Đang tải... (xem toàn văn)
giáo án bài đại cương dòng điện xoay chiều được soạn theo mẫu giáo án mới gồm 5 bước Khởi động, hình thành kiến thức, luyện tập, vận dụng, mở rộng. Giáo án có thêm cột nội dung để theo dõi được nội dung ghi bài của học sinh
Ngày soạn: / …./ 2018 Ngày dạy: / / 2018 Lớp: 12… Tiết: 22 Ngày dạy: /…./ 2018 Lớp: 12… ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU I Mục tiêu học Kiến thức -Phát biểu định nghĩa dòng điện xoay chiều, viết biểu thức cường độ tức thời dòng điện xoay chiều - Phát biểu định nghĩa viết biểu thức cường độ hiệu dụng , điện áp hiệu dụng -Viết biểu thức công suất tức thời dòng điện xoay chiều chạy qua điện trở Kỹ năng: -Giải thích tóm tắt ngun tắc tạo dòng điện xoay chiều -Nêu thí dụ đồ thị cường độ dòng điện tức thời, đại lượng cường độ dòng điện cực đại Thái độ: - Tự tin đưa ý kiến cá nhân thực nhiệm vụ lớp, nhà - Chủ động trao đổi, thảo luận với HS khác với GV - Hợp tác chặt chẽ với bạn thực nhiệm vụ nghiên cứu, thí nghiệm nhà Năng lực định hướng hình thành phát triển cho học sinh - Năng lực giải vấn đề,tóm tắt thơng tin liên quan từ nhiều nguồn khác (từ thí nghiệm khác nhau); xác định làm rõ thơng tin, ý tưởng - Năng lực tự học, đọc hiểu giải vấn đề - Năng lực hợp tác nhóm: trao đổi thảo luận, trình bày kết thảo luận - Năng lực tính tốn, trình bày trao đổi thông tin: II Chuẩn bị Giáo viên Mơ hình đơn giản máy phát điện xoay chiều Học sinh - Ôn lại khái niệm dòng điện khơng đổi , dòng điện biến thiên, định luật Jun- len xơ - Ơn lại tính chất hàm điều hòa( hàm sin hay cosin) III Tiến trình học Hoat động 1: Khởi động (5 phút) A Mục tiêu: Từ tình thực để tạo cho học sinh quan tâm đến vấn đề dòng điện xoay chiều đặt câu hỏi để tìm hiểu khái niệm dòng điện xoay chiều, cách tạo dòng điện xoay chiều giái trị hiệu dụng dòng điện xoay chiều B Tổ chức hoạt động: Hoạt động giáo viên học sinh Nội dung Chuyển giao Giáo viên cho học sinh quan sát số dụng cụ + Khái niệm nhiệm vụ học tiêu thụ điện : Đèn pin, bàn là, bếp điện, máy bơm dòng điện xoay tập nước yêu cầu học sinh dụng cụ dùng dòng chiều? điện chiều dụng cụ dùng dòng điện xoay chiều + Cách tạo nhận xét xem thực tế hay sử dụng dòng dòng điện xoay chiều hay xoay chiều chiều? Yêu cầu học sinh thảo luận dòng điện xoay chiều + Các giá trị đặt câu hỏi cần nghiên cứu dòng điện xoay thường sử chiều dụng để tính Thực Học sinh trao đổi nhóm dụng cụ dùng dòng tốn mạch nhiệm vụ xoay chiều dòng chiều rút nhận xét điện xoay chiều Thảo luận dòng điện xoay chiều đặt câu ( Giá trị hiệu hỏi nghiên cứu dụng)? -Thảo luận trước lớp để xác định vấn đề nghiên cứu + Dòng điện thơng qua việc trao đổi câu hỏi cần nghiên cứu xoay chiều Báo cáo kết Cá nhân phát biểu ý kiến ứng dụng Đánh giá nhận - Thống vấn đề nghiên cứu xét, kết luận Có thể diễn đạt vấn đề gồm câu hỏi sau: lĩnh vực đời + Khái niệm dòng điện xoay chiều? sống, kĩ thuật? + Cách tạo dòng điện xoay chiều? + Các giá trị thường sử dụng để tính tốn mạch điện xoay