Giáo án Vật lý 9 Bài 35 Tiết 41: Các tác dụng của dòng điện xoay chiều đo cường độ và hiệu điện thế xoay chiều

Ngày chuẩn bị: 2/1/2019 Tuần 21 Bài 35 Tiết 41 CÁC TÁC DỤNG CỦA DềNG ĐIỆN XOAY CHIỀU ĐO CƯỜNG ĐỘ VÀ HIỆU ĐIỆN THẾ XOAY CHIỀU A. MỤC TIấU 1. Kiến thức: - Nờu được cỏc tỏc dụng của dũng điện xoay chiều. - Nhận biết được ampe kế và vụn kế dựng cho dũng điện một chiều và xoay chiều qua cỏc kớ hiệu ghi trờn dụng cụ. - Nờu được cỏc số chỉ của ampe kế và vụn kế xoay chiều cho biết giỏ trị hiệu dụng của cường độ hoặc của điện ỏp xoay chiều. 2. Kĩ năng: Nhận biết được tỏc dụng nhiệt, tỏc dụng quang, tỏc dụng từ của dũng điện xoay chiều. 3.Thỏi độ,phẩm chất : Thỏi độ: Nghiờm tỳc, tập trung, cẩn thận, thấy được vai trũ quan trọng của mụn lớ, yờu thớch mụn học, cú tinh thần hợp tỏc trong hoạt động nhúm Phẩm chất: sống yờu thương, sống tự chủ, sống cú trỏch nhiệm 4.Năng lực cần hỡnh thành : - Năng lực chung: năng lực tự học, năng lực giải quyết vấn đề và sỏng tạo , năng lực giao tiếp ,năng lực hợp tỏc , năng lực tớnh toỏn - Năng lực chuyờn biệt: năng lực tự học, năng lực giải quyết vấn đề và sỏng tạo, năng lực quan sỏt, năng lực vận dụng kiến thức vật lớ vào cuộc sống. B. CHUẨN BỊ 1. Giỏo viờn: *Phương phỏp dạy học:Nờu và giải quyết vấn đề * Kĩ thuật dạy học: KT động nóo, KT đặt cõu hỏi, KT chia nhúm, KT giao nhiệm vụ * Đồ dựng dạy học: Nam chõm điện, nam chõm vĩnh cửu, biến thế nguồn. Am pe kế, vụn kế xoay chiều và một chiều, dõy nối, khúa, búng đốn 3V. 2. Học sinh: - Học bài và nghiờn cứu trước nội dung bài mới. - Đồ dựng học tập, sỏch hướng dẫn học C. THỰC HIỆN TIẾT DẠY Ngày dạy : / 1/ 2019 tiết lớp 9 D. KẾ HOẠCH TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC I. Hoạt động khởi động GV nờu vấn đề : Cỏc búng đốn sợi đốt 6V, 12V.... đều khụng ghi kớ hiệu cho biết chỳng sử dụng với dũng điện một chiều hay dũng điện xoay chiều. Búng đốn sợi đốt cú thể được thắp sỏng bằng cả dũng điện một chiều và dũng điện xoay chiều hay khụng? Vụn kế, ampe kế đo hiệu điện thế và cường độ dũng điện một chiều cú thể sử dụng được với dũng điện xoay chiều hay khụng? HS hoạt động cỏ nhõn suy nghĩ tỡm cõu trả lời ( HS trả lời được hay khụng trả lời được thỡ cũng khụng sao) GV đặt vấn đề vào bài mới : Dũng điện xoay chiều cú gỡ giống và khỏc dũng điện một chiều? Đo cường độ và hiệu điện thế của dũng điện xoay chiều như thế nào ? 2. Hoạt động hỡnh thành kiến thức mới. - Phương phỏp: Dạy học theo nhúm, giải quyết vấn đề; hợp tỏc - Kỹ thuật : Đặt cõu hỏi, động nóo, chia nhúm - Định hướng phỏt triển năng lực học sinh : năng lực giải quyết vấn đề, năng lực giao tiếp, năng lực hợp tỏc, năng lực tớnh toỏn . HOẠT ĐỘNG CỦA GV VÀ HS NỘI DUNG Hoạt động 1: Tỡm hiểu tỏc dụng của dũng điện xoay chiều (7’) GV yờu cầu HS nờu cỏc tỏc dụng của dũng điện một chiều. HS: Dũng điện một chiều cú cỏc tỏc dụng : tỏc dụng nhiệt, tỏc dụng quang, tỏc dụng từ. GV: Yờu cầu HS quan sỏt hỡnh 35.1 trong SGK GV sử dụng kĩ thuật khăn phủ bàn trả lời cõu C1: Hóy mụ tả hiện tượng xảy ra trong mỗi thớ nghiệm ở hỡnh 35.1 và cho biết hiện tượng nào chứng tỏ dũng điện xoay chiều cú tỏc dụng nhiệt, tỏc dụng quang, tỏc dụng từ? HS: Quan sỏt hỡnh 35.1 trả lời cõu hỏi C1. Dũng điện làm núng búng đốn dõy túc: Dũng điện cú tỏc dụng nhiệt. Dũng điện làm sỏng búng đốn bỳt thử điện: Dũng điện cú tỏc dụng quang Dũng điện làm nam chõm điện hỳt đinh sắt: Dũng điện cú tỏc dụng từ. ? GV : Ngoài 3 tác dụng trên, theo em dòng điện xoay chiều còn có những tác dụng gì? HS: Dòng điện xoay chiều cũng có tác dụng sinh lí, như chúng ta đã biết thông thường hiệu điện thế an toàn đối với cơ thể người là dưới 40V. Mà dòng điện xoay chiều thường dùng trong sinh hoạt có hiệu điện thế 220V nên tác dụng sinh lí rất mạnh, có thể gây nguy hiểm tới tính mạng. Do đó khi sử dụng nguồn điện này chúng ta phải thật cẩn trọng và đảm bảo các quy tắc an toàn về điện. Dũng điện xoay chiều cũng cú tỏc dụng húa học. Khi cho dũng điện xoay chiều chạy qua dung dịch điện phõn thỡ dũng điện cũng cú tỏc dụng điện phõn dung dịch nhưng trong thời gian ngắn nờn ta khụng quan sỏt được kim loại bỏm vào katốt của bỡnh điện phõn như đối với dũng điện một chiều. *Lồng ghộp giỏo dục BVMT: Việc sử dụng dũng điện xoay chiều là khụng thể thiếu trong xó hội hiện đại.Sử dụng dũng điện xoay chiều để lấy nhiệt và lấy ỏnh sỏng cú ưu điểm là khụng tạo ra những chất khớ gõy hiệu ứng nhà kớnh, gúp phần bảo vệ mụi trường. Tỏc dụng từ của dũng điện xoay chiều là cơ sở chế tạo cỏc động cơ điện xoay chiều. So với cỏc động cơ điện một chiều ,động cơ điện xoay chiều cú ưu điểm khụng cú bộ gúp điện, nờn khụng xuất hiện cỏc tia lửa điện và cỏc chất khớ gõy hại cho mụi trường. Chuyển ý :Như vậy dòng điện xoay chiều cũng có hầu hết các tác dụng như dòng điện một chiều. Trong các tác dụng đó thì tác dụng từ của dòng điện xoay chiều có nhiều ứng dụng quan trọng trong kĩ thuật. Chúng ta sẽ tìm hiểu kĩ hơn về tác dụng này thông qua phần II. Hoạt động 2: Tỡm hiểu tỏc dụng từ của dũng điện xoay chiều (10’) ? Theo các em tác dụng từ của dòng điện xoay chiều và dòng điện một chiều có giống nhau hay không? Hãy cho dự đoán? - (HS dự đoán): Tác dụng từ của dòng điện xoay chiều khác tác dụng từ của dòng điện một chiều. - GV: Các em suy nghĩ và nêu phương án thí nghiệm để kiểm tra dự đoán của bạn? - Em kiểm tra dự đoán đó bằng thí nghiệm