Giáo án NLS Vật lí 12 kết nối Bài 17: Máy phát điện xoay chiều
Giáo án NLS Vật lí 12 kết nối tri thức Bài 17: Máy phát điện xoay chiều. Với năng lực số được tích hợp, tiết học sẽ giúp học sinh làm quen và ứng dụng công nghệ, tin học. KHBD này là file word, tải về dễ dàng. Là mẫu giáo án mới nhất năm 2026 để giáo viên dạy tốt môn Vật lí 12.
=> Giáo án tích hợp NLS Vật lí 12 kết nối tri thức
Các tài liệu bổ trợ
Ngày soạn:…/…/…
Ngày dạy:…/…/…
BÀI 17: MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU
I. MỤC TIÊU
1. Kiến thức
Sau bài học này, HS sẽ:
- Thảo luận để thiết kế phương án (hoặc mô tả được phương pháp) tạo ra dòng điện xoay chiều.
- Nêu được: chu kì, tần số, giá trị cực đại, giá trị hiệu dụng của cường độ dòng điện và điện áp xoay chiều.
- Thảo luận để nêu được một số ứng dụng của dòng điện xoay chiều trong cuộc sống, tầm quan trọng của việc tuân thủ quy tắc an toàn khi sử dụng dòng điện xoay chiều trong cuộc sống.
2. Năng lực
Năng lực chung:
- Năng lực tự chủ tự học: Chủ động và tích cực đề xuất ý kiến thảo luận đề thiết kế phương án tạo ra dòng điện xoay chiều, ứng dụng của dòng điện xoay chiều trong cuộc sống và vai trò của việc tuân thủ các quy tắc an toàn khi sử dụng dòng điện xoay chiều.
- Năng lực giao tiếp hợp tác: Chủ động trao đổi ý kiến với các thành viên trong nhóm để hoàn thành phiếu học tập tìm hiểu về máy phát điện xoay chiều.
- Năng lực giải quyết vấn đề: Xác định được và biết tìm hiểu các thông tin liên quan đến máy phát điện xoay chiều, đề xuất giải pháp giải quyết.
Năng lực vật lí:
- Trình bày được phương án tạo ra dòng điện xoay chiều, cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của dòng điện xoay chiều.
- Nêu được chu kì, tần số, giá trị cực đại, giá trị hiệu dụng của cường độ dòng điện và điện áp xoay chiều.
- Nêu được một số quy tắc an toàn khi sử dụng dòng điện xoay chiều trong cuộc sống.
- Nêu được một số ứng dụng của dòng điện xoay chiều trong cuộc sống.
Năng lực số:
- 1.1.NC1b: HS tìm được thông tin thông qua việc quan sát, truy cập nội dung số trong video, tổ chức được tìm kiếm dữ liệu, thông tin và nội dung trong môi trường số.
- 2.1.NC1a: HS lựa chọn và sử dụng được các công nghệ số đơn giản (phần mềm trắc nghiệm/màn hình) để tương tác trả lời câu hỏi
- 5.3.NC1a: Áp dụng được các công cụ và công nghệ số khác nhau để tạo ra kiến thức cũng như các quy trình và sản phẩm đổi mới
3. Phẩm chất
- Chăm chỉ, trung thực, trách nhiệm trong học tập.
II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU:
1. Đối với giáo viên:
- SGK, SBT, SGV Vật lí 12, KHBD.
- Hình vẽ và đồ thị trong SGK: Hình ảnh khung dây dẫn MNPQ có trục quay OO' đặt vuông góc với cảm ứng từ B, hình ảnh mô tả suất điện động xoay chiều khi khung dây MNPQ quay trong từ trường B,…
- Video về hoạt động của máy phát điện xoay chiều.
- Máy chiếu, máy tính (nếu có).
- Video AI được tạo bằng công cụ AI được dùng để khởi động bài học
- Phiếu học tập.