chiều ( Giá trị hiệu dụng)? + Dòng điện xoay chiều ứng dụng lĩnh vực đời sống, kĩ thuật? Hoat động 2: Hình thành kiến thức (25 phút) Hoạt động Tìm hiểu khái niệm dòng điện xoay chiều (7 phút) A Mục tiêu: Học sinh thực nhiệm vụ nghiên cứu để xác biết dòng điện xoay chiều , cách tạo dòng điện xoay chiều , B Tổ chức hoạt động: Hoạt động giáo viên học sinh Nội dung cần đạt Chuyển Yêu cầu Học sinh làm việc nhóm, đọc sách giáo I Khái niệm dòng điện giao khoa để biết dòng điện xoay xoay chiều nhiệm vụ chiều, Chỉ giá trị cực đai, giá trị tức thời, - Là dòng điện có cường độ học tập chu kì tần số dòng điện xoay chiều, dạng đồ biến thiên tuần hồn với thị dòng điện xoay chiều thời gian theo quy luật Y/c HS hoàn thành C2, C3 hàm số sin hay cosin, với Thực Học sinh làm việc nhóm, đọc sách giáo khoa để dạng tổng quát: biết cách tạo dòng điện xoay chiều,viết i = Imcos(ωt + ϕ) nhiệm vụ cơng thức tính suất điện động xoay chiều * i: giá trị cường độ dòng điện xoay chiều dòng điện thời điểm t, Báo cáo Cá nhân phát biểu ý kiến gọi giá trị tức thời kết Đánh giá Xác nhận kiến thức i (cường độ tức thời) nhận xét, Trả lời C2 kết luận * Im > 0: giá trị cực đại a 5A; 100π rad/s; 1/50s; 50Hz; π/4 rad i (cường độ cực đại) b 2 A; 100π rad/s; 1/50s; 50Hz; -π/3 rad * ω > 0: tần số góc c i = cos(100πt ± π) A ω = 2π f = → A; 100π rad/s; 1/50s; 50Hz; ± π rad f: tần số i 2π T + ϕ) i =Imcos(ωt+ϕ)→ I m = I mcos( T trả lời C3 T: chu kì i * (ωt + ϕ): pha i π π →cos(ϕ + ) = 1= cos0 → ϕ = + rad 2π T * ϕ: pha ban đầu T T T 3T T + +k = +k 8 2 Khi t = T i = Im Vậy: i = I mcos(ω t + π ) → t = → i = I mcos π = 4 Im Hoạt động 2.2 Tìm hiểu nguyên tắc tạo dòng điện xoay chiều (8 phút) A Mục tiêu: - Thông qua hoạt động học sinh hiểu dược nguyên tắc tạo dòng điện xoay chiều B Tổ chức hoạt động: Hoạt động giáo viên học sinh Nội dung cần đạt Chuyển giao Xét cuộn dây dẫn dẹt hình tròn, II Ngun tắc tạo dòng điện nhiệm vụ học khép kín, quay quanh trục cố định đồng xoay chiều tập phẳng với cuộn dây đặt từ trường - Xét cuộn dây dẫn dẹt hình r tròn, khép kín, quay quanh trục cố B có phương ⊥ với trục quay Yêu cầu Học sinh làm việc nhóm, đọc định đồng phẳng với cuộn dây đặt r sách giáo khoa để biết cách tạo từ trường B có phương dòng điện xoay chiều,viết cơng ⊥ với trục quay thức tính suất điện động xoay chiều - Giả sử lúc t = 0, α = dòng điện xoay chiều - Lúc t > → α = ωt, từ thông qua cuộn dây: Φ = NBScosα = NBScosωt với N số vòng dây, S diện tích vòng - Φ biến thiên theo thời gian t nên Biểu thức từ thơng qua diện tích S đặt cuộn dây xuất suất điện từ trường đều? Ta có nhận xét suất điện động cảm ứng xuất cuộn dây? động cảm ứng: e= − dΦ = NBSω sinωt dt Ta có nhận xét về cường độ dòng - Nếu cuộn dây kín có điện trở R cường độ dòng điện cảm ứng điện xuất cuộn dây? → Nguyên tắc tạo dòng điện xoay Thực chiều? theo dẫn dắt GV để tìm hiểu nhiệm vụ cho bởi: i = NBSω sinω t R Vậy, cuộn dây xuất nguyên tắc tạo dòng điện xoay dòng điện xoay chiều với tần số chiều