PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1

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

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV yêu cầu làm việc cá nhân, nghiên cứu SGK và rút ra biểu thức điện áp và dòng điện xoay chiều.

- GV có thể chuẩn bị nội dung liên quan và yêu cầu HS tìm hiểu thêm (đính kèm phía dưới Hoạt động).

- GV chia lớp thành các nhóm 4-6 HS.

- GV yêu cầu HS thảo luận theo nhóm và hoàn thành Phiếu học tập số 1.

- Sau khi các nhóm trả lời, GV kết luận về các đại lượng đặc trưng của dòng điện xoay chiều.

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 Đại lượng đặc trưng của dòng điện xoay chiều.

- GV chuyển sang nội dung Đề xuất phương án đo đại lượng đặc trưng của dòng điện xoay chiều.

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:

TÌM HIỂU THÊM

Đặt khung dây phẳng MNPQ có tiết diện S trong từ trường đều B thì từ thông qua tiết diện khung dây là:

Nếu quay đều khung dây quanh trục OO' với tốc độ góc ω thì từ thông qua tiết diện khung dây biến thiên theo thời gian t là:

Theo định luật Faraday, suất điện động cảm ứng xuất hiện ở hai đầu khung dây là:

Trong đó, E₀ = ωBS và .

Suất điện động này chính là suất điện động xoay chiều hình sin trong khung dây.

ĐÁP ÁN PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1

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

PHIẾU HỌC TẬP SỐ 2

Sử dụng điện thoại tìm hiểu về đồng hồ đo điện đa năng để thực hiện các nhiệm vụ sau:

Nhiệm vụ 1: Thảo luận nhóm mô tả các phương pháp đo tần số, điện áp của dòng điện xoay chiều

Nhiệm vụ 2: Vẽ sơ đồ bố trí thí nghiệm sử dụng đồng hồ đo điện đa năng để đo tần số, điện áp hiệu dụng của dòng điện xoay chiều qua điện trở R.

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV yêu cầu HS tiếp tục hoạt động theo nhóm đã chia và hoàn thành nội dung Phiếu học tập số 2.

- Sau khi HS trả lời, GV nhận xét và chốt phương án đo tần số, điện áp của dòng điện xoay chiều.

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 2

(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 Đề xuất phương án đo đại lượng đặc trưng của dòng điện xoay chiều.

- GV chuyển sang nội dung Thực hành đo tần số và điện áp hiệu dụng của dòng điện xoay chiều.

II. THỰC HÀNH ĐO TẦN SỐ, ĐIỆN ÁP CỦA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

(HS hoàn thành Phiếu học tập số 2)

ĐÁP ÁN PHIẾU HỌC TẬP SỐ 2

Nhiệm vụ 1: Thảo luận nhóm mô tả các phương pháp đo tần số, điện áp của dòng điện xoay chiều

Nhiệm vụ 2: Vẽ sơ đồ bố trí thí nghiệm sử dụng đồng hồ đo điện đa năng để đo tần số, điện áp hiệu dụng của dòng điện xoay chiều qua điện trở R.

(HS tự hoàn thành nội dung trong bảng).

PHIẾU HỌC TẬP SỐ 3

1. Thực hiện thí nghiệm A: Đo tần số dòng điện xoay chiều

1.1. Thảo luận nhóm để hoàn thành nhiệm vụ sau:

1.2. Tiến hành đo và điền kết quả vào bảng sau

1.3. Nhận xét về giá trị của tần số dòng điện khi điện áp thay đổi.

1.4. Tính giá trị trung bình của tần số dòng điện.

2. Thực hiện thí nghiệm B: Đo điện áp xoay chiều giữa hai đầu điện trở

2.1. Thảo luận nhóm để hoàn thành nhiệm vụ sau:

2.2. Tiến hành đo và điền kết quả vào bảng sau:

2.3. Nhận xét về giá trị của điện áp khi tần số thay đổi.

2.4. Tính giá trị trung bình của điện áp đo được.

2.5. Giá trị điện áp đo được là giá trị cực đại hay giá trị hiệu dụng. Giải thích.

3. Thực hiện thí nghiệm khảo sát điện áp qua tụ điện hoặc cuộn dây khi tần số thay đổi

Thay điện trở bằng tụ điện hoặc cuộn dây, thực hiện các bước như thí nghiệm B để điền kết quả vào bảng sau:

Nhận xét về giá trị của điện áp khi tần số thay đổi.

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV phát dụng cụ thí nghiệm cho các nhóm (có nhóm thêm tụ điện, có nhóm thêm cuộn dây), yêu cầu HS thực hiện thí nghiệm theo hướng dẫn trong SGK, hoàn thành Phiếu học tập số 3.

- GV tiếp tục yêu cầu các nhóm HS thay điện trở R bằng tụ điện (hoặc cuộn dây) và tiến hành thí nghiệm kiểm chứng mối liên hệ giữa giá trị điện áp xoay chiều giữa hai đầu tụ điện và tần số dòng điện xoay chiều.

- Sau khi HS thảo luận và hoàn thành các nhiệm vụ trong Phiếu học tập số 3, GV nhận xét và kết luận về giá trị của tần số, điện áp xoay chiều.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin SGK, tiến hành thí nghiệm, thảo luận về kết quả thí nghiệm và rút ra kết luận về giá trị của tần số, điện áp xoay chiều.

- 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 3

(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 thực hiện:

+ Nhận xét chung về kết quả làm việc của các nhóm.

+ Chỉ ra những điểm cần lưu ý trong quá trình thực hiện thí nghiệm của các nhóm.

+ Chốt phương án đo, kết quả thí nghiệm và cách tính giá trị trung bình.

- GV kết luận về nội dung Thực hành đo tần số và điện áp hiệu dụng của dòng điện xoay chiều.

- GV chuyển sang nội dung Tìm hiểu đồ thị và biểu thức dòng điện xoay chiều, điện áp xoay chiều qua điện trở.

II. THỰC HÀNH ĐO TẦN SỐ, ĐIỆN ÁP CỦA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

+ Mục đích thí nghiệm: Đo được tần số và điện áp xoay chiều giữa hai đầu điện trở R trong đoạn mạch điện xoay chiều.

+ Dụng cụ: Điện trở R = 10 Ω, đồng hồ đo điện đa năng, bảng lắp mạch điện, dây nối, máy phát âm tần.

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.

ĐÁP ÁN PHIẾU HỌC TẬP SỐ 3

1. Thực hiện thí nghiệm A: Đo tần số dòng điện xoay chiều

1.1. Thảo luận nhóm để hoàn thành nhiệm vụ sau:

(HS tự hoàn thành nội dung trong bảng).

1.2. Tiến hành đo và điền kết quả vào bảng sau

1.3. Nhận xét về giá trị của tần số dòng điện khi điện áp thay đổi.

Giá trị tần số không thay đổi đối với điện trở.

1.4. Tính giá trị trung bình của tần số dòng điện.

f = 49,860 ± 0,002 (Hz)

2. Thực hiện thí nghiệm B: Đo điện áp xoay chiều giữa hai đầu điện trở

2.1. Thảo luận nhóm để hoàn thành nhiệm vụ sau:

(HS quan sát các dụng cụ thí nghiệm và hoàn thành bảng)

2.2. Tiến hành đo và điền kết quả vào bảng sau:

2.3. Nhận xét về giá trị của điện áp khi tần số thay đổi.

Giá trị điện áp hiệu dụng không thay đổi đối với điện trợ.

2.4. Tính giá trị trung bình của điện áp đo được.

U = 5,30 ± 0,08 (V)

2.5. Giá trị điện áp đo được là giá trị cực đại hay giá trị hiệu dụng. Giải thích.

Giá trị điện áp đo được bằng đồng hồ đo điện đa năng là giá trị hiệu dụng, không phải giá trị tức thời hay giá trị cực đại.

