Giáo án Vật lý 12 nâng cao chương V

a đường 1, ñöôøng 2
Giới thiệu ý nghĩa vật lý của đường cong cộng hưởng ?
3. Cộng hưởng điện 
Nếu giữ nguyên giá trị của hiệu điện thế hiệu dụng U giữa hai đầu đoạn mạch và thay đổi tần số góc w đến một giá trị sao cho = 0 thì có hiện tượng đặc biệt xảy ra trong mạch, gọi là hiện tượng cộng hưởng điện.
- Tổng trở của đoạn mạch đạt giá trị cực tiểu :
Zmin = R.
- Cường độ hiệu dụng dòng điện trong mạch đạt giá trị cực đại : Im = 
Điện áp trên điện trở R bằng điện áp giữa hai đầu đoạn mạch.
- Dòng điện biến đổi đồng pha với hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch.
w =	(7)
C.- HOẠT ĐỘNG KẾT THÚC TIẾT HỌC
	 Củng cố kiến thức: (30/)
Bài tập tự luận: 1- 4 SGK/157
1. Cường độ hiệu dụng của dòng điện chạy trên đoạn mạch RLC nối tiếp không có tính chất nào dưới đây?
A. Không phụ thuộc vào chu kỳ dòng điện.	B. Tỉ lệ thuận với hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch.
C. Phụ thuộc vào tần số điểm điện.	D. Tỉ lệ nghịch với tổng trở của đoạn mạch.
2. Dung kháng của một đoạn mạch RLC nối tiếp có giá trị nhỏ hơn cảm kháng. Ta làm thau đổi chỉ một trong các thông số của đoạn mạch bằng cách nêu sau đây. Cách nào có thể làm cho hiện tượng cộng hưởng điện xảy ra?
A. Tăng điện dung của tụ điện. 	B. Tăng hệ số tự cảm của cuộn dây. 
C. Giảm điện trở của đoạn mạch. 	D. Giảm tần số dòng điện.
3.Trong mạch điện xoay chiều không phân nhánh khi điện dung của tụ điện thay đổi và thoả mãn điều kiện w = thì
A. cường độ dao động cùng pha với hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch.
B. cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch đạt cực đại.
C. công suất tiêu thụ trung bình trong mạch đạt cực đại.
D. hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu tụ điện đạt cực đại.
Bài tập tự luận: 
Bài tập về nhà 
IV: RÚT KINH NGHIỆM
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
BÀI 29: CÔNG SUẤT CỦA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU. HỆ SỐ CÔNG SUẤT
Ngày soạn : 22/11/2009 
Tiết : 48
I. MỤC TIÊU :
	1. Kiến thức:
	- Nắm được đặc điểm của công suất tức thời, công suất trung bình và khái niệm về công suất.
- Biết cách tính công suất của dòng điện xoay chiều.
	2. Kỹ năng:
- Xác định công suất của dòng điện xoay chiều.
- Nắm ý nghĩa hệ số công suất và cách tăng hệ số công suất.
	3. Thái độ:
II. CHUẨN BỊ :
	1. Giáo viên : - Các cách xác định công xuất của dòng điện xoay chiều.
	2. Học sinh : Ôn lại công thức công thức tính công suất tiêu thụ điện của đoạn mạch một chiều. 	
III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC:
A. HOẠT ĐỘNG BAN ĐẦU
1. Ổn định tổ chức (2/)
2. Kiểm tra bài cũ: (8/)
1. Viết công thức tính tổng trở của đoạn mạch gồm R, L, C nối tiếp. Công thức tính góc lệch pha của u so i. Nhận xét các trường hợp?
3. Tạo tình huống học tập: 
B. TIẾN TRÌNH BÀI HỌC
TL
Hoạt động của HS
Hoạt động của GV
Kiến thức
HĐ 1: Xây dựng biểu thức công suất tức thời
8
+ i, u biến đổi theo thời gian.
+ Thảo luận nhóm trả lời
GV đưa ra các biểu thức
i = I0coswt
u = U0cos(wt + j)
+ Nhận xét về giá trị của i, u?
Xét khoảng thời gian rất ngắn xung quanh thời điểm t để cho i, u gần như không đổi
+ Thiết lập công thức (1)?
+ C1?
1. Công suất tức thời
 Đoạn mạch điện xoay chiều có:
i = I0coswt
u = U0cos(wt + j)
Công suất tiêu thụ điện năng tức thời trên đoạn mạch điện tại thời điểm t là:
	p = u.i 
= UIcosj + UIcos(2wt + j) (1)
HĐ2: Công suất trung bình
12
+ Thảo luận nhóm trả lời
Theo dõi.
Có thể viết: t = n.T + Dt với n Î N
Công suất tiêu thụ trong thời gian Dt không đáng kể có thể bỏ qua.
