Giáo án và PPT Vật lí 11 cánh diều Bài 3: Nguồn điện, năng lượng điện và công suất điện

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

HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG

GV yêu cầu HS thảo luận và trả lời:

Cho một mạch điện có điện trở không đổi. Khi dòng điện trong mạch là 2 A thì công suất tiêu thụ của mạch là 100 W. Khi dòng điện trong mạch là 4 A thì công suất tiêu thụ của mạch là?

HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

I. NGUỒN ĐIỆN

Hoạt động 1.  Suất điện động của nguồn điện

GV đặt câu hỏi hướng dẫn học sinh tìm hiểu: Em hãy nêu khái niệm nguồn điện?

 Sản phẩm dự kiến:

- 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.

*Trả lời Câu hỏi 1 (SGK – tr98)

Trong pin, hóa năng chuyển hóa thành điện năng. Trong bóng đèn, điện năng chuyển hóa thành quang năng và nhiệt năng.

*Kết luận

- 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).

- 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.

*Trả lời Câu hỏi 2 (SGK – tr98)

Từ (3.1) suy ra đơn vị của suất điện động là J/C. Ở chủ đề trước, khi đề cập đến hiệu điện thế, HS đã biết 1 V = 1 J/C. Như vậy, suất điện động có cùng đơn vị với hiệu điện thế.

Hoạt động 2.  Điện trở trong và hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện

 GV đưa ra câu hỏi: 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?

 Sản phẩm dự kiến:

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

*Trả lời Câu hỏi 3 (SGK – tr99)

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:

ξ = U_R + U_r

suy ra: U_R = ξ – U_r (IR = ξ – Ir)

*Trả lời Câu hỏi 4 (SGK – tr100)

- Điện trở trong của nguồn điện càng lớn thì độ giảm điện thế này càng lớn, hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn càng nhỏ.

*Trả lời Câu hỏi 5 (SGK – tr100)

Hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện U_R bằng suất điện động ξ của nó khi U_r = Ir = ξ – U_R = 0. Nghĩa là, khi không có dòng điện chạy qua nguồn hoặc điện trở trong của nguồn rất nhỏ, coi như bằng 0.

*Trả lời Tìm hiểu thêm (SGK – tr100)

- Thứ nhất là cấu tạo cơ thể hợp lí.

- Thứ hai là dòng điện không đủ lâu để giết cá chình.

- Cuối cùng là khả năng đặc biệt nhất là uốn mình theo những hướng nhất định.

……………….

HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP

Từ nội dung bài học,GV yêu cầu HS luyện tập làm bài:

Câu 1: Cường độ dòng điện được đo bằng

• A. Vôn kế   
• B. Lực kế     
• C. công tơ điện     
• D.ampe kế

Câu 2: Ngoài đơn vị ampe (A), đơn vị cường độ dòng điện có thể là

• A. culông (C)     
• B. vôn (V)
• C. culong trên giây (C/s)   
• D. jun (J)

Câu 3: Suất điện động của nguồn điện là đại lượng đặc trưng cho khả năng

• A. thực hiện công của các lực lạ bên trong nguồn điện
• B. sinh công trong mạch điện
• C. tạo ra điện tích dương trong một giây
• D. dự trữ điện tích của nguồn điện

Câu 4: Công của lực lạ làm dịch chuyển điện lượng 4C từ cực âm đến cực dương bên trong nguồn điện là 24J. Suất điện động của nguồn là:

• A. 6V   
• B. 96V   
• C. 12V   
• D. 9,6V

Câu 5: Một điện lượng 5.10-3C dịch chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn trong khoảng thời gian 2s. Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn này là:

• A. 10 mA   
• B. 2,5mA   
• C. 0,2mA   
•  D. 0,5mA

Sản phẩm dự kiến:

HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG

Vận dụng kiến thức, GV yêu cầu HS trả lời câu hỏi:

Câu 1: Một pin Vôn-ta có suất điện động 1,1V, công của pin này sản ra khi có một điện lượng 27C dịch chuyển qua pin là

Câu 2: Một bộ acquy có thể cung cấp một dòng điện có cường độ 3A lien tục trong 1 giờ thì phải nạp lại. Cường độ dòng điện mà acquy này có thể cung cấp nếu nó được sử dụng liên tục trong 15 giờ thì phải nạp lại là