Giáo án Vật lý Lớp 9 - Tuần 21+22 - Chủ đề: Dòng điện xoay chiều. Máy phát điện xoay chiều - Nguyễn Văn Huynh

Nội dung text: Giáo án Vật lý Lớp 9 - Tuần 21+22 - Chủ đề: Dòng điện xoay chiều. Máy phát điện xoay chiều - Nguyễn Văn Huynh

1. HƯỚNG DẪN ÔN TẬP LÍ 9 TUẦN 21 - 22 HƯỚNG DẪN ÔN TẬP LÝ 9 TUẦN 21 – 22 CHỦ ĐỀ: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU – MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU. HAO PHÍ ĐIỆN NĂNG TRÊN ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN I. Mục tiêu cần đạt - Phát biểu được đặc điểm của dòng điện xoay chiều. - Nhớ lại điều kiện chung làm xuất hiện dòng điện cảm ứng xoay chiều - Nhận biết được hai bộ phận chính của một máy phát điện xoay chiều, chỉ ra được rôto và stato của mỗi loại máy. - Trình bày được nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều. - Nêu được cách làm cho máy phát điện có thể phát điện liên tục. - Nhận biết các tác dụng nhiệt, quang, từ của dòng điện xoay chiều. - Nhận biết được kí hiệu của ampe kế, vôn kế xoay chiều dùng chúng để đo I, U của dòng điện xoay chiều. - Nhớ được công thức tính năng lượng hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây tải điện. - Nêu được 2 cách làm giảm hao phí điện năng trên đường dây tải điện và lí do vì sao chọn cách tăng hiệu điện thế ở 2 đầu đường dây II. Kiến thức trọng tâm. 1. Dòng điện xoay chiều - Đinamô ở xe đạp có cấu tạo gồm nam châm và cuộn dây. Khi núm của đinamo quay, nam châm quay theo và đèn sáng. - Có nhiều cách dùng “nam châm” để tạo ra dòng điện trong một cuộn dây dẫn kín. Dòng điện được tao ra theo cách đó gọi là dòng điện cảm ứng. Hiện tượng xuất hiện dòng điện cảm ứng gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ. - Điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng trong cuộn dây dẫn kín là số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây đó biến thiên. - Dòng điện xoay chiều là dòng điện cảm ứng có chiều luân phiên thay đổi. Giáo viên: Nguyễn Văn Huynh Trường THCS Hồng An
2. HƯỚNG DẪN ÔN TẬP LÍ 9 TUẦN 21 - 22 - Điều kiện xuất hiện dòng điện xoay chiều: số đường sức từ xuyên qua tiết diện cuộn dây dẫn kín luân phiên tăng, giảm liên tục. - Dòng điện cảm ứng trong cuộn dây dẫn kín bắt đầu đổi chiều khi số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây đang tăng mà chuyển sang giảm hoặc ngược lại đang giảm mà chuyển sang tăng. - Khi cho cuộn dây dẫn kín quay trong từ trường của nam châm hay cho nam châm quay trước cuộn dây dẫn thì trong cuộn dây có thể xuất hiện dòng điện cảm ứng xuay chiều. 2. Máy phát điện xoay chiều - Cấu tạo: gồm cuộn dây và nam châm. - Hoạt động: + Cuộn dây quay trong từ trường của nam châm. (roto là cuộn dây). + Nam châm quay trong cuộn dây dẫn. (roto là nam châm). 3. Các tác dụng của dòng xoay chiều: tác dụng từ, tác dụng nhiệt, tác dụng phát sáng. - Lực từ đổi chiều khi dòng điện đổi chiều. - Dòng điện tần số 50Hz đổi chiều 100 lần trong 1s. - Dùng dụng cụ có kí hiệu (A) để đo cường độ dòng điện xoay chiều. Dùng dụng cụ (V) để đo hiệu điện thế dòng xoay chiều. - Độ sáng của đèn là như nhau khi mắc vào mạch xoay chiều và mạch một chiều có cùng hiệu điện thế (hiệu điện thế hiệu dụng). - Nhiệt lượng tỏa ra trên bóng như nhau khi mắc vào mạch xoay chiều và mạch một chiều có cùng cường độ dòng điện (cường độ hiệu dụng). Khi mắc ampe kế và vôn kế xoay chiều vào mạch điện xoay chiều không cần phân biệt chốt của chúng. Giáo viên: Nguyễn Văn Huynh Trường THCS Hồng An
3. HƯỚNG DẪN ÔN TẬP LÍ 9 TUẦN 21 - 22 P2 4. Công suất hao phí do truyền tải điện năng đi xa bằng dây dẫn: Php = R. , U2 Trong đó : Php là công suất hao phí (W); P là công suất cần truyền tải (W); U là hiệu điện thế giữa hai đầu dây (V); R là điện trở của dây (  ) - Công suất hao phí do tỏa nhiệt trên đường dây tải điện tỉ lệ nghịch với bình phương hiệu điện thế đặt vào hai đầu đường dây. - Để làm giảm hao phí điện năng do tỏa nhiệt trên đường dây tải điện thì cách tốt nhất là tăng hiệu điện thế. III.Bài tập Ví dụ 1.Người ta muốn tải một công suất điện 500000 W từ nhà máy điện đến một khu dân cư cách xa nhà máy . Hiệu điện thế giữa hai đầu dây tải điện là 10000V. Điện trở của đường dây là 20Ω. Tính công suất hao phí do toả nhiệt trên đường dây Hướng dẫn giải: 2 P 5000002 Áp dụng công thức Php = R. = 20. = 50000 W U2 100002 Ví dụ 2: Một nguồn điện có HĐT U = 2500 V, điện năng được truyền tải bằng dây dẫn đến nơi tiêu thụ . Biết điện trở của dây dẫn là 10 Ω và công suất của nguồn là P = 100 KW . Hãy tính: a) Công suất hao phí trên đường dây ? b) Hiệu điện thế ở nơi tiêu thụ? c) Hiệu suất của sự tải điện ? d) Để giảm công suất hao phí đi 4 lần thì cần tăng HĐT trước khi tải điện bao nhiêu lần ? Hướng dẫn giải: Giáo viên: Nguyễn Văn Huynh Trường THCS Hồng An
4. HƯỚNG DẪN ÔN TẬP LÍ 9 TUẦN 21 - 22 2 P 1000002 a) Áp dụng công thức Php = R. = 10. = 16000 W. U2 25002 푃푛 100000 b) Cường độ dòng điện trên dây là : Id = In = = = 40 . 푈푛 2500 Hiệu điện thế trên dây là Ud = Id.R= 40 .10 = 400V. Vì nguồn, dây và nơi tiêu thụ mắc nối tiếp nhau nên Hiệu điện thế nơi tiêu thụ là : Utt = Un – Ud = 2500 – 400 = 2100V. c) Hiệu suất của sự tải điện được tính bằng công thức 푃 푖 푃푛 푃ℎ 100000 16000 H = = = = 0,84 = 84%. 푃푛 푃푛 100000 d) Vì công suất hao phí tỉ lệ nghịch với bình phương hiệu điện thế đầu dây tải nên để giảm công suất hao phí 4 lần thì tăng hiệu điện thế lên 2 lần. MỘT SỐ CÂU TRẮC NGHIỆM Hãy chọn phương án trả lời em cho là đúng nhất cho các câu sau đây : 1. Hiện tượng cảm ứng điện từ xuất hiện trong trường hợp nào dưới đây ? A. Một cuộn dây dẫn kín nằm cạnh một thanh nam châm. B. Nối hai cực của một thanh nam châm với hai đầu của một cuộn dây dẫn . C. Đưa một cực của pin từ ngoài vào trong một cuộn dây dẫn kín. D. Cho thanh nam châm rơi từ ngoài vào trong lòng một cuộn dây dẫn kín. 2. Máy phát điện xoay chiều gồm các bộ phận chính nào dưới đây ? A. Nam châm vĩnh cửu và hai thanh B. Ống dây điện có lõi sắt và hai vành quét. khuyên. Giáo viên: Nguyễn Văn Huynh Trường THCS Hồng An