+W là điện năng tiêu thụ trong thời gian t.
Chứng minh công thức (2)?
Chứng minh công thức (3) trường hợp t = T; 
trường hợp t >>T
Để tính công suất P, ta hãy tính giá trị trung bình của từng số hạng trong vế phải của biểu thức (1). Số hạng thứ nhất không phụ thuộc thời gian nên sau khi lấy trung bình vẫn có giá trị không đổi, đó là UIcosj. Số hạng thứ hai là hàm tuần hoàn dạng sin của thời gian với chu kì T’= , nên giá trị trung bình của nó trong thời gian T sẽ bằng không.
2. Công suất trung bình
+ W là điện năng tiêu thụ trên đoạn mạch điện xoay chiều trong khoảng thời gian t
	+ Công suất trung điện trung bình là:
	P = W/t (2)
	+ Nếu t = T thì P là công suất trung bình trong một chu kì. 
P = UI.cos j
 + Nếu t >> T thì công suất trung bình tính được cũng bằng công suất trung bình trong một chu kì.
Công suất của dòng điện xoay chiều: P = UI.cos j (3)
HĐ2: Hệ số công suất 
10
+ Đối với đoạn mạch chỉ có L, hoặc chỉ có C, thì cosj = 0, công suất P = 0. Các đoạn mạch này không tiêu thụ điện năng.
+ C2: Từ giản đồ:
+ C3: 
- Đo U, I và cosj
- Đo A từ đó P = 
+ cosj càng lớn P càng lớn.
+ I = , cosj nhỏ thì I lớn công suất hao phí trên dây dẫn sẽ lớn.
+ Tăng dung kháng của đoạn mạch. 
+ Từ (2) đoạn mạch chỉ có L, hoặc chỉ có C có tiêu thụ năng lượng không? Vì sao?
+ Đoạn mạch R, L, C nối tiếp, điện năng chỉ tiêu thụ trên R: P = R.I2 (1)
Ta có: P = UI.cosj (2)
Từ (1) và (2) ta có: 
cosj = 
+ C2? + C3?
+ Hãy cho biết khoảng giá trị của hệ số công suất?
+ Nếu cùng U và I thì P của dòng điện trên đoạn mạch có cosj càng lớn như thế nào?
+ Nếu cosj nhỏ để công suất vẫn như cũ thì I trong đoạn mạch như thế nào? Khi đó có tác hại gì?
+ Một đoạn mạch điện xoay chiều sinh hoạt, dân dụng thường có ZL > ZC (chỉ chứa động cơ điện), làm thế nào để tăng hệ số công suất?
3. Hệ số công suất
+ Đối với đoạn mạch chỉ có cuộn cảm thuần , hoặc chỉ có tụ điện , thì cosj = 0, công suất P = 0. Các đoạn mạch này không tiêu thụ điện năng.
+ Đối với đoạn mạch RLC nối tiếp, công suất tiêu thụ trên mạch bằng công suất toả nhiệt trên R
P = RI2
cosj = 
cosj = (4)
+ cosj gọi là hệ số công suất
- Phụ thuộc vào R, L, C, của đoạn mạch và của dòng điện.
- Có giá trị 0cosj1
Ý nghĩa của cosj:
Với U, P xác định: I = 
Nếu cosj nhỏ thì I sẽ lớn thì hao phí do toả nhiệt trên dây dẫn lớn.
Vì vậy các thiết bị tiêu thụ điện phải có cosj > 0,85
 C.- HOẠT ĐỘNG KẾT THÚC TIẾT HỌC
	4. Củng cố kiến thức: (5/)
Trong trường hợp nào hệ số công suất của dòng điện xoay chiều có giá trị lớn nhất? nhỏ nhất?
Vì sao phải tăng hệ số công suất ở nơi tiêu thụ điện.
	Bài tập về nhà: 1-4 /160 SGK. 	
IV: RÚT KINH NGHIỆM
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
Ngày soạn : 25/11/2008 
BÀI : BÀI TẬP 
Tiết : 49
I. MỤC TIÊU :
	1. Kiến thức: Hệ thống kiến thức về đoạn mạch xoay chiều R, C, L mắc nối tiếp. Công suất của dòng điện xoay chiều.
	2. Kỹ năng:
	- Giải bài tập cơ bản về đoạn mạch xoay chiều R, C, L mắc nối tiếp.
	- Vẽ được giản đồ vectơ của u và i.