Ơxtet với dòng điện một chiều và dòng điện xoay chiều. - GV: Các em nghiên cứu câu C2, quan sát hình vẽ và nêu mục đích của thí nghiệm này. HS: Làm thí nghiệm để tìm hiểu tác dụng từ của dòng điện ? Nêu dụng cụ cần thiết để tiến hành thí nghiệm trên? HS : Dụng cụ: Nguồn điện xoay chiều, nguồn điện một chiều, ống dây, nam châm vĩnh cửu. ? Để đạt được mục đích trên, các em sẽ tiến hành thí nghiệm thư thế nào? * Mắc đúng thí nghiệm theo hình - Trường hợp 1: Làm thí nghiệm với dòng điện một chiều + Quan sát hiện tượng xẩy ra với thanh nam châm khi có dòng điện chạy qua. + Đổi chốt cắm , quan sát hiện tượng xẩy ra với thanh nam châm. - Trường hợp 2: Làm thí nghiệm tương tự như trên với dòng điện xoay chiều. GV: Cho cỏc nhúm HS làm thớ nghiệm cho nam chõm đặt dưới cuộn dõy cho dũng điện một chiều qua cuộn dõy và nờu hiện tượng, sau đú đổi chiều dũng điện qua cuộn dõy và nờu ra hiện tượng. GV: Cho cỏc nhúm HS làm thớ nghiệm với nguồn điện xoay chiều, quan sỏt hiện tượng và giải thớch. Cỏc nhúm làm thớ nghiệm và giải thớch hiện tượng và trả lời cõu C2 vào bảng nhúm. Cỏc nhúm bỏo cỏo kết quả hoạt động của nhúm mỡnh. Cỏc nhúm khỏc đặt cõu hỏi yờu cầu nhúm bỏo cỏo giải đỏp. GV nhận xột chung và sửa sai. ? Qua thí nghiệm, hãy cho biết dự đoán của bạn đúng hay sai? - GV nói: Vậy tác dụng từ của dòng điện xoay chiều và dòng điện một chiều khác nhau. Chúng khác nhau ở chỗ nào? - Với dòng điện một chiều, lúc đầu cực bắc của nam châm bị hút thì khi đổi chiều dòng điện thì cực bắc của nam châm bị đẩy. - Với dòng điện xoay chiều thì cực bắc của nam châm lần lượt bị hút đẩy. - GV nói: Cực bắc của nam châm bị hút đẩy – tức là nó đã bị lực từ tác dụng. ? Giải thích tại sao với dòng điện xoay chiều thì cực bắc của nam châm lần lượt bị hút đẩy? - Vì dòng điện xoay chiều có chiều luân phiên thay đổi . Do đó chiều lực từ tác dụng lên nam châm cũng luân phiên thay đổi. ? Hãy cho biết, chiều của lực từ phụ thuộc thế nào vào chiều của dòng điện? - Khi dòng điện qua ống dây đổi chiều thì lực từ qua ống dây có tác dụng lên nam châm cũng đổi chiều. Hoạt động chung cả lớp : Qua thớ nghiệm em cú kết luận gỡ ? HS: Trả lời : Khi dũng điện đổi chiều thỡ lực từ của dũng điện tỏc dụng lờn nam chõm cũng đổi chiều. - GV chốt lại: Khi dòng điện đổi chiều thì lực từ cũng đổi chiều. ? Dòng điện xoay chiều có những tác dụng gì? Trong các tác dụng đó, tác dụng nào phụ thuộc vào chiều dòng điện? HS trả lời Các tác dụng của dòng điện xoay chiều được ứng dụng rất nhiều trong đời sống và trong kĩ thuật. Em hãy lấy ví dụ minh hoạ? - ứng dụng tác dụng nhiệt để chế tạo nồi cơm điện, bàn là điện, ấm điện, - ứng dụng tác dụng quang để chế tạo một số loại bóng đèn chiếu sáng, - ứng dụng tác dụng từ để làm chuông điện, cần cẩu điện, loa điện,... Chuyển ý : Như vậy, các em đã nắm được các tác dụng của dòng điện xoay chiều và ứng dụng của nó trong đời sống. Vậy đo hiệu điện thế và cường độ dòng điện xoay chiều như thế nào, ta sang phần III. Hoạt động 3: Tỡm hiểu cỏc dụng cụ đo, cỏch đo cường độ và hiệu điện thế của dũng điện xoay chiều (10’) - GV yêu cầu học sinh nghiên cứu phần III.1 trong SGK/96 trong 1 phút. - GV chiếu Hình 35.4 lên màn hình. ? Hãy cho biết mạch điện trên gồm những dụng cụ gì? Cách mắc chúng như thế nào? - GV yêu cầu các nhóm mắc mạch điện như sơ đồ Hình 35.4 trong 2 phút - GV kiểm tra mạch điện của một nhóm, yêu cầu nhóm khác nhận xét. - GV khẳng định cách mắc đúng, yêu cầu HS đối chiếu với cách mắc của nhóm mình. - GV yêu cầu HS mắc mạch điện trên vào nguồn điện một chiều có U = 3V, đọc số chỉ vôn kế, đóng khoá K và đọc các số chỉ. (GV chú ý cho học sinh khi làm thí nghiệm phải đảm bảo các quy tắc an toàn về điện). - GV kiểm tra kết quả các nhóm khác. - GV nói: Ta thâý cùng nguồn điện một chiều 3V nhưng số chỉ của vôn kế trong hai trường hợp khác nhau. Ta sẽ giải thích vấn đề này trong bài học sau. ? Nếu ta đổi chiều dòng điện thì chiều quay của kim trên dụng cụ đo thay đổi thế nào? HS: Đổi chiều dũng điện thỡ chiều quay của kim trờn dụng cụ đo quay ngược chiều. - GV khẳng định câu trả lời của HS và lưu ý cho HS: Chúng ta không làm thí nghiệm này vì nếu đổi chốt cắm thì các dụng cụ đo dễ bị hỏng do mắc không đúng quy tắc. - GV chốt lại: Khi đo hiệu điện thế và cường độ dòng điện một chiều, ta phải mắc các dụng cụ đo đúng quy tắc. Nếu mắc sai sẽ không đo được. ? Vẫn mạch điện trên, nếu thay nguồn điện một chiều bởi nguồn điện xoay chiều, em thử đoán xem kim của ampe kế và vôn kế chỉ bao nhiêu? HS dự đoán cá nhân Dự đoán đúng là : Thay nguồn điện một chiều bằng nguồn điện xoay chiều cú hiệu điện thế 3V thỡ kim của vụn kế và am pe kế một chiều chỉ 0 - GV nói: Các nhóm hãy tiến hành thí nghiệm trong 2 phút để kiểm tra xem bạn nào đúng, bạn nào sai? - GV lưu ý HS: Như vậy ta không dùng được ampe kế và vôn kế một chiều để đo cường độ dòng điện và hiệu điện thế xoay chiều mà phải dùng ampe kế và vôn kế xoay chiều. - GV cho học sinh quan sát các dụng cụ đo và yêu cầu phân biệt các dụng cụ đo đó. - GV chiếu sơ đồ Hình 35.5, yêu cầu HS quan sát và so sánh với sơ đồ Hình 35.4. - GV yêu cầu các nhóm HS mắc sơ đồ mạch điện như Hình 35.5 trong 2 phút - Gv cho HS quan sát hai mạch điện đã mắc theo sơ đồ 35.4 và 35.5. ? So sánh hai mạch điện trên hình 35.4 và 35.5? HS trả lời: Cách mắc các dụng cụ trong sơ đồ Hình 35.5 tương tự cách mắc các dụng cụ trong sơ đồ Hình 35.4, tức là ampe kế xoay chiều cũng mắc nối tiếp vào mạch điện, vôn kế xoay chiều cũng mắc song song vào mạch điện. - GV yêu cầu các nhóm làm thí nghiệm sử dụng vôn kế, am-pe kế xoay chiều đo cường độ, hiệu điện thế xoay chiều trong 2 phút - GV gọi 2 học sinh đọc các giá trị đo được, sau đó đổi chỗ chốt lấy điện và gọi HS đọc lại số chỉ. ? Cách mắc ampe kế và vôn kế xoay chiều vào mạch điện có gì khác so với cách mắc ampe kế và vôn kế một chiều? - GV: Giới thiệu đồng hồ vạn năng và cách sử dụng. ? Qua phần trên, hãy cho biết dụng cụ đo hiệu điện thế và dòng điện xoay chiều? Cách nhận biết? ? Kết quả đo thay đổi như thế nào nếu ta đổi chỗ hai chốt của phích cắm vào ổ lấy điện? - GV kết luận: đó là nội dung kết luận trong SGK trang 96. Vài HS đọc GV: Thụng bỏo về giỏ trị hiệu dụng của hiệu điện thế xoay chiều và cường độ dũng điện xoay chiều. I. Tỏc dụng của dũng điện xoay chiều: C1: + TN1: Cho dòng điện xoay chiều đi qua bóng đèn dây tóc làm bóng đèn nóng sáng -> dòng điện có tác dụng nhiệt. + TN2: Dòng điện xoay chiều làm bóng đèn của bút thử điện sáng lên -> dòng điện xoay chiều có tác dụng quang. + TN3: Dòng điện xoay chiều qua nam châm điện, nam châm điện hút đinh sắt -> Dòng điện xoay chiều có tác dụng từ. II. Tỏc dụng từ của dũng điện xoay chiều: 1. Thớ nghiệm:SGK C2: - Trường hợp sử dụng dũng điện khụng đổi: Nếu lỳc đầu cực N của thanh nam chõm bị hỳt thỡ khi đổi chiều dũng điện nú sẽ bị đẩy và ngược lại. - Khi dựng dũng điện xoay chiều, thỡ cực N của nam chõm lần lượt bị hỳt, đẩy. Nguyờn nhõn là do dũng điện luõn phiờn đổi chiều. 2. Kết luận: Khi dũng điện đổi chiều thỡ lực từ của dũng điện tỏc dụng lờn nam chõm cũng đổi chiều. III. Đo cường độ dũng điện và hiệu điện thế của mạch điện xoay chiều: 1. Quan sỏt TN của giỏo viờn: a) Đổi chiều dũng điện thỡ chiều quay của kim trờn dụng cụ đo quay ngược chiều. b) Thay nguồn điện một chiều bằng nguồn điện xoay chiều cú hiệu điện thế 3V thỡ kim của vụn kế và am pe kế một chiều chỉ 0 . c) Thay vụn kế và am pe kế một chiều bằng vụn kế và am pe kế xoay chiều thỡ kim của vụn kế và am pe kế chỉ ...... Nếu đổi hai đầu phớch cắm vào ổ lấy điện thỡ kim của am pe kế và vụn kế cú quay 2. Kết luận: Đo cường độ dũng điện và hiệu điện thế của dũng điện xoay chiều bằng vụn kế và am pe kế cú ký hiệu là AC hoặc (~). Kết quả đo khụng thay đổi khi ta đổi chỗ 2 chốt của phớch cắm vào ổ lấy điện. 3. Hoạt động luyện tập. GV: Yờu cầu HS trả lời cỏc cõu hỏi: - Dũng điện xoay chiều cú những tỏc dụng gỡ? - Chiều của lực từ của dũng điện xoay chiều cú tớnh chất gỡ? - Dựng am pe kế và vụn kế cú ký hiệu như thế nào để đo cường độ dũng điện và hiệu điện thế hiệu dụng của dũng điện xoay chiều? Cú cần phõn biệt cỏc cực khụng ? - Tỏc dụng nào trong cỏc tỏc dụng sau đõy của dũng điện xoay chiều khụng phụ thuộc vào chiều của dũng điện: A. Tỏc dụng nhiệt B. Tỏc dụng từ C. Tỏc dụng quang D. Tỏc dụng sinh lớ 4. Hoạt động vận dụng. - GV: Yờu cầu HS hoạt động cỏ nhõn trả lời cõu C3 HS hoạt động cỏ nhõn trả lời cõu C3 C3: Sỏng như nhau, vỡ hiệu điện thế hiệu dụng của dũng điện xoay chiều tương đương với hiệu điện thế của dũng điện một chiều cú cựng giỏ trị. GV yờu cầu HS hoạt động cặp đụi hoàn thiện cõu C4 C4: Sau khi cụng tắc K đúng thỡ trong cuộn dõy dẫn B cú xuất hiện dũng điện cảm ứng. Vỡ dũng điện xoay chiều chạy qua cuộn dõy của nam chõm điện tạo ra một từ trường biến đổi, cỏc đường sức từ của từ trường trờn xuyờn qua tiết diện S của cuộn dõy B biến đổi. Do đú trong cuộn dõy B xuất hiện dũng điện cảm ứng. GV yờu cầu một vài cặp đụi bỏo cỏo sản phẩm của nhúm mỡnh. Cỏc cặp đụi khỏc nhận xột và sửa sai - Tại sao ổ cắm điện sử dụng trong gia đỡnh khụng cần phõn biệt cực õm ( - ), cực dương ( + ) như pin ? 5. Hoạt động tỡm tũi mở rộng. GV nờu vấn đề: Đặt một kim nam chõm ở bờn cạnh một dõy dẫn cú dũng điện xoay chiờự tần số 50Hz chạy qua, kim nam chõm đứng yờn , khụng quay, mặc dự nú vẫn chịu tỏc dụng lực từ của dũng điện.Hóy giải thớch HS: Đú là vỡ lực từ đổi chiều rất nhanh theo dũng điện, kim nam chõm cú quỏn tớnh, khụngi kịp đổi chiờự quay nờn kết quả là kim đứng yờn GV: Câu trả lời trên đã giải thích cho chúng ta hiểu tại sao trong thí nghiệm khi sử dụng ampe kế và vôn kế một chiều để đo cường độ dòng điện và hiệu điện thế xoay chiều thì kim của dụng cụ đo lại đứng yên. - Cú thể sử dụng ampe kế và vụn kế mà cỏc em đó học để đo cường độ dũng điện xoay chiều và hiệu điện thế xoay chiều được khụng? Tại sao? - Cú thể biến đổi dũng điện xoay chiều thành dũng điện một chiều được khụng? Nếu cú, cho vớ dụ về dụng cụ thực hiện việc biến đổi đú. - Học thuộc phần ghi nhớ và làm cỏc BT trong SBT. - Đọc trước bài: Truyền tải điện năng đi xa. PHIẾU HỌC TẬP 1 Thớ nghiệm về tỏc dụng từ của dũng điện xoay chiều Nguồn điện Tiến hành thí nghiệm Kết quả thí nghiệm Một chiều - Có dòng điện chạy qua ống dây. - Cực N của nam châm: .. - Đổi chiều dòng điện qua ống dây. - Cực N của nam châm: .. Xoay chiều - Có dòng điện chạy qua ống dây. - Cực N của nam châm: .. - Đổi vị trí 2 chốt cắm. - Cực N của nam châm: .. - Trường hợp sử dụng dũng điện khụng đổi: Nếu lỳc đầu cực N của thanh nam chõm bị hỳt thỡ khi đổi chiều dũng điện nú sẽ bị đẩy và ngược lại. - Khi dựng dũng điện xoay chiều, thỡ cực N của nam chõm lần lượt bị hỳt, đẩy. Nguyờn nhõn là do dũng điện luõn phiờn đổi chiều.