Giáo án điện tử Vật lí 11 cánh diều Chủ đề 4 Bài 3: Nguồn điện, năng lượng điện và công suất điện

NHIỆT LIỆT CHÀO MỪNG CÁC EM ĐẾN VỚI BÀI HỌC MỚI

KHỞI ĐỘNG

Vì sao lại như vậy? Làm thế nào để duy trì được dòng điện tích dịch chuyển có hướng qua một vật dẫn?

BÀI 3: NGUỒN ĐIỆN, NĂNG LƯỢNG ĐIỆN VÀ CÔNG SUẤT ĐIỆN

NỘI DUNG BÀI HỌC

I NGUỒN ĐIỆN

1. Suất điện động của nguồn điện

Trong nguồn điện, các hạt tích điện dương chuyển động như thế nào?

Công của nguồn điện có tác dụng gì?

Để duy trì dòng điện tích dịch chuyển có hướng qua một vật dẫn, cần tạo ra và duy trì giữa hai đầu của nó một hiệu điện thế.

Trong nguồn điện, các hạt điện tích dương chuyển động từ nơi có điện thế thấp (ở cực âm) đến nơi có điện thế cao hơn (ở cực dương).

Công của nguồn điện chuyển thành năng lượng điện trong mạch.

Câu hỏi 1 (SGK – tr98)

Một đèn mắc nối tiếp với một pin như Hình 3.3.

Câu hỏi 2 (SGK – tr98)

Từ biểu thức 3.1, chứng minh suất điện động có cùng đơn vị với hiệu điện thế.

KẾT LUẬN

Thẻ 1

Suất điện động của nguồn điện là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công của nguồn điện, được đo bằng thương số giữa công A do nguồn điện thực hiện làm dịch chuyển một điện tích dương q bên trong nguồn điện từ cực âm đến cực dương và độ lớn của điện tích đó.

Đơn vị của suất điện động là vôn (V).

Thẻ 2

Nói cách khác, suất điện động được xác định bằng công của nguồn điện tích dịch chuyển một điện tích đơn vị theo một vòng kín của mạch điện.

2. So sánh suất điện động và hiệu điện thế

Suất điện động

Hiệu điện thế

Luyện tập 1 (SGK – tr99)

Nêu điểm giống và khác nhau giữa suất điện động của nguồn điện và hiệu điện thế giữa hai điểm trong mạch điện.

• Giống nhau: Đều là số đo khả năng thực hiện công lên một điện tích đơn vị. Cùng có đơn vị là vôn (V).
• Khác nhau: Suất điện động đặc trưng cho khả năng thực hiện công của nguồn làm một điện tích đơn vị dịch chuyển một vòng kín. Hiệu điện thế đặc trưng cho khả năng thực hiện công của điện trường (sinh ra bởi nguồn điện hoặc nguyên nhân khác) làm đơn vị điện tích di chuyển một đoạn (không phải một vòng kín).

3. Điện trở trong và hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện

Mỗi nguồn điện được đặc trưng bằng suất điện động  và điện trở trong r của nó.

Câu hỏi 3 (SGK – tr99)

Nối mỗi cực của một pin với mỗi cực của một vôn kế có điện trở rất lớn. Số chỉ của vôn kế có ý nghĩa gì?

TRẢ LỜI

Do vôn kế có điện trở rất lớn nên dòng điện gần như bằng 0. Vì thế, số chỉ vôn kế chỉ giá trị suất điện động của pin.

*Kết luận

Năng lượng của nguồn điện chuyển thành năng lượng điện tiêu thụ ở điện trở R và r. Do năng lượng bảo toàn nên ta có:

suy ra: 

II NĂNG LƯỢNG ĐIỆN VÀ CÔNG SUẤT ĐIỆN

THẢO LUẬN NHÓM

Nhóm 1,4

Tìm hiểu về năng lượng điện: Nêu công thức công của lực điện thực hiện trong thời gian t.

Nhóm 2,5

Tìm hiểu về công suất điện: Nêu công thức tính công suất tiêu thụ năng lượng điện  của đoạn mạch.

Nhóm 3,6

Tìm hiểu về công và công của nguồn điện: Nêu công thức tính công và công suất của nguồn điện.

1. Năng lượng điện

- Công của lực điện thực hiện trong thời gian t là

A = Uq = UIt

- Khi chạy qua đoạn mạch, dòng điện có thể gây ra các tác dụng khác nhau. Trong quá trình đó, năng lượng điện sẽ chuyển hóa thành các dạng năng lượng khác.

2. Công suất điện

- Công suất tiêu thụ năng lượng điện  của đoạn mạch được tính bằng

Công suất  được đo bằng oát (W)

3. Công và công suất của nguồn điện

- Công của nguồn điện A_n khi tạo ra dòng điện có cường độ I chạy trong mạch sau một khoảng thời gian t được tính bằng

- Công suất  của nguồn điện bằng công suất tiêu thụ năng lượng điện toàn mạch

Luyện tập 4 (SGK – tr101): Giải thích tại sao khi điện thoại sắp hết pin, bạn nên giảm độ sáng của màn hình.

Giảm độ sáng để giảm công suất tiêu thụ, kéo theo giảm năng lượng điện tiêu thụ, làm cho thời gian sử dụng điện thoại được lâu hơn.

III ĐO SUẤT ĐIỆN ĐỘNG VÀ ĐIỆN TRỞ TRONG CỦA PIN