Giáo án vật lý - Bài 29. cơng suất của dòngđiện xoay chiều

Bài 29. CƠNG SUẤT CỦA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU I. Mục tiêu: 1) Kiến thức: - Nắm được đặc điểm của công suất tức thời, công suất trung bình v hệ số cơng suất - Bàiết cch tính cơng suất của dịng điện xoay chiều . 2) Kĩ năng: - Lập v vận dụng tốt cơng thức cơng suất. II. Chuẩn bị: HS ơn tập cơng thức tính cơng suất của dịng điện không đổi của đoạn mạch điện xoay chiều. II. Tổ chức các hoạt động dạy học: Hoạt động 1. (10’) Kiểm tra: Hoạt động của GV Hoạt động của HS - GV nu Bài tốn kiểm tra kiến thức cũ: Mạch xoay chiều: HS được kiểm tra thực hiện giải bài toán. R = 50 L = 0,318H. C= 0,636.10-4 F 100 2 cos(100 )( )ABu t V Nêu lần lượt các câu hỏi kiểm tra, gọi HS thực hiện trên bảng. H1. Tính tổng trở của mạch. - GV lưu ý HS các số liệu đặc Bàiệt dng trong Bài tốn: 1 20,318 ;0,636     H2. Tính giá trị cường độ hiệu dụng và hiệu điện thế của mỗi phần tử trong mạch. - GV nhận xét, phê điểm. - Tính  22AB L CZ R Z Z   Với ZL = 100; ZC = 50. 50 2ABZ   - Tính 2AB AB UI A Z   Tính UAM = IZAM = 2 2 50 10( )LI R Z V  UMB = 50 2( )V Hoạt động 2. (20’) Tìm hiểu: CƠNG SUẤT CỦA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU. Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung - GV đặt vấn đề như SGK và giới thiệu có thể dùng công thức tính công suất của dịng điện không đổi để tính công Đọc SGK, tìm hiểu cơng suất tức thời. 1) Cơng suất tức thời : Xét đoạn mạch có: suất tức thời của đdxc. - GV cĩ thể gợi ý cho HS dng php Bàiến đổi lượng giác suy ra Bàiểu thức tính cơng suất tức thời. Nu cu hỏi: H1. công suất tức thời Bàiến đổi theo qui luật nào? Đối với dịng điện tần số 50Hz, công suất Bàiến đổi tuần hoàn bao nhiêu lần trong 1s? - Yêu cầu HS đọc SGK mục 2. GV nêu định nghĩa rồi yêu cầu HS tìm hiểu, so snh cơng suất trung bình trong 1 chu kì với cơng suất trung bình trong thời gian t >>T. - Hướng dẫn HS lấy giá trị trung bình của từng số hạng UIcos v UIcos(2t+ ) - GV gọi HS chứng minh công thức bằng pp - Viết Bàiểu thức: p = ui. Dùng phép Bàiến đổi lượng giác lập Bàiểu thức: p = UIcos + UIcos(2t+ ) -Suy luận từ cos(2t+ ) tìm được f’ = 2f = 100Hz. - Đọc SGK, tìm hiểu nội dung cơng suất tính bằng P = Icos. 0 cos( )i I t 0 cos( )u U t   Cơng suất tức thời: p = ui = U0I0cos(t+ )cost thay 0 02 ; 2U U I I  Dùng phép Bàiến đổi lượng giác: p = UIcos + UIcos(2t+ ) 2) Cơng suất trung bình: Là đại lượng đo bằng điện năng đ tiêu thụ trn đoạn mạch trong một ngày. W t P W t P cịn l cơng suất trung bình trong 1 chu kì, cơng suất trung bình trong thời gian t >>T. cosUI P năng lượng. Hoạt động 3. (5’) Tìm hiểu: HỆ SỐ CƠNG SUẤT. -GV giới thiệu: với đoạn mạch RLC, điện năng chỉ tiêu thụ trên R. 2RIP (1) cosUI P (2) Từ (1) v (2): cos R Z   H1. Trường hợp nào công suất trên mạch đạt cực đại? Khoảng giá trị của cos? - GV lưu ý: trường hợp cos = 0, ở mạch RLC vẫn có sự chuyển đổi năng lượng điện từ trường. Thực hiện Bàiến đổi, ghi nhận Trả lời: 0 < cos < 1 3) Hệ số cơng suất: cos R Z   -Trường hợp mạch chỉ có R hoặc mạch RLC có cộng hưởng: cos = 1   = 0. Cơng suất UIP : cơng suất Bàiểu kiến. -Trường hợp mạch chỉ có L, C hoặc có cả hai: cos = 0; P = 0 Với cùng một điện áp U và cđdđ I, nếu đoạn mạch có - Nu cu hỏi C2 v trình by về ý nghĩa của hệ số cơng suất. H2. Trường hợp mạch có cos nhỏ, để công suất vẫn bằng P và tránh hao phí do tỏa nhiệt, phải lm sao? GV dùng VD minh họa: có thể ghép thêm vào mạch động cơ (r,L) một tụ C bằng ghép nối tiếp hoặc song song để giảm , nng cao cos. -Nu cu hỏi C2. - Vẽ giản đồ vectơ và tính cos. cos cos RU IR U IZ R Z       -Trả lời C2. Cách 1. Đo U, I, cos. Cách 2. Đo điện năng A, thời gian tiêu thụ t. Tính P. A t P cos cng lớn thì cơng suất P của dịng điện càng lớn. Nếu cos nhỏ để công suất vẫn bằng P, điện áp U thì thì I lớn. Do đó hao phí vì nhiệt tỏa ra trn dy dẫn lớn hơn. Cần phải tránh. Hoạt động 4. (5’) Vận dụng - củng cố: * GV: nêu nội ung BT3, SGK trang 160, hướng dẫn và yêu cầu HS thực hiện trên lớp Yêu cầu HS chuẩn bị cho tiết Bài tập sau. Ơn tập nội dung về mạch RLC v cơng suất của dịng điện xoay chiều. III. Rút kinh nghiệm – Bổ sung: