Giáo án kì 2 Vật lí 9 cánh diều

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- – GV yêu cầu HS thảo luận nhóm đôi trả lời Câu hỏi 1 (SGK – tr51) Nêu thêm một số ví dụ chứng tỏ dòng điện có năng lượng. Với mỗi ví dụ, cho biết năng lượng của dòng điện đã biến đổi thành dạng năng lượng nào.

- GV yêu cầu HS thảo luận theo cặp để dự đoán năng lượng của dòng điện phụ thuộc vào những yếu tố nào và nêu căn cứ dự đoán của mình.

- GV tổ chức cho HS thảo luận theo nhóm để thiết kế các phương án thí nghiệm kiểm tra những dự đoán đó.

- GV đặt câu hỏi cho HS: Để kiểm tra dự đoán về sự phụ thuộc của năng lượng của dòng điện vào điện trở và thời gian, nếu trong các lần thí nghiệm, chúng ta thay đổi cả điện trở và thời gian đo thì có thể kiểm tra được dự đoán này hay không?

GV chốt lại phương án kiểm tra sự phụ thuộc của năng lượng của dòng điện vào các yếu tố. 

- GV nhấn mạnh nguyên tắc chung: Để kiểm tra xem năng lượng của dòng điện có phụ thuộc vào một yếu tố nào đó (cường độ dòng điện, thời gian, hiệu điện thế, điện trở) hay không, ta chỉ thay đổi yếu tố cần kiểm tra và cần giữ nguyên các yếu tố khác.

- GV yêu cầu HS đọc mục tìm hiểu thêm về những phương án thí nghiệm được Joule tiến hành để tìm hiểu mối liên hệ giữa năng lượng của dòng điện với cường độ dòng điện, điện trở, thời gian, sau đó thảo luận trả lời các câu hỏi của mục 1 này.

 Tìm hiểu 1 (SGK – tr53) Em hãy tìm hiểu vì sao lại mắc hai điện trở nối tiếp khi tiến hành thí nghiệm ở hình 10.3.

Em hãy tìm hiểu vai trò của biến trở ở thí nghiệm hình 10.4.

- GV nêu công thức tính năng lượng của dòng điện. Sau đó, yêu cầu HS trả lời Câu hỏi 2 (SGK – tr53). Cho mạch điện gồm một điện trở R mắc với hai đầu nguồn điện có hiệu điện thế không đổi U. Tính năng lượng điện điện trở tiêu thụ trong thời gian t?

- GV yêu cầu HS làm việc theo cặp thảo luận trả lời các câu hỏi ở mục 3 của phần tìm hiểu thêm.

Tìm hiểu 3 (SGK – tr53)  Từ định luật Joule Lenz và định luật Ohm, hãy chứng minh rằng năng lượng của dòng điện trong một đoạn mạch được tính bằng công thức W = UIt.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS quan sát hình ảnh, lắng nghe và trả lời các câu hỏi GV đưa ra. 

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời đại diện HS trả lời, đưa ra ý kiến của bản thân về nội dung:

*Trả lời Câu hỏi 1 (SGK – tr51)

- Một số ví dụ chứng tỏ dòng điện có năng lượng:

+ Dòng điện chạy qua bàn là làm bàn là nóng lên: năng lượng của dòng điện đã biến đổi thành nhiệt năng.o0o0

+ Dòng điện chạy qua bóng đèn sợi đốt làm bóng đèn sáng và nóng lên: năng lượng của dòng điện đã biến đổi thành quang năng và nhiệt năng.

*Trả lờiTìm hiểu 1 (SGK – tr53)

- Để khảo sát sự phụ thuộc của năng lượng điện vào điện trở, ta cần giữ cho cường độ dòng điện trong hai bình như nhau. Trên thực tế, do nhiệt độ thay đổi, cường độ dòng điện trong các mạch điện thường biến thiên theo thời gian nên để đảm bảo cường độ dòng điện chạy qua hai điện trở luôn như nhau thì chúng được mắc nối tiếp như trong hình 10.3 trang 53 SGK.

- Để khảo sát sự phụ thuộc năng lượng điện vào cường độ dòng điện, ta phải đo năng lượng điện trong các trường hợp cường độ dòng điện khác nhau. Tuy nhiên, trong mỗi trường hợp đo năng lượng điện, cần phải giữ nguyên cường độ dòng điện qua bình trong một khoảng thời gian. Trên thực tế, đo nhiệt độ trong bình thay đổi, cường độ dòng điện trong mạch điện thường biến thiên theo thời gian nên để đảm bảo cường độ dòng điện chạy qua bình không đổi, ta điều chỉnh biến trở ở thí nghiệm hình 10.4 trang 53 SGK.

