Thiết kế bài giảng – Vật lý 11 ( Nâng cao)

Tiết CT: 15 Ngày soạn: 09/9/2007 Ngày dạy: BÀI 11. PIN VÀ ACQUY --------***-------- I. MỤC TIÊU: 1. Kiến thức: - Nêu được cấu tạo và sự tạo thành suất điện động của Pin Vôn-ta. - Nêu được cấu tạo của acquy chì và nguyên nhân vì sao acquy là một Pin điện hóa nhưng lại có thể được sử dụng được nhiều lần. - Phát biểu được định luật Ôm đối với đoạn mạch chỉ chứa điện trở R. - Nêu được vai trò của nguồn điện và suất điện động của nguồn điện là gì? 2. Kĩ năng: Giải thích được sự xuất hiện hiệu điện thế điện hóa trong trường hợp thanh kẽm bị nhúng vào dung dịch axit sunfuric. 3. Thái độ: II.CHUẨN BỊ: 1. Giáo viên: - Một Pin tròn đã được bóc võ ngoài để học sinh quan sát cấu tạo bên trong của nó. - Các hình 11.1, 11.2, 11.3 sgk được phóng to. 2. Học sinh: Xem trước bài học ở nhà. III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC 1. Ổn định lớp: ( 1’) Kiểm tra sĩ số. 2. Kiểm tra bài cũ:( 3’) Câu 1: Dòng điện là gì? Cường độ dòng điện là gì? Chiều của dòng điện được xát định như thế nào? Câu 2: Dòng điện có tác dụng gì? Câu 3: Nguồn điện là gì? Suất điện động của nguồn điện là gì? 3. Giảng bài mới: Hoạt động 1:Tìm hiểu dòng điện và các tác dụng của dòng điện: Tl Nội dung Hoạt động của Thầy Hoạt động của Trò 5’ 1. Hiệu điện thế điện hóa: - Hiệu điện thế điện hóa là hiệu điện thế xuất hiện ở trên thanh kim loại và dung dịch điện phân khi cho thanh kim loại tiếp xúc với dung dịch điện phân. - Pin điện hóa được tạo ra khi ta nhúng hai thanh kim loại vào dung dịch điện phân. □ Giới thiệu thí nghiệm cho thanh kim loại tiếp xúc với một dung dịch điện phân thì giữa thanh kim loại và dung dịch điện phân có xuất hiện một hiệu điện thế. □ Yêu cầu học sinh đọc và trả lời câu C1sgk. □ Nhận xét và giải thích thêm. ○ Lắng nghe, ghi nhớ. ○Trả lời câu C1 ○ Lắng nghe, ghi nhớ. Hoạt động 2: Tìm hiểu về Pin Vôn-ta: Tl Nội dung Hoạt động của Thầy Hoạt động của Trò 20’ 2. Pin Vôn-ta a. Pin Vôn ta là nguồn điện hóa học đầu tiên sinh ra dòng điện và duy trì khá lâu. Pin Vôn ta gồm một cực bằng kẽm (Zn) Và một cực bằng đồng (Cu)nhúng trong dung dịch axit sunfuric (H2SO4) loãng. b. Suất điện động của Pin Vôn-ta: □ Giới thiệu sơ lượt tiểu sử của Vôn-ta. H Cấu tạo của Pin Vôn-ta như thế nào? □Yêu cầu học sinh về đọc sgk và giải thích sự tạo thành suất điện động của Pin Vôn-ta. ○Lắng nghe ○Trả lời như phần nội dung. ○ Về nhà đọc sgk và giải thích. Hoạt động 3:Tìm hiểu về acquy: Tl Nội dung Hoạt động của Thầy Hoạt động của Trò 5’ 5’ 3. Acquy: (đơn giản là acquy chì hay còn gọi là acquy axit) - Cấu tạo: gồm bản cực dương bằng chì điôxit (PbO2) và bản cực âm bằng chì (Pb) cả hai được nhúng vào dung dịch axit sunfuric loãng. ← PbSO4 → Dung dịch H2SO4 → R → PbO2 + _ Pb P Khi cho acquy phát điện, sau một thời gian hai bản cực trở thành giống nhau đều có một lớp chì