Giáo án Vật lý 12 - Chương III: Dòng điện xoay chiều

nh RLC có cực trị: Bài toán 1: Tìm L, C để công suất đạt giá trị cực đại. Phương pháp: Viết biểu thức công suất P = RI2 = ; Khi đó: P -> Pmax Z -> Zmin = R ZL = ZC: Xảy ra hiện tượng cộng hưởng điện. Từ đó ta suy ra giá trị L, C cần tìm. Khi đó Pmax = Bài toán 2: Tìm R để công suất tiêu thụ trên đoạn mạch RLC đạt giá trị cực đại: Phương pháp: Viết biểu thức công suất P = RI2 = ; Khi đó: P -> Pmax y -> ymin Sử dụng bất đẳng thức Cauchy: y = R + ; ymin = R = Khi đó công suất tiêu thụ cực đại của mạch là: Pmax = HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên cho học sinh chép đề bài tập 5; *Giáo viên yêu cầu học sinh làm việc theo nhóm, thảo luận và tìm kết quả theo yêu cầu của bài toán; *Giáo viên yêu cầu đại diện nhóm lên trình bày kết quả; *Giáo viên nhận xét và bổ sung. *Giáo viên cho học sinh chép đề bài tập 6; *Giáo viên yêu cầu học sinh làm việc theo nhóm, thảo luận và tìm kết quả theo yêu cầu của bài toán; *Giáo viên yêu cầu đại diện nhóm lên trình bày kết quả; *Giáo viên nhận xét và bổ sung. *Củng cố - Định hướng nhiệm vụ học tập tiếp theo; *Giáo viên khắc sâu phương pháp giải bài toán cực trị của công suất; *Giáo viên yêu cầu HS chuẩn bị nội dung tiết sau. *Học sinh chép đề bài tập 5: Một mạch điện xoay chiều không phân nhánh RLC có điện trở thuần R = 100W, cuộn dây có độ tự cảm L = 0,636H H và tụ điện có điện dung C. Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch là 200V và tần số 50Hz. 1.Biết hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch nhanh pha hơn cường độ dòng điện trong mạch là , tính giá trị điện dung C của tụ điện. 2. Tính công suất tiêu thụ của đoạn mạch. 3. Lấy pha ban đầu của điện áp hai đầu đoạn mạch là (rad), viết biểu thức cường độ dòng điện trong mạch và biểu thức điện áp hai đầu mỗi dụng cụ. *Học sinh làm việc theo nhóm, giải và tìm kết quả theo trình tự dẫn dắt của giáo viên; Bài 6: Cho một đoạn mạch điện RLC có R = 100W, một tụ điện có điện dung C = 31,8mF, cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L có thể thay đổi được. Hai đầu đoạn mạch ta duy trì một điện áp xoay chiều: u = 200cos100pt (V) . 1. Xác định giá trị độ tự cảm L của cuộn dây để hệ số công suất tiêu thụ đoạn mạch có giá trị lớn nhất. Tính công suất tiêu thụ của đoạn mạch trong trường hợp này. 2. Xác định giá trị độ tự cảm của cuộn dây để công suất tiêu thụ của đoạn mạch là 100W. Viết biểu thức cường độ dòng điện qua mạch trong trường hợp này. *Học sinh tiếp thu và ghi nhận phương pháp; *Học sinh nhận nhiệm vụ học tập theo yêu cầu của giáo viên; Tiết 41 + 42 BÀI TẬP A. MỤC TIÊU BÀI DẠY: 1. Kiến thức: Củng cố lại toàn bộ kiến thức về mạch điện xoay chiều có R,L,C mắc nối tiếp; Tìm phương pháp giải bài toán cực trị của điện áp hai đầu dụng cụ điện; 2. Kĩ năng: Vận dụng được kiến thức và phương pháp giải các bài toán cơ bản và nâng cao về mạch điện xoay chiều có R,L,C mắc nối tiếp. 3. Giáo dục thái độ: B. CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH: 1. Giáo viên: Phương pháp giải và các bài tập có chọn lọc; 2. Học sinh: Ôn lại các kiến thức về mạch điện xoay chiều có R,L,C mắc nối tiếp, C. CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY VÀ HỌC: Hoạt động 1: Giải một số bài tập trắc nghiệm về mạch điện có R,L,C mắc nối tiếp. HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên phát phiếu học tập cho học sinh; *Giáo viên yêu cầu học sinh làm việc theo nhóm, tìm đáp án đúng; *Giáo viên yêu cầu học sinh đại diện nhóm lên trình bày kết quả; *Giáo viên nhận xét bổ sung. *Học sinh tiếp nhận phiếu học tập từ giáo viên; *Học sinh làm việc theo nhóm, thảo luận và tìm kết quả; *Đại diện các nhóm lên trình bày kết quả; Hoạt động 2: Giải bài toán tìm cực trị của điện áp hai đầu L hoặc C trong mạch R,L,C mắc nối tiếp: Bài toán 1: Tìm giá trị C để UC đạt cực đại: Phương pháp: UC = IZC = Với y = (R2 + )x2 – 2ZLx + 1, trong đó x = > 0 Khi đó: UC -> UCmax Û y -> ymin Û x = = => ZC = => ymin = => UCmax = Bài toán 2: Tìm giá trị của L để UL đạt giá trị cực đại: Ta sử dụng phương pháp tương tự. Kết quả: ZL = và ULmax = HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên yêu cầu học sinh chép đề bài tập 1; *Giáo viên yêu cầu học sinh làm việc theo nhóm, tìm kết quả theo yêu cầu của bài toán; *Giáo viên định hướng: +Câu 1: Sử dụng tam thức bậc 2 hoặc đạo đạo hàm; + Cu 2: Điều kiện cộng hưởng điện. + Câu 3: Sử dụng phương pháp tương ứng. *Giáo viên yêu cầu đại diện nhóm lên trình bày kết quả; *Giáo viên nhận xét và bổ sung. *Giáo viên khắc sâu phương pháp giải bài toán có dạng tương tự. *Giáo viên cho học sinh chép đề bài tập 2; *Giáo viên yêu cầu học sinh làm việc theo nhóm, tìm kết quả theo yêu cầu của bài toán; *Giáo viên định hướng: +Viết biểu thức điện áp hai đầu của tụ điện. +Tìm điều kiện để UC đạt giá trị cực đại - Sử dụng phương pháp đạo hàm; -Sử dụng tam thức bậc 2; *Giáo viên yêu cầu đại diện các nhóm lên trình bày kết quả. *Giáo viên nhận xét và bổ sung. *Giáo viên khắc sâu phương pháp. *Học sinh chép đề bài tập 1: Cho mạch điện xoay chiều như hình vẽ: L R C R = 100W; C = (F) uAB = 100cos100pt (V) 1.Tìm L để UCmax. Tính UCmax = ? 2. Tìm L để Pmax. Tính Pmax = ? 3. Tìm L để ULmax. Tính ULmax = ? *Học sinh làm việc theo nhóm thảo luận và tìm kết quả theo yêu cầu của bài toán; *Đại diện các nhóm lên trình bày kết quả; *Học sinh chép đề bài tập 2: Cho đoạn mạch điện xoay chiều như hình vẽ: R L C R = 100, L = (H) u = 120cos(100pt) (V) Điều chỉnh điện dung C để điện áp hai đầu tụ điện đạt giá trị cực đại. Tính giá trị cực đại đó và viết biểu thức cường độ dòng điện trong trường hợp này. *Học sinh làm việc theo nhóm, thảo luận và tìm kết quả theo dẫn dắt của giáo viên. *Đại diện các nhóm lên trình bày kết quả. *Học sinh tiếp thu và ghi nhận phương pháp. Hoạt động 3: Củng cố bài học và định hướng nhiệm vụ học tập tiếp theo: HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên khắc sâu phương pháp giải các bài toán có dạng liên quan; *Giáo viên yêu cầu học sinh về nhà làm tiếp các bài tập ở sách bài tập; *Giáo viên yêu cầu học sinh chuẩn bị nội dung cho tiết học tiếp theo. *Học sinh khắc ghi phương pháp và cách sử dụng để giải các bài tập liên quan; *Học sinh nhận nhiệm vụ học tập theo yêu cầu của giáo viên. PHIẾU HỌC TẬP Sử dụng dữ kiện sau để trả lời câu hỏi 1, 2: Một đoạn mạch điện nối tiếp gồm một điện trở R mắc nối tiếp với một tụ điện có dung kháng bằng ZC. Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch là U. Câu 1: Điều chỉnh R để công suất tiêu thụ đoạn mạch đạt giá trị cực đại. Kết luận nào sau đây là đúng khi nói về giá trị của điện trở R và độ lớn của công suất cực đại đó? A. R = ZC, Pmax = ; B. R = ZC, Pmax = ; C. R = 2ZC, Pmax = ; D. R = ZC, Pmax = ; Câu 2: Thay đổi giá trị của điện trở thì ta tìm được hai giá trị của điện trở là R1 và R2 để công suất tiêu thụ trên đoạn mạch có cùng giá trị. Kết luận nào sau đây là đúng khi nói về mối liên hệ giữa hai trường hợp này? A. R1.R2 = ; B. P = ; C. tanj1.tanj2 = -1; D. j1 + j2 = - Dùng dữ kiện sau để trả lời các câu hỏi 3,4,5: Đoạn mạch xoay chiều gồm một cuộn dây có điện trở R, độ tự cảm L mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C. Biết điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn dây là U1 = 150V và ở hai đầu tụ điện là UC = 250V. Điện áp hai đầu tụ điện trễ pha a hơn điện áp hai đầu mạch điện, với tana = . Câu 3: Điện áp hiệu dụng U hai đầu đoạn mạch có giá trị là bao nhiêu? A. 200V; B.300V; C. 100V; D. Một giá trị khác. Câu 4: Hệ số công suất của đoạn mạch và của cuộn dây có giá trị nào sau đây? A. cosj = 0,8; cosj1 = 0,6; B. cosj = 0,6; cosj1 = 0,5 C. cosj = 0,6; cosj1 = 0,8; D. cosj = 0,8; cosj1 = 0,5 Câu 5: Công suất tiêu thụ của đoạn mạch được tính bởi công thức nào sau đây? A. P =URI; B.P =URIcosj; C.P =UIcosj; D. P =U1Icosj1. Tiết 43 + 44 TRUYỀN TẢI ĐIỆN NẰNG. MÁY BIẾN ÁP A. MỤC TIÊU BÀI DẠY: 1. Kiến thức: Học sinh viết được biểu thức tính điện năng hao phí trên đường dây tải điện, từ đó suy ra giải pháp giảm hao phí điện năng trên đường dây tải điện, trong đó tăng áp là biện pháp triệt để và hiệu quả nhất; Phát biểu được định nghĩa và nêu được cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của máy biến áp; Viết được hệ thức liên hệ giữa điện áp, cường độ dòng điện hiệu dụng của cuộn thứ cấp và cuộn sơ cấp trong máy biến áp; 2. Kĩ năng: Học sinh vận dụng được những kiến thức đã học về máy biến áp và độ giảm áp trong quá trình truyền tải điện năng để giải một số bài toán cơ bản liên quan. 3. Giáo dục thái độ: B. CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH: 1. Giáo viên: Thí nghiệm tìm tính chất, hệ thức cơ bản của máy biến áp dùng cho học sinh; 2. Học sinh: Ôn lại các kiến thức về hiện tượng cảm ứng điện từ, suất điện động cảm ứng. C. CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY VÀ HỌC: Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ, điều kiện xuất phát - Đề xuất vấn đề: HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên yêu cầu học sinh nhắc lại khái niệm về hiện tượng cảm ứng điện từ, biểu thức của suất điện động tự cảm; *Giáo viên đặt vấn đề tại sao khi sử dụng điện năng, người ta thường truyền tải với một điện áp cao để đến khi sử dụng ta hạ điện áp? Dụng cụ nào dùng để tăng (hạ) áp? *Học sinh tái hiện lại kiến thức đã học ở lớp 11 để trả lời các câu hỏi theo yêu cầu của giáo viên; *Học sinh lắng nghe, tiếp nhận thông tin, thảo luận và trả lời câu hỏi, nhận thức được vấn đề cần nghiên cứu của tiết học; Hoạt động 2: Tìm hiểu bài toán truyền tải điện năng đi xa. HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên thông báo: Đối với máy phát điện tạo ra điện áp Uphát thì công suất của nguồn phát được xác định bởi biểu thức: Pphát = UphátI, trong đó I là cường độ dòng điện hiệu dụng trên đường dây. *Giáo viên đặt vấn đề, yêu cầu học sinh nhận xét về hiệu ứng toả nhiệt trên đường dây và công suất hao phí trên đường dây. *Tìm mối liên hệ giữa công suất hao phí và công suất máy? *Giáo viên yêu cầu học sinh thảo luận theo nhóm, tìm giải pháp để giảm hao phí trên đường dây tải; *Tại sao ta không giảm r? *Tại sao ta sử dụng biện pháp tăng điện áp nguồn? *Giáo viên nhấn mạnh: Ưu điểm của dòng điện xoay chiều là sử dụng máy biến thế trong việc truyền tải điện năng để giảm hao phí trong quá trình truyền tải. *Giáo viên yêu cầu học sinh kết luận vấn đề? *Học sinh tiếp thu và ghi nhận kiến thức; *Học sinh liên hệ kiến thức đã học để giải thích hiện tượng: Trong quá trình truyền tải điện năng, vì dây dẫn có điện trở nên quả trình dẫn điện xảy ra hiệu ứng toả nhiệt trên dây dẫn. *Học sinh nhắc lại công thức tính công suất nhiệt: P = RI2 *Học sinh làm việc theo nhóm, tìm mối liên hệ giữa công suất phát và công suất hao phí điện năng trên đường dây tải: Php = *Học sinh làm việc theo nhóm, tìm biện pháp giảm hao phí trên đường dây tải điện: Vì Pphát = const do đó để giảm Php thì: *Giải phát 1: r = Vì l xác định nên r giảm khi S tăng, hoặc giảm r: Biện pháp này khó thực hiện. *Giải pháp 2: Dùng máy biến áp; *Học sinh tiếp thu và ghi nhận kiến thức. Hoạt động 3: Tìm hiểu cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của máy biến áp. HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên nêu định nghĩa máy biến áp; *Giáo viên yêu cầu học sinh quan sát mô hình máy biến thế đã được mở vỏ, nhận xét về cấu tạo; *Giáo viên nhấn mạnh: Lõi sắt thường được ghép bằng nhiều lá sắt mỏng (hoặc tôn silic) => Yêu cầu học sinh giải thích; *Giáo viên thông báo: + Cuộn dây D1 có N1 vòng dây và được nối với nguồn điện gọi là cuộn dây sơ cấp; + Cuộn dây D2 có N2 vòng dây và được nối với nguồn điện gọi là cuộn dây thứ cấp; *Vậy máy biến áp hoạt động dựa trên nguyên tắc nào? *Giáo viên dẫn dắt học sinh trình tự giải thích nguyên tắc hoạt động của máy biến thế; +Khi cho dòng điện xoay chiều có tần số f vào hai đầu cuộn sơ cấp thì hiện tượng gì xảy ra? +Vì sao lại xảy ra hiện tượng trên? *Giả sử từ thông qua mỗi vòng dây có dạng: F = Focoswt Thì từ thông qua các cuộn sơ cấp và thứ cấp có dạng như thế nào? *Vậy suất điện động tức thời tại thời điểm t ở hai đầu cuộn thứ cấp có dạng như thế nào? *Giáo viên nhấn mạnh: Nếu nối hai đầu cuộn thứ cấp với mạch điện thì trong mạch cũng xuất hiện dòng điện xoay chiều cùng tần số với cuộn sơ cấp. *Vậy, nguyên tắc hoạt động của máy biến áp dựa trên hiện tượng vật lí nào đã học? *Giáo viên tiến hành khảo sát máy biến áp trong trường hợp mạch thứ cấp hở. Yêu cầu học sinh quan sát và ghi số liệu tương ứng; *Giáo viên yêu cầu học sinh làm việc theo nhóm, rút ra kết quả và nhận xét; *Giáo viên nhấn mạnh: +Khi N2 > N1: Thì U2 > U1: Máy tăng áp; + Khi N2 < N1: Thì U2 < U1: Máy hạ áp; *Giáo viên tiến hành thí nghiệm đóng khoá k; Yêu cầu học sinh quan sát và ghi các số liệu cụ thể; *Giáo viên yêu cầu học sinh nhận xét; *Giáo viên nhấn mạnh: Trong trường hợp lí tưởng, thì: => Giáo viên yêu cầu học sinh rút ra kết luận. *Giáo viên trình tự dẫn dắt học sinh nắm các ứng dụgn của máy biến áp. *Học sinh tiếp nhận khái niệm: Máy biến áp là thiết bị để biến đổi điện áp của dòng điện xoay chiều; *Học sinh quan sát và nhận xét về cấu tạo của máy biến áp: +Gồm hai cuộn dây cuốn trên lõi thép gồm nhiều lá sắt mỏng ghép cách điện với nhau; +Hai cuộn dây có số vòng dây khác nhau; *Học sinh giải thích được: Để giảm dòng điện Foucoule; *Học sinh làm việc theo nhóm, thảo luận và giải thích nguyên tắc hoạt động của máy biến thế: +Khi cho dòng điện vào hai đầu cuộn sơ cấp, do dòng điện xoay chiều có cường độ biến thiên theo thời gian nên từ thông xuất hiện trong khung dây và trong hai cuộn dây có cùng tần số. +Học sinh thảo luận và giải thích được từ thông qua mỗi vòng dây cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp có dạng giống nhau; *Học sinh viết được biểu thức từ thông ở cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp: +Ở cuộn sơ cấp: F1 = N1Focoswt +Ở cuộn thứ cấp: F2 = N2Focoswt *Học sinh tái hiện lại kiến thức để trả lời câu hỏi theo yêu cầu của giáo viên: e2 = - = wN2Fosinwt (V) *Học sinh hoạt động cá nhân trả lời câu hỏi theo yêu cầu của giáo viên. Câu trả lời đúng: Nguyên tắc hoạt động của máy biến áp dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ. *Học sinh quan sát và ghi số liệu theo yêu cầu của giáo viên; *Học sinh làm việc theo nhóm, thảo luận và nhận xét: *Học sinh nhận biết máy tăng thế và máy hạ thế. *Học sinh kết luận vấn đề theo dẫn dắt của giáo viên; *Học sinh quan sát số liệu và nhận xét kết quả; *Học sinh tiếp thu và ghi nhận kiến thức; *Học sinh kết luận vấn đề theo trình tự dẫn dắt của giáo viên. *Học sinh tiếp nhận các ứng dụng của máy biến áp, Hoạt động 4: Củng cố bài học và định hướng nhiệm vụ học tập tiếp theo: HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên yêu cầu học sinh hệ thống hoá cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của máy biến áp; *Giáo viên yêu cầu học sinh nêu các công thức cơ bản của máy biến áp; *Giáo viên nêu nhiệm vụ học tập tiếp theo: Làm các bài tập ở sách giáo khoa trang 91 và ở sách bài tập; *Học sinh làm việc cá nhân, hệ thống hoá kiến thức để trả lời các câu hỏi theo yêu cầu của giáo viên; *Học sinh ghi nhận nhiệm vụ học tập theo yêu cầu của giáo viên. Tiết 45 BÀI TẬP A. MỤC TIÊU BÀI DẠY: 1. Kiến thức: Khắc sâu kiến thức về máy biến áp và sự truyền tải điện năng, nắm được khái niệm hiệu suất của máy biến thế và hiệu suất truyền tải điện năng; 2. Kĩ năng: Học sinh vận dụng những kiến thức cơ bản của máy biến thế để giải quyết một số bài toán thực tế về máy biến thế và truyền tải điện năng. 3. Giáo dục thái độ: B. CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH: 1. Giáo viên: Bài tập có chọn lọc và phương pháp giải. 2. Học sinh: Giải trước các bài tập theo yêu cầu của giáo viên. C. CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY VÀ HỌC: Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ, điều kiện xuất phát - Đề xuất