1. Chuẩn bị của giáo viên
- Thiết bị dạy học:
- Học liệu:
2. Chuẩn bị của học sinh
- Chuẩn bị các nội dung liên quan đến bài học theo sự hướng dẫn của giáo viên như chuẩn bị tài
liệu, TBDH ...
- Sưu tầm tranh ảnh, tư liệu,...
3. Bảng tham chiếu các mức yêu cầu cần đạt của câu hỏi, bài tập, kiểm tra, đánh giá
HD: Cụ thể hóa các mục tiêu của bài học để mơ tả yêu cầu cần đạt ở mỗi mức độ (MĐ) vào
bảng sau, phục vụ cho việc ra các câu hỏi kiểm tra, đánh giá học sinh
Nội dung
Nhận biết
Thông hiểu
Vận dụng
Vận dụng cao
Các cơng thức Tìm phát biểu sai
Vận dụng các cơng Vận dụng kiến
Mạch
dao
thức vào các bài tập.
thức lí thuyết
động.
Dao
vào các bài tập
động điện từ.
yêu cầu tư duy
cao.
Điện
từ Các phát biểu Thuyết điện từ
trường.
đúng, sai
MaxWell
Sóng điện từ. Sóng cực
ngắn, ngắn,
trung, dài.
Những
Sơ đồ khối của
nguyên tắc máy phát, thu
của
việc thanh đơn giản
thơng tin liên
lạc vơ tuyến.
Tìm phát biểu sai
ứng dụng của các
sóng trong thong tin
liên lạc
Bốn nguyên tắc cơ
bản của việc thong
tin liên lạc bằng
sóng vơ tuyến.
4. Mã câu hỏi của bảng tham chiếu kiểm tra đánh giá
Nội dung
Câu hỏi/bài
tập
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Nhận biết
Thông hiểu
Vận dụng
Vận dụng cao
x
x
x
x
x
x
x
x
x
2
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
III. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG HỌC TẬP (Tiến trình dạy học)
* Kiểm tra bài cũ (nếu có)
A. KHỞI ĐỘNG
HOẠT ĐỘNG 1. Tình huống xuất phát (mở đầu):
Ngày nay khi cuộc sống con người càng phát triển, các ứng dụng nhằm đáp ứng các nhu cầu
của đời sống cũng càng ngày càng phong phú. Mức sống càng nâng cao, nhu cầu càng được thoả mãn
nhiều hơn. Con người cũng luôn tìm cách làm mình thư giãn hơn với các sản phẩm của công nghệ. Các
thiết bị điện tử đã và đang có chỗ đứng quan trọng trong đời sống, nó đem đến những phương tiện giải
trí cơ bản hay những sản phẩm đa năng, đa dịch vụ, tương tác với con người. Một phần không thể thiếu
trong hầu hết các sản phẩm điện tử là mạch dao động. Các mạch tạo dao động điều hoà thường được
dùng trong các hệ thống thông tin, trong các máy đo, máy kiểm tra, trong các thiết bị y tế…
Mạch tạo xung là một trong những mạch điện cơ bản nhất trong kỹ thuật điện tử. Dịng điện
tĩnh ổn định chỉ có tác dụng làm nóng, phát sáng, tạo ra lực hút, lực quay... nhưng trong nhiều máy
móc điện tử thì lại cần những tín hiệu điện biến đổi theo thời gian theo một quy luật nào đó với biên độ
điện áp biến đổi liên tục. Chính nhờ những mạch dao động, tạo xung như thế mà chúng ta truyền tải
được thông tin, dữ liệu ...Lấy ví dụ đơn giản nhất chính là các bộ đèn nhấp nháy trang trí ngày Tết
chúng ta dùng hằng ngày, trong các bộ đèn nháy này đều có một mạch tạo xung dao động để điều
khiển bóng đèn nhấp nháy.
Dao động điện là gì?
Một dịng điện trong mạch kín biến thiên theo thời gian được gọi là một dao động. Tín hiệu điện dao
động sẽ có biên độ điện áp biến thiên theo thời gian với một quy luật nào đó hoặc khơng theo một quy
luật nào cả. Trong thực tế có các kiểu dao động điều hịa, dao động tuần hoàn và dao động tắt dần .
Các dao động điện sẽ cho ra những tín hiệu điện dạng sin, xung vuông, răng cưa ...
Ứng dụng của mạch dao động , tạo xung
Vì tính chất biến đổi tuần hồn, điều hịa của xung điện lên mạch tạo dao động được sử dụng rộng rãi
trong lĩnh vực tạo thời gian chuẩn trong các mạch tự động hóa, làm tần số cộng hưởng trong các mạch
phát sóng điện từ để truyền thông tin đi xa, điều khiển thiết bị điện hoạt động tuần hồn theo chu kỳ
nào đó...Hầu hết các mạch dao động, tạo xung được sử dụng làm bộ đếm thời gian , mã hóa thơng tin
và điều chế tín hiệu điện... tạo ra các thiết bị như TV, radio, máy móc tự động, đồng hồ điện tử, các
thiết bị hẹn giờ.
(1) Mục tiêu: Biết được những ứng dụng của mạch dao động.
(2) Phương pháp/Kĩ thuật dạy học: Định hướng phát triển năng lực của học sinh.
3
(3) Hình thức tổ chức hoạt động: Hoạt động theo nhóm.
(4) Phương tiện dạy học: Máy tính, máy chiếu.
(5) Sản phẩm: - các nhóm có những sản phẩm tìm hiểu về mạch dao động và ứng dụng của nó.