sunfat PbSO4 phủ ở bên ngoài và khi đó dòng điện sẽ tắt. Muốn cho acquy phát điện được ta phải nạp điện để cho lớp chì sunfat ở hai bản cực mất dần và cuối cùng hai cực trở thành PbO2 và Pb. b. Acquy là nguồn điện có thể nạp lại để sử dụng nhiều lần dựa trên phản ứng hóa học thuận nghịch. c. Dung lượng của acquy là điện lượng lớn nhất mà acquy có thể cung cấp khi phát điện. Mỗi acquy có một dung lượng xác định. □Yêu cầu học sinh cho biết cấu tạo của acquy. □Nhận xét. □ Giới thiệu hình vẽ về cấu tạo của acquy. □ Giới thiệu khi đổ axit sunfuric thì hai bản cực được tích điện khác nhau như hình vẽ. H Tại sao khi phát điện thì hai cực của acquy đều bị phủ một lớp chì sunfat? □ Gợi ý H2SO4 tác dụng được với PbO2 không? H Góc SO4 tác dụng được với chì không? □ Khi hai bản cực bị phủ lớp chì sunfat thì suất điện động giữa hai bản cực không còn nửa. H Muốn cho acquy lại có thể phát điện thì ta làm thế nào? HVậy acquy có đặc điểm gì? □ Giới thiệu về dung lượng của acquy. ○ Đọc sgk và trả lời như phần nội dung. ○ Quan sát. ○ Lắng nghe. ○ Suy nghĩ câu trả lời. ○ Được PT phản ứng là H2SO4+PbO2→PbSO4+ SO4 + H2O ○ Pb + SO4 → PbSO4 ○ Lắng nghe và ghi chép như phần nội dung. ○ Ta phải nạp điện để cho lớp chì sunfat ở hai bản cực mất dần và cuối cùng hai cực trở thành PbO2 và Pb. ○ Acquy là nguồn điện có thể nạp lại để sử dụng nhiều lần. ○ Lắng nghe và ghi chép như phần nội dung. 4. Củng cố:( 5’ ) Gọi học sinh nhắc lại. Hiệu điện thế điện hóa là gì? Pin điện hóa được tạo ra khi nào? Nêu cấu tạo của Pin Vôn-ta? Nêu cấu tạo của acquy? Tại sao acquy có thể sử dụng được nhiều lần?Dung lượng của acquy là gì? 5. Dặn dò:( 1’ ) Dặn học sinh học bài trả lời câu hỏi sách giáo khoa và giải các bài tập 1, 2 SGK trang 56. Dặn học sinh xem trước bài 12 tiết sau học tiếp. Tiết CT: 16-17 Ngày soạn: 10/9/2007 Ngày dạy: BÀI 12. ĐIỆN NĂNG VÀ CÔNG SUẤT CỦA DÒNG ĐIỆN ĐỊNH LUẬT JUN – LEN-XƠ --------***-------- I. MỤC TIÊU: 1. Kiến thức: Dạy học sinh hiểu và trình bày đựợc: - Sự biến đổi nnăng lượng trong một mạch điện, từ đó hiểu công và công suất của dòng điện ở một đoạn mạch tiêu thụ điện năng(tức là bên ngoài nguồn điện), công và công suất của nguồn điện. - Ôn lại và vận dụng các công thức tính công và công suất của dòng điện, hiểu và vận dụng được công thức tính công và công suất của nguồn điện. - Ôn lại và vận dụng các công thức của định luật Jun – Len-xơ chú ý đến các dạng và . - Hiểu được suất phản điện của máy thu điện. Hiểu và vận dụng được các công thức về điện năng tiêu thụ và công suất tiêu thụ, công suất có ích của máy thu điện. 2. Kĩ năng: - Vận dụng được công thức tính hiệu suất của nguồn điện và của máy thu điện. - Phân biệt được hai loại dụng cụ tiêu thụ điện. - Vận dụng được các công thức về điện năng tiêu thụ và công suất tiêu thụ, công suất có ích của máy thu điện để giải các bài tập. 3. Thái độ: II.CHUẨN BỊ: 1. Giáo viên: Đọc sgk vật lý lớp 9 để biết ở THCS học sinh đã học những gì về công, công suất của dòng điện và định luật Jun – Len-xơ đồng thời chuẩn bị câu hỏi ôn tập. 2. Học sinh: Ôn tập phần này ở lớp 9 để trả lời câu hỏi do giáo viên đặt ra. III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC 1. Ổn định lớp: ( 1’) Kiểm tra sĩ số. 2. Kiểm tra bài cũ:( 3’) Câu 1: Dòng điện là gì? Cường độ dòng điện là gì? Chiều của dòng điện được xát định như thế nào? Câu 2: Dòng điện có tác dụng gì? Câu 3: Nguồn điện là gì? Suất điện động của nguồn điện là gì? 3. Giảng bài mới: Hoạt động 1:Tìm hiểu về công và công suất của dòng điện chạy qua một đoạn mạch: Tl Nội dung Hoạt động của Thầy Hoạt động của Trò 5’ 1. Công và công suất của dòng điện chạy qua một đoạn mạch: a. Công của dòng điện: Công và của dòng điện chạy qua một đoạn mạch là công của lực điện làm di chuyển các điện tích tự do trong một đoạn mạch và bằng tích của hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch với cường độ dòng điện và thời gian dòng điện chạy qua đoạn mạch đó. A = qU = UIt A: công của dòng điện (J) q: độ lớn của điện tích (C) U: hiệu điện thế (V) I: cường độ dòng điện (A) t : Thời gian (s) b. Công suất của dòng điện: Công suất của dòng điện là đại lượng đặt trưng cho tốc độ thực hiện công của dòng điện. Công suất của dòng điện chạy qua một đoạn mạch bằng tích của hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch đó. P = P : công suất của dòng điện c. Định luật Jun – Len-xơ: Nhiệt luợng tỏa ra trên một vật dẫn tỉ lệ thuận với điện trở của vật, với bình phương cường độ dòng điện và thời gian dòng điện chạy qua vật. Q = RI2t Q: Nhiệt lượng tỏa ra (J) □ Yêu cầu học sinh nhắc lại công thức tính công và công suất đã học ở lớp 9 H em hãy nhắc lại biểu thức tính công của lực điện khi điện tích q di chuyển từ điểm M đến điểm N ? H VM - VN là gì? H Từ đó ta có A = ? H Mà U =? HVậy ta có công của dòng điện như thế nào? □ Yêu cầu học sinh phát biểu nội dung của biểu thức? HCông suất của dòng điện là gì? HCông suất của dòng điện được tính như thế nào? HMà A = ? Y P = ? HNếu trên đoạn mạch chỉ có điện trở thuần thì công của dòng điện có tác dụng gì? HTheo biểu thức tính công A = ? H Mà công A lúc này có tác dụng gì? Y Q = ? HTheo định luật Ôm đối với đoạn mạch chỉ có điện trở thuần thì U = ? Y Thay vào ta được Q = ? □Giới thiệu điều này đã được hai nhà bác học là Jun và Len-xơ tìm ra và phát biểu như phần nội dung. ○ Suy nghĩ trả lời. ○ AMN = q( VM - VN) ○ Là hiệu điện thế. ○ A = qU ○ U = It ○ A = qU = UIt ○ Học sinh phát biểu như nội dung. ○ Là đại lượng đặt trưng cho tốc độ thực hiện công của dòng điện. ○Tính bằng công của dòng điện chia cho thời gian P = ○A = qU = UIt ○ P = ○Công của dòng điện chỉ làm tăng nội năng của vật tứcc là làm cho vật nóng lên hay công của lực điện chỉ tỏa