Giáo án Vật lí Lớp 9 - Tiết 40+41 - Năm học 2019-2020 - Trường THCS Phúc Than

Ngày soạn: 11/01/2020 Ngày giảng: 13/01/2020 – 9A2, 9A3; 15/01/2020 – 9A2. Tiết 40: CÁC TÁC DỤNG CỦA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU. ĐO CƯỜNG ĐỘ VÀ HIỆU ĐIỆN THẾ XOAY CHIỀU I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức: - Nhận biết được các tác dụng nhiệt, quang, từ của dòng điện xoay chiều. - Nhận biết được kí hiệu của ampe kế và vôn kế xoay chiều, sử dụng được chúng để đo cường độ dòng điện và hiệu điện thế hiệu dụng của dòng điện xoay chiều. - Bố trí được thí nghiệm chứng tỏ lực từ đổi chiều khi dòng điện đổi chiều. 2. Kỹ năng: - Bước đầu biết sử dụng các dụng cụ đo điện. - Mắc mạch điện theo sơ đồ, hình vẽ. 3. Thái độ: Cẩn thận, trung thực, có ý thức xây dựng bài học, yêu thích môn học. 4. Định hướng năng lực: a. Năng lực chung: - Năng lực tự chủ và tự học, năng lực giao tiếp và hợp tác, năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo b. Năng lực đặc thù: - Năng lực ngôn ngữ, năng lực khoa học, năng lực thực nghiệm, Năng lực dự đoán, năng lực quan sát; năng lực vận dụng kiến thức, kỹ năng đã học. II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: Đồ dùng: Nam châm điện; Nam châm vĩnh cửu; Nguồn điện 1 chiều; Nguồn điện xoay chiều Ampe kế xoay chiều; Vôn kế xoay chiều; 1 bóng đèn 3V; Công tắc; Dây nối. 2. Học sinh: Học kĩ bài trước và làm các bài tập III. PHƯƠNG PHÁP VÀ KĨ THUẬT DẠY HỌC 1. Phương pháp: Hoạt động nhóm, luyện tập thực hành, dạy học trực quan, gợi mở - vấn đáp, phương pháp giải quyết vấn đề. 2. Kĩ thuật: Kỹ thuật chia nhóm, kỹ thuật đặt câu hỏi, kỹ thuật giao nhiệm vụ. IV. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC 1. Ổn định lớp: 2. Kiểm tra bài cũ: Nêu điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng? 3. Bài mới: HOẠT ĐỘNG 1: Khởi động Cho học sinh chơi trò chơi “ Ai nhanh hơn” - GV giới thiệu luật chơi. - Tổ chức cho học sinh tham gia trò chơi. Câu hỏi: Câu 1: Máy phát điện xoay chiều có cấu tạo như thế nào? Câu 2: Làm thế nào để máy phát điện xoay chiều có thể tạo ra dòng điện xoay chiều? Câu 3: Dòng điện xoay chiều có đặc điểm gì khác so với dòng điện một chiều? Câu 4: Dòng điện một chiều có những tác dụng gì? Đo hiệu điện thế và cường độ dòng điện của dòng điện 1 chiều bằng dụng cụ gì? Câu 5: Vậy dòng điện xoay chiều có thế gây ra những tác dụng gì? Đo cường độ dòng điện và HĐT xoay chiều như thế nào? HOẠT ĐỘNG 2: Hình thành kiến thức, kỹ năng mới Hoạt động của GV và HS Nội dungcần đạt - GV làm 3 TN biểu diễn như hình 35.1, yêu cầu HS quan sát TN và nêu rõ mỗi TN dòng điện xoay chiều có tác dụng gì ? -Ngoài 3 tác dụng trên, dòng điện xoay chiều còn có tác dụng gì ? Tại sao em biết ? -GV thông báo : Dòng điện xoay chiều trong lưới điện sinh hoạt có hiệu điện thế 220V nên tác dụng sinh lí rất mạnh, gây nguy hiểm chết người, vì vậy khi sử dụng điện chúng ta phải đảm bảo an toàn. *Chuyển ý : Khi cho dòng điện xoay chiều vào nam châm điện thì nam châm điện cũng hút đinh sắt giống như khi cho dòng diện một chiều vào