Nêu nội dung của hoạt động 1…. Tìm hiểu về mạch dao động
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
- Chuyển giao nhiệm vụ học tập
- Thực hiện nhiệm vụ học tập
- Theo dõi, hướng dẫn, giúp đỡ HS thực
- Trao đổi thảo luận
hiện nhiệm vụ
- Đánh giá kết quả (sản phẩm) thực hiện
- Báo cáo kết quả, thảo luận. HS cập nhật
nhiệm vụ của học sinh.
sản phẩm của hoạt động học.
B. HÌNH THÀNH KIẾN THỨC
HOẠT ĐỘNG 2. Tìm_ xây dựng kiến thức trong hộp kiến thức
(1) Mục tiêu: Học sinh thu nhận được kiến thức:
- Định luật biến thiên điện tích và cường độ dịng điện trong mạch dao động lí tưởng.
- Cơng thức Tơm-xơn về chu kì dao động riêng của mạch.
- Năng lượng điện từ.
- Mối quan hệ giữa điện trường và từ trường. Thuyết điện từ Mắc –xoen.
- Sóng điện từ. Sự truyền sóng trong khí quyển.
- Ngun tắc chung của viếc thơng tin liên lạc băng sóng vơ tuyến.
(2) Phương pháp/Kĩ thuật dạy học: Định hướng phát triển năng lực của học sinh.
(3) Hình thức tổ chức hoạt động: Đại diện các nhóm trình bày nội dung kiến thức đã được phân
công.
PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1
Câu 1 : Trình bày kết quả nghiên cứu sự biến thiên điện tích của một bản tụ nhất định, từ đó phương
trình về dịng điện trong mạch sẽ có dạng như thế nào?
Câu 2 : Viết lại các phương trình của i và q nếu chọn gốc thời gian ( t = 0 ) là lúc tụ điện bắt đầu phóng
điện. Hồn thành yêu cầu C1.
Câu 3: Hãy viết biểu thức chu kỳ và tần số dao động riêng của mạch dao động?
Câu 4: Khi tụ điện tích điện trong tụ sẽ dự trữ năng lượng gì? Khi có dịng chạy qua cuộn cảm thì trong
cuộn cảm sẽ dự trữ năng lượng gì?
PHIẾU HỌC TẬP SỐ 2
Câu 1- Trước tiên ta phân tích thí nghiệm cảm ứng điện từ của Pha-ra-đây nội dung định luật cảm
ứng từ?
- Sự xuất hiện dòng điện cảm ứng chứng tỏ điều gì?
- Nêu các đặc điểm của đường sức của một điện trường tĩnh điện và so sánh với đường sức của điện
trường xốy? Có nhận xét gì về đường sức điện trường?
- Tại những điện nằm ngồi vịng dây có điện trường nói trên khơng?
Câu 2: - Nếu khơng có vịng dây mà vẫn cho nam châm tiến lại gần O liệu xung quanh O có xuất
hiện từ trường xốy hay khơng?
- Vậy, vịng dây kín có vai trị gì hay khơng trong việc tạo ra điện trường xoáy?
(4) Phương tiện dạy học:
(5) Sản phẩm: (Mô tả rõ sản phẩm HS cần đạt sau khi kết thúc hoạt động)
Nêu nội dung của hoạt động 2….
4
Hoạt động của GV
- Minh hoạ mạch dao động.
C
L
L
Hoạt động của HS
- HS ghi nhận mạch dao động.
C
+q
-
C
Y
- HS quan sát việc sử dụng hiệu điện thế xoay
chiều giữa hai bản tụ hiệu điện thế này thể
hiện bằng một hình sin trên màn hình.
L
Tìm hiểu dao động điện từ tự do trong mạch dao động
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
- Vì tụ điện phóng điện qua lại trong mạch nhiều - Trên cùng một bản có sự tích điện sẽ thay đổi
lần tạo ra dòng điện xoay chiều có nhận xét gì theo thời gian.
về sự tích điện trên một bản tụ điện?
- Trình bày kết quả nghiên cứu sự biến thiên điện - HS ghi nhận kết quả nghiên cứu.
tích của một bản tụ nhất định.
- Trong đó (rad/s) là tần số góc của dao động.
- Phương trình về dịng điện trong mạch sẽ có
dạng như thế nào?
- Nếu chọn gốc thời gian là lúc tụ điện bắt đầu
phóng điện phương trình q và i như thế nào?
- Từ phương trình của q và i có nhận xét gì về
sự biến thiên của q và i.
- Cường độ điện trường E trong tụ điện tỉ lệ như
thế nào với q?
- Cảm ứng từ B tỉ lệ như thế nào với i?
- Có nhận xét gì về E và B trong mạch dao
động?
i = q’ = -q0sin(t + )
i q0cos( t )
2
- Lúc t = 0 q = CU0 = q0 và i = 0
q0 = q0cos = 0
- HS thảo luận và nêu các nhận xét.
- Tỉ lệ thuận.
- Chúng cũng biến thiên điều hồ, vì q và i biến
thiên điều hoà.
5
- Chu kì và tần số của dao động điện từ tự do
trong mạch dao động gọi là chu kì và tần số dao
động riêng của mạch dao động?
Chúng được xác định như thế nào?
- Từ
1
LC
T 2 LC
1
f
2 LC
và
Tìm cơng thức tính năng lượng điện từ trong mạch dao động
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
- Gv: ĐVĐ nếu khơng có sự tiêu hao năng lượng - Hs: Thành lập cơng thức xác định:
trong q trình dao động điện từ thì ta có thể xác
định năng lượng trong mạch LC?
+ Năng lượng điện trường trong tụ ƯW C =¿
?
- Gv yêu cầu Hs thành lập công thức xác định
năng lượng trong mạch?
+ Năng lượng từ trường trong cuộn cảm
ƯW L =¿ ?
- Rút ra kết luận?
Điện từ trường
Hoạt động của GV
- Y/c Hs nghiên cứu Sgk và trả lời các câu hỏi.
- Trước tiên ta phân tích thí nghiệm cảm ứng
điện từ của Pha-ra-đây nội dung định luật cảm
ứng từ?
+ Năng lượng điện từ trường trong mạch?
Hoạt động của HS
- HS nghiên cứu Sgk và thảo luận để trả lời các
câu hỏi.
- Mỗi khi từ thông qua mạch kín biến thiên thì
trong mạch kín xuất hiện dòng điện cảm ứng.
- Chứng tỏ tại mỗi điểm trong dây có một điện
- Sự xuất hiện
dịng
S
trường có E cùng chiều với dòng điện. Đường
điện cảm ứng
chứng tỏ sức của điện trường này nằm dọc theo dây, nó
N
điều gì?
là một đường cong kín.
- Các đặc điểm:
O
a. Là những đường có hướng.
b. Là những đường cong khơng kín, đi ra ở điện
- Nêu các đặc
điểm của tích (+) và kết thúc ở điện tích (-).
đường sức của một điện trường tĩnh điện và so
c. Các đường sức không cắt nhau …
sánh với đường sức của điện trường xoáy?
d. Nơi E lớn đường sức mau…
(- Khác: Các đường sức của điện trường xốy là - Có, chỉ cần thay đổi vị trí vịng dây, hoặc làm
những đường cong kín.)
các vịng dây kín nhỏ hơn hay to hơn…
- Có, các kiểm chứng tương tự trên.
- Tại những điện nằm ngồi vịng dây có điện
trường nói trên khơng?
- Khơng có vai trị gì trong việc tạo ra điện
- Nếu khơng có vịng dây mà vẫn cho nam châm trường xoáy.
tiến lại gần O liệu xung quanh O có xuất hiện
từ trường xốy hay không?
- HS ghi nhận khẳng định của Mác-xoen.
- Vậy, vịng dây kín có vai trị gì hay khơng
trong việc tạo ra điện trường xoáy?
- Ta đã biết, xung quanh một từ trường biến
thiên có xuất hiện một điện trường xốy điều
ngược lại có xảy ra khơng. Xuất phát từ quan
- Cường độ dòng điện tức thời trong mạch:
điểm “có sự đối xứng giữa điện và từ” Mác-xoen
dq
i
đã khẳng định là có.
dt
- Xét mạch dao động lí tưởng đang hoạt động.
6
Giả sử tại thời điểm t, q và i như hình vẽ
cường độ dịng điện tức thời trong mạch?
- Mặc khác, q = CU = CEd
dE
i
i Cd
+
q
dt Điều
Do đó: C
L
này
cho phép ta đi
đến
nhận xét gì?
- Dịng điện ở đây có bản chất là sự biến
thiên của điện trường trong tụ điện theo
thời gian.
+
Tìm hiểu về điện từ trường và thuyết điện từ Mác – xoen
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
- Ta đã biết giữa điện trường và từ trường có mối - HS ghi nhận điện từ trường.
liên hệ với nhau: điện trường biến thiên từ
trường xoáy và ngược lại từ trường biến thiên
điện trường xốy.
Nó là hai thành phần của một trường thống
nhất: điện từ trường.
- Mác – xoen đã xây dựng một hệ thống 4
phương trình diễn tả mối quan hệ giữa:
+ điện tich, điện trường, dòng điện và từ trường.
+ sự biến thiên của từ trường theo thời gian và
- HS ghi nhận về thuyết điện từ.
điện trường xoáy.
+ sự biến thiên của điện trường theo thời gian và
từ trường.
Sóng điện từ: PHIẾU HỌC TẬP SỐ 3
GV:Thông báo kết quả khi giải hệ phương trình Mác-xoen: điện từ trường lan truyền trong khơng gian
dưới dạng sóng gọi là sóng điện từ.
Câu1 . - Sóng điện từ và điện từ trường có gì khác nhau?
Câu2. Vì sao có thể khẳng định ánh sáng là sóng điện từ.
Câu3.Tại mợt điểm trong sóng điện từ, dao động của điện trường và từ trường có đặc điểm gì ?Sóng
vơ tuyến là những sóng như thế nào
Câu.4 Viết cơng thức liên hệ giữa bước sóng điện từ với tần số sóng?
Câu5. Dựa vào hình vẽ 22.2 cho biết tần số và bước sóng của sóng dài
, sóng trung , sóng ngắn, và sóng cực ngắn.
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
- Thông báo kết quả khi giải hệ phương trình
- HS ghi nhận sóng điện từ là gì.
Mác-xoen: điện từ trường lan truyền trong khơng
gian dưới dạng sóng gọi là sóng điện từ.
- Sóng điện từ và điện từ trường có gì khác
nhau?
- Y/c HS đọc Sgk để tìm hiểu các đặc điểm của
sóng điện từ.
- HS đọc Sgk để tìm các đặc điểm.
- Sóng điện từ có v = c đây là một cơ sở để
khẳng định ánh sáng là sóng điện từ.
- HS hiểu được sóng điện từ là sóng ngang.
- Sóng điện từ lan truyền được trong điện mơi.
Tốc độ v < c và phụ thuộc vào hằng số điện môi.
E
7
v
B
- Y/c HS quan sát thang sóng vơ tuyến để nắm
được sự phân chia sóng vơ tuyến.
- Quan sát hình 22.1
Tìm hiểu về sự truyền sóng vơ tuyến trong khí quyển
PHIẾU HỌC TẬP SỐ 4
GV: Hàng ngày chúng ta đang nghe rất nhiều chương trình truyền thanh, truyền hình. Các chương
trình đó được phát đi từ nhiều nơi, có thể xa, có thể gần. Vậy, cơ chế truyền sóng vơ tuyến là gì? Tại
sao có lúc tin hiệu thu được rất tốt, có lúc lại khơng tốt?