góc ω cường độ cực đại: Báo cáo kết Báo cáo kết theo sơ đồ câu hỏi giáo viên nêu Đánh giá nhận Thực tế máy phát điện người ta xét, kết luận Im = NBSω R để cuộn dây đứng yên cho nam Nguyên tắc: dựa vào tượng châm (nam châm điện) quay trước cảm ứng điện từ cuộn dây Ở nước ta f = 50Hz Hoạt động 2.3 Tìm hiểu giá trị dụng (10 phút) A Mục tiêu: - Học sinh xác định công suất trung bình dòng điện xoay chiều từ đưa cơng thức tính giá trị hiệu dụng B Tổ chức hoạt động: Hoạt động giáo viên học sinh Nội dung cần đạt Chuyển GV: Dòng điện xoay chiều có tác dụng nhiệt III Giá trị hiệu dụng giao nhiệm dòng điện chiều vụ học tập - Cho dòng điện xoay Học sinh làm việc nhóm thực nhiệm vụ học chiều i = Imcos(ωt + ϕ) tập để xây dựng cơng thức tính công suất tức thời, chạy qua R, công suất tức cơng thức tính cơng suất trung bình từ rút thời tiêu thụ R cơng thức tính giá trị hiệu dụng dòng điện xoay p = Ri2 = RI2mcos2(ωt + ϕ) chiều Thì Ta có nhận xét cơng suất p? Cường độ hiệu dụng gì? I= Im I: giá trị hiệu dụng Do vậy, biểu thức hiệu điện hiệu dung, suất điện cường độ dòng điện xoay động hiệu dụng cho công thức nào? chiều (cường độ hiệu Thực Thực nhiệm vụ theo sơ đồ câu hỏi giáo dụng) nhiệm vụ viên * Định nghĩa: (Sgk) Báo cáo GV: → có tên cơng suất tức thời Ngồi ra, dòng kết : p biến thiên tuần hoàn theo thời gian điện xoay chiều, đại - Giá trị trung bình p chu kì: lượng hiệu điện thế, 2 p = RI mcos ω t suất điện động, cường độ - Kết tính tốn, giá trị trung bình cơng suất điện trường, … chu kì (cơng suất trung bình): P = p = RI m2 hàm số sin hay cosin thời gian, với đại - Đưa dạng giống cơng thức Jun cho dòng điện lượng không đổi: P = RI2 Nếu ta đặt: I = m I Đánh giá GV: Lưu ý: Sử dụng giá trị hiệu dụng đa số nhận xét, công thức AC có dùng dạng cơng kết luận thức tương ứng DC + Các số liệu ghi thiết bị điện giá trị Giá trị cực đại Giá trị = hiệu dụng hiệu dụng + Các thiết bị đo mạch điện xoay chiều chủ yếu đo giá trị hiệu dụng Hoat động 3: Luyện tập (5 phút) A Mục tiêu: - Luyện tập vận dụng kiến thức vừa học B Tổ chức hoạt động: Hoạt động giáo viên học sinh Chuyển giao nhiệm vụ học Giáo viên phát phiếu học tập gồm câu hỏi theo cấp độ tập Thực nhiệm vụ Báo cáo kết yêu cầu học sinh làm việc cá nhân để trả lời câu hỏi Học sinh làm việc cá nhân để trả lời câu hỏi giao Báo cáo cá nhân Các bạn khác theo dõi để nhận xét Đánh giá nhận xét, kết luận Giáo viên điều chỉnh để học sinh nhận đáp án Câu ( Nhận biết) Xác định giá trị cực đại, tần số góc dòng điện xoay chiều có cường độ i = 5cos(100πt - π/4)(A) Câu ( Thông hiểu)Tại phải quy định thống tần số dòng điện xoay chiều tạo kỹ thuật? Câu ( Vận dụng thấp) Trên đèn có ghi 100V-200W.Mạch điện sử dụng có điện áp U=220V.