*Trả lờiCâu hỏi 2 (SGK – tr53)

 Năng lượng điện trở tiêu thụ trong thời gian t là: W =UIt.

Thay vào công thức trên ta có: 

*Trả lờiTìm hiểu 2 (SGK – tr53)

Trong đoạn mạch chỉ có điện trở, năng lượng của dòng điện được chuyển hoá thành nhiệt lượng. Theo định luật Joule – Lenz:

   (1)

Định luật Ohm: 

Thay (2) vào (1) ta có: W = I.U.t

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV đánh giá, nhận xét kết quả thảo luận của HS, thái độ làm việc của HS trong nhóm.

- GV tổng kết về nội dung Năng lượng của dòng điện và chuyển sang nội dung Công suất điện 

I. NĂNG LƯỢNG CỦA DÒNG ĐIỆN  

1. Dòng điện mang năng lượng  

Dòng điện có năng lượng. Khi dòng điện chạy qua các thiết bị điện, năng lượng của dòng điện có thể chuyển hoá thành các dạng năng lượng khác như: nhiệt năng, quang năng, cơ năng, …

2. Công thức tính năng lượng của dòng điện 

- Công thức tính năng lượng của dòng điện trong một đoạn mạch:

Trong đó: 

+ U là hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch, đơn vị là Vôn (V)

+ I là cường độ dòng điện, đơn vị đo là ampe (A)

+ t là thời gian dòng  điện chạy qua mạch điện đơn vị đo là giây(s)

+ W là năng lượng của dòng điện (lượng năng lượng điện mà đoạn mạch tiêu thụ), đơn vị đo là Jun (J)

1J  = 1V.1A.1s

Ngoài ra điện năng còn có đơn vị đo bằng kW.h

1kW.h= 1000W.3600s =3600000W.s = 3600000J = 3,6.10⁶J

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1. GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV yêu cầu HS nhắc lại khái niệm công suất đã học và yêu cầu HS suy ra khái niệm công suất điện. Sau đó đối chiếu khái niệm đã suy ra với khái niệm công suất điện trong SGK.

- GV yêu cầu HS thảo luận theo cặp trả lời CH3 trang 55 SGK. Xét trường hợp đoạn mạch có điện trở R, hãy chứng tỏ rằng công suất điện của đoạn mạch đó có thể được tính theo công thức:

- GV yêu cầu HS tìm hiểu ý nghĩa công suất điện định mức của thiết bị điện trong SGK và thảo luận theo cặp trả lời CH4 trang 55 SGK. Trên một bóng đèn có ghi 12 V – 3 W. Để bóng đèn sáng bình thường thì cần đặt vào hai đầu bóng đèn một hiệu điện thế bằng bao nhiêu? Khi đó, trong một giây, bóng đèn tiêu thụ một năng lượng điện là bao nhiêu?

- GV yêu cầu HS làm việc theo cặp thảo luận trả lời các câu hỏi trong mục 2 của phần tìm hiểu thêm. Để đo năng lượng điện tiêu thụ của gia đình, ta dùng đồng hồ đo năng lượng điện hay còn gọi là công tơ điện. Hãy ước tính năng lượng điện tiêu thụ của gia đình em trong một ngày. Làm thế nào để kiểm tra kết quả ước tính đó có phù hợp với thực tế hay không?

Bước 2. HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS làm việc cá nhân kết hợp với hoạt động nhóm (mỗi nhóm 3 – 4 HS,…) thảo luận trả lời các câu hỏi nhiệm vụ GV đưa ra 

- GV quá trình học tập của HS, hỗ trợ khi cần.

Bước 3. Báo cáo kết quả hoạt động, thảo luận

- Đại diện HS của các nhóm lên trình bày kết quả thảo luận.

*Trả lời Luyện tập 3 (SGK – tr55):

Công suất điện của đoạn mạch:

Theo định luật Ohm: hay

Thay (4) vào (3) ta có:

Thay (5) vào (4) ta có:

*Trả lời Câu hỏi 4 (SGK – tr55):

- Trên bóng đèn có ghi 12 V – 3 W tức là để bóng đèn sáng bình thường, cần đặt vào hai đầu bóng đèn một hiệu điện thế bằng 12 V. Khi đó, trong một giây, bóng đèn tiêu thụ một năng lượng điện là 3 J.