Câu 1 : Tại sao sóng vơ tuyến thường là sóng ngắn?
Câu 2 : Tầng điện li là gì? Giới hạn tầng điện li trong khơng gian.
Câu 3: Mơ tả sự truyền sóng ngắn vòng quanh Trái Đất
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
- Ở các máy thu thanh, ở mặt ghi các dải tần ta
- HS đọc Sgk để trả lời.
thấy một số dải sóng vơ tuyến tương ứng với các
bước sóng: 16m, 19m, 25m… tại sao là những
dải tần đó mà khơng phải những dải tần khác?
Đó là những sóng điện từ có bước sóng tương
ứng mà những sóng điện từ này nằm trong dải
sóng vơ tuyến, khơng bị khơng khí hấp thụ.
- Tầng điện li là gì?
(Tầng điện li kéo dài từ độ cao khoảng 80km đến
độ cao khoảng 800km)
- Mơ tả sự truyền sóng ngắn vịng quanh Trái
- Là một lớp khí quyển, trong đó các phân tử
Đất.
khí đã bị ion hoá rất mạnh dưới tác dụng của tia
tử ngoại trong ánh sáng Mặt Trời.
Những nguyên tắc của việc thông tin liên lạc vô tuyến.
PHIẾU HỌC TẬP SỐ 5
Câu 1- Hãy dựa vào những hiểu biết về truyền sóng điện từ, cho biết sóng vơ tuyến là sóng điện từ có
tần số như thế nào ? Tại sao phải dùng các sóng ngắn?
Câu 2: Trình tự các cơng việc cần làm để biến điệu sóng ngang?
- Hãy nêu tên các sóng này và cho biết khoảng tần số của chúng?
Câu 3- Âm nghe được có tần số từ 16Hz đến 20kHz. Sóng mang có tần số từ 500kHz đến 900MHz
làm thế nào để sóng mang truyền tải được thơng tin có tần số âm.
Hoạt động của GV
- Ta chỉ xét chủ yếu sự truyền thanh vô tuyến.
- Tại sao phải dùng các sóng ngắn?
- Hãy nêu tên các sóng này và cho biết khoảng
Hoạt động của HS
- Nó ít bị khơng khí hấp thụ. Mặt khác, nó phản
xạ tốt trên mặt đất và tầng điện li, nên có thể
truyền đi xa.
+ Dài: = 103m, f = 3.105Hz.
+ Trung: = 102m,
8
tần số của chúng?
- Âm nghe được có tần số từ 16Hz đến 20kHz.
Sóng mang có tần số từ 500kHz đến 900MHz
làm thế nào để sóng mang truyền tải được thơng
tin có tần số âm.
- Sóng mang đã được biến điệu sẽ truyền từ đài
phát máy thu.
E
f = 3.106Hz (3MHz).
+ Ngắn: = 101m,
f = 3.107Hz (30MHz).
+ Cực ngắn: vài mét,
f = 3.108Hz (300MHz).
- HS ghi nhận cách biến điện các sóng mang.
- Trong cách biến điệu biên độ, người ta làm
cho biên độ của sóng mang biến thiên theo thời
gian với tần số bằng tần số của sóng âm.
t
(Đồ thị E(t) của sóng mang chưa bị biến điệu)
E
- Cách biến điệu biên độ được dùng
trong việc truyền thanh bằng các sóng
dài, trung và ngắn
t
(Đồ thị E(t) của sóng âm tần)
E
t
-
(Đồ thị E(t) của sóng mang đã được biến
điệu về biên đợ)
Tìm hiểu sơ đồ khối của một máy phát thanh vô tuyến đơn giản
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
- Y/c HS đọc Sgk và cho biết sơ đồ khối của một - HS đọc Sgk và thảo luận để đưa ra sơ đồ khối.
máy phát thanh vô tuyến đơn giản.
- Hãy nêu tên các bộ phận trong sơ đồ khối (5)?
(1): Micrơ.
- Hãy trình bày tác dụng của mỗi bộ phận trong
(2): Mạch phát sóng điện từ cao tần.
sơ đồ khối (5)?
(3): Mạch biến điệu.
(1): Tạo ra dao động điện từ âm tần.
(4): Mạch khuyếch đại.
(2): Phát sóng điện từ có tần số cao (cỡ MHz).
(5): Anten phát.
(3): Trộn dao động điện từ cao tần với dao động
điện từ âm tần.
(4): Khuyếch đại dao động điện từ cao tần đã
được biến điệu.
(5): Tạo ra điện từ trường cao tần lan truyền
trong khơng gian.
Tìm hiểu sơ đồ khối của một máy thu thanh đơn giản
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
9
- Y/c HS đọc Sgk và cho biết sơ đồ khối của một
máy thu thanh vô tuyến đơn giản.
- Hãy nêu tên các bộ phận trong sơ đồ khối (5)?
- Hãy trình bày tác dụng của mỗi bộ phận trong
sơ đồ khối (5)?
(1): Thu sóng điện từ cao tần biến điệu.
(2): Khuyếch đại dao động điện từ cao tần từ
anten gởi tới.
(3): Tách dao động điện từ âm tần ra khỏi dao
động điện từ cao tần.
(4): Khuyếch đại dao động điện từ âm tần từ
mạch tách sóng gởi đến.
(5): Biến dao động điện thành dao động âm.
- HS đọc Sgk và thảo luận để đưa ra sơ đồ khối.
(1): Anten thu.
(2): Mạch khuyếch đại dao động điện từ cao
tần.
(3): Mạch tách sóng.
(4): Mạch khuyếch đại dao động điện từ âm tần.
