Giáo án Vật Lí Lớp 9 - Tiết 45 và 46 - Năm học 2011-2012

Tuần 23 Ngày soạn: 03/02/2012 Tiết 45 MÁY BIẾN THẾ I. Mục tiêu: Kiến thức : Nêu được các bộ phận chính của máy biến thế gồm hai cuộn dây dẫn có số vòng dây khác nhau được quấn quanh một lõi sắt chung. HS hiểu về các biện pháp bảo vệ môi trường Kỹ năng : Vẽ được sơ đồ lắp đặt máy biến thế ở hai đầu đường dây tải điện. Có hành động cụ thể bảo vệ môi trường. Thái độ: Tích cực học tập và yêu thích môn học. Trung thực, cẩn thận, gọn gàng. Ủng hộ, chủ động tham gia các hoạt động bảo vệ môi trường. II. Chuẩn bị: Đối với mỗi nhóm HS. - 1 máy biến thế nhỏ, cuộn sơ cấp có 750 vòng và cuộn thứ cấp 1500 vòng. - 1 nguồn điện xoay chiều 0 – 12V. - 1 vôn kế xoay chiều 0 – 15V. III. Phương pháp: Nêu và giải quyết vấn đề, phương pháp thực nghiệm,Vấn đáp IV. Tiến trình lên lớp: Trợ giúp của GV Họat động của HS Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ, tổ chức tình huống học tập (4p) ? Khi truyền tải điện năng đi xa thì có biện pháp nào làm giảm hao phí điện năng trên đường dây tải điện? Biện pháp nào tối ưu nhất? Tạo tình huống học tập: Để giảm hao phí điện năng trên đường dây tải điện thì tăng U trước khi tải điện và khi sử dụng điện giảm hiệu điện thế xuống U = 220V. Phải dùng máy biến thế. Máy biến thế cấu tạo và hoạt động như thế nào? Có 2 cách làm giảm hao phí điện năng trên đường truyền là giảm R hoặc tăng U. Muốn giảm hao phí trên đường truyền tải cách đơn giản nhất là tăng U. Tiếp thu Hoạt động 2: Tìm hiểu cấu tạo của máy biến thế. (5p) Yêu cầu HS đọc tài liệu và quan sát máy biến thế nhỏ, nêu lên cấu tạo của máy biến thế. Số vòng dây của hai cuộn dây có bằng nhau không? -Lõi sắt có cấu tạo như thế nào? Dòng điện từ cuộn dây này có sang cuộn dây kia được không? Vì sao? Chuẩn kiến thức và yêu cầu HS nhắc lại ghi vở. Đọc và quan sát máy biến thế - 2 cuộn dây dẫn có số vòng khác nhau và được quấn quanh một lõi sắt chung - Lõi sắt gồm nhiều lớp sắt silic ép cách điện với nhau mà không phải là một thỏi đặc. - Dòng điện không truyền trực tiếp từ cuộn này sang cuộn kia. 1. Cấu tạo: - Có 2 cuộn dây: Cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp có số vòng n1, n2 khác nhau. - 1 lõi sắt pha silic chung cho cả 2 cuộn dây. - Dây và lõi sắt đều bọc chất cách điện, nên dòng điện của cuộn sơ cấp không truyền trực tiếp sang cuộn thứ cấp. Hoạt động 3: Tìm hiểu nguyên tắc hoạt động của máy biến thế (10p) Yêu cầu HS dự đoán. - ghi kết quả HS dự đoán lên bảng. + Nếu đặt vào 2 đầu cuộn sơ cấp U1 xoay chiều thì từ trường của cuộn sơ cấp có đặc điểm gì? + Lõi sắt có nhiễm từ không? Nếu có thì đặc điểm từ trường của lõi sắt đó như thế nào? + Từ trường có xuyên qua cuộn thứ cấp không? Hiện tượng gì xảy ra với cuộn thứ cấp. Làm thí nghiệm biểu diễn - Rút ra kết luận về nguyên tắc hoạt động của máy biến thế. Nêu dự đoán - Khi cho dòng điện xoay chiều chạy qua cuộn sơ cấp thì ở cuộn thứ cấp đóng kín cũng xuất hiện một dòng điện xoay chiều. - Lõi sắt nhiễm từ biến thiên. - Từ trường xuyên qua cuộn thứ cấp biến thiên, xuất hiện dòng điện xoay chiều cảm ứng "đèn sáng. - Quan sát TN kiểm tra. Rút ra kết luận. 2. Nguyên tắc hoạt động của máy biến thế. C1: Khi có hiệu điện thế xoay chiều đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp bóng đèn sáng có xuất hiện dòng điện ở cuộn thứ cấp. C2: Đặt vào 2 đầu cuộn dây sơ cấp một HĐT XC thì trong cuộn dây đó có dòng điện xoay chiều chạy qua. Từ trường trong lõi sắt luân phiên tăng giảm ..... 