2. Đối với học sinh:
- SGK, SBT 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
1. HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG
a. Mục tiêu: HS xác định được vấn đề cần tìm hiểu: Dòng điện xoay chiều được tạo ra bằng cách nào?
b. Nội dung: GV cho HS thảo luận về nội dung mở đầu trong SGK, HS phát biểu ý kiến của bản thân để hình dung về máy phát điện xoay chiều, từ đó GV định hướng HS vào nội dung của bài học.
c. Sản phẩm học tập: HS nêu được các nội dung về máy phát điện xoay chiều, phát hiện vấn đề và giải quyết vấn đề cần tìm hiểu.
d. Tổ chức thực hiện:
Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập
- GV yêu cầu HS: Xem video AI được thiết kế để phục vụ bài dạy và trả lời câu hỏi xuất hiện trong video đó
1.1.NC1b: HS tìm được thông tin thông qua việc quan sát, truy cập nội dung số trong video
- GV đặt vấn đề: Dòng điện xoay chiều được sử dụng rộng rãi trong cuộc sống và chúng ta đã được tìm hiểu về dòng điện xoay chiều ở lớp 9.
- GV yêu cầu HS nêu một số tác dụng của dòng điện.
- GV yêu cầu HS trả lời nội dung Mở đầu (SGK – tr72): Dòng điện xoay chiều được sử dụng rất phổ biến trong đời sống. Dòng điện xoay chiều được tạo ra bằng cách nào?
Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập
- HS thảo luận, đưa ra các câu hỏi và câu trả lời.
Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận
- GV mời 2 – 3 HS trả lời câu hỏi:
+ Các tác dụng của dòng điện: nhiệt, sinh lí, từ, hóa học,…
+ Dòng điện xoay chiều được tạo ra bằng cách cho nam châm hoặc cuộn dây di chuyển luân phiên sẽ tạo ra dòng điện có chiều thay đổi luân phiên,…
Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập
- GV ghi nhận ý kiến của HS và nhắc lại các tác dụng nhiệt, từ, sinh lí,… nhấn mạnh vai trò của dòng điện xoay chiều và dẫn dắt vào bài học mới: Để tìm hiểu rõ hơn về vấn đề này chúng ra vào bài học ngày hôm nay:Bài 17: Máy phát điện xoay chiều.
2. HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC
Hoạt động 1. Tìm hiểu nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều
a. Mục tiêu:
- HS trình bày được phương án tạo ra dòng điện xoay chiều và xác định được biểu thức của suất điện động xoay chiều.
- HS nêu được chu kì và tần số của dòng điện xoay chiều.
b. Nội dung: GV hướng dẫn HS thực hiện theo các hoạt động trong SGK để tìm hiểu về phương án tạo ra dòng điện xoay chiều.
c. Sản phẩm: Kết quả HS thực hiện các yêu cầu, gợi ý, dẫn dắt của GV để nêu được nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều.
d. Tổ chức thực hiện:
…………………………………………..
…………………………………………..
…………………………………………..
Hoạt động 2. Tìm hiểu về biểu thức và giá trị hiệu dụng của cường độ dòng điện
a. Mục tiêu: HS nêu được biểu thức và giá trị hiệu dụng của cường độ dòng điện và điện áp xoay chiều.
b. Nội dung: GV hướng dẫn HS thực hiện theo các hoạt động trong SGK để tìm hiểu về biểu thức và giá trị hiệu dụng của dòng điện xoay chiều và đồ thị, biểu thức của dòng điện xoay chiều.
c. Sản phẩm: Kết quả HS thực hiện các yêu cầu, gợi ý, dẫn dắt của GV để nêu được biểu thức và giá trị hiệu dụng của cường độ dòng điện.
