I . Mục tiêu :
Phát biểu được định nghĩa dòng điện xoay chiều .
Viết được biểu thức cường độ tức thời của dòng điện xoay chiều .
Nêu được ví dụ về đồ thị của dòng điện tức thời , chỉ ra được trên đồ thị các đại lượng cường độ dòng điện cực đại , chu kì .
Giải thích tóm tắt nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều .
Viết được biểu thức của công suất tức thời của dòng điện xoay chiều chạy qua 1 điện trở .
Phát biểu được định nghĩa & viết được biểu thức cường độ hiệu dụng , điện áp hiệu dụng .
II.Chuẩn bị :
Giáo viên : mô hình đơn giản về máy phát điện xoay chiều ;Dao dộng kí
Học sinh : ôn lại các khái niệm về dòng điện không đổi , định luật Jun ; tính chất của hàm điều hòa ( hàm sin & cosin ).
III.Tổ chức hoạt động dạy – học :
Hoạt động 1 : khái niệm về dòng điện xoay chiều
34 trang |
Chia sẻ: thanhthanh29 | Lượt xem: 542 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem trước 20 trang mẫu tài liệu Giáo án Vật lý 12 - Chương 3 : Dòng điện xoay chiều, để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Tiết : 21
Bài : 12
I . Mục tiêu :
Phát biểu được định nghĩa dòng điện xoay chiều .
Viết được biểu thức cường độ tức thời của dòng điện xoay chiều .
Nêu được ví dụ về đồ thị của dòng điện tức thời , chỉ ra được trên đồ thị các đại lượng cường độ dòng điện cực đại , chu kì .
Giải thích tóm tắt nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều .
Viết được biểu thức của công suất tức thời của dòng điện xoay chiều chạy qua 1 điện trở .
Phát biểu được định nghĩa & viết được biểu thức cường độ hiệu dụng , điện áp hiệu dụng .
II.Chuẩn bị :
Giáo viên : mô hình đơn giản về máy phát điện xoay chiều ;Dao dộng kí
Học sinh : ôn lại các khái niệm về dòng điện không đổi , định luật Jun ; tính chất của hàm điều hòa ( hàm sin & cosin ).
III.Tổ chức hoạt động dạy – học :
Hoạt động 1 : khái niệm về dòng điện xoay chiều
Nội dung
Hoạt động của học sinh
Trợ giúp của giáo viên
Dòng điện xoay chiều hình sin, gọi tắt là dòng điện xoay chiều(1), là dòng điện có cường độ biến thiên tuần hoàn với thời gian theo quy luật của hàm số sin hay cosin, với dạng tổng quát: (23.1).
Trong (23.1), i là giá trị cường độ dòng điện tùy thuộc thời điểm t, được gọi là giá trị tức thời của I (cường độ tức thời):
* Im > 0 được gọi là gía trị cực đại của i (cường độ cực đại);
* ω > 0 được gọi là tần số góc là chu kì và là tần số biến thiên của i.
* là pha biến đổi của i và φ là pha ban đầu.
Trả câu hỏi của gáo viên :
C2. Xác định giá trị cực đại, tần số góc, chu kì, tần số, pha ban đầu của các dòng điện xoay chiều có cường độ tức thời cho bởi (tính ra ampe):
a)
b)
c)
Nhận xét câu trả lời của bạn .
Thảo luận – góp ý .
Ghi nội dung chính & bài tập vào tập .
Nhắc lại khái niệm dòng điện không đổi .
Vẽ độ thị biểu diễn cường độ dòng điện theo thời gian .
Trả lời câu hỏi C2 ,C3
Hình 23.1
C3. Trên hình 23.1, đồ thị hình sin của i cắt:
1. Trục hoành tại những điểm có tọa độ bằng bao nhiêu?
2. Trục tung tại điểm có tọa độ bằng bao nhiêu?
So sánh dòng điện AC & DC
Hoạt động 2 : nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều
Nội dung
Hoạt động của học sinh
Trợ giúp của giáo viên
Lúc t > 0, từ thông qua cuộn dây cho bởi:
với N là số vòng dây và S là diện tích mỗi vòng. Vì từ thông Φ qua cuộn dây biến thiên theo t nên trong cuộn dây xuất hiện suất điện động cảm ứng được tính theo định luật Pha-ra-đây.
(23.2)
Nếu R là điện trở của cuộn dây thì cường độ dòng cảm ứng cho bởi
Đây là dòng điện xoay chiều với tần số góc ω và cường độ cực đại
Xem mô hình máy phát điện xoay chiều .
