Bài giảng môn học Vật lý lớp 9 - Bài 33: Dòng điện xoay chiều

Bài 33: 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 củcủa số đường sức từ qua 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. 2. Kỹ năng: - Bố trí được thí nghiệm tạo ra dòng điện xoay chiều trong cuộn dây dẫn kín theo 2 cách: cho nam châm điện quay hoặc cho cuộn dây quay. Dùng đèn LED để phát hiện sự đổi chiều của dòng điện. - Dựa vào quan sát thí nghiệm để rút ra điều kiện chung làm xuất hiện dòng điện cảm ứng xoay chiều. 3. Thái độ tìng cảm: Học sinh hợp tac vui vẻ, trung thực và húng thú khi làm thí nghiệm. II. CHUẨN BỊ: Đối với học sinh mỗi nhóm có: - 1 cuộn dây dẫn kín có 2 bóng đèn LED mắc song song ngược chiều vào mạch điện. - 1 nam châm vĩnh cửu có thể quay quanh một trục thẳng đứng. - 1 mô hình cuộn dây quay trong từ trường của nam châm. Đối với giáo viên: 1 bộ thí nghiệm phát hiện dòng điện xoay chiều gồm 1 cuộn dây dẫn có mắc 2 bóng đèn LED song song ngược chiều có thể quay trong lõi từ trường của một nam châm. III. GỢI Ý TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH: 1. Kiểm tra bài cũ: (4 phút) Chọn đáp án đúng: a./ Thao tác nào sau đây không làm thay đổi đường sức từ qua một cuộn dây đặt vuông góc với nam châm thẳng? A. Đưa nam châm lại gần cuộn dây. B. Kéo nam châm ra xa cuộn dây. C. Đặt nam châm đứng yên trong cuộn dây. D. Cho cuộn dây tiến lại gần thanh nam châm. b./ Để trong cuộn dây kín có dòng điện cảm ứng xuất hiện thì phải có điều kiện gì? A. Số đường sức từ xuyên qua tiết diện cuộn dây giảm. B. Số đường sức từ xuyên qua tiết diện cuộn dây tăng. C. Số đường sức từ xuyên qua tiết diện cuộn dây không thay đổi. D. Câu A, B đúng. 2. Bài mới: Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên Hoạt động 1: Tìm hiểu vấn đề. (6 phút) HS trả lời: Cả hai bóng đèn đều sáng. HS: Chứng tỏ cả 2 đều cho dòng điện. HS: Kim của vôn kế quay. Hoạt động 2: (10 phút) I. Chiều của dòng điện cảm ứng. HS làm thí nghiệm để tìm hiểu xem khi nào dòng điện cảm ứng đổi chiều. - HS đọc thí nghiệm ở hình 33.1. - Các em làm việc theo nhóm. - Sau đó các em tiến hành thí nghiệm hình 33.1. - C1: Làm việc cá nhân. HS trả lời: Đèn sáng, đèn không sáng. Các em làm việc theo nhóm, thảo luận và rút ra kết luận: Dòng điện cảm ứng đổi chiều (khi số đường sức từ qua tiết diện S của dây dẫn đang tăng mà chuyển sang giảm và ngược lại). HS ghi bài vào vở: “Dòng điện cảm ứng trong cuộn dây dẫn kín đổi chiều khi số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây đang tăng mà chuyển sang giảm hoặc ngược lại đang giảm mà chuyển sang tăng”. Hoạt động 3: Tìm hiểu khái niệm mới: Dòng điện xoay chiều. (4 phút) HS làm việc cá nhân. HS ghi bài: “Dòng điện luân phiên đổi chiều gọi là dòng điện xoay chiều”. Hoạt động 4: Tìm hiểu hai cách tạo ra dòng điện xoay chiều. (9 phút) Cách 1: Cho nam châm điện quay trước cuộn dây dẫn kín. - HS đọc C2 (cá nhân). - Các em làm việc theo nhóm. - Dự đoán. - Tiến hành thí