	3. Thái độ: 
II. CHUẨN BỊ :
	1. Giáo viên : Hệ thống bài tập và câu hỏi trắc nghiệm
	2. Học sinh : Làm bài tập SGK
III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC:
A. HOẠT ĐỘNG BAN ĐẦU
	1. Ổn định tổ chức (2/)
	2. Kiểm tra bài cũ: Kết hợp trong phần hệ thống kiến thức
	3. Tạo tình huống học tập: 
B. TIẾN TRÌNH BÀI HỌC
TL
Hoạt động của HS
Hoạt động của GV
Kiến thức
HĐ 1: Hệ thống kiến thức
10
1. Công thức tính tổng trở đoạn mạch xoay chiều R, C, L mắc nối tiếp.
2. Biểu thức định luật Ôm của đoạn mạch xoay chiều R, C, L mắc nối tiếp.
3. Công thức tính góc lệch pha của u so với i của đoạn mạch xoay chiều R, C, L mắc nối tiếp.
4. Nêu điều kiện để đoạn mạch có tính cảm kháng; tính dung kháng. 
5. Nêu điều kiện và đặc điểm của hiện tượng cộng hưởng điện đối với đoạn mạch xoay chiều R, C, L mắc nối tiếp. 
6. Công thức tính công suất tiêu thụ của đoạn mạch xoay chiều. Hệ số công suất.
HĐ2: Vận dụng để giải bài tập cơ bản
10
15
+ HSTB: Tóm tắt đề
+ HSY: 
ZL = ; ZC = 
Z =
+ i = I0cos(
+ P = RI2 = R.
Chỉ có R là tiêu thụ điện năng.
Cho một đoạn mạch RLC nối tiếp. Biết . Đặt vào hai đầu đoạn mạch một hiệu điện thế xoay chiều có biểu thức: , t tính bằng s; với R thay đổi được. 
1. Điều chỉnh R = 80
 a) Tính tổng trở của đoạn mạch.
 b) Viết biểu thức cường độ dòng điện trong mạch.
2. Cần điều chỉnh cho điện trở của biến trở đến giá trị nào để công suất trên biến trở đạt cực đại. Pmax?
3. Cần điều chỉnh cho điện trở của biến trở đến giá trị nào để công suất trên biến trở đạt giá trị 72W
+ Công thức tính cảm kháng, dung kháng, tổng trở.
+ Dạng của i khi biết dạng của u
u = U0cos(?
+ Viết công thức tính công suất tiêu thụ trong đoạn mạch R, L, C nối tiếp. Cho biết phần tử nào tiêu thụ điện năng?
+ Nhận xét với R như thế nào thì P đạt giá trị cực đại?
Hướng dẫn hs 
1. 
a) Tổng trở của đoạn mạch
Z =
ZL = 
ZC = 
Z=
b) Biểu thức của i có dạng:
i = I0cos(100 (A)
 tgj = 
 rad
Vậy:
i = cos((A)
t tính bằng s.
2. Công suất tiêu thụ trên đoạn mạch:
P = RI2 = R.
= (1)
Vì R; là các hằng số dương nên theo bất đẳng thức Côsi:
Đẳng thức xảy ra khi:
R == 100 - 40 = 60
Công suất tiêu thụ cực đại:
P = 
3. Từ (1):
R2 - R + (ZL – ZC)2 = 0
 R2 - 200R + 3600 = 0
Vậy R1 = 180, R2 = 20
 C.- HOẠT ĐỘNG KẾT THÚC TIẾT HỌC
	4. Củng cố kiến thức: (10/) Câu hỏi trăc nghiệm SGK
Câu 19: Đoạn mạch điện xoay chiều không phân nhánh gồm cuộn dây có độ tự cảm L, điện trở thuần R và tụ điện có điện dung C. Khi dòng điện có tần số góc chạy qua đoạn mạch thì hệ số công suất của đoạn mạch này
A. phụ thuộc điện trở thuần của đoạn mạch.	B. bằng 0.
C. phụ thuộc tổng trở của đoạn mạch.	D. bằng 1.
Câu 23: Nếu trong một đoạn mạch điện xoay chiều không phân nhánh, cường độ dòng điện trễ pha so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch, thì đoạn mạch này gồm
A. tụ điện và biến trở.	B. điện trở thuần và tụ điện.	C. điện trở thuần và cuộn cảm.
D. cuộn dây thuần cảm và tụ điện với cảm kháng nhỏ hơn dung kháng.
Câu 21: Khi đặt vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộn dây thuần cảm mắc nối tiếp với điện trở thuần một điện áp xoay chiều thì cảm kháng của cuộn dây bằng lần giá trị của điện trở thuần. Pha của dòng điện trong đoạn mạch so với pha hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch là
A. chậm hơn góc p/3 	B. nhanh hơn góc p/3	C. nhanh hơn góc p/6 	D. chậm hơn góc p/6
Câu 4: Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm điện trở thuần R mắc nối tiếp với tụ điện C. Nếu dung kháng ZC bằng R thì cường độ dòng