Bài giảng môn học Vật lý lớp 9 - Tuần 21 - Tiết 42 - Bài 36 : Truyền tải điện năng đi xa

Tuần : 21 Ngày soạn : 26-01-2013 Tiết : 42 Ngày dạy : 28-01-2013 Bài 36 : TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ĐI XA I. Mục tiêu: 1. Kiến thức: - Giải thích được vì sao cĩ sự hao phí điện năng trên đường dây tải điện. - Nêu được cơng 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. 2. Kĩ năng: - Vận dụng công thức để giải thích hiện tượng và giải bài tập về sự hao phí năng lượng trện đường dây tải điện. 3. Thái độ: - Biết làm việc tự lực để tiến hành có kết quả công việc. II. Chuẩn bị: 1. GV: - Nội dung SGK. 2. HS: - Ôn lại công thức công suất và công thức toả nhiệt của dòng điện. III. Tổ chức hoạt động dạy và học: 1. Ổn định lớp: - Kiểm tra sĩ số vệ sinh lớp . 2. Kiểm tra bài cũ: - Dòng điện xoay chiều có những tác dụng nào? Trong các tác dụng đó tác dụng nào phụ thuộc với chiều cùa dòng điện. - Hãy mô tả một TN chứng tỏ dòng điện xoay chiều của tác dụng từ và lực từ khi đó thay đổi chiều của dòng điện. Vôn kế và ampekế xoay chiều có kí hiệu như thế nào? Mắc vào mạch điện như thế nào? 3. Tiến trình: GV tổ chức các hoạt động Hoạt động của học sinh Kiến thức cần đạt Hoạt động1: Nhận biết sự cần thiết phải có máy biến thế để truyền tải điện năng , đặt trong trạm biến thế của khu dân cư: - Để vận chuyển điện năng từ nhà máy sản xuất điện đến nơi tiêu thụ ta dùng phương tiện gì?(Đường dây dẫn điện) -Ngoài đường dây dẫn ra, ở mỗi khu phố , xã đều có trạm phân phối gọi là trạm biến thế. Các em thường thấy ở trạm biến thế có vẽ dấu hiệu gì? để cảnh cáo nguy hiểm chết người? - Nguy hiểm chết người vì dòng điện đưa vào trạm biến thế hiệu điện thế có hàng chục nghìn vôn. Vì sao điện dùng trong nhà chỉ cần 220V mà điện truyền đến trạm biến thế phải cần vài nghàn vôn? Làm như thế vừa tốn kém, vừa nguy hiểm làm chết người. Vậy có đượcc lợi gì không? - Cá nhân suy nghĩ trả lời câu hỏi của GV. - Dựï đoán được chắc phải có lợi to hơn mới làm trạm biến thế. Không cần chỉ rõ được lợi ích như thế nào? Hoạt động 2: Phát hiện sự hao phí điện năng vì toả nhiệt trên đường dây tải điện . Lập công thức tính công suất hao phí Php khi truyền tải một công suất P bằng một dây dẫn có điện trở R và đặt vào hai đầu đường dây một hiệu điện thế U: - Truyền tải điện năng đi xa bằng dây dẫn điện có thuận lợi gì hơn so với vận chuyển các nhiên liệu dự trữ năng lượng khác như than đá , dầu lửa ..? - Liệu việc tải điện năng bằng dây dẫn điện như thế có hao hụt gì, mất mát gì dọc đường không? - Yêu cầu hs tự đọc mục 1 trong SGK. - Cho hs làm việc theo nhóm. - Gọi một hs lên bảng trình bày quá trình lập luận để tìm công thức công suất hao phí. - Cho hs thảo luận để xây dựng được công thứ cần có? - Nếu hs không thực hiện được GV HD như sau: - Điện năng hao phí do toả nhiệt phụ thuộc vào yếu tố nào? - Muốn truyền tải một công suất điện P bằng một đường dây có điện trở R. Hãy lập công thức xác định công suất hao phí trên đường dây tải điện. P hp do toả nhiệt phụ thuộc như thế nào? vào P, U, R. - Làm việc cá nhân kết hợp với thảo luận nhóm để tìm công thức liên hệ giữa P, U,R - Thảo luận chung ở lớp về quá trình biến đổi công thức -Gọi P là công suất truyền tải trên đường dây tải điện, R là điện trở của dây dẫn, U là hiệu điện thế dặt giữa hai đầu đường dây tải điện. Hãy lập công thức xác định công suất hao phí trên đường dây tải điện - Công suất của dòng điện :P= UI (1) Công suất toả nhiệt (hao phí )P hp= RI2 (2) - Từ công thứ trên ta suy ra công suất hao phí trên đường dây tải điện là (3) I. Sự hao phí điện năng trên đường dây tải điện : 1, Tính điện năng hao phí trên đường dây tải điện : Hoạt động 3: Căn cứ vào công thức hao phí do toả nhiệt , đề xuất các biện pháp làm giảm công suất hao phí và lựa chọn cách nào lợi nhất: - Cho hs làm việc theo nhóm: Trả lời C1, C2, C3 và rút ra kết luận về làm giảm hao phí trên đường dây tải điện. - Gợi ý: + C1:Hãy dựa vào công thức tính điện trở muốn làm giảm điện trở của dây dẫn phải làm gì? Và làm như thế có khó khăn gì? -C2: So sánh hai cách làm giảm hao phí điện năng xem cách nào có thể làm giảm được nhiều hơn? - C3: Muốn tăng hiệu điện U giữa hai đầu dây diện thì ta phải giải quyết vấn đề gì? (Làm máy tăng hiệu điện thế). - Làm việc theo nhóm trả lời: C1, C2 , C3. C1 :Có hai làm giảm hao phí điện năng trên đường tải là giảm R hoặc tăng U . C2: Biết chất làm dây dẫn đã chọn trước và chiều dài đường dây không đổi, vậy phải tăng S thức là dùng dây dẫn cóc tiết diện lớn, có khối lượng trọng lượng lớn, đắt tiền , nặng dẽ gẫy, phải có hệ thống cột điện lớn. Tốn phí để tăng tiết diện S của dây dẫn còn lớn hơn giá trị điện hao phí. C3: Tăng U, công suất hao phí sẽ giảm rất nhiều (tỉ lệ ngịch với bình phương U2) phải chế tạo ra máy tăng hiệu điện thế . - Đại diện nhóm trình bày kết quả làm việc. - Rút ra kết luận: Để giảm hao phí điện năng do toả nhiệt trên đường dây tải điện thì tốt nhất là tăng hiệu điện thế đặt vào hao đầu đường dây. 2, Cách làm giảm hao phí: C1: Có hai làm giảm hao phí điện năng trên đường tải là giảm R hoặc tăng U. C2: Biết chất làm dây dẫn đã chọn trước và chiều dài đường dây không đổi, vậy phải tăng S thức là dùng dây dẫn cóc tiết diện lớn, có khối lượng trọng lượng lớn, đắt tiền , nặng dẽ gẫy, phải có hệ thống cột điện lớn. Tốn phí để tăng tiết diện S của dây dẫn còn lớn hơn giá trị điện hao phí. C3: Tăng U, công suất hao phí sẽ giảm rất nhiều (tỉ lệ ngịch với bình phương U2) phải chế tạo ra máy tăng hiệu điện thế. Hoạt động 4: Vận dụng: - Lần lượt tổ chức hs trả lời C4 , C5? - Thảo luận chung ở lớp bổ sung thiếu sót? - C4: Hiệu điện thế tăng 5 lần vậy công suất hao phí tăng 52= 25 lần. C5: Bắt buộc phải dùng máy biến thế để giảm công suất hao phí, tiết kiệm bớt khó khăn vì dây dẫn quá to, nặng . - Trả lời câu hỏi củng cố của GV. II.Vận dụng: - C4: Hiệu điện thế tăng 5 lần vậy công suất hao phí tăng 52= 25 lần. C5: Bắt buộc phải dùng máy biến thế để giảm công suất hao phí, tiết kiệm bớt khó khăn vì dây dẫn quá to, nặng. IV. Củng cố: - Vì sao có hao phí điện năng trên dây tải điện? - Nêu công thức tính điện năng hao phí trên đường dây tải điện? - Chọn biến pháp nào có lợi nhất để làm giảm điện năng hao phí trên đường dây tải điện? Vì sao? V. Hướng dẫn về nhà: - Về nhà học thuộc phần ghi nhớ. - Cho hs đọc phần có thể em chưa biết. - Làm bài tập SBT, xem trước bài 37 SGK.