Giáo án Vật Lí Lớp 9 - Tiết 39: Dòng điện xoay chiều - Năm học 2012-2013

Ngày soạn: 10/1/2013 Ngày giảng: 12/1/2013 Tiết 39: Dòng điện xoay chiều I. Mục tiêu 1. Kiến thức - Nêu được sự phụ thuộc của chiều dòng điện cảm ứng vào sự biến đổi của số đường sức từ qua tiết diện S của cuộn dây. - Phát biểu được đặc điểm của dòng điện xoay chiều là dòng điện cảm ứng có chiều luân phiên thay đổi. - Bố trí được TN tạo ra dòng điện xoay chiều trong cuộn dây dẫn kín theo 2 cách, cho nam châm quay hoặc cho cuộn dây quay. Dùng đèn LED để phát hiện sự đổi chiều của dòng điện. - Dựa vào quan sát TN để rút ra điều kiện chung làm xuất hiện dòng điện cảm ứng xoay chiều. - Nêu được dấu hiệu chính để phân biệt dòng điện xoay chiều với dòng điện một chiều và các tác dụng của dòng điện xoay chiều. 2. Kĩ năng - Phát hiện được dòng điện là dòng điện một chiều hay xoay chiều dựa trên tác dụng từ của chúng. - Quan sát và mô tả chính xác hiện tượng xảy ra. 3. Thái độ - Cẩn thận, tỉ mỉ, yêu thích môn học. II. Đồ dùng dạy học 1. GV: - 1 cuộn dây dẫn kín có mắc hai bóng đèn LED song song ngược chiều có thể quay trong từ trường của nam châm. - 1 mô hình khung dây quay trong từ trường của một nam châm. Đối với mỗi nhóm HS : - 1 cuộn dây dẫn kín có hai bóng đèn LED mắc song song ngược chiều vào mạch điện. - 2 nam châm vĩnh cửu. - Cặp nam châm có trục quay. 2. HS: Đọc trước bài mới. III. Phương pháp - Thực hành, vấn đáp gợi mở, IV. Tiến trình dạy học 1. ổn định tổ chức (1 phút) 2. Kiểm tra bài cũ (không) 3. Bài mới (40 phút) * Đặt vấn đề(1 phút): Trên máy thu thanh ở nhà em có hai chỗ đưa điện vào máy, một chỗ có kí hiệu 6V, còn chỗ kia có kí hiệu AC 220V. Em không hiểu các kí hiệu đó có ý nghĩa gì ? Hoạt động 1: Phát hiện dòng điện cảm ứng có thể đổi chiều và trong trường hợp nào có thể đổi chiều (15phút) Mục tiêu: - Nêu được sự phụ thuộc của chiều dòng điện cảm ứng vào sự biến đổi của số đường sức từ qua tiết diện S của cuộn dây. - Phát biểu được đặc điểm của dòng điện xoay chiều là dòng điện cảm ứng có chiều luân phiên thay đổi. - Nêu được dấu hiệu chính để phân biệt dòng điện xoay chiều với dòng điện một chiều và các tác dụng của dòng điện xoay chiều. - Phát hiện được dòng điện là dòng điện một chiều hay xoay chiều dựa trên tác dụng từ của chúng. - Quan sát và mô tả chính xác hiện tượng xảy ra. Đồ dùng: - 1 cuộn dây dẫn kín có mắc hai bóng đèn LED song song ngược chiều có thể quay trong từ trường của nam châm. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh - Yêu cầu HS làm TN hình 33.1 theo nhóm, quan sát kĩ hiện tượng xảy ra để trả lời câu hỏi C1. ? So sánh sự biến thiên số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây dẫn kín trong 2 trường hợp. ? Nêu cách sử dụng đèn LED đã học ở lớp 7 (đèn LED chỉ cho dòng điện theo một chiều nhất định). Từ đó cho biết chiều dòng điện cảm ứng trong 2 trường hợp trên có gì khác nhau ? - Yêu cầu cá nhân đọc mục 3- Tìm hiểu khái niệm dòng điện xoay chiều. - GV liên hệ thực tế : Dòng điện trong mạng điện sinh hoạt là dòng điện xoay chiều. Trên các dụng cụ sử dụng điện thường ghi AC 220V (AC : Dòng điện xoay chiều), hoặc ghi DC 6V (Dòng điện 1 chiều không đổi). I. Chiều của dòng điện cảm ứng 1. Thí nghiệm  C1: Khi đưa nam châm từ ngoài vào trong cuộn dây, số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây dẫn tăng, 1 đèn LED sáng. Còn khi kéo nam châm từ trong ra ngoài cuộn dây thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây dẫn giảm thì đèn LED thứ 2 sáng. Dòng điện cảm ứng trong khung dây đổi chiều khi số đường sức từ đang tăng mà chuyển sang giảm. 2. Kết luận : Khi số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây tăng thì dòng điện cảm ứng trong cuộn dây có chiều ngược với chiều dòng điện cảm ứng khi số đường sức từ xuyên qua tiết diện đó giảm. 3. Dòng điện xoay chiều Dòng điện luân phiên đổi chiều gọi là dòng điện xoay chiều. Hoạt động 2: Tìm hiểu hai cách tạo ra dòng điện xoay chiều(19 phút) Mục tiêu: - Bố trí được TN tạo ra dòng điện xoay chiều trong cuộn dây dẫn kín theo 2 cách, cho nam châm quay hoặc cho cuộn dây quay. Dùng đèn LED để phát hiện sự đổi chiều của dòng điện. - Dựa vào quan sát TN để rút ra điều kiện chung làm xuất hiện dòng điện cảm ứng xoay chiều. - Quan sát và mô tả chính xác hiện tượng xảy ra. Đồ dùng: - 1 cuộn dây dẫn kín có hai bóng đèn LED mắc song song ngược chiều vào mạch điện. - 2 nam châm vĩnh cửu. - Cặp nam châm có trục quay. - Gọi HS đưa các cách tạo ra dòng điện xoay chiều.