5. HƯỚNG DẪN ÔN TẬP LÍ 9 TUẦN 21 - 22 C. Cuộn dây dẫn và nam châm. D. Cuộn dây dẫn và lõi sắt. 3. Nếu tăng hiệu điện thế đặt vào hai đầu đường dây tải điện lên 10 lần thì công suất hao phí do tỏa nhiệt trên dây sẽ thay đổi như thế nào ? A. Tăng lên 10 lần B. Tăng lên 100 lần C. Giảm đi 100 lần D. Giảm đi 10 lần. 4. Khi có một dòng điện một chiều không đổi chạy trong cuộn dây sơ cấp của một máy biến thế thì trong cuộn dây thứ cấp đã nối thành mạch kín A. có dòng điện một chiều không đổi. B. có dòng điện xoay chiều C. có dòng điện một chiều biến đổi. D. không có dòng điện nào cả. 5. Khi truyền tải một công suất P bằng một dây có điện trở R và đặt vào hai đầu đường dây một hiệu điện thế U, công thức nào sau đây xác định công suất hap phí Php do tỏa nhiệt trên đường dây ? P 2 .R P.R P 2 .R P .R 2 A. P B. Php 2 C. P D. P hp U 2 U hp U hp U 2 6. Trong cuộn dây dẫn kín xuất hiện dòng điện cảm ứng xoay chiều khi số đường sức từ xuyên qua tiết diện S A. Luôn luôn tăng B. Luôn luôn giảm C. Luân phiên D. Luôn luôn tăng, giảm. không đổi. 7. Tác dụng từ của dòng điện thay đổi như thế nào khi dòng điện đổi chiều ? A. Không còn tác dụng từ. B. Tác dụng từ mạnh lên gấp đôi C. Tác dụng từ giảm đi. D. Lực từ đổi chiều Đáp án trắc nghiệm : 1 2 3 4 5 6 7 D C C D A C D VI. Bài tập tự luyện Bài tập 1 . Từ nguồn điện có hiệu điện thế 6000V điện năng được truyền đến nơi tiêu thụ. Biết công suất của nguồn là 120000W , điện trở đường dây truyền tải là 20 Ω. Hãy tính: Giáo viên: Nguyễn Văn Huynh Trường THCS Hồng An
6. HƯỚNG DẪN ÔN TẬP LÍ 9 TUẦN 21 - 22 a, Cường độ dòng điện chạy trong dây dẫn và hiệu điện thế giữa hai đầu đường dây truyền tải. b, Công suất hao phí trên đường dây? c, Để công suất hao phí giảm đi 4 lần ta phải làm thế nào? Bài tập 2.a/ Để truyền đi một công suất điện không đổi với cùng hiệu điện thế người ta thay dây dẫn có tiết diện tăng lên 5 lần. hỏi công suất hao phí thay đổi thế nào? b/. Trên cùng đường dây tải điện người ta muốn giảm công suất hao phí đi 9 lần cần thay đồi hiệu điện thế đặt vào 2 đầu đường dây như thế nào? Bài tập 3. Điện từ trạm biến điện Phú Lâm được đưa lên đường dây cao thế 500kV để truyền tải ra trạm biến điện Hòa Bình. a/ Để truyền tải điện như trên, cần phải có những loại máy biến thế nào ở hai đầu trạm? b/ Nếu điện áp ở cuộn sơ cấp là 2 000V và cuộn sơ cấp có 5000 vòng, thì số vòng ở cuộn thứ cấp là bao nhiêu? (trạm biến điện Phú Lâm) . . Giáo viên: Nguyễn Văn Huynh Trường THCS Hồng An