vấn đề: HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên yêu cầu học sinh nhắc lại khái niệm, cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của máy biến áp; *Giáo viên yêu cầu học sinh nêu các công thức cơ bản của máy biến áp. *Giáo viên nhận xét và cho điểm. *Giáo viên đặt vấn đề, nêu mục tiêu bài học. *Học sinh tái hiện lại kiến thức một cách có hệ thống để trả lời câu hỏi theo yêu cầu của giáo viên; *Học sinh nhận thức vấn đề cần nghiên cứu. Hoạt động 2: giải một số bài tập trắc nghiệm: HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên phát phiếu học tập cho học sinh; *Giáo viên yêu cầu học sinh làm việc theo nhóm, thảo luận để tìm kết quả theo yêu cầu của bài toán; *Giáo viên yêu cầu đại diện các nhóm lên trình bày kết quả thảo luận. *Giáo viên bổ sung và chỉnh sửa. *Học sinh nhận phiếu học tập từ giáo viên; *Học sinh làm việc theo nhóm, tìm đáp án đúng; *Đại diện các nhóm lên trình bày kết quả. Hoạt động 3: Giải một số bài tập định lượng cơ bản: HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên cho học sinh chép đề bài tập. Giáo viên yêu cầu học sinh làm việc theo nhóm, tìm kết quả theo yêu cầu của bài toán. *Giáo viên định hướng: +Xác định cường độ dòng điện chạy trong dây dẫn; + Tính công suất toả nhiệt trên dây dẫn. + Xác định công suất tiêu thụ tại nơi tiêu thụ điện. => Hiệu suất truyền tải điện năng. *Giáo viên khắc sâu kiến thức, nguyên nhân khi tăng hiệu điện thế tại cung cấp điện năng thì hiệu suất tải điện cũng tăng lên. *Giáo viên cho học sinh chép đề bài tập 2; *Giáo viên yêu cầu học sinh làm việc theo nhóm, tìm kết quả theo yêu cầu của bài toán; *Giáo viên định hướng: + Tìm hiệu điện thế hai đầu cuộn thứ cấp; +Tìm cường độ dòng điện trong cuộn thứ cấp. +Tìm điện trở hoạt động của mạch thứ cấp; *Tìm tổng trở của mạch thứ cấp; *Xác định dung kháng của mạch thứ cấp. => Giá trị cảm kháng của mạch thứ cấp, từ đó suy ra giá trị độ tự cảm của cuộn cảm. *Giáo viên khắc sâu phương pháp khi giải bài toán tổ hợp mạch có R,L,C mắc nối tiếp và máy biến thế. *Học sinh chép đề bài tập: Một trạm phát điện truyền đi một công suất P1 = 100kW trên dây tải có điện trở R = 8W. Hiệu điện thế từ trạm phát điện truyền đi là U1 = 1000V. 1. Tính hiệu suất tải điện. 2. Tính lại kết quả câu trên nếu trạm phát điện được nối với áy biến thế có N2 = 10N1. Coi hiệu suất của máy biến thế bằng 1. Bài giải: +Cường độ dòng điện trong dây dẫn: I1 = =100A +Công suất toả nhiệt: DP = R=80kW. +Công suất tải đến nơi tiêu thụ:P2 = P1 – DP = 20kW. +Hiệu suất truyền tải: H = = 20% b. +Cường độ dòng điện trong cuộn thứ cấp của máy biến thế: I2 = I1 = 10A. Công suất toả nhiệt: DP = R=800W. +Công suất tải đến nơi tiêu thụ: P2 = P1 – DP = 99,2kW. +Hiệu suất truyền tải: H = = 99,20% *Học sinh chép đề bài 2: Một máy biến thế có cuộn sơ cấp N1= 1100 vòng, cựôn thứ cấp có N2=50 vòng, cuộn thứ cấp được mắc vào một mạch điện có một điện trở thuần R, cuộn dây thuần cảm L và tụ điện có điện dung C = . Biết tần số của dòng điện là f = 50Hz, hiệu điện thế hai đầu cuộn sơ cấp là U1 = 220V, cường độ hiệu dụng qua cuộn sơ cấp là I1= 0,032A = A, công suất tiêu thu của mạch thứ cấp là P = 5W, hiệu suất của máy biến thế bằng 1. Tính R,L. *Học sinh làm việc theo nhóm, tìm kết quả bài toán theo trình tự dẫn dắt của giáo viên; +Hiệu điện thế hai đầu cuộn thứ cấp: U2 = 10V. +Cường độ dòng điện trong mạch cuộn thứ cấp: I2 = I1 = 0,7A = (A) +Điện trở của mạch thứ cấp: R = = 10W. +Dung kháng của tụ điện ZC = 15W. + Tổng trở mạch thứ cấp: Z = 10W => Có hai giá trị cảm kháng thoả mãn điều kiện bài toán: + ZL1 = 25W => L1 = 0,08H; + ZL1 = 5W => L1 = 0,016H; Hoạt động 4: Củng cố bài học và định hướng nhiệm vụ học tập tiếp theo: HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên khắc sâu phương pháp tính hao phí trên đường dây tải điện; *Giáo viên khắc sâu kiến thức về hiệu suất truyền tải điện năng và hiệu suất của máy biến thế. *Giáo viên yêu cầu học sinh về nhà chuẩn bị cho tiết học sau. *Học sinh tiếp nhận thông tin, nhận thức phương pháp giải các dạng toán cơ bản liên quan đến máy biến thế. *Học sinh nhận nhiệm vụ học tập theo yêu cầu của giáo viên. PHIẾU HỌC TẬP Câu 1: Một máy biến áp có cuộn sơ cấp gồm 2000 vòng, cuộn thứ cấp gồm 100 vòng; điện áp và cường độ ở mạch sơ cấp là 120V, 0,8A. Điện áp và công suất ở cuộn thứ cấp là: A. 6V; 96W B. 240V; 96W C. 6V; 4,8W D. 120V; 48W Câu 2: Công suất hao phí dọc đường dây tải có hiệu điện thế 500kV, khi truyền đi một công suất điện 12000kW theo một đường dây có điện trở là bao nhiêu? A. 1736kW B. 576kW C. 5760W D. 57600W Câu 3: Một máy phát điện xoay chiều có công suất P = 1MW. Dòng điện do máy phát ra được tăng thế và truyền đi xa bằng một đường dây có điện trở . Công suất hao phí điện năng trên đường dây là bao nhiêu khi hiệu điện thế được đưa lên đường dây 220kV? A. = 113,6W B. = 113,6kW C. = 516,5kW D. = 516,5W Câu 4: Một máy phát điện xoay chiều có công suât 1000kW. Dòng điện nó phát ra sau khi tăng thế được truyền đi xa bằng một đường dây có điện trở . Biết hiệu điện thế được đưa lên đường dây 110kV. Hao phí điện năng trên đường dây là: A. = 1652W B. = 165,2W C. = 18181W D. = 1,818W Câu 5: Người ta dùng một máy biến thế để đưa điện thế đường dây chính U1=10kV hạ xuống U2=240V để đưa vào nhà sử dụng khoảng cách từ nhà máy đến nhà dài 2,6km. Với điện trở của mỗi mét là r = . Công suất đầu ra của máy biến thế là 12kW. Cường độ dòng điện chạy trong đường dây dẫn vào nhà và năng lượng hao phí trên đường dây là bao nhiêu? A. I = 1A; Php = 104W B. I = 20A; Php = 20,8W C. I = 5A; Php = 13W D. I = 50A; Php = 130W Tiết 46 MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU A. MỤC TIÊU BÀI DẠY: 1. Kiến thức: Mô tả được sơ đồ cấu tạo và giải thích được nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều một pha; Mô tả được sơ đồ cấu tạo và giải thích được nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều ba pha; 2. Kĩ năng: Vận dụng kiến thức về hiện tượng cảm ứng điện từ để giải thích được nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều. 3. Giáo dục thái độ: B. CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH: 1. Giáo viên: Chuẩn bị các mô hình máy phát điện xoay chiều một pha, ba pha và sơ đồ chỉnh lưu dòng điện xoay chiều đối với các mạch chỉnh lưu; 2. Học sinh: Ôn lại các kiến thức về hiện tượng cảm ứng điện từ và định luật Lenz. C. CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY VÀ HỌC: Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ, điều kiện xuất phát - Đề xuất vấn đề: HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên yêu cầu học sinh nêu định nghĩa máy biến áp, công thức của máy biến áp; *Giáo viên yêu cầu học sinh làm bài tập 5/sgk – 91; *Giáo viên nhận xét và cho điểm. *Giáo viên đặt vấn đề, nêu mục tiêu bài học. *Học sinh tái hiện lại kiến thức để trả lời câu hỏi theo yêu cầu của giáo viên; *Học sinh lên bảng giải bài tập theo yêu cầu của giáo viên; *Học sinh tiếp nhận thông tin, nhận thức vấn đề cần nghiên cứu. Hoạt động 2: Tìm hiểu cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều một pha: HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên yêu cầu học sinh quan sát mô hình máy phát điện và trình tự dẫn dắt học sinh cấu tạo của máy phát điện xoay chiều một pha. *Giáo viên giới thiệu phần cảm: +Nhiệm vụ: Tạo ra từ thông biến thiên để gây ra hiện tượng cảm ứng điện từ; +Yêu cầu học sinh quan sát và nhận xét về cấu tạo. *Giáo viên giới thiệu phần ứng: +Nhiệm vụ: Tạo ra dòng điện cảm ứng; +Yêu cầu học sinh quan sát và nhận xét cấu tạo. *Giáo viên yêu cầu học sinh làm việc theo nhóm, phân tích và trình tự trình bày hoạt động của máy phát điện xoay chiều một pha. *Giáo viên nêu công thức tính tần số của dòng điện cảm ứng. *Giáo viên nêu nguyên tắc tạo ra suất điện động có giá trị lớn. *Giáo viên nêu chú ý như sách giáo khoa. *Học sinh quan sát mô hình và nhận thức được cấu tạo và nguyên tắc hoạt động; *Học sinh nắm được cấu tạo gồm hai bộ phận chính là phần cảm và phần ứng. *Học sinh nắm được nhiệm vụ phần cảm là tạo ra từ thông biến thiên để gây ra hiện tượng cảm ứng điện từ; *Học sinh quan sát và nhận xét về cấu tạo: là một vòng tròn có trục quay D, trên đó có gắn p nam châm quay quanh trục D một tấn số n vòng/giây. *Học sinh nắm được nhiệm vụ của phần ứng là tạo ra dòng điện cảm ứng; *Dựa vào cấu tạo của phần cảm, học sinh nhận xét về số cuộn dây là 2p mắc nối tiếp với nhau. *Học sinh làm việc theo nhóm, tìm nguyên tắc hoạt động của máy; *Học sinh tiếp nhận công thức tính tần số của dòng điện xoay chiều do máy phát ra; *Học sinh nắm được nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều với suất điện động lớn; *Học sinh tiếp nhận kiến thức. Hoạt động 3: Tìm hiểu cấu tạo và nguyên tắc của máy phát điện xoay chiều ba pha: HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên giới thiệu khái niệm về máy phát điện xoay chiều ba pha: Là mày tạo ra ba suất điện động xoay chiều hình sin cùng tần số, cùng biên độ và lệch pha nhau (rad) về pha. *Giáo viên cho học sinh xem mô hình máy phát điện xoay chiều ba pha, yêu cầu học sinh nhận xét về cấu tạo của máy. *Giáo viên nhấn mạnh: +Phần ứng của máy đóng vai trò là stator; +Phần cảm của máy đóng vai trò là rotor. *Giáo viên trình tự dẫn dắt học sinh nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều ba pha. *Giáo viên yêu cầu học sinh tìm phương pháp tạo ra được dòng điện ba pha với suất điện động lớn; *Học sinh thảo luận theo nhóm, tìm khái niệm về dòng điện xoay chiều ba pha, từ đó tiếp nhận khái niệm về máy phát điện xoa