Giáo án môn Vật lí 12 - Tiết 23 - Bài 13: Các mạch điện xoay chiều

Tiết ( PPCT): 22
Ngày soạn: / . / 2017
Lớp 12 A1; tiết ( TKB ).; Ngày /./ 2017; Sỹ số: ../.; Vắng: 
Lớp 12 A2; tiết( TKB ) .; Ngày /./ 2017; Sỹ số: ../.; Vắng: 
Lớp 12 A3; tiết ( TKB ).; Ngày /./ 2017; Sỹ số: ../.; Vắng: 
Lớp 12 A4; tiết ( TKB ).; Ngày /./ 2017; Sỹ số: ../.; Vắng: 
BÀI 13:CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU
I. MỤC TIÊU
1. Kiến thức
- Nắm được mối liên hệ giữa u và i
- Phát biểu được định luật ôm đối với đoạn mạch xoay chiều thuần điện trở
- Nắm được tác dụng của tụ điện đối với dòng điện xoay chiều và so sánh với dòng một chiều
2. Kỹ năng
- Quan sát thí nghiệm biết rút ra nhận xét.
- Biết vận dụng làm một số bài tập ví dụ đơn giản.
3. Thái độ
- Nghiêm túc, yêu thích bộ môn
II.CHUẨN BỊ CỦA GV VÀ HS
1.Chuẩn bị của GV
- Nội dung kiến thức cần truyền đạt, SGK, SGV, thí nghiệm mạch chứa tụ điện
2Chuẩn bị của HS 
- Ôn lại định luật ôm cho đoạn mạch, các công thức liên quan đến tụ điện
III. TIẾN TRÌNH BÀI DẠY
1.Ổn định lớp: Kiểm tra sĩ số
2. Kiểm tra bài cũ:
+ Phát biểu các định nghĩa: Giá trị tức thời, Giá trị cực đại, giá trị hiệu dụng của cường độ dòng điện và điện áp xoay chiều?
3.Nội dung bài mới
- Ta đã tìm hiểu về đại cương của dòng điện xoay chiều. Nhưng khi cho dòng điện xoay chiều chạy trong một mạch điện cụ thể thì nó có đăc điểm gì?Ta sẽ tìm hiểu vấn đề này qua bài “CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU”
Hoạt động 1: Tìm hiểu về độ lệch pha giữa điện áp và cường độ dòng điện 
Hoạt động GV-HS
Nội dung
Gv - Biểu thức của dòng điện xoay chiều có dạng?
Hs - Có dạng: i = Imcos(wt + j) 
Gv - Chọn điều kiện ban đầu thích hợp để j = 0 ® i = Imcoswt = Icoswt 
Hs:ghi nhận các kết quả 
Gv - Ta sẽ đi tìm biểu thức của u ở hai đầu đoạn mạch.
Hs:- Tiếp thu về độ lệch pha giữa u và i
Gv - Trình bày kết quả thực nghiệm và lí thuyết để đưa ra biểu thức điện áp hai đầu mạch.
Hs:Cá nhân hoàn thành câu hỏi
- Lưu ý: Để tránh nhầm lẫn, phương trình điện áp có thể viết:
u = Umcos(wt+ ju/i) 
= Ucos(wt+ ju/i) 
Hs:Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ
* Độ lệch pha giữa điện áp và cường độ dòng điện
 Cường độ dòng điện xoay chiều trong đoạn mạch có dạng: 
 ( 13.1 )
Thì điện áp xoay chiều ở hai đầu mạch điện có cùng tần số góc
 (13.2)
: là độ lệch pha giữa và i
+ > 0: u sớm pha so với i
+ < 0: u trễ pha so với i
+ = 0: u cùng pha với i
Hoạt động 2: Mạch điện xoay chiều chỉ chứa điện trở 
Gv * Tại một thời điểm, dòng điện I chạy theo một chiều xác định.
Hs:Nhận thức vấn đề
Gv ?/ Vậy với dòng điện trong kim loại, theo định luật ôm giữa u và i có mối liên hệ như thế nào ? 
Hs:Cá nhân trả lời
Gv ?/ Hãy viết biểu thức định luật ôm cho đoạn mạch chứa điện trở đã học ở chương trình vật lý lớp 9 ?
Hs:Cá nhân trả lời
Gv ?/ Vận dụng cho dòng xoay chiều?
Hs:Cá nhân hoàn thành
Gv ?/ Nếu đặt thì biểu thức trên viết lại như thế nào?
Gv ?/ Hãy hoàn thành yêu cầu C1 ?