(5): Loa.
PHIẾU HỌC TẬP SỐ 6
Câu 1: Một máy phát thanh vơ tuyến đơn giản phải có những bộ phận cơ bản nào?
Câu 2: Một máy phát thanh vô tuyến đơn giản phải có những bộ phận cơ bản nào?
Câu 3: Hãy vẽ sơ đồ khối của một máy thu thanh, phát thanh đơn giản và trình bày tác dụng của mỗi
bộ phận trong sơ đồ khối đó?
Trả lời câu hỏi:
Câu 1: Trong các dụng cụ nào dưới đây có cả một máy phát và máy thu sóng vơ tuyến
A. máy thu thanh
B. máy thu hình
C. Chiếc điện thoại di động
D. cái điều khiển ti vi
Câu 2: Bộ phận nào sau đây có trong cả máy phát và máy thu vơ tuyến điện?
A.Mạch phát dao động cao tần.
B.Mạch tách sóng.
C.Mạch biến điệu.
D.Mạch khuếch đại.
Câu 3: Chọn câu đúng.
Trong ” máy bắn tốc độ ‘ xe cộ trên đường
A.chỉ có máy phát sóng vơ tuyến.
B. chỉ có máy thu sóng vơ tuyến.
C. có cả máy phát và máy thu sóng vơ tuyến.
D. khơng có máy
phát và máy thu sóng vơ tuyến
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
- Chuyển giao nhiệm vụ học tập
- Thực hiện nhiệm vụ học tập
- Theo dõi, hướng dẫn, giúp đỡ HS thực
- Trao đổi thảo luận
hiện nhiệm vụ
- Báo cáo kết quả, thảo luận. HS cập nhật
- Đánh giá kết quả (sản phẩm) thực hiện
sản phẩm của hoạt động học.
nhiệm vụ của học sinh.
Kết thúc hoạt động, GV kết luận kiến thức để
học sinh ghi vào vở ở đây (hộp kiến thức)
I. Mạch dao động
1. Gồm một tụ điện mắc nối tiếp với một cuộn cảm thành mạch kín.
- Nếu r rất nhỏ ( 0): mạch dao động lí tưởng.
2. Muốn mạch hoạt động tích điện cho tụ điện rồi cho nó phóng điện tạo ra một dòng điện xoay
chiều trong mạch.
3. Người ta sử dụng hiệu điện thế xoay chiều được tạo ra giữa hai bản của tụ điện bằng cách nối hai
bản này với mạch ngoài.
II. Dao động điện từ tự do trong mạch dao động
1. Định luật biến thiên điện tích và cường độ dịng điện trong một mạch dao động lí tưởng
- Sự biến thiên điện tích trên một bản:
10
1
LC
q = q0cos(t + ) với
- Phương trình về dịng điện trong mạch:
i I 0 cos(t )
2
với
I0 = q0
- Nếu chọn gốc thời gian là lúc tụ điện bắt đầu phóng điện
q = q0cost
i I 0 cos( t )
2
và
Vậy, điện tích q của một bản tụ điện và cường độ dòng điện i trong mạch dao động biến thiên điều
hoà theo thời gian; i lệch pha /2 so với q.
2. Định nghĩa dao động điện từ
- Sự biến thiên điều hoà theo thời gian của điện tích q của một bản tụ điện và cường độ dòng điện
(hoặc cường độ điện trường E và cảm ứng từ B ) trong mạch dao động được gọi là dao động điện
từ tự do.
3. Chu kì và tần số dao động riêng của mạch dao động
- Chu kì dao động riêng
T 2 LC
f
- Tần số dao động riêng
III. Năng lượng điện từ
1
2 LC
ƯW C =¿
1q 2 q 02
cos 2 (t )
2C 2C
+ Năng lượng điện trường trong tụ:
+ Năng lượng từ trường trong cuộn cảm:
2 2
1 2 Lω q 0 2
ƯW L =¿
Li =
sin ( ωt +ϕ )
2
2
+ Năng lượng điện từ trường trong mạch:
2
q0
ƯW = ƯWC +W L =
=const
2C
* Kết luận: Nếu khơng có sự tiêu hao năng lượng thì năng lượng điện từ trong mạch được bảo
toàn.
I. Mối quan hệ giữa điện trường và từ trường
1. Từ trường biến thiên và điện trường xoáy
a. Phân tích thí nghiệm điện từ của Faraday:
- Điện trường có đường sức là những đường cong kín gọi là điện trường xốy.
b. Kết luận
- Nếu tại một nơi có từ trường biến thiên theo thời gian thì tại nơi đó xuất hiện một điện trường
xốy.
2. Điện trường biến thiên và từ trường
a. Dòng điện dịch
- Dòng điện chạy trong dây dẫn gọi là dòng điện dẫn.
* Theo Mác – xoen:
- Phần dòng điện chạy qua tụ điện gọi là dịng điện dịch.
- Dịng điện dịch có bản chất là sự biến thiên của điện trường trong tụ điện theo thời gian.
b. Kết luận:
- Nếu tại một nơi có điện trường biến thiên theo thời gian thì tại nơi đó xuất hiện một từ trường.
Đường sức của từ trường bao giờ cũng khép kín.
II. Điện từ trường và thuyết điện từ Mác - xoen
11
1. Điện từ trường
- Là trường có hai thành phần biến thiên theo thời gian, liên quan mật thiết với nhau là điện trường
biến thiên và từ trường biến thiên.
2. Thuyết điện từ Mác – xoen
- Khẳng định mối liên hệ khăng khít giữa điện tích, điện trường và từ trường.
I. Sóng điện từ
1. Sóng điện từ là gì?
- Sóng điện từ chính là từ trường lan truyền trong khơng gian.
