Giáo án chuyên đề Vật lí 12 kết nối Bài 2: Đoạn mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp

Ngày soạn:…/…/…

Ngày dạy:…/…/…

BÀI 2: ĐOẠN MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU RLC MẮC NỐI TIẾP

I. MỤC TIÊU

1. Kiến thức

Sau bài học này, HS sẽ:

• Thảo luận để thiết kế phương án hoặc lựa chọn phương án và thực hiện phương án, khảo sát được đoạn mạch xoay chiều RLC mắc nối tiếp bằng dụng cụ thực hành.

2. Năng lực

Năng lực chung: 

• Năng lực tự học: Chủ động tìm kiếm thông tin về đoạn mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp.

• Năng lực giao tiếp hợp tác: Thảo luận và hỗ trợ các thành viên trong nhóm thực hiện thí nghiệm khảo sát đoạn mạch xoay chiều RLC nối tiếp.

• Năng lực giải quyết vấn đề: Xác định và tìm hiểu về đoạn mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp.

Năng lực vật lí:

• Nêu được cấu tạo của đoạn mạch điện RLC mắc nối tiếp.

• Nêu được các công thức trong đoạn mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp.

• Khảo sát được đoạn mạch xoay chiều RLC mắc nối tiếp bằng dụng cụ thực hành.

3. Phẩm chất

• Chăm chỉ, trung thực, trách nhiệm trong học tập và thí nghiệm.

II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU:

1. Đối với giáo viên:

• SGK, SGV Chuyên đề học tập Vật lí 12, Kế hoạch bài dạy.

• Hình ảnh đoạn mạch xoay chiều RLC mắc nối tiếp.

• Máy chiếu, máy tính (nếu có).

• Phiếu học tập.

2. Đối với học sinh:

• HS mỗi nhóm: Bộ dụng cụ thí nghiệm: 1 điện trở loại R = 10 Ω; 1 cuộn dây (không có lõi thép) gồm 400 vòng dây; 1 tụ điện có điện dụng C = 2 µF; 2 đồng hồ đo điện đa năng; 1 máy phát âm tần; 1 công tắc; 1 bảng lắp mạch điện và các dây nối.

• HS cả lớp:

+ SGK Chuyên đề học tập Vật lí 12.

+ Hình vẽ liên quan đến nội dung bài học và các dụng cụ học tập theo yêu cầu của GV.

III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC

A. HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG

a. Mục tiêu: Giúp HS nhận biết được các thành phần cấu tạo của mạch RLC và xác định được vấn đề của bài học.

b. Nội dung: GV cho HS thảo luận về nội dung mở đầu trong SGK, HS phát biểu ý kiến của bản thân về mạch RLC, từ đó GV định hướng HS vào nội dung của bài học.

c. Sản phẩm học tập: HS bước đầu phát hiện vấn đề và thảo luận để nhận dạng các phần tử trong mạch điện.

d. Tổ chức thực hiện:

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV chiếu hình ảnh cấu tạo của đoạn mạch RLC nối tiếp và giới thiệu cấu tạo của đoạn mạch RLC nối tiếp.

Đoạn mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp là đoạn mạch điện có điện trở (R), cuộn dây (L) và tụ điện (C) mắc nối tiếp. Đoạn mạch này được ứng dụng phổ biến trong các thiết bị điện tử.

- GV yêu cầu HS trả lời câu hỏi: Cường độ dòng điện chạy trong mạch và điện áp đặt vào hai đầu đoạn mạch có mối quan hệ với nhau như thế nào?

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS làm việc cá nhân, nhớ lại kiến thức đại cương về dòng điện xoay chiều và trả lời câu hỏi.

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

- GV mời 1 – 2 bạn ngẫu nhiên đứng dậy trình bày câu trả lời của mình.

Gợi ý đáp án:

Cường độ dòng điện xoay chiều chạy qua điện trở có cường độ tỉ lệ thuận với điện áp giữa hai đầu điện trở đó.

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

- Sau khi HS trao đổi, phát biểu ý kiến, GV nhận xét và dẫn dắt vào bài mới: Dòng điện xoay chiều chạy qua điện trở có cường độ tỉ lệ thuận với điện áp giữa hai đầu điện trở đó. Vậy nếu thay điện trở bằng mạch RLC thì giữa cường độ dòng điện và điện áp qua hai đầu mạch có mối liên hệ như thế nào? Chúng ta cùng tìm hiểu bài học mới: Bài 2: Đoạn mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp.

B. HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

Hoạt động 1. Tìm hiểu đoạn mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp

a. Mục tiêu: HS nêu được mối quan hệ giữa cường độ dòng điện chạy trong mạch và điện áp đặt vào hai đầu đoạn mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp.

b. Nội dung: GV hướng dẫn HS thực hiện theo các hoạt động trong SGK để tìm hiểu đoạn mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp.

c. Sản phẩm: 

- Kết quả HS thực hiện các yêu cầu, gợi ý, dẫn dắt của GV để tìm hiểu đoạn mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp.

- HS hoàn thành Phiếu học tập số 1.

d. Tổ chức thực hiện:

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS	DỰ KIẾN SẢN PHẨM
Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập - GV chiếu hình ảnh sơ đồ đoạn mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp (hình 2.1) cho HS quan sát. - GV yêu cầu HS nghiên cứu SGK, thảo luận theo nhóm đôi và hoàn thành Phiếu học tập số 1. - Sau khi HS trả lời, GV kết luận về các đại lượng đặc trưng của đoạn mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp. Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập - HS đọc thông tin SGK, sau đó trao đổi, thảo luận trả lời các câu hỏi mà GV đưa ra. - GV quan sát, hướng dẫn, hỗ trợ HS (nếu cần thiết). Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận - GV mời đại diện các nhóm báo cáo kết quả thảo luận: *Trả lời Phiếu học tập số 1  (Đính kèm phía dưới Hoạt động). - GV mời HS khác nhận xét, bổ sung.  Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập - Từ kết quả thảo luận của nhóm, GV nhận xét, đánh giá quá trình HS thực hiện nhiệm vụ. - GV kết luận về nội dung Tìm hiểu đoạn mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp. - GV chuyển sang nội dung Thực hành khảo sát cường độ dòng điện và điện áp của đoạn mạch RLC mắc nối tiếp.	I. ĐOẠN MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU RLC MẮC NỐI TIẾP - Các công thức trong đoạn mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp: + Cảm kháng của cuộn dây: ZL = ωL (Ω) + Dung kháng của tụ: + Tổng trở của đoạn mạch: + Độ lệch pha giữa điện áp hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện chạy trong mạch: + Biểu thức định luật Ohm:
TRẢ LỜI PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1   Yêu cầu Nội dung trả lời Vẽ sơ đồ mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp (Như hình 2.1) Viết biểu thức của cường độ dòng điện xoay chiều trong mạch i = I0cosωt (A) Viết biểu thức của điện áp ở hai đầu điện trở uR = U0Rcosωt (V) với U0R = I0R Viết biểu thức của điện áp ở hai đầu tụ điện và dung kháng với U0C = I0ZC là dung kháng của tụ điện Viết biểu thức của điện áp ở hai đầu cuộn cảm và cảm kháng với U0L = I0ZL ZL = ωL là cảm kháng của cuộn dây  Viết biểu thức của điện áp ở hai đầu đoạn mạch RLC và tổng trở u = uR + uL + uC = U0cos(ωt + φui) (V) với U0 = I0Z là tổng trở của đoạn mạch xoay chiều RLC Biểu thức định luật Ohm của đoạn mạch RLC mắc nối tiếp

Hoạt động 2. Thực hành khảo sát cường độ dòng điện và điện áp của đoạn mạch RLC mắc nối tiếp

a. Mục tiêu: HS thực hành thí nghiệm khảo sát đoạn mạch xoay chiều RLC nối tiếp.

b. Nội dung: GV hướng dẫn HS thực hành theo các hoạt động trong SGK để khảo sát đoạn mạch xoay chiều RLC mắc nối tiếp bằng dụng cụ thực hành.

c. Sản phẩm: 

- Kết quả HS thực hiện các yêu cầu, gợi ý, dẫn dắt của GV để thực hành khảo sát cường độ dòng điện và điện áp của đoạn mạch RLC mắc nối tiếp.

- HS hoàn thành Phiếu học tập số 2.

d. Tổ chức thực hiện:

--------------- Còn tiếp ---------------