Giáo án Vật lý Lớp 12 - Chương III: Dòng điện xoay chiều - Tiết 27, Bài 14: Mạch có R, L, C mắc nối tiếp

Ngày soạn: /	/ Ngày dạy: /	/
Tiết 25
MỤC TIÊU BÀI HỌC
Về kiến thức

MẠCH CÓ R, L, C NỐI TIẾP
o0o
Nêu lên được những tính chất chung của mạch điện xoay chiều mắc nối tiếp.
Nêu được những điểm cơ bản của phương pháp giản đồ Fre-nen.
Viết được công thức tính tổng trở.
Viết được công thức định luật Ôm cho đoạn mạch xoay chiều có R, L, C mắc nối tiếp.
Viết được công thức tính độ lệch pha giữa i và u đối với mạch có R, L, C mắc nối tiếp.
Nêu được đặc điểm của đoạn mạch có R, L, C nối tiếp khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng điện.
Về kĩ năng
Vận dụng đươc công thức tính tổng trở của mạch và viết được phương trình của dòng điện và điện áp của mạch R, L, C
Giải được các bài tập đơn giản về cách mạch điện xoay chiều
Thái độ: Nghiêm túc, hứng thú trong học tập.
Năng lực hướng tới
a, Phẩm chất năng lực chung
Phẩm chất: Tự lập, tự tin, tự chủ; Có trách nhiệm bản thân và cộng đồng
Năng lực chung: Năng lực tự học; năng lực giải quyết vấn đề; Năng lực giao tiếp; Năng lực hợp tác; Năng lực sử dụng ngôn ngữ; Năng lực tính toán.
b, Năng lực chuyên biệt môn học
Năng lực sử dụng ngôn ngữ, năng lực tính toán, năng lực thực hành, thí nghiệm
PHƯƠNG PHÁP-KĨ THUẬT
Phương pháp
PP dạy học Gợi mở - vấn đáp, PP thuyết trình, PP hoạt động nhóm, PP công tác độc lập
Kĩ thuật dạy học
Kĩ thật dặt câu hỏi, kĩ thuật XYZ
CHUẨN BỊ
Chuẩn bị của giáo viên:
Gíao án, tranh, ảnh trong SGK.
SGK, SGV, một số dụng cụ thí nghiệm
Giao một số câu hỏi trong bài học mới cho học sinh tìm hiểu trước ở nhà.
Chuẩn bị của học sinh:
Đọc trước bài học, tự tìm thông tin trong SGK sách tham khảo, mạng để trả lời các câu hỏi trong SGK và các câu hỏi giáo viên giao về nhà cho HS tiết trước.
HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
Ổn định lớp
Kiểm tra bài cũ
Bài mới
Họat động của giáo viên
Họat động của học sinh
Nội dung
HOẠT ĐỘNG 1: Khởi động (2’)
Mục tiêu:	HS biết được các nội dung cơ bản của bài học cần đạt được, tạo tâm thế cho
học sinh đi vào tìm hiểu bài mới.
Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan
Định hướng phát triển năng lực:	Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.
- Bài trước ta đã timg hiểu các mạch điện xoay chiều riêng lẻ và mạch đó là một số mạch đơn giản nhất. Bây giờ chúng tãe tìm hiểu mạch phức tạp hơn đó là “MẠCH CƠ R, L, C NỐI TIẾP”
Định hướng ND của bài
Tiết 25
MẠCH CÓ R, L, C NỐI TIẾP
HOẠT ĐỘNG 2: Hình thành kiến thức (20’)
Mục tiêu: - những tính chất chung của mạch điện xoay chiều mắc nối tiếp,điểm cơ bản của phương pháp giản đồ Fre-nen.
Viết được công thức tính tổng trở,công thức định luật Ôm cho đoạn mạch xoay chiều có R, L, C mắc nối tiếp.,công thức tính độ lệch pha giữa i và u đối với mạch có R, L, C mắc nối tiếp.
đặc điểm của đoạn mạch có R, L, C nối tiếp khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng điện. Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan
Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.
Tại một thời điểm, dòng điện trong mạch chạy theo 1 chiều nào đó
® dòng một chiều ® vì vậy ta có thể áp dụng các định luật về dòng điện một chiều cho các giá trị tức thời của dòng điện xoay chiều.
Xét đoạn mạch gồm các điện trở R1, R2, R3
HS ghi nhận định luật về điện áp tức thời.
U = U1 + U2 + U3 + 
Phương pháp giản đồ Fre-nen
Định luật về điện áp tức thời : Trong mạch điện xoay chiều gồm nhiều đoạn mạch mắc nối tiếp thì điện áp tức thời giữa hai đầu của mạch bằng tổng đại số các điện áp tức thời giữa hai đầu của từng đọan mạch ấy .
u = u1 + u2 + u3 + 
Phương pháp giản đồ Fre-nen :
 mắc nối tiếp. Cho dòng điện một chiều có cường độ I chạy qua đoạn mạch ® U hai đầu
đoạn mạch liên hệ như

u = u1 + u2 + u3 + 
Mạch
R
Các vétơquayU và i
UR
Định luật Ôm
I
thế nào với Ui hai đầu từng đoạn mạch?
Biểu thức định luật đối với dòng điện xoay chiều?
Khi giải các mạch điện xoay chiều, ta phải cộng (đại số) các điện áp tức
Chúng đều là những đại lượng xoay chiều hình sin cùng tần số.
HS đọc Sgk và ghi nhận những nội dung của phương pháp giản đồ Fre-nen.
u, i cùng pha
C
u trễ pha
p so
2
UR = IR
I
UC
UC= IZC
thời, các điện áp tức thời này có đặc điểm gì?
® Ta sử dụng phương
HS vẽ trong các trường hợp đoạn mạch chỉ có R, chỉ có C, chỉ
với i
L
UL
pháp giản đồ Fre-nen đã
có L và đối chiếu với
U	sớm
I UL	=
áp dụng cho phần dao động ® biểu diễn những đại lượng hình sin bằng những vectơ quay.
hình 14.2 để nắm vững cách vẽ.
pha với i
p so
2
IZL
Trong phần này, thông qua phương pháp giản đồ Fre-nen để tìm hệ thức giữa U và I của một mạch gồm một R, một L
Mạch có R, L, C nối tiếp
Định luật Ôm cho đoạn mạch có R,L,C mắc nối tiếp-Tổng trở : Giả sử cho dòng điện trong đoạn mạch có biểu thức :
và một C mắc nối tiếp.
i = I0 coswt
Ta viết được biểu
Hướng dẫn HS vẽ giản đồ Fre-nen trong cả hai
HS vận dụng các kiến thức	về	phương	pháp
thức các điện áp tức thời:
2 đầu R : uR = UOR coswt
trường hợp: UC > UL (ZC
> ZL) và UC < UL (ZC <
giản đồ Fre-nen để cùng giáo viên đi tìm hệ thức
2 đầu L : u
L = UOL
cos(wt + p )
2
ZL)
Dựa vào hình vẽ (1 trong hai trường hợp để xác định hệ thức giữa u
giữa U và I.
+ Giả sử UC > UL (ZC > ZL)
2 đầu C : u = U	cos(wt - p )
c	OC	2
A	R	L	C	B
và i
Có thể hướng dẫn HS
vẽ giản đồ Fre-nen theo	O	j
kiểu đa giác lực (nếu
cần).
-Hiệu điện thế đoạn mạch AB :
u = uR + uL + uC
u = U0 cos(wt + j)
-Phương	pháp	giản	đồ	Fre-nen:
U = U + U + U
Y/c HS về nhà tìm hệ thức liên hệ giữa U và I
bằng giản đồ còn lại.
R	L	C
-Theo giản đồ :
U 2 = U 2 + (U

-U )2
+ Giả sử UC < UL (ZC < ZL)
R	L	C
U
R2 + (Z - Z )2
L	C
I =	= U
Z
-Tổng trở của mạch :
R2 + (Z - Z )2
L	C
Z =
j	-Định luật Ôm :
O

I = U
Z
R2 + (Z - Z )2
L	C
Đối chiếu với định luật Ôm trong đoạn mạch chỉ có R ®
đóng vai trò là điện trở