Vẽ hình mô hình máy phát điện xoay chiều .
Nêu nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều .
Viết các biểu thức về từ thông , suất điện động , cường dộ dòng điện
Nhận xét câu trả lời của bạn .
Thảo luận – góp ý .
Ghi nội dung chính & bài tập vào tập .
Cho học sinh quan sát mô hình máy phát điện .
Nguyên tắc hoạt động của máy ?
Nhận xét .
Kết luận chung .
Hoạt động 3 : Giá trị hiệu dụng
1. Cường độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều là đại lượng có giá trị bằng cường độ của một dòng điện không đổi, sao cho khi cùng đi qua một điện trở R thì công suất tiêu thụ trong R bởi dòng điện không đổi ấy bằng công suất trung bình tiêu thụ trong R bởi dòng điện xoay chiều nói trên.
2. Ngoài cường độ dòng điện, đối với dòng điện xoay chiều, còn có nhiều đại lượng khác cũng là những hàm số sin hay cosin của thời gian t như hiệu điện thế, suất điện động, cường độ điện trường, điện tích Với những đại lượng này, người ta cũng định nghĩa các giá trị hiệu dụng tương ứng, theo quy luật cũng như công thức (23.8): .
C5. Tính điện năng tiêu thụ của dòng điện xoay chiều trong điện trở R trong một giờ như thế nào?
C6. Mạch điện xoay chiều có ghi 220V . Tính giá trị cực đại của hiệu điện thế.
Thảo luận .
Trình bày .
Nhận xét .
Dựa vào thực nghiệm ta có giá trị hiệu dụng .
Xem SGK về cách tính giá trị hiệu dụng
Trả lời câu hỏi C5 C6
Kết luận chung .
Hoạt động 4 : củng cố - dặn dò :
Làm bài tập SGK – BT . – Ghi lời nhắc nhỡ của giáo viên vào
Soạn bài 13 tập
Bài tập :
1.Trên một bóng đèn có ghi 220V-100W, nối đèn ấy vào mạng điện xoay chiều có U = 220V. Xác định:
a) Điện trở đèn.
b) Cường độ hiệu dụng qua đèn.
c) Điện năng tiêu thụ của đèn trong một giờ.
2. Một mạch điện gồm hai đèn mắc song song, trên mỗi đèn có ghi: 220V-115W và 220V-132W. Nối hai đầu của mạch ấy vào mạng điện xoay chiều U=220V.
Xác định:
a) Công suất tiêu thụ trong mạch.
b) Cường độ dòng cung cấp cho mạch.
3.Trên một đèn có ghi 100V-100W. Mạch điện sử dụng có U=110V. Để đảm bảo đèn sáng bình thường phải mắc thêm vào mạch một điện trở bằng bao nhiêu?
Tiết : 22 + 23
Bài : 13
I . Mục tiêu :
Phát biểu được định luật Ohm đối với đoạn mạch xoay chiều thuần điện trở .
Phát biểu được định luật Ohm đối với đoạn mạch xoay chiều chỉ chứa tụ điện .
Phát biểu được định luật Ohm đối với đoạn mạch xoay chiều chỉ có cuộn thuần cảm .
Phát biểu được tác dụng của tụ điện & của cuộn cảm thuần trong mạch điện xoay chiều , viết được biểu thức tính dung kháng & cảm kháng .
II. Chuẩn bị :
Giáo viên : doa động kí , ampe kế ; vôn kế ; điện trở , tụ điện , cuộn cảm .
Học sinh : ôn lại một số công thức về tụ điện ; cường độ dòng điện ; suất điện động .
III. Tổ chức hoạt động dạy – học :
Hoạt động 1 : kiểm tra bài củ
Nội dung
Hoạt động của học sinh
Trợ giúp của giáo viên
C2. Xác định giá trị cực đại, tần số góc, chu kì, tần số, pha ban đầu của các dòng điện xoay chiều có cường độ tức thời cho bởi (tính ra ampe):
a)
b)
c)
Học sinh trình bày .
Nhận xét câu trả lời của bạn.
Ghi nhớ .
Yêu cầu HS báo cáo tình hình lớp .
Nêu câu hỏi
Gọi HS trình bày .
Nhận xét .
Cho điểm .
Hoạt động 2 : tổng quát :
Thực nghiệm và lí thuyết chứng tỏ rằng, nếu hiệu điện thế xoay chiều ở hai đầu đoạn mạch có dạng:
thì cường độ dòng xoay chiều trong mạch có cùng tần số ω, nghĩa là có thể víêt dưới dạng:
Đại lượng vật lý -φ trong (24.2) được gọi là hiệu pha hay độ lệch pha giữa u và i.
- Nếu φ > 0 thì i gọi là trễ pha so với u;
- Nếu φ < 0 thì i gọi là sớm pha so với u;
- Nếu φ = 0 thì i gọi là cùng pha với u;
Hoạt động 3 : Mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở .
Nối hai đầu của một điện trở R vào một hiệu điện thế xoay chiều u. Tuy là dòng điện xoay chiều, nhưng tại một thời điểm, dòng điện I chạy theo một chiều xác định. Vì đây là dòng điện trong kim loại nên i và u tỉ lệ với nhau:
Nếu ta đặt:
thì :
1. Cường độ hiệu dụng trong mạch điện xoay chiều thuần điện trở có giá trị bằng thương số của hiệu điện thế hiệu dụng và điện trở trong mạch.
2. Cường độ tức thời trong mạch cùng pha với hiệu điện thế tức thời hai đầu mạch.
Nêu nhận xét .
Cho HS quan sát sơ đồ mạch điện .
Dùng máy dao động kí cho cả hiệu điện thế & dòng điện cho HS quan sát & nêu nhận xét về pha của 2 dao động .
HS trình bày .
Nhận xét câu trả lời của bạn .
Nêu kết luận chung .
Giới thiệu một số loại điện trở .
Nhắc lại các định nghĩa u ,U0, U .
Phát biểu định luật Ohm đối với dòng điện một chiều trong kim loại .
Hoạt động 4 : Mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện .
1. Thí nghiệm :
Kết luận: Dòng điện xoay chiều có thể xuất hiện, tồn tại trong những mạch có chứa tụ điện.
2. Khảo sát mạch điện chỉ có tụ điện :
Ta hãy nối một tụ điện C vào một nguồn điện xoay chiều tạo nên hiệu điện thế u giữa hai tấm của tụ điện.
Điện tích tấm bên trái của tụ điện:
Cường độ dòng điện trong mạch tụ điện có giá trị bằng đạo hàm theo thời gian của điện tích tụ điện.
Theo (24.6a), ta tính được:
hay
a) Nếu đặt: I = CωU (24.8)
Thì I: là cường độ hiệu dụng trong mạch.
Ta có thể viết:
Và nếu đặt
thì
b) So sánh pha dao động của u và i:
Dựa vào các biểu thức:
Ta kết luận:
Trong mạch tụ điện, cường độ dòng điện qua tụ điện sớm pha so với hiệu điện thế hai đầu tụ điện. Nói cách khác: Trong mạch điện xoay chiều, tụ điện là phần tử có tác dụng làm cho cường độ dòng điện sớm pha so với hiệu điện thế (tức thời
Quan sát thí nghiệm – nêu nhận xét
Trả lời câu hỏi C3.
C3: Dòng điện trên hình 24.4 có "chạy qua" hai tấm của tụ điện? Cơ chế của dòng điện ấy như thế nào?
Viết các công thức u ; q ; i .
Trả lời câu hỏi C4
C4. Chứng tỏ rằng ZC có thể tính ra đơn vị ôm, đơn vị của điện trở. Ta nói rằng ZC có thứ nguyên là điện trở.
Ghi chú: Chọn chiều dương của i như hình 24.4. Gọi q là điện tích tấm bên trái của tụ điện, cường độ dòng điện được tính theo i=dq/dt. Khi q tăng thì i dương; q giảm thì i âm.
Ví dụ
Khi đó
Và cuối cùng
Thí nghiệm
Dùng dao động kí cho học sinh quan sát – nhận xét về độ pha giữa u & i
Đồ thị u, i của mạch chỉ có tụ điện.
Tương tự như điện trở, dung kháng là đại lượng biểu hiện sự cản trở dòng điện xoay chiều của tụ điện.
Nếu C càng lớn thì ZC càng nhỏ và dòng xoay chiều bị cản trở ít. Nếu tần số góc càng lớn thì ZC càng nhỏ, dòng xoay chiều có tần số cao (cao tần) chuyển qua mạch có tụ điện dễ dàng hơn dòng điện xoay chiều có tần số thấp
Hoạt động 5 : Mạch điện xoay chiều chỉ có cuộn cảm thuần
1. Hiện tượng tự cảm trong mạch điện xoay chiều : Khi có dòng điện cường độ I chạy qua một cuộn cảm (cuộn dây dẫn nhiều vòng, ống dây hình trụ thẳng dài, hoặc hình xuyến) thì từ thông tự cảm cho bởi:
Φ=Li
Với L là độ tự cảm của cuộn dây ấy.
Trường hợp i là một dòng điện xoay chiều thì từ thông Φ liên tục biến thiên tuần hoàn theo t, do đó trong cuộn cảm liên tục xuất hiện suất điện động tự cảm:
Khi Δt→0, Δi→0 theo định nghĩa đạo hàm:
Và ta có biểu thức của suất điện động tự cảm
Kết luận: Nếu trong mạch điện xoay chiều có cuộn cảm thì trong cuộn cảm thường xuyên
2. Khảo sát mạch điện xoay chiều có cuộn cảm thuần
Đặt vào hai đầu của một cuộn cảm thuần (có độ tự cảm L và có điện trở trong bằng không) một hiệu điện thế xoay chiều, tần số góc ω, giá trị hiệu dụng U.
Giả sử cường độ tức thời trong mạch có: .
Hay
Kết quả này chứng tỏ rằng:
a) Hiệu điện thế hiệu dụng hai đầu cuộn cảm là: U = LωI.
Suy ra : (24.13). Dễ dàng chứng minh được: ZL =Lω (24.14).
Trong mạch điện xoay chiều có một cuộn cảm thuần, cường độ hiệu dụng có giá trị bằng thương số của hiệu điện thế hiệu dụng và cảm kháng của mạch.
b) Từ các phương trình
Suy ra rằng : i trễ pha so với u.
Trong mạch điện xoay chiều có một cuộn cảm thuần, cường độ tức thời trễ pha so với hiệu điện thế tức thời. Ngược lại, ta cũng có thể viết:
3. Ý nghĩa của cảm kháng : cảm kháng đặc trưng cho tính cản trở dòng điện xoay chiều của cuộn cảm. Ta thấy khi L lớn và khi ω lớn thì ZL lớn. Vậy cuộn cảm có L lớn sẽ cản trở nhiều đối với dòng điện xoay chiều, nhất là dòng điện xoay chiều cao tần.
C5: Nghiệm lại biểu thức của hiệu điện thế giữa hai đầu mộ cuộn cảm có dòng điện i biến thiên tùy theo chiều dương của dòng điện:
Hình 224.5
Đồ thị u, i của mạch điện chỉ có cuộn cảm
Ví dụ bằng số:
Khi đó ZL = ωL = 20 (Ω), và
Kết quả cuối cùng:
Chú ý rằng, cơ chế tác dụng cản trở dòng điện xoay chiều của R và của L khác hẳn nhau. Trong khi điện trở làm yếu dòng điện do hiệu ứng Jun, thì cuộn cảm làm yếu dòng điện do định luật Len-xơ về cảm ứng điện từ.
Củng cố - dặn dò :
phát biểu được định luật Omh .
viết được các biểu thức u,i
độ lệch pha giữa u,i
làm các bài tập SGK – BT .
vẽ được đồ thị
Tiết : 24
Bài : 12,13
I Mục tiêu :
Viết được biểu thức dòng điện xoay chiều , tính được các giá trị biên độ , trị hiệu dụng , chu kì .
Vận dụng tính chất của mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở R , tụ điện C cuộn cảm thuần L . Áp dụng định luật Omh cho các loại đoạn mạch . Tính được cảm kháng , dung kháng , cường độ dòng điện ,hiệu điện thế hiệu dụng.
Giải thích được một số hiện tượng về mạch điện & trả lời câu hỏi trắc nghiệm .
II.Chuẩn bị :
Giáo viên : chuẩn bị các loại bài tập tự luận & trắc nghiệm trong SGK & BT .
Học sinh : làm các bài tập theo yêu cầu của giáo viên.
III.Tổ chức hoạt động dạy – học :
Nội dung
Hoạt động của học sinh
Trợ giúp của giáo viên
Kiến thức cơ bản :
Mạch một tụ điện:
Mạch một cuộn cảm thuần:
zL=ωL
Báo cáo tình hình của lớp
Trả lời các câu hỏi trắc nghiệm
Câu a : dòng điện trễ pha .
Câu b : dòng điện trễ pha.
Câu c : áp dụng công thức lượng giác
i = 5cos(100t - + )
= 5cos(100t + )
. (A)
Nêu các câu hỏi 1: . Điện áp tức thời giữa hai đầu một mạch điện xoay chiều là
u = 220cos100t (V) .
Xác định độ lệch pha ( sớm pha , trễ pha , đồng pha ) của các dòng điện sau đây so với u
a)i1 = 5cos(100t - ) (A) b). i2 = 5cos(100t - )(A)
c). i1 = - 5cos(100t - )
Hoạt động 2 : Câu hỏi trắc nghiệm
1 Chọn phát biểu đúng :
A. Dòng điện có cường độ biến đổi tuần hoàn theo thời gian là dòng điện xoay chiều .
B. Cường độ dòng điện & điện áp ở 2 đầu đoạn mạch xoay chiều luôn lệch pha nhau .
C. Không thể dung dòng điện xoay chiều để mạ điện .
D. Cường độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều bằng một nửa giá trị cực đại của nó
2.Điện áp tức thời giữa 2 đầu đoạn mạch AC : u = 80cos100t (V) .Điện áp hiệu dụng ,& tần số góc của dòng điện là bao nhiêu ?
A. 80V; 100 rad/s B. 40V; 100Hz C. 80V ; 50 Hz D. 40V; 100rad/s
3. Một bóng đèn có ghi 110V – 100W mắc nối tiếp với điện trở R vào mạch điện AC có
u = 220cos100t (V) .Để đèn sáng bình thường , R có giá trị là bao nhiêu ?
A. 1210(Ω) B. 10/11(Ω) C. 121(Ω) D. 110(Ω)
Bài 1 :Trên một bóng đèn có ghi 220V-100W, nối đèn ấy vào mạng điện xoay chiều có U = 220V. Xác định:
a) Điện trở đèn.
b) Cường độ hiệu dụng qua đèn.
c) Điện năng tiêu thụ của đèn trong một giờ.
Chú ý : giá trị định mức & giá trị thực tế sử dụng
Bài 2 : Một mạch điện gồm hai đèn mắc song song, trên mỗi đèn có ghi: 220V-115W và 220V-132W. Nối hai đầu của mạch ấy vào mạng điện xoay chiều U=220V.
Xác định:
a) Công suất tiêu thụ trong mạch.
b) Cường độ dòng cung cấp cho mạch.
Phân tích : xem như 2 điện trở mắc song song
Bài 3 : Trên một đèn có ghi 100V-100W. Mạch điện sử dụng có U=110V. Để đảm bảo đèn sáng bình thường phải mắc thêm vào mạch một điện trở bằng bao nhiêu?
Phân tích : mạch gồm 2 điện trở mắc nối tiếp
Hướng dẫn :
U = 220V P = 100W giá trị định mức
Ta có P = U I
I = P/U = 100 / 220 (A) = cường độ định mức
Hướng dẫn :
Công suất tiêu thụ trong mạch:
115 + 132 = 247W
Cường độ dòng điện cung cấp cho
Hướng dẫn :
Cường độ định mức I = 1A.
Hiệu điện thế giữa 2 đầu R : U’= 10V
Vậy điện trở R = 10(Ω)
Hoạt động 3: Mạch điện xoay chiều chỉ có R ; L ; C :
Bài 1: Hiệu điện thế giữa hai đầu của một tụ điện: Cường độ hiệu dụng trong mạch i = 5A
a) Xác định C.
b) Viết biểu thức của i.
Bài 2 : Hiệu điện thế giữa hai đầu của một cuộn cảm thuần: Cường độ hiệu dụng trong mạch i = 5A.
a) Xác định L.
b) Viết biểu thức của i.
Bài 3 : Chứng minh rằng hai cuộn cảm thuần L1 và L2 mắc nối tiếp trong một mạch điện xoay chiều có cảm kháng cho bởi.
ZL= (L1+L2)ω.
Bài 4 :Tương tự đối với 2 tụ C1 và C2 nối tiếp: với .
Hướng dẫn :
Hướng dẫn :
Tương tự như bài trên
a). ZL = U/I = 100/5 = 20(Ω)
L = ZL / ω = 20 / 100
b). i = 5cos(100t - /2 )
Hướng dẫn :
Hướng dẫn :
Củng cố - Dặn dò :
Một đoạn mạch chứa 1 số tụ điện có điện dung tương đương C , đặt vào 2 đầu đoạn mạch điện áp tức thời u = U0cos ωt (V) .Cường độ hiệu dụng trong mạch là bao nhiêu ?
A. U0 / Cω B. U0 / Cω C. U0Cω D. U0Cω /
Đoạn mạch chứa 1 cuộn cảm L đặt vào 2 đầu đoạn mạch điện áp tức thời u = U0cos ωt (V)
Cường độ hiệu dụng trong mạch là bao nhiêu ?
A. U0 / Lω B. U0 / Lω C. U0Lω D. U0Lω /
3. Điện áp u = 200cosωt (V) đặt vào 2 đầu 1 cuộn cảm thì tạo ra dòng điện có cường độ
I = 2A . Cảm kháng có giá trị là bao nhiêu ?
A. 100(Ω) B.200 (Ω) C.100 (Ω) D200(Ω)
Tiết : 25
Bài : 14.
I .Mục tiêu :
Kieán thöùc :
- Neâu leân nhöõng tính chaát chung cuûa maïch ñieän xoay chieàu maéc noái tieáp R-L-C .
- Veõ ñöôïc giaûn ñoà vectô .
- Hieåu ñöôïc hieän töôïng coäng höôûng
- Viết được các công thức tính : tổng trở , định luật Omh , độ lệch pha , tổng trở .
Kyû naêng :
- Giaûi ñöôïc caùc baøi toaùn cô baûn veà maïch xoay chieàu noái tieáp
II. CHUAÅN BÒ :
Thaày :
- Baûng phuï veõ cho maïch R-L-C noái tieáp
- Baûng phuï ghi caùc coâng thöùc maïch R-L-C noái tieáp
- Bộ thí nghiệm có dao động kí
Troø :
- Soaïn baøi
- Traû lôøi caùc caâu hoûi SGK
- Ôn lại phép cộng vecto , phương pháp giản đồ vecto
Kieán thöùc cuõ : Pheùp coäng vectô , phöông phaùp vectô quay , maïch coù 1 thaønh phaàn .
III.Tổ chức hoạt động dạy – học :
Hoạt đông : kiểm tra bài củ
Yêu cầu học sinh báo cáo tình hình lớp
Nêu câu hỏi :
1 .Đoạn mạch chứa 1 cuộn cảm L đặt vào 2 đầu đoạn mạch điện áp tức thời u = U0cos ωt.
Cường độ hiệu dụng trong mạch là bao nhiêu ?
A. U0 / Lω B. U0 / Lω C. U0Lω D. U0Lω /
2. Điện áp u = 200cosωt (V) đặt vào 2 đầu 1 cuộn cảm thì tạo ra dòng điện có cường độ
I = 2A . Cảm kháng có giá trị là bao nhiêu ?
A. 100(Ω) B.200 (Ω) C.100 (Ω) D. 200(Ω)
Nhận xét – cho điểm
Giới thiệu bài mới
Lớp trưởng báo cáo tình hình lớp .
Trả lời câu hỏi của giáo viên .
Nhận xét câu trả lời của bạn .
Giải thích : I = U0/L ω nên chọn B .
Câu 2 : áp dụng định luật Omh I = U/ Lω suy ra ZL= Lω = U / I = U0/I = 100(Ω) nên chọn A
Hoạt động 2 : Phương pháp giản đồ Fresnell
1.Định luật về điện áp tức thời :
a) Hiệu điện thế tức thời giữa hai đầu của một mạch điện xoay chiều gồm nhiều mạch mắc nối tiếp bằng tổng đại số các hiệu điện thế tức thời giữa hai đầu của từng đoạn mạch ấy.
b) Cường độ dòng điện tức thời đi vào một mạch điện xoay chiều gồm nhiều nhánh mắc song song bằng tổng đại số các cường độ dòng điện tức thời chạy qua các nhánh đó.
2. Phương pháp vectơ Fre-nen :
Nhắc lại phương pháp giản đồ vecto ?
Trong mạch điện xoay chiều chỉ có R,L,C , ta hãy vẽ các vecto cường độ dòng điện & hiệu điện thế .
C1: Nhắc lại các quy luật của các mạch điện một chiều mắc nối tiếp và mắc song song.
C2: Hãy nghiệm lại rằng, các vectơ Fre-nen và biểu diễn hiệu điện thế tức thời và cường độ dòng điện tức thời, của các mạch điện trong hình 25.2 có các vị trí như hình vẽ tương ứng.
Biểu diển 1 dao động điều hòa thành 1 vecto .
Lên bảng biểu diển các vecto cường độ dòng điện & hiệu điện thế.
Nhận xét & ghi vào vở .
Thảo luận về sự khác biệt giữa dòng điện 1 chiều & dòng diện.
