Giáo án Vật lý 12 - DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU VẬT DẪN CÓ ĐIỆN TRỞ THUẦN TRONG MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CÁC GIÁ TRỊ HIỆU DỤNG

Chia sẻ: Nguyen Uyen | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:9

Thêm vào BST

Báo xấu

186
lượt xem 11
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nắm được khái niệm dòng điện xoay chiều và hiệu điện thế xoay chiều. Biết cách xác định độ lệch pha giữa dòng điện và hiệu điện thế xoay chiều theo biểu thức hoặc theo đồ thị biểu diễn chúng. Hiểu các đặc điểm của đoạn mạch xoay chiều chỉ có điện trở thuần. Nắm được các giá trị hiệu dụng và cách tính công suất tỏa nhiệt của dòng điện xoay chiều.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo án Vật lý 12 - DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU VẬT DẪN CÓ ĐIỆN TRỞ THUẦN TRONG MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CÁC GIÁ TRỊ HIỆU DỤNG

DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU VẬT DẪN CÓ ĐIỆN TRỞ THUẦN TRONG MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CÁC GIÁ TRỊ HIỆU DỤNG I / MỤC TIÊU : Nắm được khái niệm dòng điện xoay chiều và hiệu điện thế xoay chiều. Biết cách xác định độ lệch pha giữa dòng điện và hiệu điện thế xoay chiều theo biểu thức hoặc theo đồ thị biểu diễn chúng. Hiểu các đặc điểm của đoạn mạch xoay chiều chỉ có điện trở thuần. Nắm được các giá trị hiệu dụng và cách tính công suất tỏa nhiệt của dòng điện xoay chiều. II / CHUẨN BỊ : 1 / Giáo viên :  Dao động kí điện tử hai chùm tia.  Nguồn điện xoay chiều.  Một điện trở thuần và một đoạn mạch xoay chiều bất kì ( có thể gồm một điện trở thuần và một cuộn dây mắc nối tiếp ). 2 / Học sinh : Xem lại kiến thức hiện tượng cảm ứng điện từ.
III / GỢI Ý VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY  HỌC : Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên Hoạt động 1 : HS : Quan sát mô hình hoặc hình vẽ GV : GV có thể dùng mô hình máy 36.1 phát điện xoay chiều có nối với một HS : Cho khung dây quay với vận tốc vôn kế nhạy để minh họa cho vừa phải để HS thấy kim vôn kế dao nguyên tắc tạo suất điện động xoay động sang phải rồi sang trái một cách chiều. tuần hoàn. GV : Theo định luật cảm ứng điện HS : e = E0 cos (  t + 0 ) từ, trong khung dây xuất hiện một suất điện động xoay chiều được xác định như thế nào ? 2  GV : GV yêu cầu HS nhắc lại các HS : T = ,f=  2 công thức tính chu kì và tần số của dao động điều hòa để vận dụng nó cho dao động điện. Hoạt động 2 : HS : Có cùng tần số với lực cưỡng GV : Đặc điểm cơ bản của dao bức. động cưỡng bức trong cơ học là gì ?
GV : Dao động điện cưỡng bức HS : Dao động điện cưỡng bức trong trong mạch có đặc điểm gì ? mạch có cùng tần số với tần số dao động của nguồn. GV : Hướng dẫn học sinh quan sát HS : u và i biến đổi điều hòa cùng tần hình ảnh bằng dao động kí hoặc số nhưng lệch pha với nhau. quan sát đồ thị. GV : Viết biểu thức HS : u = Uocos( t + 1 ) hiệu điện thế và cường độ dòng i = Iocos( t + 2 ) điện xoay chiều ? HS : Giá trị dương của dòng điện GV : Về biểu thức của dòng điện và chính là chiều tính hiệu điện thế. hiệu điện thế, cần cho HS thấy rõ các đại lượng tức thời là các giá trị đại số được viết theo một quy ước HS : Nêu định nghĩa hiệu điện thế dấu cụ thể. xoay chiều. GV : Hiệu điện thế xoay chiều là gì HS : Nêu định nghĩa cường độ dòng ? điện xoay chiều. HS : Vẽ u và 1 GV : Cường độ dòng điện xoay chiều là gì HS : Vẽ i và 2 HS : Vẽ góc  GV : Hướng dẫn vẽ giãn đồ vectơ
HS :  = 1  2 biểu diễn u và I trên cùng một hệ trục từ đó rèn luyện HS tìm độ lệch Hoạt động 3 : pha giữa dòng điện và hiệu điện thế. U GV : Độ lệch pha  được xác định HS : I = R như thế nào ? GV : Viết biểu thức định luật Ohm HS : u = Uocost cho đoạn mạch có R đối với dòng điện một chiều ? u Uo HS : i=  cos t  I o cos t R R GV : Viết biểu thức hiệu điện thế xoay chiều ở hai đầu đoạn mạch HS : Cùng pha chứa R ? GV : Trong từng khoảng thời gian U0 rất nhỏ, hiệu điện thế và cường độ HS : I0 = R dòng điện coi như không đổi, ta có thể áp dụng định luật Ohm như đối Hoạt động 4 : với dòng điện không đổi ? HS : i = I0 cos t GV : Dòng điện trên điện trở thuần R biến thiên như thế nào so với hiệu 2 2 2 HS : p = Ri = R I cos t o điện thế giữa hai đầu đoạn mạch ? GV : Biên độ được xác định như
RI o RI o2 2 thế nào ? HS : p =  cos 2t 2 2 HS : Một không đổi và một biến đổi GV : Viết biểu thức cường độ dòng điều hòa theo thời gian. điện chạy qua đoạn mạch có điện 2 RI HS : P = o trở thuần R ? 2 Io GV : Viết biểu thức công suất tỏa HS : I = 2 nhiệt tức thời ? HS : Nêu định nghĩa. GV : Hướng dẫn học sinh biến đổi biểu thức ? GV : Nêu nhận xét đặc điểm 2 số hạng trên ? GV : Công suất tỏa nhiệt trung bình của dòng điện trong thời gian  ? GV : Hướng dẫn học sinh đi tới biểu thức cường độ dòng điện hiệu dụng ? GV : Định nghĩa cường độ dòng điện hiệu dụng ? GV : Giới thiệu ampere kế và volt kế ?
IV / NỘI DUNG : 1. Suất điện động xoay chiều Cho một khung dây có diện tích S quay đều với vận tốc góc  quanh một trục vuông góc với các đường sức của một từ trường đều có cảm ứng từ u r B . Theo định luật cảm ứng điện từ, suất điện động biến đổi điều hòa theo thời gian : e = Eocos(t + o) (36.1) Đó là suất điện động xoay chiều, chu kì và tần số biến đổi của suất 2  điện động T = ,f=  2 2. Hiệu điện thế xoay chiều. Dòng điện xoay chiều u = Uocos(t + 1) (36.2) i = Iocos(t + 2) (36.3) Hiệu điện thế biến đổi điều hòa theo thời gian gọi là hiệu điện thế xoay chiều. Dòng điện có cường độ biến đổi điều hòa theo thời gian gọi là dòng điện xoay chiều.
Độ lệch pha của hiệu điện thế xoay chiều đối với dòng điện xoay chiều là  = 1 - 2 3. Vật dẫn có điện trở thuần trong mạch điện xoay chiều. Hình 36.3 Đoạn mạch chỉ có điện trở thuần Đặt một hiệu điện thế xoay chiều u = Uocost vào hai đầu đoạn mạch chỉ có một điện trở thuần R. Áp dụng định luật Ôm u Uo i=  cos t  I o cos t R R Như vậy, dòng điện trên điện trở thuần biến thiên đồng pha với hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch và có biên độ xác định bởi : Uo Io = (36.4) R Hình 36.4 Giản đồ vectơ cho đoạn mạch chỉ có điện trở thuần 4. Các giá trị hiệu dụng
Cho dòng điện xoay chiều có cường độ i = Iocost chạy qua đoạn mạch chỉ có điện trở thuần R. Công suất tỏa nhiệt tức thời có biểu thức : p = Ri2 = R I o2 cos2t RI o2 RI o 2 p=  cos 2 t 2 2 Công suất tỏa nhiệt trung bình của dòng điện trong thời gian  là 2 RI o P= (36.5) 2 Nhiệt lượng tỏa ra trong thời gian  là : 2 RI o Q=  2 Cho dòng điện không đổi cường độ I chạy qua điện trở nói trên trong cùng thời gian  sao cho nhiệt lượng tỏa ra cũng bằng Q, nghĩa là Q = RI2 (36.6) Io I= (36.7) 2 Cường độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều bằng cường độ của một dòng điện không đổi, mà khi cho hai dòng điện đó lần lượng đi qua cùng một điện trở trong những khoảng thời gian bằng nhau đủ dài thì tỏa ra những nhiệt lượng bằng nhau. Tương tự suất điện động hiệu dụng
Eo E= (36.8) 2 Và hiệu điện thế hiệu dụng Uo U= (36.9) 2 V / CỦNG CỐ VÀ DẶN DÒ : Trả lời câu hỏi 1, 2, 3 và làm bài tập 1, 2 Xem bài 38