2. Đặc điểm của sóng điện từ
a. Sóng điện từ lan truyền được trong chân không với tốc độ lớn nhất c 3.108m/s.
b. Sóng điện từ là sóng ngang: E B c
c. Trong sóng điện từ thì dao động của điện trường và của từ trường tại một điểm ln ln đồng
pha với nhau.
d. Khi sóng điện từ gặp mặt phân cách giữa hai mơi trường thì nó bị phản xạ và khúc xạ như ánh sáng.
e. Sóng điện từ mang năng lượng.
f. Sóng điện từ có bước sóng từ vài m vài km được dùng trong thơng tin liên lạc vơ tuyến gọi là
sóng vơ tuyến:
+ Sóng cực ngắn.
+ Sóng ngắn.
+ Sóng trung.
+ Sóng dài.
II. Sự truyền sóng vơ tuyến trong khí quyển
1. Các dải sóng vơ tuyến
- Khơng khí hấp thụ rất mạnh các sóng dài, sóng trung và sóng cực ngắn.
- Khơng khí cũng hấp thụ mạnh các sóng ngắn. Tuy nhiên, trong một số vùng tương đối hẹp, các
sóng có bước sóng ngắn hầu như không bị hấp thụ. Các vùng này gọi là các dải sóng vơ tuyến.
2. Sự phản xạ của sóng ngắn trên tầng điện li
- Tầng điện li: (Sgk)
- Sóng ngắn phản xạ rất tốt trên tầng điện li cũng như trên mặt đất và mặt nước biển như ánh sáng.
I. Nguyên tắc chung của việc thông tin liên lạc bằng sóng vơ tuyến
1. Phải dùng các sóng vơ tuyến có bước sóng ngắn nằm trong vùng các dải sóng vơ tuyến.
- Những sóng vơ tuyến dùng để tải các thơng tin gọi là các sóng mang. Đó là các sóng điện từ cao
tần có bước sóng từ vài m đến vài trăm m.
2. Phải biến điệu các sóng mang.
- Dùng micrơ để biến dao động âm thành dao động điện: sóng âm tần.
- Dùng mạch biến điệu để “trộn” sóng âm tần với sóng mang: biến điện sóng điện từ.
3. Ở nơi thu, dùng mạch tách sóng để tách sóng âm tần ra khỏi sóng cao tần để đưa ra loa.
4. Khi tín hiệu thu được có cường độ nhỏ, ta phải khuyếch đại chúng bằng các mạch khuyếch đại.
II. Sơ đồ khối của một máy phát thanh vô tuyến đơn giản
1
3 4 5
2
III. Sơ đồ khối của một máy thu thanh đơn giản
1
2
3
4
5
12
C. LUYỆN TẬP
HOẠT ĐỘNG HOÀN THÀNH PHIẾU HỌC TẬP THEO NHĨM
(1) Mục tiêu: Các nhóm hồn thành được nhiệm vụ học tập đã được giao
(2) Phương pháp/Kĩ thuật dạy học: Định hướng phát triển năng lực.
(3) Hình thức tổ chức hoạt động: Hoạt động nhóm
(4) Phương tiện dạy học: Phiếu học tập_Bảng phụ.
(5) Sản phẩm: Kết quả của các nhóm
NỘI DUNG CÁC CÂU HỎI, BÀI TẬP
- Các câu hỏi và bài tập đảm bảo đúng yêu cầu được xây dựng tại các Bảng tham chiếu các
mức yêu cầu và bảng Mã câu hỏi của bảng tham chiếu đã được xây dựng ở trên).
Câu 1. Chọn câu trả lời sai Trong sơ đồ khối của một máy phát vô tuyến điện bộ phận có trong máy
phát là:
A. Mạch phát dao động cao tần.
B. Mạch khuếch đại
C. Mạch biến điệu.
D. Mạch tách sóng.
Câu 2. Chọn câu trả lời sai: Trong sơ đồ khối của một máy thu vơ tuyến bộ phận có trong máy là:
A. Mạch khuếch đại
B. Mạch chọn sóng.
C. Mạch tách sóng.
D. Mạch biến điệu.
Câu 3. Mạch dao động điện từ điều hồ LC có chu kỳ
A. phụ thuộc vào C, không phụ thuộc vào L.
B. không phụ thuộc vào L và C
C. phụ thuộc vào cả L và C
D. phụ thuộc vào L, không phụ thuộc vào C
Câu 4. Chọn phương án Đúng. Dao động điện từ trong mạch LC là q trình:
A. bảo tồn hiệu điện thế giữa hai bản cực tụ điện.
B. biến đổi theo hàm số mũ của chuyển động.
C. biến đổi khơng tuần hồn của điện tích trên tụ điện.
D. chuyển hố tuần hồn giữa năng lượng từ trường và năng lượng điện trường.
Câu 5. Chọn câu trả lời đúng : Điện trường xoáy là?
A. một điện trường mà các đường sức là những đường khép kín bao quanh các đường cảm ứng từ.
B. là điện trường do điện tích đứng yên gây ra.
C. một điệntrường mà chỉ có thể tồn tại trong dây dẫn.
D. Một điện trường cảm ứng mà tự nó tồn tại trong không gian
Câu 6. Một mạch dao động gồm một cuộn cảm có L và một tụ điện có điện dung C thực hiện dao
động điện từ không tắt. Giá trị cực đại của hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện bằng Umax. Giá trị cực đại
của cường độ dòng điện trong mạch là:
U max
L
A. I max =
.
B. I max = U max
.
C
LC
C
.
D. I = U
.
L
max
max LC
Câu 7. Nhận xét nào sau đây về đặc điểm của mạch dao động điện từ điều hồ LC là khơng đúng?