d. Tổ chức thực hiện:
| HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS | DỰ KIẾN SẢN PHẨM | NLS |
Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập - GV đặt vấn đề: Từ biểu thức suất điện động vừa hình thành ở hoạt động 2 thì khung dây là nguồn điện, có suất điện động như trên. Từ đó, suy ra biểu thức điện áp giữa 2 đầu khung và khi nối với mạch ngoài chỉ có điện trở thuần thì có dòng điện qua điện trở. - GV yêu cầu HS nghiên cứu SGK và nêu các đại lượng đặc trưng của dòng điện xoay chiều. - GV yêu cầu HS: Truy cập phần mềm mô phỏng (PhET Faraday's Law). HS thao tác: Thay đổi tốc độ quay của nam châm/khung dây và quan sát sự thay đổi của biên độ và tần số trên đồ thị hình sin theo thời gian thực. - GV chốt kiến thức về biểu thức điện áp, cường độ dòng điện, các giá trị đặc trưng, độ lệch pha, cách xác định điện áp khi biết cường độ dòng điện. - GV chiếu hình ảnh dòng điện xoay chiều qua dao động kí hoặc đồ thị dòng điện xoay chiều trong gia đình. - GV yêu cầu HS thảo luận theo nhóm đôi và trả lời nội dung Hoạt động (SGK – tr74) Dựa vào đồ thị biểu diễn cường độ dòng điện xoay chiều theo thời gian như Hình 17.3, hãy thực hiện các yêu cầu sau:
- Xác định chu kì T (s) và tần số f (Hz) của dòng điện xoay chiều. - Xác định giá trị cực đại, giá trị hiệu dụng và pha ban đầu của cường độ dòng điện xoay chiều. - Viết biểu thức cường độ dòng điện theo thời gian. - GV kết luận về việc dựa vào đồ thị hình sin để xác định chu kì, biên độ, pha ban đầu và viết biểu thức cường độ dòng điện. Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập - HS đọc thông tin SGK, 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 – tr74) 1. Khi khung dây quay thì mỗi đầu khung dây cần gắn với một đường tròn tiếp điện để sử dụng các lá kim loại mỏng tiếp xúc với đường tròn này dẫn điện ra mạch ngoài. 2. Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều là dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ có từ thông biến thiên tuần hoàn theo thời gian theo quy luật hàm cosin hoặc sin. Các yếu tố cần thiết để tạo ra dòng điện xoay chiều là có khung dây đặt trong từ trường của nam châm, từ thông qua khung dây biến thiên điều hoà, có bộ phận dẫn dòng điện của khung dây ra mạch ngoài. - 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 Dòng điện xoay chiều. - GV chuyển sang nội dung Máy phát điện xoay chiều. | I. DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 1. Biểu thức dòng điện xoay chiều - Điện áp xoay chiều có cùng tần số, chu kì với suất điện động xoay chiều và có dạng: u = U0cos(ωt + φu) (V) - Dòng điện chạy qua mạch điện tiêu thụ là dòng điện xoay chiều có dạng: i = I0cos(ωt + φi) - Trong đó: + u và I là giá trị điện áp tức thời và cường độ dòng điện tức thời tại thời điểm t; + U0 và I0 tương ứng là giá trị cực đại của điện áp và cường độ dòng điện xoay chiều; + ω là tần số góc của dòng điện xoay chiều, có đơn vị là rad/s; + φu, φi lần lượt là pha ban đầu của điện áp và cường độ dòng điện xoay chiều. + Các đại lượng (ωt + φu) và (ωt + φi) là pha của điện áp và cường độ dòng điện xoay chiều; ∆φ = φu - φi gọi là độ lệch pha giữa điện áp và cường độ dòng điện xoay chiều. 2. Giá trị hiệu dụng - Mối liên hệ giữa giá trị hiệu dụng và giá trị cực đại của dòng điện và điện áp xoay chiều lần lượt là:
| 5.3.NC1a: Áp dụng được các công cụ và công nghệ số khác nhau để tạo ra kiến thức cũng như các quy trình và sản phẩm đổi mới |
Hoạt động 3. Tìm hiểu về máy phát điện xoay chiều
a. Mục tiêu: HS nêu được cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều.
b. Nội dung: GV hướng dẫn HS thực hiện theo các hoạt động trong SGK để tìm hiểu về máy phát điện.
c. Sản phẩm: Kết quả HS thực hiện các yêu cầu, gợi ý, dẫn dắt của GV để nêu cấu tạo, nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều.
d. Tổ chức thực hiện:
…………………………………………..
…………………………………………..
…………………………………………..
Hoạt động 4. Tìm hiểu về ứng dụng và quy tắc an toàn khi sử dụng dòng điện xoay chiều
a. Mục tiêu:
- HS nêu được dòng điện xoay chiều có nhiều ứng dụng trong cuộc sống nhờ vào các tác dụng nhiệt, tác dụng từ, tác dụng phát sáng, tác dụng sinh lí,... dùng để chiếu sáng, chạy động cơ điện,...