3. Thực hiện thí nghiệm khảo sát điện áp qua tụ điện hoặc cuộn dây khi tần số thay đổi

Thay điện trở bằng tụ điện hoặc cuộn dây, thực hiện các bước như thí nghiệm B để điền kết quả vào bảng sau:

(HS tiến hành thí nghiệm hoàn thành nội dung trong bảng).

Nhận xét về giá trị của điện áp khi tần số thay đổi: Giá trị tần số và điện áp hiệu dụng có thay đổi đối với tụ điện hoặc cuộn dây.

PHIẾU HỌC TẬP SỐ 4

Quan sát đồ thị cường độ dòng điện và điện áp xoay chiều trong Hình 1.2a và Hình 1.2b, SGK – tr8 thực hiện các nhiệm vụ sau:

Nhận xét về mối liên hệ giữa U, I và R, giữa u, i và R.

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV chiếu hình ảnh đồ thị cường độ dòng điện xoay chiều qua điện trở R (a) và điện áp xoay chiều (b) giữa hai đầu điện trở đó (hình 1.2) cho HS quan sát.

- GV yêu cầu HS thảo luận theo nhóm và hoàn thành nội dung Phiếu học tập số 4.

- Sau khi HS trả lời, GV nhận xét và kết luận về sự đồng pha giữa i, u và mối liên hệ U = IR để rút ra định luật Ohm đối với dòng điện xoay chiều qua điện trở như với dòng điện không đổi.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin SGK, quan sát hình ảnh, 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 4

(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 đồ thị và biểu thức dòng điện xoay chiều, điện áp xoay chiều qua điện trở.

- GV chuyển sang nội dung Tìm hiểu công suất cực đại và công suất trung bình.

II. THỰC HÀNH ĐO TẦN SỐ, ĐIỆN ÁP CỦA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

(HS hoàn thành Phiếu học tập số 4)

ĐÁP ÁN PHIẾU HỌC TẬP SỐ 4

Quan sát đồ thị cường độ dòng điện và điện áp xoay chiều trong Hình 1.2a và Hình 1.2b, SGK – tr8 thực hiện các nhiệm vụ sau:

Nhận xét về mối liên hệ giữa U, I và R, giữa u, i và R:

Ta có:

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV giới thiệu nội dung công suất tỏa nhiệt trên điện trở R theo SGK – tr9.

- GV yêu cầu HS thảo luận theo nhóm đôi, nghiên cứu SGK và thực hiện biến đổi lượng giác để khử giá trị bình phương, để thu được biểu thức (1.7) trong SGK.

- GV có thể gợi ý HS công thức hạ bậc lượng giác.

- GV yêu cầu HS tiếp tục thảo luận theo nhóm đôi và trả lời nội dung Hoạt động (SGK – tr10)

So sánh công suất tỏa nhiệt trung bình với công suất cực đại của dòng điện xoay chiều hình sin chạy qua điện trở R.

- Sau khi HS trả lời, GV nhận xét và kết luận về công suất cực đại và công suất trung bình của dòng điện xoay chiều.

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 Hoạt động (SGK – tr10)

Công suất tỏa nhiệt trung bình nhỏ hơn một nửa so với công suất cực đại của dòng điện xoay chiều hình sin chạy qua điện trở R.

- 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 công suất cực đại và công suất trung bình.

- GV chuyển sang nội dung Luyện tập.

II. THỰC HÀNH ĐO TẦN SỐ, ĐIỆN ÁP CỦA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

- Cho dòng điện xoay chiều có i = I₀cos(ωt + φ_i) chạy qua điện trở thuần R. Xét trong khoảng thời gian Δt rất ngắn, coi i không đổi. Công suất tỏa nhiệt trên điện trở R là:

- Công suất tỏa nhiệt của dòng điện xoay chiều đạt giá trị cực đại khi:

và

- Giá trị trung bình của  trong một chu kì  bằng 0 nên công suất tỏa nhiệt trung bình là:

Câu 1

Câu 2

Câu 3

Câu 4

Câu 5

Câu 6

Câu 7

B

A

C

B

B

D

C