HS hoàn thành C1
Gv ? Từ biểu thức 3, 4 có nhận xét gì về cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở ?
Hs:Cá nhân trả lời
Gv ?/ Dựa vào biểu thức cường độ dòng điện tức thời có nhận xét gì về pha của i so với u ?
Hs:Cá nhân trả lời
Gv ?/ Hãy hoàn thành yêu cầu C3 ?
HS hoàn thành C3
I/ Mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở
Nối hai đầu của mạch điện chỉ có R vào điện áp xoay chiều 
Nếu đặt: 	( 13.3 ) 
 ( 13.4 )
1/ Định nghĩa: 
Cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở có giá trị bằng thương số giữa điện áp hiệu dụng và điện trở của mạch
2/ Cường độ tức thời trong mạch cùng pha với điện áp tức thời hai đầu mạch
Hoạt động 3: Tụ điện và dòng điện xoay chiều
Gv mô tả thi nghiệm và rut ra kết luận
Hs :ghi nhận kết quả
II/ MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CHỈ CÓ TỤ ĐIỆN
1/ Thí nghiệm
KL: Dòng điện một chiều có thể tồn tại trong những mạch điện có chứa tụ điện
Hoạt động 4: Khảo sát mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện
Gv ?/ Hãy nhắc lại biểu thức tính điện tích của tụ điện đã học ở vật lý 11?
- HS theo hướng dẫn của GV để khảo sát mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện.
Gv ?/ Hãy vận dụng cho trường hợp điện áp xoay chiều?
Hs - Tụ điện sẽ được tích điện.
Gv ?/ Nhận xét gì về giá trị của điện tích tấm bên trái của tụ điện ?
Hs - Bản bên trái tích điện dương
Gv ?/ Nhắc lại biểu thức tính cường độ dòng điện khi có một lượng điện tích dịch chuyển qua tiết diện dây dẫn trong thời gian 
Hs - Biến thiên theo thời gian t.
Gv Khi và thì vế phải của i là đạo hàm của q theo t
HS ghi nhận cách xác định i trong mạch.
Gv ?/ Hãy tính đạo hàm của biểu thức trên? 
Hs - Đạo hàm bậc nhất của q theo thời gian.
- HS tìm q’
2/ Khảo sát mạch xoay chiều chỉ có tụ điện
a/ Điện áp xoay chiều giữa hai bản tụ điện
Điện tích tấm bên trái của tụ: 
 ( 13.5 )
q thay đổi theo t có sự tồn tại của dòng điện trong mạch điện
* Tại thời điểm t, dòng điện chạy đến bản + của tụ điện tích tăng 
* Sau thời gian , lượng điện tích tăng từ q lên q + ( 13.6 )
, << ( 13.6’ )
 ( 13.7 )
Hoạt động 5: Tìm hiểu ND định luật ôm cho đoạn mạch chỉ chứa tụ điện
Gv :Trong bài trướng chúng ta đã xây dựng được biểu thức cường độ dòng điện xoay chiều trong mạch chỉ chứa tụ điện
HS viết lại biểu thức của i và u (i nhanh pha hơn u góc p/2 ® u chậm pha hơn i góc p/2
Gv ?/ Vậy từ biểu thức 7 nếu đặt thí biểu thức cường độ dòng điện tức thời có thể viết lại như thế nào?
Hs 
Gv ?/ I là gì?
Hs : I là cường độ hiệu dụng
Gv ?/ Nếu lấy pha ban đầu của dòng điện = 0 thì hai biểu thức trên có dạng như thế nào?
Hs 
Gv ?/ Nếu đặt thì cường độ hiệu dụng tính như thế nào?
Hs 
Gv ?/ có vài trò gì?
Hs - Biểu hiện sự cản trở dòng điện xoay chiều
 đơn vị của điện trở (W).
Gv ?/ Vậy định luật ôm cho đoạn mạch chứa tụ điện có thể phát bieur như thế nào
b/ Nhận xét
 Nếu đặt 
 Và 
Nếu thì:
 Đặt 
Đại lượng gọi là dung kháng của mạch đo bằng ôm
ND Định luật: ( SGK )
4. Củng cố, vận dụng
- Nhắc lại nội dung cần ghi nhớ
Vận dụng1/ Cho , hãy tính dung kháng, cường độ hiệu dụng và viết biểu thức cường độ dòng điện tứng thời trong mạch?
ĐS: 
5. Hướng dẫn tự học
	- Học bài theo câu hỏi SGK
	- Làm các bài tập cuối bài và trong SBT chuẩn bị cho giờ chữa bài tập