- HS tuân thủ quy tắc an toàn khi sử dụng điện an toàn để tránh nguy cơ tai nạn về điện như bị điện giật, cháy nổ,...
b. Nội dung: GV hướng dẫn HS thực hiện theo các hoạt động trong SGK để tìm hiểu về ứng dụng của dòng điện xoay chiều trong cuộc sống và quy tắc an toàn khi sử dụng dòng điện xoay chiều.
c. Sản phẩm: Kết quả HS thực hiện các yêu cầu, gợi ý, dẫn dắt của GV để nêu ứng dụng của dòng điện xoay chiều trong cuộc sống và quy tắc an toàn khi sử dụng dòng điện xoay chiều.
d. Tổ chức thực hiện:
| HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS | DỰ KIẾN SẢN PHẨM |
Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập - GV yêu cầu HS: Nghiên cứu SGK về ứng dụng của dòng điện xoay chiều trong cuộc sống. - GV yêu cầu HS: Thảo luận theo nhóm đôi và trả lời Hoạt động (SGK – tr76) Thảo luận để thực hiện các yêu cầu sau: 1. Ngoài thắp sáng, chạy máy thì dòng điện xoay chiều còn được sử dụng vào những việc gì? 2. Tìm hiểu thông qua sách báo, internet về các biện pháp giảm hao phí trong truyền tải điện năng đi xa bằng dòng điện xoay chiều. - GV kết luận về các ứng dụng của dòng điện xoay chiều trong cuộc sống. - GV tiếp tục yêu cầu HS: Nghiên cứu SGK về quy tắc an toàn khi sử dụng dòng điện xoay chiều. - GV yêu cầu HS thảo luận theo nhóm đôi và trả lời nội dung Hoạt động (SGK – tr76) Thảo luận để thực hiện các yêu cầu sau: 1. Nhận biết được ý nghĩa của những biển báo an toàn điện. 2. Vì sao không nên sử dụng thiết bị điện trong quá trình sạc pin? 3. Vì sao cần lựa chọn và lắp đặt thiết bị đóng, ngắt điện ở vị trí phù hợp, dễ tiếp cận nhất tại gia đình? 4. Vì sao cần lựa chọn thiết bị điện có chất lượng, có công suất phù hợp với mạng lưới điện? 5. Nêu tầm quan trọng của việc tuân thủ quy tắc an toàn khi sử dụng dòng điện xoay chiều trong cuộc sống. - GV kết luận về các quy tắc an toàn khi sử dụng dòng điện xoay chiều trong cuộc sống. Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập - HS đọc thông tin SGK, 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 – tr76) 1. Ngoài thắp sáng, chạy máy thì dòng điện xoay chiều còn được sử dụng để tạo nhiệt trong các lò nung cao tần, bếp điện, bếp từ,... 2. Giảm hao phí bằng các biện pháp: + Giảm chiều dài dây dẫn trong quá trình truyền tải điện năng đi xa bằng cách bố trí các cột điện thẳng hàng để giảm điện trở của đường dây. + Tăng điện áp nơi truyền để giảm hao phí trên đường dây do tác dụng nhiệt. + Sử dụng vật liệu có điện trở suất thấp như nhôm, đồng để làm dây dẫn. *Trả lời Hoạt động (SGK – tr76) 1. Cấm lại gần điện thế nguy hiểm, đứng cách xa cột điện, cách xa trạm biến áp,... 2. Quá trình sạc điện pin bị nóng, dòng điện lớn, có thể gây quá tải khi vừa sạc vừa sử dụng, nguy cơ bị rò điện dẫn đến cháy nổ pin, gây điện giật. 3. Cần lắp ở vị trí phù hợp để khi có sự cố cháy, chập điện xảy ra thì dễ ngắt điện cho an toàn. 4. Các thiết bị có chất lượng để tránh rò điện, chập điện và gây mất an toàn. Cần sử dụng các thiết bị điện có công suất phù hợp để không quá tải mạng điện trong nhà. 5. Cần tuân thủ quy tắc an toàn để đảm bảo an toàn điện. Khi mất an toàn điện có thể gây ảnh hưởng đến cháy, nổ, tính mạng con người và ảnh hưởng đến cả khu dân cư, mạng điện của tỉnh, thành phố. - 