Bài giảng môn học Vật lý lớp 9 - Tuần 20 - Tiết 39 - Bài 33: Dòng điện xoay chiều

Tuần: 20 Ngày soạn: 12-01-2013 Tiết : 39 Ngày dạy : 14-01-2013 Bài 33: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU I. Mục tiêu: 1. Kiến thức: - Nêu được dấu hiệu chính để phân biệt dịng điện xoay chiều với dịng điện một chiều. 2. Kĩ năng: - Bố trí được TN taọ ra dòng điện xoay chiều trong cuộn dây dẫn kín theo hai 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. 3. Thái độ: - Biết làm việc tự lực để tiến hành có kết quả công việc . II. Chuẩn bị: 1. GV: - 1 bộ TN phát hiện dòng điện xoay chiều gồm: 1 cuộn dây dẫn kín có hai bóng đèn LED mắc song song và ngược chiều vào mạch điện có thể quay trong từ trường của một nam châm . 2. HS: - Cho mỗi nhóm hs: 1 cuộn dây dẫn kín có hai bóng đèn LED mắc song song và ngược chiều vào mạch điện; 1nam châm vĩnh cửu có thể quay quanh trục thẳng đứng; 1 mô hình cuộn dây quay trong từ trường của nam châm. III. Tổ chức hoạt động dạy và học: 1. Ổn định lớp: - Kiểm tra sĩ số vệ sinh lớp. 2. Kiểm tra bài cũ: - Lồng ghép trong bài mới? 3. Tiến trình: GV tổ chức các hoạt động Hoạt động của học sinh Kiến thức cần đạt Hoạt động 1: Phát hiện vấn đề cần nghiên cứu: Có một dòng điện khác dòng điện một chiều không đổi pin và acqui tạo ra: - Đưa hs xem bộ pin hoặc acqui 3V và một nguồn điện 3V lấy từ trong phòng.lắp bóng đèn vào hai đầu nguồn điện trên, cả 2 bóng đèn đều sáng chứng tỏ có dòng điện chạy qua giữa hai bóng đèn. - Mắc vôn kế vào hai cực của pin, kim vôn kế quay - Đặt câu hỏi: Mắc vôn kế vào một chiều nguồn điện, kim vôn kế có quay không? - Đặt câu hỏi: Tại sao trường hợp hai kim vôn kế không quay dù vẫn có dòng điện? hai dòng điện này có giống nhau không? Dòng điện lấy từ mạng điện trong nhà có phải là dòng điện một chiều không? - Giới thiệu dòng điện vừa mới phát hiện gọi là dòng xoay chiều. - Quan sát GV làm thí nghiệm . Trả lời câu hỏi của GV. Phát hiện ra dòng điện trên lưới điện không phải là dòng điện một chiều. - Mắc vôn kế vào mạch điện kim vôn kế không quay. Đổi chỗ hai chốt cắm vào ổ lấy điện kim vôn kế vẫn không quay. - HS ghi bài vào vở . Hoạt động 2: Phát hiện dòng điện cảm ứng có thể đổi chiều và tìm hiểu trong trường hợp nào thì dòng điện cảm ứng đổi chiều: - Hướng dẫn hs làm TN, động tác đưa nam châm vào ống dây. Rút nnam châm ra nhanh và dứt khoát. * Nêu câu hỏi: - Có phải cứ mắc đèn LED vào nguồn điện là đèn đều sáng không? - Vì sao dùng đèn LED mắc song song và ngược chiều? - Cho hs trình bày lập luận, kết hợp hai nhận xét về sự tăng hay giảm số đường sức từ qua tiết diện S của cuộn dây và sự luân phiên bật sáng của hai đèn để rút ra kết luận có thể lập bảng đối chiếu? - Làm việc theo nhóm Lamá việc theo nhóm Làm TN như hình 33.1 SGK Thảo luận nhóm rút ra kết luận, chỉ rõ khi nào dòng điện cảm ứng đổi chiều. àC1: Đèn 1 sáng khi đưa nam châm từ ngoài vào trong. Đèn 2 sáng khi đưa nam châm từ trong ra ngoài (Khi số đường sức từ qua tiết diện S của cuộn dây dẫn đang tăng mà chuyển sang giảm hoặc ngược lại) Cử đại diện nhóm trình bày ở lớp, lập luận và rút ra kết luận Các nhóm khác bổ sung. 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 lại với chiều dòng điện cảm ứng khi số đường sức từ xuyên qua tiết diện đó giảm. I.Chiều của dòng điện cảm ứng: 1)TN: sgk 2)Kết luận: - Khi số đường sức từ qua tiết diện S của cuộn dây dẫn đang tăng mà chuyển sang giảm hoặc ngược lại Hoạt động 3: Tìm hiểu khái niệm mới dòng điện xoay chiều: - Nêu câu hỏi dòng điện xay chiều có chiều biến đổi như thế nào? - Thông báo: Nếu ta liên tục đưa nam châm vào và kéo nam châm ra khỏi cuộn dây dẫn kín trong cuộn dây xuất hiện dòng điện luân phiên đổi chiều. Dòng điện luân phiên đổi chiều gọi là dòng điện xoay chiều. - Cá nhân tự đọc mục 3 trong SGK - Trả lời câu hỏi của GV: Dòng điện luân phiên đổi