Giáo án Vật Lí Lớp 9 - Tiết 42: Truyền tải điện năng đi xa - Năm học 2013-2014

Ngày soạn: 24/1/2013 Ngày giảng: 26/1/2013 Tiết 42: truyền tải điện năng đi xa I. Mục tiêu 1. Kiến thức - Nêu được công suất hao phí trên đường dây tải điện tỉ lệ nghịch với bình phương của điện áp hiệu dụng đặt vào hai đầu dây dẫn. - Lập được công thức tính năng lượng hao phí do toả nhiệt trên đường dây tải điện. - Nêu được 2 cách làm giảm hao phí điện năng trên đường dây tải điện và lí do vì sao chọn cách tăng hiệu điện thế ở 2 đầu đường dây. 2. Kĩ năng - Giải thích được vì sao có sự hao phí điện năng trên đường dây tải điện. 3. Thái độ - Có ý thức chấp hành nghiêm túc và tinh thần hợp tác trong nhóm. II. Đồ dùng dạy học 1. GV: Thước 2. HS:- Đọc trước bài mới. - Học sinh ôn lại kiến thức về công suất của dòng điện và công suất toả nhiệt của dòng điện. 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 (5 phút) ? Viết các công thức tính công suất của dòng điện. 3. Bài mới (35 phút) * Đặt vấn đề(2 phút): ? ở các khu dân cư thường có trạm biến thế. Trạm biến thế dùng để làm gì. ? Vì sao ở trạm biến thế thường ghi kí hiệu nguy hiểm không lại gần. ? Tại sao đường dây tải điện có hiệu điện thế lớn ? Làm thế có lợi gì. bài mới Hoạt động 1: Phát hiện sự hao phí điện năng trên đường dây truyền tải điện. Lập công thức tính công suất hao phí khi truyền tải( 7phút) Mục tiêu: - Nêu được công suất hao phí trên đường dây tải điện tỉ lệ nghịch với bình phương của điện áp hiệu dụng đặt vào hai đầu dây dẫn. - Lập được công thức tính năng lượng hao phí do toả nhiệt trên đường dây tải điện. - Giải thích được vì sao có sự hao phí điện năng trên đường dây tải điện. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh - GV thông báo: Truyền tải điện năng từ nơi sản xuất tới nơi tiêu thụ bằng đường dây truyền tải. Dùng dây dẫn có nhiều thuận lợi hơn so với việc vận chuyển các dạng năng lượng khác như than đá, dầu lửa ? Liệu tải điện bằng đường dây dẫn như thế có hao hụt, mất mát gì dọc đường không. - Nếu HS không nêu được nguyên nhân hao phí trên đường dây truyền tải => GV thông báo như SGK. - Yêu cầu học sinh đọc mục 1 trong SGK trao đổi nhóm tìm công thức liên hệ giữa công suất hao phí và P, U, R - Yêu cầu học sinh lên bảng lập luận tìm ra công thức. I. Sự hao phí điện năng trên đường dây tải điện 1. Tính điện năng hao phí trên đường dây + Công suất của dao động P = U.I Ta có: P = UI đ I = P /U(1). Công suất toả nhiệt (hao phí) PHP = I2 R (2) Từ (1) và (2) đ Công suất hao phí do toả nhiệt. .P2 (3) Hoạt động 2: Căn cứ vào công suất hao phí đề xuất các biện pháp làm giảm công suất hao phí và lựa chọn cách nào có lợi nhất.(15 phút) Mục tiêu: - Nêu được 2 cách làm giảm hao phí điện năng trên đường dây tải điện và lí do vì sao chọn cách tăng hiệu điện thế ở 2 đầu đường dây. - Giải thích được vì sao có sự hao phí điện năng trên đường dây tải điện. - Yêu cầu các nhóm trao đổi tìm câu trả lời cho các câu C1, C2, C3 - Gọi đại diện các nhóm trình bày câu trả lời. Hướng dẫn thảo luận chung cả lớp. - Với câu C2, GV có thể gợi ý HS dựa vào công thức tính R =. ? Tại sao người ta không làm dây dẫn điện bằng vàng, bạc? ? Trong hai cách làm giảm hao phí trên đường dây, cách nào có lợi hơn? - GV thông báo: Máy tăng hiệu điện thế chính là máy biến thế có cấu tạo rất đơn giản ta sẽ học ở các bài sau. * Tích hợp bảo vệ môi trường: - Khi truyền tải điện năng đi xa bằng đường dây dẫn sẽ có một phần điện năng hao phí do hiện tượng tỏa nhiệt trờn đường dây. - Công suất hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây tải điện tỉ lệ nghịch với bình phương hiệu điện thế đặt vào hai đầu đường dây. - Việc truyền tải điện năng đi xa bằng hệ thống các đường dây cao áp là một giải pháp tối ưu để giảm hao phí điện năng và đáp ứng yêu cầu truyền đi một lượng điện năng lớn. - Ngoài ưu điểm trên, việc cú quỏ nhiều các đường dây cao áp cũng làm phá vỡ cảnh quan môi trường, cản trở giao thụng và gây nguy hiểm cho người khi chạm phải đường dây điện. - Biện pháp bảo vệ môi trường: Đưa các đường dây cao áp xuống lòng đất hoặc dưới biển để giảm thiểu tác hại của chúng. 2. Cách làm giảm hao phí C1: Có hai cách làm giảm hao phí trên đường dây truyền tải là cách làm giảm R hoặc tăng U. C2: Biết R =, chất làm dây đã chọn trước và chiều dài đường dây không đổi, vậy phải tăng S tức là dùng dây có tiết diện lớn, có khối lượng lớn, đắt tiền, nặng, dễ gãy, phải có hệ thống cột điện lớn. Tổn phí để tăng tiết diện S của dây còn lớn hơn giá trị điện năng bị hao phí. C3: Tăng U, công suất hao phí sẽ giảm rất nhiều ( tỉ lệ nghịch với U2). Phải chế tạo máy tăng hiệu điện thế. * Kết luận: Muốn giảm hao phí trên đường dây truyền tải cách đơn giản nhất là tăng hiệu điện thế. Hoạt động 3: Vận dụng(10 phút) Mục tiêu: - Nêu được công suất hao phí trên đường dây tải điện tỉ lệ nghịch với bình phương của điện áp hiệu dụng đặt vào hai đầu dây dẫn. - Lập được công thức tính năng lượng hao phí do toả nhiệt trên đường dây tải điện. - Nêu được 2 cách làm giảm hao phí điện năng trên đường dây tải điện và lí do vì sao chọn cách tăng hiệu điện thế ở 2 đầu đường dây. - Giải thích được vì sao có sự hao phí điện năng trên đường dây tải điện. - Yêu cầu HS thảo luận trả lời C4, C5 ? Tìm hiểu cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của máy biến thế, máy hạ thế? ? Lợi ích khi sử dụng máy biến thế? II. Vận dụng C4: U tăng 5 lần thì công suất hao phí giảm 52 = 25 lần. C5: Phải dùng máy biến thế để giảm Php, tiết kiệm, bớt khó khăn vì dây dẫn quá to, nặng. 4. Củng cố(3 phút) - GV củng cố kiến thức cơ bản ? Tìm hiểu cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của máy biến thế, máy hạ thế? ? Lợi ích khi sử dụng máy biến thế? 5. Hướng dẫn học ở nhà(1 phút) - Học bài phần ghi nhớ - Tìm hiểu phần có thể em chưa biết (SGK- 99) - Chuẩn bị bài mới: Máy biến thế.