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 Ứng dụng và quy tắc an toàn khi sử dụng dòng điện xoay chiều. - GV chuyển sang nội dung Luyện tập. | IV. ỨNG DỤNG VÀ QUY TẮC AN TOÀN KHI SỬ DỤNG DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 1. Ứng dụng của dòng điện xoay chiều trong cuộc sống - Dòng điện xoay chiều có ưu thế trong việc truyền tải điện năng đi xa, dẫn điện đến các nhà máy, xí nghiệp sản xuất, nơi tiêu thụ có sử dụng dòng điện xoay chiều. - Dòng điện xoay chiều được sử dụng rộng rãi trong cuộc sống là nhờ vào các tác dụng nhiệt, tác dụng từ, tác dụng phát sáng và tác dụng sinh lí của nó. - Các thiết bị như quạt điện, động cơ điện, đèn điện,... đã chuyển hoá năng lượng điện thành các dạng năng lượng khác nhằm đáp ứng các nhu cầu sống, sinh hoạt, lao động, sản xuất,... của con người. - Trong y học, dòng điện xoay chiều được sử dụng để vận hành các thiết bị y tế bao gồm: máy chẩn đoán hình ảnh hoặc các máy hỗ trợ điều trị bệnh nhân. 2. Quy tắc an toàn khi sử dụng dòng điện xoay chiều - Một số quy tắc an toàn khi sử dụng dòng điện xoay chiều: + Tuân thủ theo các biển báo an toàn diện. + Tuyệt đối không chạm tay vào chỗ hở của đường dây điện hay cầm trực tiếp vật bằng kim loại cắm vào ổ điện. + Tránh lại gần những khu vực có điện thế nguy hiểm. + Kiểm tra, bảo trì các thiết bị điện định kì theo đúng hướng dẫn. + Ngắt nguồn điện khi có thiên tai, sấm sét. |
3. HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP
a. Mục tiêu: HS sử dụng kiến thức về máy phát điện để trả lời câu hỏi và giải được các bài tập có liên quan.
b. Nội dung: GV trình chiếu câu hỏi, HS suy nghĩ trả lời các câu hỏi trắc nghiệm liên quan đến máy phát điện.
c. Sản phẩm học tập: HS đưa ra được các đáp án đúng và chuẩn kiến thức của GV.
d. Tổ chức thực hiện:
…………………………………………..
…………………………………………..
…………………………………………..
4. HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG
a. Mục tiêu: Vận dụng nguyên tắc tạo dòng điện xoay chiều để thiết kế, chế tạo mô hình máy phát điện từ năng lượng sóng biển.
b. Nội dung: GV chiếu câu hỏi, yêu cầu HS suy nghĩ trả lời.
c. Sản phẩm học tập: HS hoàn thành nội dung Vận dụng.
d. Tổ chức thực hiện:
Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập
- GV hướng dẫn HS: Làm việc cá nhân và theo nhóm, hoàn thành nội dung:
Mô tả nguyên tắc tạo ra điện và làm việc nhóm, về nhà thiết kế và chế tạo mô hình máy phát điện sóng biển đơn giản.
- GV yêu cầu HS đọc nội dung Em có biết (SGK – tr77).
Bước 2: HS tiếp nhận, thực hiện nhiệm vụ học tập
- HS thực hiện nhiệm vụ theo GV đã hướng dẫn.
- GV theo dõi, động viên, hỗ trợ HS trong quá trình thực hiện.
Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động, thảo luận
- HS nộp sản phẩm cho GV vào tiết học tiếp theo.
Gợi ý trả lời:
Mô hình máy phát điện và nguyên tắc hoạt động của mô hình.
- Các nhóm khác nhận xét, đánh giá.
Bước 4: Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập
- GV nhận xét, đánh giá sản phẩm của HS.
- GV tổng kết nội dung chính và hướng dẫn HS tự đánh giá sau bài học.
*HƯỚNG DẪN VỀ NHÀ
- Xem lại kiến thức đã học ở bài 17.
- Hoàn thành các bài tập trong Sách bài tập Vật lí 12.
- Xem trước nội dung Bài 18: Ứng dụng hiện tượng cảm ứng điện từ.