chiều gọi là dòng điện xoay chiều. I .Chiều của dòng điện cảm ứng: 3)Dòng điện xoay chiều: 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: - Cho hs phân tích xem, khi cho nam châm quay, thì số đường sức từ qua tiết diện S biến đổi như thế nào? từ đó suy ra chiều của dòng điện cảm ứng có đặc điểm gì? sao đó mới áp dụng dụng cụ TN kiểm tra và trả lời C2, C3? - Gọi một hs trình bày lập luận và nêu dự đoán. các hs khác nhận xét bổ sung. Chỉnh lại lập luận cho chặt chẽ. - GV biểu diễn TN. Gọi một số hs trình bày điều quan sát được (hai đèn vạch ra hai nựa vòng sáng khi cuộn dây quay) - Hiện tượng trên chứng tỏ điều gì? (Dòng điện trong cuộn dây luân phiên đổi chiều) - TN trên có phù hợp với dự đoán không? - Có những cách nào để tạo ra dòng điện cảm ứng xoay chiều? - Tiến hành làm TN như hình 33.2 và 33.3 SGK. - Nhóm hs thảo luận và nêu dự đoán xem khi cho nam châm quay thì dòng điện cảm ứng trong cuộn dây có chiều biến đổi ntn? - Tiến hành kiểm tra dự đoán - Quan sát hình 33.2 và 33.3 SGK và làm TN theo hướng dẫn - Nhóm hs thảo luận phân tích xem sồ đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây biến đổi như thế nào? khi cuộn dây quay trong từ trường. Từ đó nêu lên dự đoán về chiều của dòng điện. àC2: Khi cực S của của nam châm lại gần của cuộn dây thì số đường sức từ qua tiết diện S của cuộn dây tăng. Khi cực N ra xa cuộn dây thì số đường sức từ qua tiết diện S giảm. Khi nam châm quay liên tục thì số đường sức từ xuyên qua S luân phiên tăng giảm vậy dòng điện xuất hiện trong cuộn dây là dòng điện xoay chiều. àC3: Khi cuộn dây quay từ vị trí 1 sang vị trí 2 thì số đường sức từ xuyuên qua tiết diện S của cuộn dây tăng. Khi cuộn dây từ vị trí 2 quay tiếp thì số đường sức từ giảm. Vậy dòng điện cảm ứng xuất hiện trong trường hợp này là dòng điện xoay chiều. à Kết luận: Trong mạch điện kín dòng điện xoay chiều xuất hiện . khi cho nam châm quay trước cuộn dây hay cho nam châm quay trong từ trường. II. Cách tạo ra dòng điện xoay chiều: 1) Cho nam châm quay trước cuộn day dẫn kín: C2: Khi cực S của của nam châm lại gần của cuộn dây thì số đường sức từ qua tiết diện S của cuộn dây tăng. Khi cực N ra xa cuộn dây thì số đường sức từ qua tiết diện S giảm. Khi nam châm quay liên tục thì số đường sức từ xuyên qua S luân phiên tăng giảm vậy dòng điện xuất hiện trong cuộn dây là dòng điện xoay chiều. 2) Cho cuộn day 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. Vậy dòng điện cảm ứng xuất hiện trong trường hợp này là dòng điện xoay chiều. 3) Kết luận: SGK Hoạt động 5: Vận dụng: - Cho hs phát biểu kết luận và giải thích một nữa vì sao khi nam châm (hay cuộn dây) quay thì trong cuộn dây lại xuất hiện dòng điện cảm ứng xoay chiều? - Hứớng dẫn hs thao tác, cầm nam châm quanh nhừng trục khác nhau xem có trường hợp nào số đường sức từ qua S không luân phiện tăng, giảm - Quan sát GV biểu diễn TN kiểm tra như hình 33.4 SGK. - Từng hs phân tích kết quả quan sát xem có phù hợp với dự đoán không? àC4: Khi khung quay nữa vòng tròn thì số đường sức từ qua khu dây tăng, một trong hai đèn LED sáng. Trên nực vòng tròn sau, số đường sức từ giảm nên dòng điện đổi chiều, đèn hai sáng. Thực ra ở dây còn có sự đổi chiều của đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây. III. Vận dụng: C4: Khi khung quay nữa vòng tròn thì số đường sức từ qua khu dây tăng, một trong hai đèn LED sáng. Trên nực vòng tròn sau, số đường sức từ giảm nên dòng điện đổi chiều, đèn hai sáng. Thực ra ở dây còn có sự đổi chiều của đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây. IV. Củng cố: - Cho hs đọc phần ghi nhớ sgk. - Trường hợp nào thì trong cuộn dây dẫn kín xuất hiện dòng điện xoay chiều? -Vì sao cho cuộn dây quanh quanh từ trường thì trong cuộn dây xuất hiện dòng điện xoay chiều? 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 34 SGK