nam châm. Vậy có phải tác dụng từ của dòng điện xoay chiều giống hệt của dòng điện một chều không ? Việc đổi chiều dòng điện liệu có ảnh hưởng đến lực từ không ? Em hãy thử cho dự đoán. -HS : Khi dòng điện đổi chiều thì cực từ của nam châm điện thay đổi, do đó chiều lực từ thay đổi. - Nêu bố trí TN kiểm tra dự đoán đó. -HS nêu cách bố trí TN kiểm tra dự đoán. I. TÁC DỤNG CỦA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU +C 1 : Cho dòng điện xoay chiều đi qua bóng đèn dây tóc làm bóng đèn nóng lên => dòng điện có tác dụng nhiệt. +Dòng điện xoay chiều làm bóng đèn của bút thử điện sáng lên. => dòng điện xoay chiều có tác dụng quang học. + Dòng điện xoay chiều qua nam châm điện, nam châm điện hút đinh sắt =>Dòng điện xoay chiều có tác dụng từ. - Ngoài 3 tác dụng trên, dòng điện xoay chiều còn có tác dụng sinh lí vì dòng điện xoay chiều trong mạng điện sinh hoạt có thể gây điện giật chết người, - GV yêu cầu HS bố trí TN như hình 35.2 và 35.3 (SGK) - Hướng dẫn kĩ HS cách bố trí TN sao cho quan sát nhận biết rõ, trao đổi nhóm trả lời câu hỏi C2. - HS tiến hành TN theo nhóm, quan sát kĩ để mô tả hiện tượng sảy ra, trả lời câu hỏi C2. ` II.TÁC DỤNG TỪ CỦA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU. 1.Thí nghiệm : C2 : Trường hợp sử dụng dòng điện không đổi, Nếu lúc đầu cực N của thanh nam châm bị hút thì khi đổi chiều dòng điện nó sẽ bị đẩy và ngược lại. Khi dòng điện xoay chiều chạy qua ống dây thì cực N của thanh nam châm lần lượt bị hút, đẩy. Nguyên nhân là do dòng điện đổi chiều. 2.Kết luận : Khi dòng điện chạy qua ống dây đổi chiều thì lực từ của ống dây có dòng điện K K - Như vậy tác dụng từ của dòng điện xoay chiều có điểm gì khác so với dòng điện một chiều ? tác dụng lên nam châm cũng đổi chiều. - ĐVĐ : Ta đã biết cách dùng ampe kế và vôn kế một chiều (kí hiệu DC) để đo cường độ dòng điện và hiệu điện thế của mạch điện một chiều. Có thể dùng dụng cụ này để đo cường độ dòng điện và hiệu điện thế của mạch điện xoay chiều được không ? Nếu dùng thì sẽ có hiện tượng gì xảy ra với kim của các dụng cụ đó ? - GV mắc vôn kế hoặc ampe kế vào mạch điện xoay chiều, yêu cầu HS quan sát và so sánh với dự đoán. - GV thông báo : Kim của dụng cụ đo đứng yên vì lực từ tác dụng vào kim luân phiên đổi chiều theo sự đổi chiều của dòng điện. Nhưng vì kim có quán tính, cho nên không kịp đổi chiều quay và đứng yên. - GV giới thiệu : Để đo cường độ và hiệu điện thế của dòng điện xoay chiều người ta dùng vôn kế, ampe kế xoay chiều có kí hiệu AC ( hay ~). - GV làm TN sử dụng vôn kế, ampe kế xoay chiều đo cường độ, hiệu điện thế xoay chiều. - Gọi 1 vài HS đọc các giá trị đo được, sau đó đổi chỗ chốt lấy điện và gọi HS đọc lại số chỉ. - Gọi HS nêu lại cách nhận biết vôn kế, ampe kế xoay chiều , cách mắc vào mạch điện. - Cường độ dòng điện và hiệu điện thế của dòng điện xoay chiều luôn biến đổi. Vậy các dụng cụ đó cho ta biết giá trị nào ? - GV thông báo về ý nghĩa của cường độ dòng điện và hiệu điện thế hiệu dụng như SGK. Giải thích thêm giá trị hiệu dụng không phải là giá trị trung bình