( 2 cách đó là cho nam châm quay trước cuộn dây hoặc cho cuộn dây quay trong từ trường sao cho số đường sức từ xuyên qua tiết diện của cuộn dây dẫn kín phải luân phiên tăng giảm) - Yêu cầu HS đọc câu C2, nêu dự đoán về chiều dòng điện cảm ứng xuất hiện trong cuộn dây, giải thích. - Làm TN theo nhóm kiểm tra dự đoán và đưa ra kết luận. - Gọi HS nêu dự đoán về chiều dòng điện cảm ứng có giải thích. - GV làm TN kiểm tra, yêu cầu cả lớp quan sát. Lưu ý HS quan sát kỹ TN. - Hướng dẫn HS thảo luận đi đến kết luận cho câu C3. - Yêu cầu HS ghi kết luận chung cho 2 trường hợp. Trục quay N Cuộn dây dẫn * Tích hợp bảo vệ môi trường - Dòng điện một chiều cú hạn chế là khi truyền tải đi xa, việc sản xuất tốn kém và sử dụng ít tiện lợi. - Dòng điện xoay chiều có nhiều ưu điểm hơn dòng điện một chiều và khi cần có thể chỉnh lưu thành dòng điện một chiều bằng những thiết bị rất đơn giản. - Biện pháp bảo vệ môi trường: + Tăng cường sản xuất và sử dụng dòng điện xoay chiều. + Sản xuất các thiết bị chỉnh lưu để chuyển đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều (đối với trường hợp cần thiết sử dụng dòng điện một chiều). II. Cách tạo ra dòng điện xoay chiều 1. Cho nam châm quay trước cuộn dây dẫn kín C2: Khi cực N của nam châm lại gần cuộn dây thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây tăng. Khi cực N ra xa cuộn dây thì số đường sức từ qua S giảm. Khi nam châm quay liên tục thì số đường sức từ xuyên qua S luân phiên tăng giảm. Vậy dòng điện cảm ứng xuất hiện trong cuộn dây là dòng xoay chiều. 2. Cho cuộn dây dẫn kín quay trong từ trường C3: Khi cuộn dây quay từ vị trí 1 sang vị trí 2 thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây tăng. Khi cuộn dây từ vị trí 2 quay tiếp thì số đường sức từ giảm. Nếu cuộn dây quay liên tục thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện S luân phiên tăng, giảm. Vậy dòng điện cảm ứng xuất hiện trong cuộn dây là dòng điện xoay chiều. 3. Kết luận: Khi cho cuộn dây dẫn kín quay trong từ trường của nam châm hay cho nam châm quay trước cuộn dây dẫn thì trong cuộn dây có thể xuất hiện dòng điện cảm ứng xoay chiều. Hoạt động 3: Vận dụng(5 phút) Mục tiêu: - Phát biểu được đặc điểm của dòng điện xoay chiều là dòng điện cảm ứng có chiều luân phiên thay đổi. - Nêu được dấu hiệu chính để phân biệt dòng điện xoay chiều với dòng điện một chiều và các tác dụng của dòng điện xoay chiều. - Phát hiện được dòng điện là dòng điện một chiều hay xoay chiều dựa trên tác dụng từ của chúng. ? Nhắc lại điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng xoay chiều trong cuộn dây dẫn kín. - Hướng dẫn HS trả lời câu hỏi C4 của phần vận dụng SGK. III. Vận dụng Dòng điện cảm ứng xoay chiều xuất hiện trong cuộn dây dẫn kín khi số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây dẫn kín luân phiên tăng, giảm. C4: Khi khung dây quay nửa vòng tròn thì số đường sức từ qua khung dây tăng. Trên nửa vòng tròn sau, số đường sức từ giảm nên dòng điện đổi chiều, đèn thứ hai sáng. 4. Củng cố(3 phút) - GV củng cố kiến thức cơ bản ? Trường hợp nào thì cuộn dây dẫn kín xuất hiện dòng điện xoay chiều. ? Vì sao khi cho cuộn dây quay trong từ trường thì trong cuộn dây xuất hiện dòng điện xoay chiều. 5. Hướng dẫn học ở nhà(1 phút) - Học bài phần ghi nhớ - Tìm hiểu phần có thể em chưa biết (SGK- 92) - Chuẩn bị bài mới: Máy phát điện xoay chiều.