nghiệm. Như hình 33.2 để kiểm chứng dự đoán. - HS phân tích kết quả thí nghiệm. - Các HS nhận xét và bổ sung. - HS lắng nghe GV uốn nắn, sửa sai hoàn chỉnh nội dung vừa phân tích. Cách 2: Cho cuộn dây dẫn quay trong từ trường. - HS đọc C3 (cá nhân) và làm việc theo nhóm để thảo luận trả lời C3. HS trả lời rồi ghi 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 5: Vận dụng. (5 phút) HS quan sát hình 33.4 Sau khi gợi ý HS có thể thảo luận và trả lời được C4. Hoạt động 6: Củng cố. (5 phút) HS đọc ghi nhớ 1 lần trước khi trả lời các câu hỏi. GV đưa cho cả lớp xem một bộ pin và một nguồn điện có cùng 6V lấy từ lưới điện trong phòng TN qua một máy biến áp. GV sử dụng bóng đèn loại 6V, lắp mỗi bóng vào 2 nguồn trên cho HS quan sát, nhận xét. Thí nghiệm trên chứng tỏ cả 2 nguồn điện trên có điểm gì giống nhau? Kế tiếp, GV mắc vôn kế một chiều vào 2 cực của bộ pin, cho HS quan sát, nhận xét. Các em thử đoán xem nếu mắc vôn kế vào nguồn điện lấy từ lưới điện trong phòng TN thì kim của vôn kế có quay không? Tại sao trường hợp thứ hai kim vôn kế không quay dù vẫn có dòng điện? Hai dòng điện có gì khác nhau? Để biết được điều này các em tìm hiểu bài học mới hôm nay là bài “Dòng điện xoay chiều”. - GV cho HS đọc thông tin cách bố trí thí nghiệm theo hình 33.1 - Cho HS tiến hành thí nghiệm. Trước khi HS làm thí nghiệm GV nhắc nhở HS đưa nam châm vào, kéo nam châm ra nhanh và dứt khoát từng động tác một. * Có phải cứ mắc đèn LED vào nguồn điện là nó sẽ phát sáng không? * Vì sao lại dùng 2 đèn LED mắc song song ngược chiều? - Yêu cầu HS quan sát kỹ khi đưa nam châm vào thì đèn nào sáng, khi kéo đèn ra thì đèn nào sáng? Tại sao vậy? Qua đó chứng tỏ dòng điện cảm ứng đã như thế nào? GV cho HS ghi kết luận vào vở. - Ở thí nghiệm hình 33.1 em làm thế nào để có dòng điện cảm ứng đổi chiều? - Vậy dòng điện xoay chiều là gì? GV cho HS ghi bài vào vở. - GV yêu cầu HS đọc C2. - Yêu cầu HS dự đoán: trong trường hợp này dòng điện cảm ứng xuất hiện trong khung có đổi chiều không? - Sau khi tiến hành thí nghiệm xong yêu cầu HS phân tích xem khi cho nam châm quay thì số đường sức từ xuyên qua tiết điện S biến đổi như thế nào? Từ đó suy ra chiều của dòng điện cảm ứng có đặc điểm gì? - Cho HS nhận xét, bổ sung. - GV sửa sai, hoàn chỉnh phần phân tích của HS. - Dựa vào hình vẽ bố trí thí nghiệm như hình 33.3 để phân tích. Tóm lại có mấy cách để tạo ra dòng điện cảm ứng xoay chiều? GV yêu cầu HS ghi kết luận vào vở. - Gọi HS đọc C4. GV làm thí nghiệm cho HS quan sát. GV có thể mang thí nghiệm xuống từng bàn giúp HS quan sát rõ hơn. GV hướng dẫn HS thảo luận: Khi khung quay nửa vòng tròn thì số đường sức từ qua khung tăng, một trong hai đèn LED như thế nào? Và trên nửa vòng còn lại thì sao? GV đặt một số câu hỏi: - Khi nào dòng điện cảm ứng đổi chiều? - Trong điều kiện nào thì dòng điện cảm ứng là dòng điện xoay chiều? - Có mấy cách tạo ra dòng điện xoay chiều? 3. Dặn dò: Học bài, làm bài 33.1 – 33.4 sách BTVL 9