*Trả lời Tìm hiểu 2 (SGK – tr55):

 Để ước tính năng lượng điện tiêu thụ của gia đình trong một ngày cần tính tổng công suất của tất cả thiết bị và tổng thời gian trung bình sử dụng thiết bị đó trong một ngày. Sau đó, vận dụng công thức tính năng lượng của dòng điện W = 9t để ước tính năng lượng điện tiêu thụ của gia đình trong một ngày.

Để kiểm tra kết quả ước tính đó có phù hợp với thực tế hay không, cần ghi lại số chỉ công tơ điện trong một số ngày và tính trung bình năng lượng điện tiêu thụ của gia đình trong một ngày.

- Các nhóm khác nhận xét, bổ sung, đánh giá. 

Bước 4. Đánh giá kết quả thực hiện

- GV đánh giá, nhận xét kết quả thảo luận của HS, thái độ làm việc của HS trong nhóm.

- GV chuẩn hóa kiến thức, yêu cầu HS ghi chép vào vở.

- GV kết luận về công suất điện và chuyển sang nội dung luyện tập 

II. CÔNG SUẤT ĐIỆN 

1. Công suất điện 

- Công suất điện của một đoạn mạch là năng lượng điện mà đoạn mạch điện đó tiêu thụ trong một đơn vị thời gian: 

Trong đó:

+ U là hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch, đơn vị là Vôn (V)

+ I là cường độ dòng điện, đơn vị  là ampe (A)

+ là công suất điện, đơn vị là oát (W)

2. Công suất điện định mức của dụng cụ điện 

Trên mỗi dụng cụ điện thường ghi hiệu điện thế định mức và công suất điện định mức của dụng cụ điện đó 

- Để dụng cụ điện hoạt động bình thường, cần mắc nó với hiệu điện thế bằng hiệu điện thế định mức của dụng cụ điện. Khi đó, công suất điện mà dụng cụ điện tiêu thụ bằng công suất điện định mức. 

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Nhiệm vụ 1: Thí nghiệm với nam châm vĩnh cửu

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV yêu cầu HS thảo luận chung hoặc theo nhóm để trả lời CH1 trang 57 SGK: Khi dùng nam châm vĩnh cửu tạo ra dòng điện trong cuộn dây dẫn kín, làm thế nào để nhận biết trong cuộn dây dẫn kín có xuất hiện dòng điện cảm ứng?

- GV yêu cầu các nhóm HS nhận thiết bị và tiến hành thí nghiệm theo các bước hướng dẫn trang 57 SGK. 

- Các nhóm tiến hành thí nghiệm, thảo luận về cách dùng nam châm kết hợp với cuộn dây dẫn được nối kín (với 2 đèn LED hoặc điện kể) đề tạo ra dòng điện.

 Thực hiện thí nghiệm theo các trường hợp dưới đây. Quan sát hai đèn LED ở mỗi trường hợp.

+ Đặt nam châm vĩnh cửu và cuộn dây dẫn kín có hai đèn LED nằm yên ở gần nhau (hình 11.2).

+ Di chuyển nam châm vĩnh cửu ra xa rồi lại gần cuộn dây dẫn kín có hai đèn LED.

=> Từ kết quả thí nghiệm, rút ra nhận xét về việc dùng nam châm vĩnh cửu tạo ra dòng điện.

- GV yêu cầu đại diện một nhóm HS báo cáo, hoàn thiện các ý kiến.

- GV chốt lại kết luận sau khi làm thí nghiệm, yêu cầu HS trả lời CH2 trang 57 SGK. Ở sơ đồ mạch điện hình 11.3, nếu dòng điện chạy qua cuộn dây dẫn theo chiều từ A đến B và ngược lại từ B đến A, em hãy cho biết mỗi đèn LED sáng tối như thế nào?

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS quan sát hình ảnh, lắng nghe và trả lời các câu hỏi GV đưa ra. 

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời đại diện HS trả lời, đưa ra ý kiến của bản thân về nội dung:

*Trả lời Câu hỏi 1 (SGK – tr57)

Mắc cuộn dây với đèn LED tạo thành mạch kín, nếu trong cuộn dây xuất hiện dòng điện thì đèn LED sẽ sáng

*Trả lời Thực hành Hình 11.2 (SGK – tr57)

Nhận xét: Khi đưa một cực của nam châm vĩnh cửu lại gần hoặc ra xa cuộn dây dẫn kín thì thấy đèn LED phát sáng (cường độ sáng thay đổi khi di chuyển nam châm) tức là trong cuộn dây dẫn kín xuất hiện dòng điện cảm ứng.

*Trả lời Câu hỏi 2 (SGK – tr57)

Đèn LED chỉ cho dòng điện đi qua theo 1 chiều nên:

- Nếu dòng điện chạy qua cuộn dây dẫn theo chiều từ A đến B đèn: LED 1 sáng, LED 2 tối.

- Nếu dòng điện chạy qua cuộn dây dẫn theo chiều từ B đến A đèn: LED 1 tối, LED 2 sáng.

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV đánh giá, nhận xét kết quả thảo luận của HS, thái độ làm việc của HS trong nhóm.

- GV tổng kết về nội dung Thí nghiệm với nam châm vĩnh cửu và chuyển sang nội dung Thí nghiệm với nam châm điện 

I. Dùng nam châm tạo ra dòng điện 

1. Thí nghiệm với nam châm vĩnh cửu 

- Thí ngiệm: (H11.2/SGK T57)

- Kết quả:  Dòng điện xuất hiện trong cuộn dây dẫn kín khi:

+ Di chuyển nam châm lại gần cuộn dây.

+ Di chuyển nam châm ra xa cuộn dây.

* Nhận xét 1: Dòng điện xuất hiện trong cuộn dây dẫn kín khi ta đưa một cực của nam châm lại gần hay ra xa một đầu cuộn dây đó hoặc ngược lại.

Nhiệm vụ 2: Thí nghiệm với nam châm điện 

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV có thể thực hiện thí nghiệm biểu diễn cho HS quan sát về việc dùng nam châm điện tạo ra dòng điện cảm ứng 

- GV yêu cầu HS đọc mục I.2 trang 58 SGK để thực hiện các nhiệm vụ sau:

+ Kể tên các dụng cụ thí nghiệm trong hình 11.4 trang 58 SGK.

+ Mô tả lại các bước làm thí nghiệm.

+ Nêu kết quả thu được (trường hợp nào có dòng điện).

- GV yêu cầu đại diện các nhóm trình bày kết quả làm thí nghiệm/ hay tìm hiểu thí nghiệm và trao đổi

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS quan sát hình ảnh, lắng nghe và trả lời các câu hỏi GV đưa ra. 

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời đại diện HS trả lời, đưa ra ý kiến của bản thân về nội dung:

*Trả lời Thí nghiệm Hình 11.4 (SGK – tr58)

- Chuẩn bị: Nam châm điện, cuộn dây dẫn có hai đầu nối với điện kế tạo thành mạch điện kín, nguồn điện, các dây nối, khóa K.

- Tiến hành thí nghiệm và thảo luận

+ Đặt nam châm điện trong lòng của cuộn dây dẫn kín. Dùng dây nối nam châm điện với nguồn điện qua khóa K.

+ Thực hiện thí nghiệm và quan sát kim điện kế theo các trường hợp dưới đây: đóng khóa K, mở khóa K, giữ dòng điện qua nam châm điện ổn định.

- Kết quả thu được: 

+ Khi đóng khóa K và mở khóa K ta thấy kim điện kế lệch khỏi vị trí cân bằng 0.

+ Khi giữ dòng điện qua nam châm điện ổn định thì kim điện kế ở vị trí 0.

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV đánh giá, nhận xét kết quả thảo luận của HS, thái độ làm việc của HS trong nhóm.

- GV tổng kết về nội dung Thí nghiệm với nam châm điện và chuyển sang nội dung Điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng 

1. Thí nghiệm với nam châm điện 

-  Thí ngiệm: (H11.4/SGK T58)

-  Kết quả: Dòng điện xuất hiện:  

+ Trong khi đóng mạch điện của nam châm điện.

+ Trong khi ngắt mạch điện của nam châm điện.

 * Nhận xét 2: Dòng điện xuất hiện ở cuộn dây dẫn kín trong thời gian đóng và ngắt mạch của nam châm điện, nghĩa là trong thời gian dòng điện của nam châm điện biến thiên.