mà là do hiệu quả tương đương với dòng điện một chiều có cùng giá trị. III. ĐO CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN VÀ HIỆU ĐIỆN THẾ CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU 1. Thí nghiệm - Khi dòng điện đổi chiều thì kim của dụng cụ đo đổi chiều. Đ -Kết luận : + Đo hiệu điện thế và cường độ dòng điện xoay chiều bằng vôn kế và ampe kế có kí hiệu là AC (hay ~). + Kết quả đo không thay đổi khi ta đổi chỗ hai chốt của phích cắm vào ổ lấy điện. - HS ghi nhớ HOẠT ĐỘNG 3: Luyện tập, Vận dụng. ? Dòng điện xoay chiều có tác dụng gì A V ? Trong các tác dụng đó tác dụng nào phụ thuộc vào chiều dòng điện. ? Vôn kế và ampe kế xoay chiều có kí hiệu thế nào ? Mắc vào mạch điện như thế nào ? - Tổ chức cho HS trao đổi để tìm được lời giải tốt nhất cho C3, C4. - GV yêu cầu HS trả lời - Đọc và tìm hiểu C3, C4. C3: Sáng như nhau. vì HĐT hiệu dụng của dòng điện xoay chiều tương đương với HĐT của dòng điện 1 chiều có cùng giá trị. C4: Có, vì dòng điện xoay chiều chạy qua cuộn dây của nam châm điện và tạo ra 1 từ trường biến đổi. các đường sức từ của từ trường trên xuyên qua tiết diện s của cuộn dây b biến đổi. do đó trong cuộn dây B xuất hiện dòng điện cảm ứng. - Yêu cầu HS đọc phần ghi nhớ - HS tóm lược nội dung kiến thức toàn bài, khắc sâu trọng tâm bài như phần ghi nhớ/SGK HOẠT ĐỘNG 4: Mở rộng, bổ sung, phát triển ý tưởng sáng tạo - Đọc phần “Có thể em chưa biết” ? Đặt kim nam châm để cạnh dây dẫn có dòng điện xoay chiều tần số 50Hz có hiện tượng gì xảy ra? Giải thích vì sao? V. HƯỚNG DẪN CHUẨN BỊ BÀI HỌC TIẾT SAU - Làm BT 35.1 → 35.5 (SBT) - HD Bài 35.1 : Đáp án C Bài 35.2 : Đáp án A - Xem trước bài 36 ‘Truyền tải điện năng đi xa’ Ngày soạn: 14/01/2020 Ngày giảng: 16/01/2020 – 9A2, 9A4; 17/01/2020 – 9A3. Tiết 41: TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ĐI XA I . MỤC TIÊU 1.Kiến thức : - Nêu được hai cách làm giảm hao phí điện năng trên đường dây tải điện và lí do vì sao chọn cách tăng hiệu điện thế ở hai đầu đường dây. - Biết được các bộ phận chính của máy biến thế gồm hai cuộn dây dẫn có số vòng dây khác nhau được quấn quanh một lõi sắt chung. - Nêu được công dụng chính của máy biến thế là làm tăng hay giảm hiệu điện thế hiệu dụng theo công thức: 1 1 2 2 U n = U n . 2. Kỹ năng : - Biết vận dụng công thức 1 1 2 2 U n = U n để làm bài tập đơn giản. - Biết vận dụng những kiến thức về hiện tượng cảm ứng điện từ để giải thích các ứng dụng trong kĩ thuật. 3.Thái độ : Cẩn thận, trung thực, có ý thức xây dựng bài học, yêu thích môn học. 4. Định hướng năng lực: a. Năng lực chung: - Năng lực tự chủ và tự học, năng lực giao tiếp và hợp tác, năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo b. Năng lực đặc thù: - Năng lực ngôn ngữ, năng lực khoa học, năng lực thực nghiệm, Năng lực dự đoán, năng lực quan sát; năng lực vận dụng kiến thức, kỹ năng đã học. II. CHUẨN BỊ 1.Giáo viên : 2. Học sinh : Ôn lại công thức về công suất của dòng điện và công suất toả nhiệt của dòng điện. III. PHƯƠNG PHÁP VÀ KĨ THUẬT DẠY HỌC 1. Phương pháp: Hoạt động nhóm, luyện tập thực hành,dạy học trực quan, gợi mở - vấn đáp, phương pháp giải quyết vấn đề. 2. Kĩ thuật: Kỹ thuật chia nhóm, kỹ thuật đặt câu hỏi, kỹ thuật giao nhiệm vụ. IV. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC 1. Ổn định lớp: 2. Kiểm tra bài cũ: Câu 1: Dòng điện xoay chiều có thể gây ra những tác dụng gì ? Câu 2: Để đo hiệu điện thế và cường độ dòng điện xoay chiều ta dùng dụng cụ gì ? Sử dụng chúng có gì đặc biệt ? 3. Bài mới: HOẠT ĐỘNG 1: Khởi động - Cho HS đọc tình huống đầu bài. ? Vậy tại sao lại phải xây dựng đường dây cao thế vừa tốn kém vừa nguy hiểm? HOẠT ĐỘNG 2: Hình thành kiến thức, kỹ năng mới Hoạt động của GV và HS Nội dung - GV thông báo: Truyền tải điện năng từ nơi sản xuất tới nơi tiêu thụ bằng đường dây truyền tải. Dùng dây dẫn có nhiều thuận lợi hơn so với việc vận chuyển các dạng năng lượng khác như than đá, dầu lửa - Liệu tải điện bằng đường dây dẫn như thế có hao hụt, mất mát gì dọc đường không ? - Nếu HS không nêu được nguyên nhân hao phí trên đường dây truyền tải . GV thông báo như SGK. -Yêu cầu HS tự đọc mục 1 trong SGK, trao đổi nhóm tìm công thức liên hệ giữa công suất hao phí và P, U, R. - Gọi đại diện nhóm lên trình bày lập luận để tìm công thức tính Php. - GV hướng dẫn chung cả lớp đi đến công thức tính Php. I. Sự hao phí điện năng trên đường dây truyền tải điện 1. Tính điện năng hao phí trên đường dây tải điện. +Công suất của dòng điện : P = U.I => U P I = (1) +Công suất toả nhiệt hao phí: Php = I2. R (2) +Từ (1) và (2) => Công suất hao phí do toả nhiệt: R.P 2 Php = U2 -Yêu cầu các nhóm trao đổi tìm câu trả lời cho các câu C1, C2, C3. -Gọi đại diện các nhóm trình bày câu trả lời. Hướng dẫn thảo luận chung cả lớp. -Với câu C2, GV có thể gợi ý HS dựa vào công thức tính R = s l  . - Tại sao người ta không làm dây dẫn điện bằng vàng, bạc? - Trong hai cách làm giảm hao phí trên đường dây, cách nào có lợi hơn? - GV thông báo thêm: Máy tăng hiệu điện thế chính là máy biến thế. 2. Cách làm giảm hao phí. +C1: Có hai cách làm giảm hao phí trên đường dây truyền tải là cách làm giảm R hoặc tăng U. +C2: Biết R = s l  , chất làm dây đã chọn trước và chiều dài đường dây không đổi, vậy phải tăng S tức là dùng dây có tiết diện lớn, có khối lượng lớn, đắt tiền, nặng, dễ gãy, phải có hệ thống cột điện lớn. Tổn phí để tăng tiết diện S của dây còn lớn hơn giá trị điện năng bị hao phí. +C3: Tăng U, công suất hao phí sẽ giảm rất nhiều ( tỉ lệ nghịch với U2). Phải chế tạo máy tăng hiệu điện thế. * Kết luận : Muốn giảm hao phí trên đường dây truyền tải cách đơn giản nhất là tăng hiệu điện thế. -Yêu cầu HS đọc tài liệu và quan sát máy biến thế nhỏ, nêu lên cấu tạo của máy biến thế. I.CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY BIẾN THẾ. 1.Cấu tạo: -Số vòng dây của 2 cuộn giống hay khác nhau? Gọi 2 HS trả lời? -Lõi sắt có cấu tạo như thế nào? Dòng điện từ cuộn dây này có sang cuộn dây kia được không? Vì sao? -GV: Lõi sắt gồm nhiều lớp sắt silic ép cách điện với nhau mà không phải là một thỏi đặc. -GV chuẩn kiến thức và yêu cầu HS nhắc lại ghi vở. -Có 2 cuộn