Giáo án Vật Lí Lớp 12 nâng cao - Chương V: Dòng điện xoay chiều - Năm học 2009-2010 - Dương Văn Tính

i cũ: (8/) 1.Nêu cách tạo ra từ trường quay bằng dòng điện xoay chiều ba pha? 2. Cấu tạo và hoạt động của động cơ không đồng bộ 3 pha 3. Tạo tình huống học tập: SGK B. TIẾN TRÌNH BÀI HỌC TL Hoạt động của HS Hoạt động của GV Kiến thức HĐ 1: Nguyên tắc hoạt động, cấu tạo và các đặc điểm của máy biến áp. 20 + Hs đọc mục 1 SGK + Hs mô tả các bộ phận về máy biến áp và kí hiệu của nó + Hs đọc mục 1.b Sđđ tức thời: e0=- -Trả lời các câu hỏi C1,C2,C3 theo yêu cầu của giáo viên + Nêu khái niệm về máy biến áp? + Dùng mô hình giới thiệu về cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của máy biến áp U1 U2 D2 D1 + Gợi ý hs liên hệ thực tế, lấy ví dụ về máy biến áp. + Biểu thức e0 của mỗi vòng dây; e1 của cuôn sơ cấp; e2 của cuôn thư cấp? + Mối liên hệ giữa E với N, U với N? + Nếu coi máy biến áp không mất mát năng lượng, mối liên hệ giữa I với U của cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp -Yêu cầu hs trả lời các câu hỏi C1,C2,C3 1. Máy biến áp: Máy biến áp là thiết bị hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ, dùng để biến đổi điện áp xoay chiều mà không làm thay đổi tần số của nó. a) Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động: + 2 cuộn dây khác nhau, cuốn trên lõi sắt kín. + Cuộn nối với nguồn điện xoay chiều là cuộn sơ cấp, cuộn nối với tải tiêu thụ là cuộn thứ cấp b) Sự biến đổi hiệu điện thế và cường độ dòng điện qua máy biến thế: + (2) + Nếu r 0 thì: U1 = E1; U2 = E2. (3) - Nếu N2>N1: Máy tăng áp - Nếu N2<N1: Máy hạ áp + Coi không mất năng lượng: U1I1 = U2I2. (4) (5) HĐ2: Tìm hiểu nguyên tắc truyền tải điện năng 10 + + Hs thảo luận nhóm trả lời. - Giảm R hoặc tăng U + Tìm hiểu sơ đồ truyền tải và phân phối điện năng + Công thức tính công suất hao phí trên đường dây tải điện? + Đối với hệ thống truyền tải điện với cosvà P xác định có những cách nào có thể giảm công suất hao phí? Cách nào đơn giản hơn vì sao? + Giới thiệu sơ đồ truyền tải và phân phối điện năng - Điện áp thường được tăng đến giá trị nào để truyền tải đi xa? - Điện áp sử dụng trong sinh hoạt thường có giá trị nào? 2. Truyền tải điện năng: + R: điện trở đường dây, P: công suất tải đi xa, U: hiệu điện thế trên đường dây thì: Công suất hao phí: (6) + Giảm DP: - Giảm R(R=): Cách làm này tốn kém vì phải tăng S, do đó tốn nhiều kim loại và phải tăng sức chịu đựng của các cột điện. - Tăng U; Tăng U nơi phát và giảm áp nơi tiêu thụ đến giá trị cần thiết. Cách làm này thực hiện đơn giản nhờ máy biến áp + Sơ đồ truyền tải và phân phối điện năng: SGK C.- HOẠT ĐỘNG KẾT THÚC TIẾT HỌC 4. Củng cố kiến thức: (5/) Nêu các cách chủ yếu làm giảm hao phí điện năng: a) Trong máy biến áp b) Truyền tải điện năng Bài tập về nhà: 1-4 /172 SGK. IV: RÚT KINH NGHIỆM BÀI 33: BÀI TẬP VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU. Ngày soạn : 5/12/2009 Tiết : 53 I. MỤC TIÊU : 1. Kiến thức: - Viết biểu thức từ thông, suất điện động xoay chiều - Hệ thống các công thức để giải các bài tập về mạch điện xoay chiều nối tiếp. - Hệ thống công thức máy biến áp và truyền tải điện năng 2. Kỹ năng: - Giải được các bài tập đơn giản về máy điện và sự truyền tải điện. - Vận dụng các công thức định luật Ôm và giản đồ vec tơ. 3. Thái độ: II. CHUẨN BỊ : 1. Giáo viên : Hệ thống bài tập 2. Học sinh : Làm bài tập SGK. III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC: A. HOẠT ĐỘNG BAN ĐẦU 1. Ổn định tổ chức (2/) 2. Kiểm tra bài cũ: 3. Tạo tình huống học tập: B. TIẾN TRÌNH BÀI HỌC TL Hoạt động của HS Hoạt động của GV Kiến thức HĐ 1: Vận dụng định luật Ôm và giản đồ vectơ 15 + Hs tóm tắt đề bài + I = IR = IL = IC I = + ZL= + ZC= + Hs vẽ giản đồ vectơ + = Bài 1: R, L, C nối tiếp R= 100W; UR =50V; UL=50V; UC=100V; f =50Hz a) L, C? b) ZAB? UAB? c) ? Dựa vào giản đồ tìm UAB + Mắc nối tiếp thì I qua các phần tử như thế nào? Vận dụng định luật Ôm xác định các đại lượng theo yêu cầu. A N B M + Dựa vào giản đồ muốn xác định thì phải xác định góc nào? a) I = + ZL= + ZC= b) = UAB = I.Z = 50V c) Giản đồ vectơ góc lệch pha của uAN so với i tan uMB trễ pha so với i 1 góc p/2 (vì ZC >ZL). vậy uAN sớm pha hơn uMB 1 góc: . Dựa vào giản đồ ta có: NB = 2MN và nên tam giác ANB là tam giác vuông cân tại A vì vậy AB = AN HĐ 1: Viết biểu thức từ thông, suất điện động xoay chiều 10 + Hs tóm tắt đề bài + Hs giải dưới sự hướng dẫn của thầy Bài 2: N=50 vòng S=400cm2 B=0,05(T). Lúc t0 = 0 : n = 600 vòng/phút = 10vòng/s a) Viết biểu thức từ thông qua mỗi vòng dây b) Viết biểu thức của suất điện động cảm ứng trong khung. c) Nối hai đầu khung dây với R=40. Tính I. a) Dạng của từ từ thông qua mỗi vòng dây: Lúc t0 = 0 : rad/s b) Biểu thức của suất điện động cảm ứng trong khung: e = -N = 6,28sin20pt (V) c) E = I = HĐ3: Bài toán truyền tải điện năng 8 + Hs tóm tắt đề bài + Hs trung bình giải. Bài 3: (Bài 5 SGK) Chiều dài dây tải điện l=2.3=6(m). ; S = 0,5cm2 U = 6kV; P = 540kW cos= 0,9 Tính công suất hao phí trên đường dây và hiệu suất truyền tải điện năng. Điện trở dây tải điện: Cường độ dòng điện trên dây: I = =100 A. Công suất hao phí trên dây: Php = RI2 = 30kW Hiệu suất truyền tải: C.- HOẠT ĐỘNG KẾT THÚC TIẾT HỌC 4. Củng cố kiến thức: (10/) Hệ thống kiến thức chương V: Tóm tắt chương V trang 183 SGK Bài tập về nhà: Đọc bài thực hành IV: RÚT KINH NGHIỆM BÀI 34: THỰC HÀNH: KHẢO SÁT ĐOẠN MẠCH XOAY CHIỀU CÓ R, L, C NỐI TIẾP Ngày soạn : 22/11/2009 Tiết : 54 & 55 I. MỤC TIÊU : 1. Kiến thức: - Hệ thống kiến thức về đoạn mạch xoay chiều chỉ có điện trở thuần, chỉ có dung kháng, chỉ có cảm kháng, đoạn mạch xoay chiều có R, L, C nối tiếp khi cộng hưởng. - Liên hệ được giữa các phép đo cụ thể với việc vẽ giản đồ vectơ 2. Kỹ năng: - Sử dụng được đồng hồ điện đa năng hiện số để đo điện áp xoay chiều: lựa chọn đúng phạm vi đo, đọc đúng kết quả đo, xác định đúng sai số đo. - Vận dụng được phương pháp giản đồ Fre-nen, các công thức dùng cho đoạn mạch xoay chiều. 3. Thái độ: Cẩn thận, trung thực, tư duy khoa học II. CHUẨN BỊ : 1. Giáo viên : Bộ thí nghiệm thực hành về mạch điện xoay chiều. 2. Học sinh : Ôn lại công thức dùng cho đoạn mạch xoay chiều. III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC: A. HOẠT ĐỘNG BAN ĐẦU 1. Ổn định tổ chức Chia 4 nhóm 2. Kiểm tra bài cũ: 3. Tạo tình huống học tập: B. TIẾN TRÌNH BÀI HỌC TL Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên Nội dung kiến thức 20 ph Hoạt động 1: Cơ sở lí thuyết và xây dựng phương án thí nghiệm + Dung kháng phụ thuộc vào C của tụ điện và tần số dòng điện xoay chiều. + Cảm kháng phụ thuộc vào L của cuộn dây và tần số dòng điện xoay chiều. + Thảo luận nhóm-trả lời: - Trong thí nghiệm 1 và 2 đại lượng cần đo U và I suy ra ZC hoặc ZL - Trong thí nghiệm 3 thay đổi tần số từ thấp đến cao (U xác định) đo I tương ứng. Khi cộng hưởng Imax đèn sáng nhất thì: - Dụng cụ đo 2 đồng hồ điện hiện số. - Máy phát tần số để thay tần số Yêu cầu bài thực hành: + Xác định dung kháng + Xác định cảm kháng + Khảo sát hiện tượng cộng hưởng điện + Dung kháng phụ thuộc vào các yếu tố nào? + Cảm kháng phụ thuộc vào các yếu tố nào? Trên cơ sở lí thuyết chỉ ra các giá trị cần đo dụng cụ đo? Nêu phương án thí nghiệm + Gợi ý - hướng dẫn: Như nội dung 1:Cơ sở lí thuyết: Thí nghiệm 1: Khảo sát sự phụ thuộc của dung kháng vào tần số ZC = = Thí nghiệm 2: Khảo sát sự phụ thuộc của cảm kháng vào tần số ZL = Thí nghiệm 3: Khảo sát hiện tượng cộng hưởng điện Khi có cộng hưởng 2:Phương án thí nghiệm: Thí nghiệm 1 Bước 1: Mắc mạch điện như hình vẽ Bước 2: Chọn tần số f1. Đọc giá trị đo được trên Vôn kế và Ampe kế. Tính Z1 của tụ điện + Chọn tần số f2. Đọc giá trị đo được trên Vôn kế và Ampe kế. Tính Z2 của tụ điện. Bước 3: Lặp lại 2 lần nữa với 2 điện áp nguồn khác. + Ghi số liệu qua ba lần đo + Kết luận sự phụ thuộc của ZC vào tần số Thí nghiệm 2 Bước 1: Mắc mạch điện như hình vẽ Bước 2: Chọn tần số f1. Đọc giá trị đo được trên Vôn kế và Ampe kế. Tính Z1 của cuộn dây + Chọn tần số f2 =2f1. Đọc giá trị đo được trên Vôn kế và Ampe kế. Tính Z2 của cuộn dây + Giải hệ phương trình tìm r và ZL: Bước 3: Lặp lại 2 lần nữa với 2 điện áp nguồn khác. + Ghi số liệu qua ba lần đo + Kết luận sự phụ thuộc của ZL vào tần số Thí nghiệm 3 Bước 1: Mắc mạch điện như hình vẽ Bước 2: Chọn điện áp nguồn U1. Thay đổi f từ thấp đến cao, khi cộng hưởng (đèn sáng nhất) dùng Vôn kế đo lần lượt các điện áp ở các dụng cụ và cường độ dòng điện qua mạch Bước 3: Lặp lại 2 lần nữa với 2 điện áp nguồn khác U2, U3. Ghi số liệu qua 3 lần đo Bước 4: Từ các giá trị tính cảm kháng dung kháng, tổng trở khi cộng hưởng. - Minh hoạ bằng giản đồ Fre-nen 45 ph Hoạt động 2: Tiến hành thí nghiệm + Hoạt động nhóm: - Nhận nhiệm vụ - Làm thí nghiệm theo nhóm - Tìm hiểu dụng cụ thí nghiệm. - Bố trí các dụng cụ. - Hiệu chỉnh dụng cụ thí nghiệm. +Lắp ráp dụng cụ: +Tiến hành đo: +Ghi số liệu: +Xử lí số liệu: +Tổ chức hoạt động nhóm: - 4 nhóm + Giao dụng cụ nhiệm vụ: - Hướng dẫn tìm hiểu dụng cụ thí nghiệm. - Bố trí các dụng cụ. - Hiệu chỉnh dụng cụ thí nghiệm. - Tiến hành đo các đại lượng theo yêu cầu của bài. + Bao quát toàn bộ lớp học, theo dõi HS làm thí nghiệm: + Gợi ý - hướng dẫn: - Cách bố trí dụng cụ thí nghiệm - Cách HS tiến hành thí nghiệm - Hổ trợ nhóm học sinh kĩ năng thao tác yếu - Giải đáp thắc mắc khi cần thiết + Chú ý: Làm xong thí nghiệm thu dọn, kiểm tra dụng cụ để đúng nơi qui định. 15 ph Hoạt động 3: Báo cáo thí nghiệm Viết theo các nội dung sau đây (Theo mẫu chung) Mục đích của thí nghiệm: Cơ sở lí thuyết của hai phương án Thực hiện một phương án đã chọn, lí do chọn phương án, nêu các thao tác chính đã làm. Bảng số liệu của các lần thí nghiệm Kết quả: Tìm giá trị gần đúng và sai số, nhận xét về kết quả thu được, đồ thị thu được. Nhận xét về phép đo C.- HOẠT ĐỘNG KẾT THÚC TIẾT HỌC 5.Củng cố kiến thức: (10 phút) . Trả lời câu hỏi trắc nghiệm thông qua phiếu học tập + Câu hỏi và bài tập: - Hệ thống hóa kiến thức chương V theo bảng tóm tắc chương IV: RÚT KINH NGHIỆM