Trả lời câu hỏi C1, C2
Hoạt động 3 : Mạch có R,L,C mắc nối tiếp
Định luật Ohm cho đoạn mạch có R,L,C mắc nối tiếp :
Cường độ hiệu dụng trong 1 mạch điện xoay chiềucó R,L,C mắc nối tiếp có giá trị bằng thương số của điện áp hiệu dụng của mạch & tổng trở
Với tổng trở Z
Độ lệch pha giữa điện áp & dòng điện :
là độ lệch pha của u đối với i
- Nếu ZL>ZC thì >0 : điện áp sớm pha so với dòng điện .
- Nếu ZL<ZC thì <0 điện áp trễ pha so với dòng điện
Cộng hưởng điện :
Nếu ZL = ZC thì = 0 dòng điện cùng pha với điện áp Lúc đó: đạt giá trị lớn nhất. Ta nói rằng, trong trường hợp đó có cộng hưởng
Nếu L, C không đổi và ω thay đổi, thì hiện tượng cộng hưởng điện xảy ra khi:
Cho mạch gồm một điện trở R, một cuộn cảm L và một tụ điện C mắc nối tiếp. Cho biết điện áp tức thời giữa hai đầu đoạn mạch u = U0cosωt .Vẽ giản đồ vecto ;suy ra U , Z , , I
Giản đồ vecto khi : ZL = ZC
Biểu diển thành vecto
Giải thích 2 hình vẽ
Nhận xét gì về độ lệch pha .
Tìm U ?
Suy ra công thức tổng trở Z ?
Viết công thức định luật Ohm .
Tìm công thức độ lệch pha giữa điện áp & dòng điện
Nếu cảm kháng bằng dung kháng .Vẽ giản đồ vecto ?
Nhận xét gì về độ lệch pha giữa điện áp & dòng điện ?
Viết biểu thức u & i cho cả 2 trường hợp :
Nếu chọn i = I0cos ωt
Thì : u = U0cos(ωt +)
Nếu chọn : u = U0cosωt
Thì : i = I0cos(ωt -)
Củng cố - Dặn dò :
Phiếu học tập :
1. Dòng điện nào ở cột A tương ứng với dòng nào ở cột B?
A B
1. Mạch R a. i sớm pha so với u.
2. Mạch RC nối tiếp b. i sớm pha π/2 so với u
3. Mạch RL nối tiếp c. i trễ pha so với u
4. Mạch RLC nối tiếp (ZC>ZL) d. i trễ pha π/2 so với u
5. Mạch RLC nối tiếp (ZC<ZL) e. i cùng pha so với u
6. Mạch RLC nối tiếp (ZC=ZL) f. i có cộng hưởng.
2. Mạch điện xoay chiều gồm R=20W nối tiếp với tụ điện . Xác định cường độ tức thời i, biết .
3. Mạch điện xoay chiều gồm R=30W nối tiếp với cuộn cảm: . Cho điện áp tức thời giữa hai đầu mạch . Xác định i.
4. Mạch điện xoay chiều gồm R=20W nối tiếp với tụ điện C. Cho biết điện áp hiệu dụng giữa hai đầu mạch bằng 100V, giữa hai đầu tụ điện bằng 80V, tính ZC và cường độ hiệu dụng I.
5. Mạch điện xoay chiều gồm R=20W ghép nối tiếp với cuộn cảm L. Cho biết điện áp tức thời hai đầu mạch và điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm UL=40V.
a) Xác định L.
b) Xác định i.
6. Mạch điện xoay chiều gồm R=30W, , . Biết điện áp tức thời hai đầu mạch . Xác định i
7. Mạch điện xoay chiều gồm R=30W, , . Biết điện áp tức thời hai đầu mạch .
a) Xác định i.
b) Tính UAM (H.25.12):
8. Cho mạch điện xoay chiều gồm R=20(Ω) , , . Biết điện áp tức thời hai đầu mạch , tính w để trong mạch có cộng hưởng. Khi đó xác định i.
9. Cho mạch điện có R,L,C mắc nối tiếp có R = 40(Ω); 1/Cω = 20(Ω) ; Lω = 60(Ω) . Đặt vào 2 đầu mạch điện áp u = 240cos100.t (V) .Cường độ dòng điện tức thời trong mạch là :
A.i = 3cos100t(A) B. i = 6cos(100t + /4) (A)
C . i =3cos(100t - /4) (A) D. i = 6cos(100t - /4) (A)
10. Cho mạch điện có R,L,C mắc nối tiếp có R = 40(Ω); 1/Cω = 30(Ω) ; Lω = 30(Ω) . Đặt vào 2 đầu mạch điện áp u = 120cos100.t (V) .Cường độ dòng điện tức thời trong mạch là :
A.i = 3cos(100t - /2 ) (A) B. i = 3 (A)
C . i =3cos100t (A) D. i = 3 cos100t (A)
Tiết : 26
Mục tiêu :
Sử dụng được giản đồ vecto fresnell vào giải bài toán điện xoay chiều
Vận dụng được các công thức tính tổng trở , cảm kháng ,dung kháng , độ lệch pha giữa i & u , công thức định luật Omh .
Viết phương trình cường độ dòng điện & điện áp tức thời .
Vận dụng cho các mạch điện có 2 đại lượng mắc nối tiếp .
Chuẩn bị :
Giáo viên : tài liệu cho các loại câu hỏi trắc nghiệm & bài tập tự luận .
Học sinh : làm các bài tập trong SGK BT- máy tính cá nhân .
Tổ chức hoạt động dạy – học :
Hoạt động 1: tóm tắt kiện thức
Hoạt đông 2 : Phương pháp giải bài tập
Bài 1 : Mạch điện xoay chiều gồm R=20 nối tiếp với tụ điện . Xác định cường độ tức thời i, biết .
Bài 2 : Mạch điện xoay chiều gồm R=30W nối tiếp với cuộn cảm: . Cho điện áp tức thời giữa hai đầu mạch . Xác định i.
Bài 3 : Mạch điện xoay chiều gồm R= , ối tiếp với tụ điện C. Cho biết điện áp hiệu dụng giữa hai đầu mạch bằng 100V, giữa hai đầu tụ điện bằng 80V, tính ZC và cường độ hiệu dụng I.
Bài 4 : Mạch điện xoay chiều gồm R=20 , ghép nối tiếp với cuộn cảm L. Cho biết điện áp tức thời hai đầu mạch và điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm UL=40V.
a) Xác định L.
b) Xác định i.
Bài 5 : Mạch điện xoay chiều gồm R=30 ,, , . Biết điện áp tức thời hai đầu mạch . Xác định i.
Bài 6 : Mạch điện xoay chiều gồm R=30 ,, , . Biết điện áp tức thời hai đầu mạch .
a) Xác định i.
b) Tính UAM (H.25.12):
Bài 7. Cho mạch điện xoay chiều gồm
R=20, . Biết điện áp tức thời hai đầu mạch u = 80cost (V) , tính để trong mạch có cộng hưởng. Khi đó viết biểu thức i.
Bài 8 : Cho mạch điện có R,L,C mắc nối tiếp có R = 40(Ω); 1/Cω = 20(Ω) ; Lω = 60(Ω) . Đặt vào 2 đầu mạch điện áp u = 240cos100.t (V) .Cường độ dòng điện tức thời trong mạch là :
A.i = 3cos100t(A)
B. i = 6cos(100t + /4) (A)
C . i =3cos(100t - /4) (A)
D. i = 6cos(100t - /4) (A)
Bài 9 : Cho mạch điện có R,L,C mắc nối tiếp có R = 40(Ω); 1/Cω = 30(Ω) ; Lω = 30(Ω) . Đặt vào 2 đầu mạch điện áp :
u = 120cos100.t (V) .Cường độ dòng điện tức thời trong mạch là :
A.i = 3cos(100t - /2 ) (A)
B. i = 3 (A)
C . i =3cos100t (A)
D. i = 3 cos100t (A)
Hướng dẫn
Cho u = U0cosωt
Thì : i = I0cos(ωt -)
ZC = 20, Z = 20, I0 = U0/Z = 3A
tan= - 1 vậy = - /4
KL : i = 3 cos (100 + /4)(A)
Tương tự :
ZL = 30, Z = 30, I0 = U0/Z = 4 A
tan = 1 , = /4
Kl : i = 4 cos(100 - /4)(A)
Hướng dẫn :
Hướng dẫn :
Hướng dẫn :
Hướng dẫn :
Hướng dẫn :
Để có cộng hưởng trong mạch R-L-C ,ta có :
ZL = ZC .= 100rad/s
Biểu thức i = 4 cos 100t (A)
Hướng dẫn :
(Ω)
Vậy : i = 6cos(100t - /4) (A)
Chọn D
Hướng dẫn :
vậy mạch có cộng hưởng nên i = 3 cos100t (A)
Chọn D
Hoạt động 3 : củng cố - Dặn dò :
Làm các bài tập sau :
1 . Dòng điện nào ở cộ
File đính kèm:
- giao an 12 c3.doc