dây: Cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp có số vòng n1, n2 khác nhau. -1 lõi sắt pha silic chung. -Dây và lõi sắt đều bọc chất cách điện, nên dòng điện của cuộn sơ cấp không truyền trực tiếp sang cuộn thứ cấp. ĐVĐ: Giữa U1 ở cuộn sơ cấp, U2 ở cuộn thứ cấp và số vòng dây n1 và n2 có mối quan hệ nào? -Yêu cầu HS quan sát TN và ghi kết quả. -HS: Ghi kết quả vào bảng 1. - Qua kết quả TN rút ra kết luận gì? -Nếu n1> n2, U1 như thế nào đối với U2 , máy đó là máy tăng thế hay hạ thế? -Vậy muốn tăng hay giảm hiệu điện thế ở cuộn thứ cấp người ta phải làm như thế nào? - Khi máy biến thế hoạt động, trong lõi thép luôn xuất hiện dòng Fucô. Dòng điện Fucô có hại vì nó làm nóng máy biến thế, giảm hiệu suất của máy. - Để làm mát máy biến thế, người ta nhúng toàn bộ lõi thép của máy biến thế trong một chất làm mất đó là dầu của máy biến thế. Khi xảy ra sự cố, dầu của máy biến thế bị cháy có thể gây ra sự cố môi trường nghiêm trọng và rất khó khắc phục. - Biện pháp GDBVMT: Các trạm biến thế lớn cần có các thiết bị tự động để phát hiện và khắc phục sự cố; mặt khác cần đảm bảo các quy tắc an toàn khi vận hành các trạm biến thế. (tích hợp BVMT) II. TÁC DỤNG LÀM BIẾN ĐỔI HIỆU ĐIỆN THẾ CỦA MÁY BIẾN THẾ. C3: 2 1 U U 2 1 n n ; / 2 / 1 U U / 2 / 1 n n ; // 2 // 1 U U // 2 // 1 n n => 2 1 2 1 n n U U = . - Hiệu điện thế ở hai đầu mỗi cuộn dây tỉ lệ với số vòng của mỗi cuộn dây. 2 1 2 1 n n U U = > 1 => 21 UU  máy hạ thế. 2 1 2 1 n n U U = 21 UU  máy tăng thế. -Vậy muốn tăng hay giảm hiệu điện thế, ta chỉ việc thay đổi số vòng dây của cuộn thứ cấp. Cuộn dây Cuộn dây Lõi sắt phaSi silic HOẠT ĐỘNG 3: Luyện tập. ? Muốn làm giảm hao phí điện trên đường dây tải điện ta làm như thế nào ? Viết công thức tính công suất hao phí điện trên đường dây tải điện - Tổ chức cho HS trao đổi để tìm được lời giải tốt nhất HOẠT ĐỘNG 4: Vận dụng. Hoạt động của GV và HS Nội dung -Yêu cầu HS làm bài tập vận dụng C4. Qua kết quả em có nhận xét gì? GV gọi 3 HS thuộc 3 đối tượng trả lời. C4: U1 = 220V; U2 = 6V; U’2=3V; n1=4000vòng n2 = ? ; n’2 = ? 2 1 2 1 n n U U = => 109 220 4000.6. 1 12 2 == U nU n 54 . 1 1 / 2/ 2/ 2 1 / 2 1 =→= U nU n n n U U Vì 1n và 2n không đổi, nếu 2n thay đổi => 2U thay đổi. -Ghi nhớ: +Đặt một HĐT xoay chiều vào 2 đầu cuộn sơ cấp của máy biến thế thì ở 2 đầu của cuộn thứ cấp xuất hiện HĐT xoay chiều. +Tỉ số giữa HĐT ở 2 đầu các cuộn dây của máy biến thế bằng tỉ số giữa số vòng của các cuộn dây tương ứng. ở đầu đường dây tải về phía nhà máy điện đặt máy tăng thế, ở nơi tiêu thụ đặt máy hạ thế. - Yêu cầu HS đọc phần ghi nhớ - HS tóm lược nội dung kiến thức toàn bài, khắc sâu trọng tâm bài như phần ghi nhớ/SGK HOẠT ĐỘNG 4: Mở rộng, bổ sung, phát triển ý tưởng sáng tạo - Đọc phần “Có thể em chưa biết” ? Tại sao ta không nên đến gần đường dây cao thế? ? Trên thực tế để giảm điện năng hao phí trên đường truyền người ta dùng cách nào? V. HƯỚNG DẪN CHUẨN BỊ BÀI HỌC TIẾT SAU - Trả lời lại C1 đến C4. - Chuẩn bị tiết sau: đọc trước bài Bài 40: Hiện tượng khúc xạ ánh sáng. Bài 42: Thấu kính hội tụ