3. Kết luận: SGK (101) Hoạt động 4: Tìm hiểu tác dụng làm biến đổi HĐT của máy biến thế (10p) ĐVĐ: Giữa U1 ở cuộn sơ cấp, U2 ở cuộn thứ cấp và số vòng dây n1 và n2 có mối quan hệ nào? -Yêu cầu HS quan sát TN và ghi kết quả. Qua kết quả TN rút ra kết luận gì? -Nếu n1 > n2 . U1 như thế nào đối với U2 máy đó là máy tăng thế hay hạ thế? Vậy muốn tăng hay giảm hiệu điện thế ở cuộn thứ cấp người ta phải làm như thế nào? *Khi máy biến thế hoạt động, trong lõi thép xuất hiện dòng điện Fucô làm nóng máy, giảm hiệu suất nên người ta nhúng toàn bộ lõi thép và dầu có thể gây sự cố MT cần có các thiết bị tự động để phát hiện và khắc phục sự cố. Quan sát TN và ghi kết quả vào bảng Hiệu điện thế ở hai đầu mỗi cuộn dây tỉ lệ với số vòng của mỗi cuộn dây. -Vậy muốn tăng hay giảm hiệu điện thế, ta chỉ việc thay đổi số vòng dây của cuộn thứ cấp. Chú ý, theo dõi. C3: = ; =; Hiệu điện thế ở hai đầu mỗi cuộn dây tỉ lệ với số vòng của mỗi cuộn dây. >1; máy hạ thế. <1; máy tăng thế. -Vậy muốn tăng hay giảm hiệu điện thế, ta chỉ việc thay đổi số vòng dây của cuộn thứ cấp. Hoạt động 5: Tìm hiểu cách lắp đặt máy biến thế ở hai đầu đường dây tải điện.(5p) Thông báo tác dụng của máy ổn áp là do máy có thể tự di chuyển con chạy ở cuộn thứ cấp sao cho U thứ cấp luôn được ổn định. - Để có U cao hàng ngàn vôn trên đường dây tải điện để giảm hao phí điện năng thì phải làm như thế nào? Khi sử dụng dùng hiệu điện thế thấp thì phải làm như thế nào? -Dùng máy biến thế lắp ở đầu đường dây tải điện tăng hiệu điện thế. -Trước khi đến nơi tiêu thụ thì dùng máy biến thế hạ hiệu điện thế. Hoạt động 6: Vận dụng, củng cố và dặn dò (10p) Yêu cầu HS làm bài tập vận dụng C4. Giải thích vì sao khi đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp của máy biến thế một hiệu điện thế xoay chiều thì ở hai đầu cuộn thứ cấp cũng xuất hiện một dòng điện xoay chiều? - Hiệu điện thế ở hai đầu các cuộn dây của máy biến thế liên hệ với số vòng dây của mỗi cuộn như thế nào? - Học bài theo vở ghi và sách giáo khoa. Học thuộc phần ghi nhớ SGK - Làm bài tập từ 37.1 đến 37.4 SBT Trình bày kết quả C4: U1 = 220V; U2 = 6V; U’2=3V; n1=4000vòng n2 = ? ; n’2 = ? Vì và không đổi, nếu thay đổi thay đổi. trả lời, những hs khác theo dõi nhận xét. Thực hiện nhiệm vụ do GV yêu cầu. V. Rút kinh nghiệm: Tiết 46 TỔNG KẾT CHƯƠNG II: ĐIỆN TỪ HỌC I. Mục tiêu: Kiến thức: Ôn tập và hệ thống hóa những kiến thức về nam châm, từ trường, lực từ, động cơ điện, dòng điện cảm ứng, dòng điện xoay chiều, máy phát điện xoay chiều, máy biến thế. Kỹ năng: Luyện tập thêm về vận dụng các kiến thức vào một số trường hợp cụ thể. Thái độ: Tích cực học tập và yêu thích môn học. Trung thực, cẩn thận, gọn gàng. II. Chuẩn bị: GV: bảng phụ HS: trả lời các câu hỏi ở mục tự kiểm tra trong SGK. III. Phương pháp: Nêu và giải quyết vấn đề, thực nghiệm, hoạt động nhóm, vấn đáp IV. Tiến trình: Trợ giúp của GV Hoạt động của HS Hoạt động 1: Hs báo cáo trước lớp và trao đổi kết quả tự kiểm tra (24p) Báo cáo trước lớp và trao đổi kết quả tự kiểm tra (từ câu 1đến câu 9). 1. Muốn biết ở một điểm A trong không gian có từ trường hay không, ta làm như sau: Đặt tại A một kim nam châm, nếu thấy có lực từ tác dụng lên kim nam châm thì ở A có từ trường. 2.C. 3. Quy tắc bàn tay trái.SGK/ 74. 4. D. 5. Khi khung dây dẫn kín quay trong từ trường của một nam châm vĩnh cửu thì trong khung dây xuất hiện một dòng điện cảm ứng xoay chiều vì số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây biến thiên. 6. Đặt kim nam châm tự do-kim nam châm định theo hướng Bắc Nam địa lí, đầu quay về hướng Bắc địa lí là từ cực Bắc của kim nam châm. 7. a/ Quy tắc nắm tay phải để xác định chỉều đường sức từ trong lòng ống dây. SGK/66. b/ Hình vẽ: + - 8. Giống nhau: Có hai bộ phận chính là nam châm và cuộn dây dẫn. Khác nhau: Một loại có Rôto là cuộn dây, một loại có Rôto là nam châm. 9. Hai bộ phận chính là nam châm và khung dây dẫn. -Khung quay được vì khi ta cho dòng điện một chiều vào khung dây thì từ trường của nam châm sẽ tác dụng lên khung dây những lực điện từ làm cho khung quay. Hoạt động 2: Luyện tập, vận dụng một số kiến thức cơ bản (20p) 10 Cho hình vẽ: Hãy xác định chiều của lực điện từ tác dụng lên điểm N của dâydẫn .- N + + K - 11. a. Vì sao để vận tải điện năng đi xa người ta phải dùng máy biến thế? b. Trên cùng một đường dây tải điện, nếu dùng máy biến thế để tăng hiệu điện thế ở 2 đầu dây dẫn lên 100 lần thì công suất hao phí vì toả nhiệt trên đường dây sẽ giảm đi bao nhiêu lần? c. vòng, vòng, . 12.Giải thích vì sao không thể dùng dòng điện không đổi để chạy máy biến thế. 13.Trường hợp nào khung dây không xuất hiện dòng điện xoay chiều? Hãy giải thích tại sao? a. Khung dây quay quanh trục PQ nằm ngang. b. Khung dây quay quanh trục AB thẳng đứng. - Chuẩn kiến thức. 10. Đường sức từ do cuộn dây của nam châm điện tạo ra tại N hướng từ trái sang phải. Áp dụng quy tắc bàn tay trái, lực từ hướng từ ngoài vào trong và vuông góc với mặt phẳng hình vẽ. 11. a.Để giảm hao phí do toả nhiệt trên đường dây . b. Giảm đi 1002 = 10000 lần. c.Vận dụng công thức suy ra 12. Dòng điện không đổi không tạo ra từ trường biến thiên, số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn thứ cấp không biến đổi nên trong cuộn này không xuất hiện dòng điện cảm ứng. 13. Trường hợp a. Khi khung dây quay quanh trục PQ nằm ngang thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của khung dây luôn không đổi, luôn bằng 0. Do đó trong khung dây không xuất hiện dòng điện cảm ứng - Chữa bài của mình. Hoạt động 3: Dặn dò (1p) - Ôn tập tốt kiến thức đã học.. - Nghiên cứu bài sau Thực hiện yêu cầu V. Rút kinh nghiệm: