Giáo án điện tử chuyên đề vật lí 12 kết nối bài 1: Đặc trưng của dòng điện xoay chiều

BÀI 1: ĐẶC TRƯNG CỦA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

Kính chào các thầy cô giáo cùng các em học sinh thân mến!

A. KHỞI ĐỘNG

Điện lưới cung cấp trong các hộ gia đình là dòng điện xoay chiều. Vậy dòng điện xoay chiều có đặc điểm gì?

Gợi ý trả lời:

Dòng điện xoay chiều có các đặc điểm sau: có giá trị thay đổi, có chiều thay đổi luân phiên, có tần số, có giá trị tức thời, giá trị hiệu dụng, giá trị cực đại, có đồ thị hình sin,…

B. HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

Hoạt động 1. Tìm hiểu đại lượng đặc trưng của dòng điện xoay chiều.

- Nhiệm vụ 1: Nếu nối hai đầu khung dây với mạch ngoài thành mạch điện kín thì

- Nhiệm vụ 2: Từ các biểu thức trên, hãy thảo luận nhóm để mô tả ý nghĩa của các đại lượng

Dự kiến sản phẩm:

I. ĐẠI LƯỢNG ĐẶC TRƯNG CỦA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

- Khi biểu thức cường độ dòng điện xoay chiều qua một đoạn mạch có dạng:

i = I₀cos(ωt + φ_i) (A)

thì điện áp xoay chiều giữa hai đầu đoạn mạch đó là

u = U₀cos(ωt + φ_u) (V)

- Giá trị hiệu dụng của cường độ dòng điện và điện áp xoay chiều này lần lượt là:

Trong đó:

- i (A) và u (V) là giá trị cường độ dòng điện và điện áp xoay chiều giữa hai đầu đoạn mạch tại thời điểm t, gọi là giá trị tức thời.

- I₀ (A) và U₀ (V) là các giá trị cực đại của cường độ dòng điện và điện áp xoay chiều.

- ω là tần số góc của dòng điện, đơn vị rad/s.

- φ_i và φ_u là pha ban đầu của cường độ dòng điện và điện áp xoay chiều, đơn vị rad.

- Chu kì T (s) của dòng điện xoay chiều được xác định là:

- Tần số f (Hz) của dòng điện xoay chiều được xác định là:

Hoạt động 2. Đề xuất phương án đo đại lượng đặc trưng của dòng điện xoay chiều

HS hoàn thành phiếu học tập số 2

Dự kiến sản phẩm:

Hoạt động 3. Thực hành đo tần số và điện áp hiệu dụng của dòng điện xoay chiều

HS hoàn thành Phiếu học tập số 3.

Dự kiến sản phẩm:

A. Đo tần số dòng điện xoay chiều

+ Tiến hành: 

Bước 1: Lắp ráp dụng cụ theo sơ đồ mạch điện đề xuất.

Bước 2: Đặt tần số đầu ra máy phát âm tần ở 50 Hz.

Bước 3: Điều chỉnh máy phát âm tần để điện áp đầu ra lần lượt là 1,0 V; 1,5 V; 2,0 V.

Bước 4: Đọc giá trị tần số dòng điện xoay chiều trên đồng hồ đo điện năng và ghi giá trị vào Phiếu học tập số 3.

B. Đo điện áp xoay chiều giữa hai đầu điện trở R

+ Tiến hành:

Bước 1: Lắp ráp dụng cụ theo sơ đồ mạch điện đề xuất.

Bước 2: Điều chỉnh máy phát âm tần để điện áp đầu ra luôn là 2V.

Bước 3: Thay đổi tần số đầu ra máy phát âm tần lần lượt theo các giá trị: 50 Hz, 75 Hz, 100 Hz.

Bước 4: Đọc giá trị điện áp xoay chiều trên đồng hồ đo điện đa năng và ghi các giá trị vào Phiếu học tập số 3.

....................................

C. LUYỆN TẬP

Khoanh tròn vào câu trả lời đúng:

Câu 1: Với dòng điện xoay chiều, giá trị hiệu dụng của cường độ dòng điện xoay chiều được xác định theo công thức nào?

A.

B.

C.

D.

Câu 2: Điện áp tức thời của một đoạn mạch có dạng

u = 40cos100πt (V)

Tần số góc của dòng điện là bao nhiêu?

A. 100π rad/s.

B. 50 Hz.

C. 100π Hz.

D. 50 rad/s.

Câu 3: Cường độ dòng điện tức thời giữa hai đầu đoạn mạch có dạng

i = 8cos(20πt + π) (A)

Cường độ dòng điện cực đại giữa hai đầu đoạn mạch đó là bao nhiêu?

A. .

B. .

C. 8 A.

D. 4 A.

Câu 4: Cho điện áp tức thời của một đoạn mạch có dạng và cường độ dòng điện tức thời của đoạn mạch đó là (A). Công suất tiêu thụ của đoạn mạch là:

A. 360 W.

B. 180 W.

C. 120 W.

D. 60 W.

Câu 5: Giá trị điện áp xoay chiều trên đồng hồ đo điện đa năng cho biết giá trị điện áp

A. cực đại.     

B. hiệu dụng.

C. trung bình.     

D. tức thời.

Gợi ý trả lời:

D. VẬN DỤNG

1. Tìm hiểu dòng điện xoay chiều trong gia đình: tần số, điện áp cực đại, điện áp hiệu dụng.

2. Tìm hiểu về công suất của bàn là, máy sấy tóc: tính cường độ dòng điện hiệu dụng qua bàn là, máy sấy tóc.

Hướng dẫn về nhà:

- Xem lại kiến thức đã học ở bài 1.

- Hoàn thành các bài tập nội dung Vận dụng.

- Xem trước nội dung Bài 2: Đoạn mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp.

Cảm ơn sự quan tâm và theo dõi nhiệt tình của thầy cô và các em, hẹn gặp lại!