A. Năng lượng điện trường tập trung chủ yếu ở tụ điện.
B. Tần số dao động của mạch phụ thuộc vào điện tích của tụ điện.
C. Năng lượng từ trường tập trung chủ yếu ở cuộn cảm.
D. Điện tích trong mạch biến thiên điều hồ.
Câu 8. Ngun tắc thu sóng điện từ dựa vào
A. hiện tượng giao thoa sóng điện từ.
B. hiện tượng cộng hưởng điện trong mạch LC.
C. hiện tượng hấp thụ sóng điện từ của mơi trường.
D. hiện tượng bức xạ sóng điện từ của mạch dao động hở.
Câu 9. Sóng nào sau đây được dùng trong truyền hình?
A. Sóng ngắn.
B. Sóng dài.
C. Sóng trung.
D. Sóng cực ngắn.
Câu 10. Sóng điện từ nào sau đây bị tầng điện li phản xạ mạnh?
A. Sóng ngắn.
B. Sóng cực ngắn
C. Sóng trung.
D. Sóng dài.
Câu 11. Một mạch dao động gồm một tụ 20nF và một cuộn cảm 8 H, điện trở không đáng kể. Hiệu
điện thế cực đại ở hai đầu tụ điện là U0 = 1,5V. Cường độ dòng điện hiệu dụng chạy qua trong mạch.
13
C. I max = U max
A. 43 mA
B. 63 mA
C. 53 mA
D. 73mA
2
Câu 12. Một mạch dao động LC có L = 2mH, C=8pF, lấy =10. Thời gian từ lúc tụ bắt đầu phóng
điện đến lúc có năng lượng điện trường bằng ba lần năng lượng từ trường là:
2
10 5
10 6
s
s
A.
B. .10-7s
C.
D. 10-7s
3
75
15
Câu 13. Một mạch dao động gồm một cuộn cảm có điện trở r = 0,5 , độ tự cảm 275µH, và một tụ
điện có điện dung 4200pF. Hỏi phải cung cấp cho mạch một công suất là bao nhiêu để duy trì dao
động của nó với điện áp cực đại trên tụ là 6V.
A. 2,15mW
B. 137µW
C. 513µW
D. 137mW
Câu 14. Một mạch dao động LC lí tưởng gồm cuộn thuần cảm L và hai tụ điện C giống nhau mắc nối tiếp.
Mạch đang hoạt động thì ngay tại thời điểm năng lượng điện trường trong tụ gấp đôi năng lượng từ trường
trong cuộn cảm, một tụ bị đánh thủng hoàn toàn. Điện áp cực đại hai đầu cuộn cảm đó sẽ bằng bao nhiêu lần so
với lúc đầu?
A. 1/ 3
B. 1/3
C. 2/ 3
D. 2/3
Câu 15. Một mạch dao động gồm một tụ điện 350pF, một cuộn cảm 30 H và một điện trở thuần 1,5
. Phải cung cấp cho mạch một cơng suất bằng bao nhiêu để duy trì dao động của nó, khi điện áp cực
đại trên tụ điện là 15V.
A. 2,17.10-3 W
B. 1,79.10-3 W
C. 1,69.10-3 W
D. 1,97.10-3 W
Câu 16. Trong mạch dao động lý tưởng, tụ điện có điện dung C = 5 F, điện tích của tụ có giá trị cực
đại là 8.10-5C. Năng lượng dao động điện từ trong mạch là:
A. 6,4.10-4J.
B. 6.10-4J.
C. 12,8.10-4J.
D. 8.10-4J.
Câu 17. Mạch dao động điện từ LC gồm một cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L và tụ có điện dung.
Dùng nguồn điện một chiều có suất điện động 6V cung cấp cho mạch một năng lượng 5 J thì cứ sau
khoảng thời gian ngắn nhất 1 s dòng điện trong mạch triệt tiêu. Xác định L ?
1,6
3
3, 6
2,6
A. 2 H
B. 2 H
C. 2 H
D. 2 H
Câu 18. Trong mạch LC điện tích của tụ điện có giá trị cực đại bằng q 0. Điện tích của tụ điện khi năng
lượng từ trường gấp 3 lần năng lượng điện trường là
Q
Q
Q
Q 2
A. q = 0
B. q = 0
C. q = 0
D. q = 0
4
3
2
2
Câu 19. Một mạch dao động LC, gồm tụ điện có điện dung C = 8nF và một cuộn dây thuần cảm có độ
tự cảm L = 2mH. Biết hiệu điện thế cực đại trên tụ 6V. Khi cường độ dòng điện trong mạch bằng
6mA, thì hiệu điện thế giữa 2 đầu cuộn cảm gần bằng.
A. 5,2V
B. 3,6V
C. 3V
D. 4V
Câu 20. Trong mạch dao động LC có dao động điện từ với tần số 1MHz, tại thời điểm t = 0, năng
lượng từ trường trong mạch có giá trị cực đại. Thời gian ngắn nhất kể từ thời điểm ban đầu để năng
lượng từ trường bằng một nửa giá trị cực đại của nó là:
A. 0,125.10-6s
B. 2.10-6s.
C. 10-6s.
D. 0,5.10-6s.
Câu 21. Một mạch dao động LC lí tưởng. Ban đầu nối hai đầu cuộn cảm thuần với nguồn điện có
r = 2, suất điện động E. Sau khi dòng điện qua mạch ổn định, người ta ngắt cuộn dây với nguồn và
nối nó với tụ điện thành mạch kín thì điện tích cực đại của tụ là 4.10 -6C. Biết khoảng thời gian ngắn
nhất kể từ khi năng lượng từ trường đạt giá trị cực đại đến khi năng lượng trên tụ bằng 3 lần năng
lượng trên cuộn cảm là .10 6 / 6 (s). Giá trị của E là:
A. 4V
B. 2V.
C. 8V.
D. 16V.
J
Câu 22. Trong mạch dao động tụ điện được cấp một năng lượng 1
từ nguồn điện một chiều có
s
suất điện động 4V. Cứ sau những khoảng thời gian như nhau 1
thì năng lượng trong tụ điện và
trong cuộn cảm lại bằng nhau. Xác định độ tự cảm của cuộn dây ?
34
35
32
30
A. 2 H
B. 2 H
C. 2 H
D. 2 H
Câu 23. Hai tụ điện C1 = 3C0 và C2 = 6C0 mắc nối tiếp. Nối hai đầu bộ tụ với pin có suất điện động E
14
= 6 V để nạp điện cho các tụ rồi ngắt ra và nối với cuộn dây thuần cảm Ltạo thành mạch dao động điện
từ tự do. Khi dòng điện trong mạch dao động đạt cực đại thì người ta nối tắt hai cực của tụ C 2. Hiệu
điện thế cực đại trên cuộn dây của mạch dao động sau đó là
A. 3V
B. 2 6 V
C. 2 3 V
D. 3 2 V
Câu 24. Trong mạch dao động LC lý tưởng, chu kỳ dao động của mạch là T = 10 -6s, khoảng thời gian
ngắn nhất để năng lượng điện trường lại bằng năng lượng từ trường
A. 10-6s
B. 2,5.10-7s
C. 5.10-7s
D. 2,5.10-5s
Câu 25. Tụ điện của mạch dao động có điện dung C = 1µF, ban đầu được điện tích đến hiệu điện thế
100V, sau đó cho mạch thực hiện dao động điện từ tắt dần. Năng lượng mất mát của mạch từ khi bắt
đầu thực hiện dao động đến khi dao động điện từ tắt hẳn là bao nhiêu ?
A. W = 10 kJ
B. W = 5 k J
C. W = 5 mJ
D. W = 10 mJ
Câu 26. Mạch dao động điện từ gồm tụ điện C = 16nF và cuộn cảm L = 25mH. Tần số góc dao động
của mạch là
A. 200Hz
B.200rad/s
C. 5.10-5Hz
D. 5.104rad/s
Câu 27. Khi một từ trường biến thiên theo thời gian sẽ sinh ra:
A. một điện trường xoáy.
B. một từ trường xoáy.
C. một dòng điện dịch.
D. Một dòng điện dẫn.
Câu 28. Cho các loại sóng điện từ sau:
A. Sóng ngắn
B. Sóng trung
C. Sóng dài
D. Sóng cực ngắn
Sóng điện từ nào
1. có khả năng xuyên qua tầng điện li?
1- D
2. bị phản xạ mạnh nhất ở tầng điện li?
2- A
3. dùng trong việc thông tin dưới nước?
3- C
Câu 29. Trong dụng cụ nào dưới đây có cả máy phát và máy thu sóng vơ tuyến ?
A. Máy thu thanh.
B. Chiếc điện thoại di động.
C. Máy thu hình (Ti vi).
D. Cái điều khiển ti vi
------------D. VẬN DỤNG, TÌM TỊI, MỞ RỘNG
HOẠT ĐỘNG : Tìm hiểu sóng điện từ_ứng dụng và tác hại đến sức khỏe của con người.
(1) Mục tiêu: Giúp cho Hs tìm hiểu thêm kiến thức vượt ra ngoài sgk
(2) Phương pháp/Kĩ thuật dạy học: Nghe nhìn
(3) Hình thức tổ chức hoạt động: Xem thông tin qua mạng internet
(4) Phương tiện dạy học: Máy tính, máy chiếu
(5) Sản phẩm: Sản phẩm của nhóm
Vơ tuyến sóng ngắn là thơng tin vơ tuyến sử dụng tần số phía trên của MF (tần số trung bình) và tất
cả dải tần HF (tần số cao) thuộc phổ vơ tuyến, từ 1.800–30.000 kHz.[1] Có tên gọi vơ tuyến sóng ngắn
là do bước sóng trong băng tần này nhỏ hơn 200 m (1500 kHz), đây là giới hạn trên đầu tiên của băng
tần số trung bình lần đầu tiên được dùng cho thơng tin vơ tuyến. Băng tần sóng trung phát thanh hiện
nay đã được mở rộng lên trên giới hạn 200 m/1500 kHz và băng tần vô tuyến nghiệp dư 1,8 MHz –
2,0 MHz (còn gọi là "băng tần trên") là băng tần thấp nhất được coi là sóng ngắn.
Vào thuở ban đầu của thơng tin vơ tuyến, vơ tuyến sóng ngắn thường bị coi là khơng hữu dụng, nhưng
ngày nay vơ tuyến sóng ngắn lại có rất nhiều ứng dụng, cơ chế truyền lan của sóng vơ tuyến trong khí
quyển Trái đất giúp tầm liên lạc đạt xa nhất có thể. Vơ tuyến sóng ngắn được sử dụng cho phát thanh,
thông tin liên lạc tầm xa với tàu biển và máy bay; hay giúp những khu vực hiểm trở như vùng núi, hải
đảo có thể tiếp cận các dịch vụ thông tin không dây hay vô tuyến khác. Ngồi ra, vơ tuyến nghiệp dư
cũng được phép hoạt động trên băng tần này và dùng cho thông tin khẩn cấp hai chiều và giáo dục.
E. HƯỚNG DẪN HỌC Ở NHÀ
- Câu hỏi và bài tập trang 107, 111, 115, 119 sgk
- Đọc và nghiên cứu bài mới: Chương V_Sóng ánh sáng
IV. RÚT KINH NGHIỆM
15
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
16