Giáo án KHTN 9 Chân trời bài 11: Năng lượng điện. Công suất điện

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV chia lớp thành 4 – 6 nhóm.

- GV yêu cầu HS thảo luận, tìm hiểu thông tin, quan sát Hình 11.1; trong SGK và hoàn thành câu Thảo luận 1 (SGK – tr50)  Nêu một số ví dụ khác chứng tỏ dòng điện có năng lượng.

- Sau khi các nhóm báo cáo kết quả, GV rút ra kết luận dòng điện có mang năng lượng.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin SGK và thảo luận trả lời các câu hỏi mà GV đưa ra.

- GV theo dõi và động viên, hỗ trợ các nhóm gặp khó khăn.

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 các nội dung:

*Trả lời Thảo luận 1 (SGK – tr50)

Ví dụ chứng tỏ dòng điện có năng lượng:

+ Khi bóng đèn sáng, năng lượng điện đã chuyển hóa thành quang năng.

+ Khi hoạt động, bàn là chuyển hóa năng lượng điện chủ yếu thành nhiệt năng.

+ Khi hoạt động, loa chuyển hóa năng lượng điện chủ yếu thành năng lượng âm thanh 

- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung. 

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

- GV đánh giá, nhận xét, tổng kết về một số ví dụ chứng tỏ dòng điện có năng lượng  và chuyển sang nội dung Công thức tính năng lượng điện. 

I. NĂNG LƯỢNG ĐIỆN 

- Thiết bị điện khi hoạt động đều chuyển hóa năng lượng điện thành các dạng năng lượng khác như: điện năng, quang năng, cơ năng,.. 

- Trong hệ SI, đơn vị đo năng lượng điện (điện năng) là jun (J) 

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV yêu cầu HS quan sát Hình 11.2 trong SGK, làm việc theo nhóm thực hiện các nhiệm vụ sau: 

+ Câu 1: Viết công thức tính năng lượng điện tiêu thụ của một đoạn mạch điện.

+ Câu 2: Năng lượng điện mà các hộ gia đình, trường học, xưởng sản xuất, ... tiêu thụ được đo bằng dụng cụ nào? Mỗi số đếm của dụng cụ này cho biết điều gì?

- GV giới thiệu cho HS hai loại đồng hồ đo điện năng thường dùng: đồng hồ cơ và đồng hồ điện tử 

+ Đối với đồng hồ cơ thì dãy số thể hiện năng lượng điện tiêu thụ gồm có 6 chữ số, cột số nằm ở sát bên phải được tô màu đỏ và mỗi lần cột này tăng lên 1 số đếm sẽ tương ứng với năng lượng điện tiêu thụ tăng 0,1 kWh. 

Ví dụ, trên mặt đồng hồ đo, ta đọc được các chữ số 008601 thì năng lượng điện đã tiêu thụ là 860,1 kWh.

+ Đối với đồng hồ điện tử thì số sau dấu thập phân hiển thị phần 0,1 kWh.

- GV yêu cầu HS đọc và hoàn thành Ví dụ 1 (SGK – tr51)

- GV yêu cầu HS đọc thông tin trong phần Mở rộng (SGK – tr51) để có thêm kiến thức về định luật Joule – Lenz. 

- GV nhận xét, đánh giá chung và rút ra kết luận về công thức tính năng lượng điện. 

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin SGK, thảo luận trả lời các câu hỏi mà GV đưa ra.

- GV theo dõi và động viên, hỗ trợ các nhóm gặp khó khăn.

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 các nội dung:

* Gợi ý trả lời 

Câu 1:  Công thức tính năng lượng điện tiêu thụ của một đoạn mạch điện: W = U.I.t

Câu 2:

+ Năng lượng điện mà các hộ gia đình, trường học, xưởng sản xuất, thụ được đo bằng đồng hồ đo điện năng (công tơ điện. 

+ Đơn vị đo năng lượng điện ghi trên đồng hồ đo điện năng là kilôoát giờ (kWh). Mỗi số đếm của đồng hồ đo điện năng cho biết năng lượng điện đã sử dụng là 1 kWh.

* Ví dụ 1 (SGK – tr51) 

Một quạt điện hoạt động liên tục trong 45 phút với hiệu điện thế 220 V và cường độ dòng điện 0,15 A. Tính năng lượng điện mà quạt điện tiêu thụ theo đơn vị J và kWh.

Dữ kiện: U = 220 V; I = 0,15 A; t= 45 min = 2 700 s.

Lời giải

Năng lượng điện mà quạt điện tiêu thụ: 

W = UIt=220 x 0,15 x 2 700 = 89 100 J.

Hay: W ≈ 0,025 kWh.

- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung. 

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

- GV đánh giá, nhận xét, tổng kết về Công thức tính năng lượng điện và chuyển sang nội dung Công suất điện 

I. NĂNG LƯỢNG ĐIỆN 

- Năng lượng điện mà đoạn mạch điện tiêu thụ được xác định theo biểu thức: 

W = U.I.t

Trong đó: 

• W (J) là năng lượng diện mà đoạn mạch điện tiêu thụ, 

• U (V) là hiệu diện thế giữa hai đầu đoạn mạch,  

• I (A) là cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch  

• t (s) là thời gian dòng điện chạy qua đoạn mạch.  

- Ngoài ra, năng lượng diện W còn được do bằng đơn vị kWh.

1 kWh = 3 600 000 J.

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV chia học sinh thành các nhóm (5 – 6 thành viên)

- GV yêu cầu HS nghiên cứu SGK làm việc theo nhóm hoàn thành các nhiệm vụ sau: 

+ Viết công thức tính công suất điện của một đoạn mạch điện. 

+ Hoàn thành câu Thảo luận 2 (SGK – tr52)

Chứng minh rằng đối với đoạn mạch điện chỉ chứa điện trở thì công suất điện của điện trở còn được xác định bởi biểu thức:

- GV yêu cầu HS đọc và hoàn thành Ví dụ 2, 3 (SGK – tr52)

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin SGK và thảo luận trả lời các câu hỏi GV đưa ra 

- GV theo dõi và động viên, hỗ trợ các nhóm gặp khó khăn.

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 các nội dung:

* Trả lời Thảo luận 2 (SGK – tr52)

Ta có: (1)

Mà  (2)

Thay (2) vào (1) ta được: 

* Ví dụ 2 (SGK – tr52)

Cho đoạn mạch điện AB như hình 11.3. Biết R₁ = 40 W  và R₂ = 60 W, và hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch điện là: U_AB  = 24 V

a) Tính điện trở tương đương của đoạn mạch điện AB 

b) Tính công suất điện của đoạn mạch điện AB 

Dữ kiện: R₁ = 40 W ;  R₂ = 60 W,; U_AB = 24 V

Lời giải 

Đoạn mạch điện AB gồm R₁ song song R₂ 

a) Điện trở tương đương của đoạn mạch điện AB: 

b) Công suất điện của đoạn mạch AB: 

* Ví dụ 3 (SGK – tr52)

Một ấm điện dùng để đun nước có công suất 1 000W. Thời gian dùng ấm mỗi ngày là 30 phút. Tính năng lượng điện mà ấm điện tiêu thụ trong một tháng (30 ngày) theo đơn vị kWh. 

Dữ kiện:

Lời giải

Năng lượng điện mà ấm điện tiêu thụ trong một tháng (30 ngày): 

2. CÔNG SUẤT ĐIỆN 

Công thức tính công suất điện của một đoạn mạch điện: 

Trong đó: 

• (W) là công suất điện của đoạn mạch 

• W (J) là năng lượng điện mà mạch điện tiêu thụ 

• t (s) là thời gian dòng điện đi qua đoạn mạch đó