Độ lệch pha giữa điện áp và
® gọi là tổng trở của mạch, kí hiệu là Z.
Dựa vào giản đồ ® độ lệch pha giữa u và i được tính như thế nào?
Chú ý: Trong công thức bên j chính là độ lệch pha của u đối với i (ju/i)
Nếu ZL = ZC, điều gì sẽ xảy ra?
(Tổng trở của mạch lúc này có giá trị nhỏ nhất).
Điều kiện để cộng hưởng điện xảy ra là gì?
Tính thông qua tanj với tanj = ULC
UR
Nếu chú ý đến dấu:
tanj = UL - UC = ZL - ZC
UR	R
Khi đó j = 0 ® u cùng pha i. Tổng trở Z = R ® Imax
ZL = ZC
dòng điện :
tanj = UL -UC = ZL - ZC
UR	R
Nếu ZL > ZC	Þ j > 0 :u sớm pha hơn i ( tính cảm kháng )
Nếu ZL < ZC	Þ j < 0 :u trễ
pha hơn i ( tính dung kháng )
Nếu : ZL = ZC Þ j = 0 : u và i cùng pha ( cộng hưởng điện )
Cộng hưởng điện :
ĐKCH : ZL = ZC Û LC = 1 
w2
Hệ quả : I	= U	= U
max	Z	R
min
HOẠT ĐỘNG 3: Hoạt động luyện tập (10') Mục tiêu: Luyện tập củng cố nội dung bài học
Phương pháp dạy học: dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình
Định hướng phát triển năng lực:	Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.
Câu 1: Trong một đoạn mạch điện xoay chiều chỉ có tự điện và cuộn cảm thuần mắc nối tiếp, biết cảm kháng đang lớn hơn dung kháng. Nếu tăng nhẹ tần số dòng điện thì độ lệch pha giữa cường độ dòng điện và điện áp là
A. tăng B. giảm
C. đổi dấu nhưng không đổi về độ lớn D. không đổi
Câu 2: Cho một đoạn mạch xoay chiều có R, L, C mắc nối tiếp. Vôn kế có điện trở rất lớn mắc giữa hai đầu điện trở thuần chỉ 20 V, giữa hai đầu cuộn cảm thuần chỉ 55 V và giữa hai đầu tụ điện chỉ 40 V. Nếu mắc vôn kế giữa hai đầu đạon mạch trên thì vôn kế sẽ chỉ
A. 115 V B. 45 V C. 25 V D. 70 V
Câu 3: Một đoạn mạch xoay chiều gồm điện trở R = 20 Ω. Mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần L. Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp u=40√2 cos100πt (V) thì điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn cảm UL=32 V. Độ tự cảm của cuộn dây là
A. 0,0012 H B. 0,012 H C. 0,17 H D. 0,085 H
Câu 4:
Trong đoạn mạch RLC, nếu tăng tần số hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch thì:
A. Điện trở tăng.	B. Dung kháng tăng.
C. Cảm kháng giảm.	D. Dung kháng giảm và cảm kháng tăng.
Câu 5: Điện áp giữa hai đầu của một đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp sớm pha π/4 so với cường độ dòng điện. Phát biểu nào sau đây đúng đối với đoạn mạch này
Tần số dòng điện trong đoạn mạch nhỏ hơn giá trị cần để xảy ra cộng hưởng.
Tổng trở của đoạn mạch bằng hai lần điện trở thuần của mạch.
Điện áp giữa hai đầu điện trở thuần sớm pha π/4 so với điện áp giữa hai bản tụ điện.
Điện trở thuần của đoạn mạch bằng hiệu số giữa cảm kháng và dung kháng.
Câu 6: Mắc đoạn mạch gồm biến trở R và một cuộn cảm thuần có L = 3,2 mH và một tự có điện dung C=2μF mắc nối tiếp vào điện áp xoay chiều. Để tổng trở của mạch là Z=ZL+ZC thì điện trở R phải có giá trị bằng
A. 80 Ω B. 40 Ω C. 60 Ω D. 100 Ω
Hướng dẫn giải và đáp án
Câu
1
2
3
4
5
6
Đáp án
D
C
D
D
D
A
HOẠT ĐỘNG 4: Hoạt động vận dụng (8’) Mục tiêu: Vận dụng làm bài tập
Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình
Định hướng phát triển năng lực:	Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.
Bài	14.10	trang	40
HS làm bài theo sự
a)
Sách bài tập Vật Lí
hướng dẫn của GV
I = 2√2 cos (100πt + π/6) ( A)
12: Cho mach gồm điên
b) Theo bài ra ta có
trở R = 30√3Ω nối tiếp
UR = 60√3V; UC = 60V
với tu điện C = 1/3000π
điện áp tức thời ở hai
đầu đoạn mạch là u =
120√2cos100πt (V).
a) Viết biểu thức của
cường độ dòng điện tức
thời trong mạch.
b) Xác định điện áp hiệu
dụng ở hai đầu điện trở
R và ở hai đầu tụ điện
C.
HOẠT ĐỘNG 5: Hoạt động tìm tòi và mở rộng (2’) Mục tiêu: Tìm tòi và mở rộng kiến thức
Phương pháp dạy học: dạy học nêu và giải quyết vấn đề
Định hướng phát triển năng lực:	Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.
Tự làm thêm một số bài tập nâng cao:
Cho mạch điện xoay chiều có R = 50 W ; L = 159mH ; C = 31,8 mF .Điệp áp 2 đầu đoạn mạch có biểu thức là :	u =120cos100pt ( V) .Tính Z ? và viết i trong mạch ?
( Z = 50	2(W) ,	i = 1, 2 2 cos(100pt + p )( A)
4
Cho mạch điện :	L	C
A	B
Biết L = 0,318H	; C = 15,9 mF ; i = 2cos100pt(A)
Tính Z ? viết u ?
Hướng dẫn về nhà
- Làm tất cả các bài tập trong SGK trang 79,80 và bài tập trong SBT lý 12 trang 22, 23 và 24.