Để đèn sáng bình thươngf phải mắc thêm vào mạch điện điện trở Câu (Vận dụng cao) Biểu thức hiệu điện hai đầu đoạn mạch u = 200cos(ωt) V Tại thời điểm t, điện áp u = 100 V tăng Hỏi vào thời điểm t’ = t + điện áp u có giá trị ? A 100 V B 100 V C 100 V D –100 V Câu 5( Vận dụng cao) Tại thời điểm t, điện áp xoay chiều u = 200cos(100πt - π/2) V có giá trị 100 V giảm Sau thời điểm (s) , điện áp có giá trị A - 100 V B –100 V C 100 V D 200 V Hoat động 4: Vận dụng, tìm tòi mở rộng (10 phút) A Mục tiêu: - Học sinh biết vận dụng máy tính tổng hợp dao động điều hòa phương tần số - Học sinh rèn luyện để hình thành kỹ kỹ sảo làm - Tìm hiểu vai trò tổng hợp đời sống, kĩ thuật (học sinh làm việc nhà báo cáo thảo luận lớp) B Tổ chức hoạt động: Hoạt động giáo viên học sinh Chuyển Giáo viên phát giao nhiệm phiếu học tập gồm vụ học tập làm việc cá nhân để trả lời câu hỏi Thực Học sinh làm việc cá nhân để trả lời câu hỏi giao Báo cáo Báo cáo cá nhân kết Ta có: I = I0 ω = 2 A; f = = 60 Hz Trong giây 2π tập tự luận dòng điện đổi chiều 4f = 240 lần yêu cầu học sinh nhiệm vụ Nội dung cần đạt Các bạn khác theo Đèn sáng điện áp đặt vào đèn có |u| ≥ 155 V, chu kì có lần đèn sáng Trong giây có 2π = 50 chu kì nên có 100 lần đèn sáng ω Ta có: f = n = 50 Hz; ω = 2πf = 100π rad/s; E0 = ωNBS = 220 V n Đánh Ta có: Φ0 = NBS = Wb; ω = 2π = 4π rad/s; φ = dõi để nhận xét 60 giá Giáo viên điều nhận xét, chỉnh để học sinh Φ0cos( B, n ) = Φ0cos(ωt + ϕ); t = ( B, n ) = → → kết luận → → nhận đáp án ϕ = Vậy φ = 6cos4πt (Wb); e = - φ’= 24πsin4πt = 24πcos(4πt - π ) (V) Phiếu câu hỏi Dòng điện xoay chiều có cường độ i = 4cos120πt (A) Xác định cường độ hiệu dụng dòng điện cho biết thời gian s dòng điện đổi chiều lần? Một đèn ống làm việc với điện áp xoay chiều u = 220 cos100πt (V) Tuy nhiên đèn sáng điệu áp đặt vào đèn có |u| = 155 V Hỏi trung bình s có lần đèn sáng? Một khung dây dẫn phẳng dẹt hình chữ nhật có 500 vòng dây, diện tích vòng 220 cm Khung dây quay với tốc độ 50 vòng/giây quanh trục đối xứng nằm mặt phẳng khung → dây, từ trường có véc tơ cảm ứng từ B vng góc với trục quay có độ lớn T 5π Tính suất điện động cực đại xuất khung dây Một khung dây dẫn hình chữ nhật có 1500 vòng, diện tích vòng 100 cm 2, quay quanh trục đối xứng khung với tốc độ góc 120 vòng/phút từ trường có cảm ứng từ 0,4 T Trục quay vng góc với đường sức từ Chọn gốc thời gian lúc véc tơ pháp tuyến mặt phẵng khung dây hướng với véc tơ cảm ứng từ Viết biểu thức suất điện động cảm ứng tức thời khung IV Rút kinh nghiệm học: ……………………………………………………………………………………………………………………………… NGƯỜI DUYỆT Ninh Bình, ngày 28 tháng 10 năm 2018 NGƯỜI SOẠN Phạm Thị Tú Bình ... vấn đề dòng điện xoay chiều đặt câu hỏi để tìm hiểu khái niệm dòng điện xoay chiều, cách tạo dòng điện xoay chiều giái trị hiệu dụng dòng điện xoay chiều B Tổ chức hoạt động: Hoạt động giáo viên... chiều dụng cụ dùng dòng điện xoay chiều + Cách tạo nhận xét xem thực tế hay sử dụng dòng dòng điện xoay chiều hay xoay chiều chiều? Yêu cầu học sinh thảo luận dòng điện xoay chiều + Các giá trị... cứu dòng điện xoay thường sử chiều dụng để tính Thực Học sinh trao đổi nhóm dụng cụ dùng dòng tốn mạch nhiệm vụ xoay chiều dòng chiều rút nhận xét điện xoay chiều Thảo luận dòng điện xoay chiều