nhiệt. ○ A = UIt ○ Công A chính là nhiệt năng tỏa ra trên vật. ○ Q = UIt ○ U = I.R ○ Q = RI2t. ○Lắng nghe ghi chép như nội dung. Hoạt động 2: Tìm hiểu về công và công suất của nguồn điện. Tl Nội dung Hoạt động của Thầy Hoạt động của Trò 20’ 2. Công và công suất của nguồn điện: a. Công của nguồn điện: Công của nguồn điện cũng là công của dòng điện chạy trong toàn mạch đó cũng là điện năng sản ra trong toàn mạch. A = qE = EIt A: công của nguồn điện (J) E: Suất điện động của nguồn điện (V) b. Công suất của nguồn điện: Công suất của nguồn điện có giá trị bằng công của nguồn điện thực hiện trong một đơn vị thời gian. P Công suất của nguồn điện. □ Trường hợp là cần tính công của nguồn điện thì sao? Công này được tính như thế nào? H Mà công của lực điện trong trường hợp này thế nào? Y A = ? H Với E là gì? H Vậy công suất của nguồn điện được tính như thế nào? ○ Trường hợp là nguồn điện thì công bằng tổng công của lực điện và công của lực lạ. ○Công của lực điện bằng không ○A = qE = EIt ○ E: Suất điện động của nguồn điện ○Công suất của nguồn điện bằng công của nguồn điện thực hiện trong một đơn vị thời gian Hoạt động 3:Tìm hiểu về công suất của các dụng cụ tiêu thụ điện. Tl Nội dung Hoạt động của Thầy Hoạt động của Trò 5’ 5’ 3. Công suất của các dụng cụ tiêu thụ điện: Có hai loại dụng cụ tiêu thụ điện là dụng cụ tỏa nhiệt và máy thu. a. Công suất của dụng cụ tỏa nhiệt: - Công của dụng cụ tỏa nhiệt: A = UIt = RI2t = R: điện trở của dụng cụ (Ω). - Công suất của dụng cụ tỏa nhiệt: b. Suất phản điện của máy thu điện: Suất phản điện của máy thu điện được xác định bằng điện năng mà dụng cụ chuyển hóa thành dạng năng lượng khác, không phải nhiệt, khi có một đơn vị điện tích dương chuyển qua máy. : Suất phản điện (V) c. Điện năng và công suất điện tiêu thụ của máy thu điện: Công tổng cộng A mà dòng điện thực hiện ở máy thu điện bằng: A = A’ + Q’ = EP It + rPI2t = UIt Công suất của máy thu điện là: P’ = EP I: Công suất có ích của máy thu. HKể tên những loại dụng cụ tiêu thụ điện mà em biết tác dụng của nó ( Câu C2)? □ Những loại này được chia thành hai loại cơ bản là dụng cụ tỏa nhiệt và máy thu. H Công của các dụng cụ tỏa nhiệt được tính như thế nào? H Vậy công suất tỏa nhiệt được tính như thế nào? HBiểu thức thế nào? □ Giới thiệu phần điện năng được chuyển thành công có ích khi có một điện lượng chuyển qua gọi là suất phản điện của máy thu kí hiệu là E HGọi A’ là công có ích thì suất phản điện được tính như thế nào? HNgoài công có ích dòng điện còn thực hiện ở máy thu dạng nào nữa không? HBiểu thức của công có ích là gì? HBiểu thức tính nhiệt lượng tỏa ra trong máy thu là gì? HCông tổng cộng được tính thế nào? HCông suất của máy thu được tính thế nào? □Giới thiệu P’ = EP I gọi là công suất có ích. ○Kể tên một số dụng cụ mà hs biết. ○ Tiếp thu, ghi nhớ. ○ Đọc sgk và trả lời như nội dung. ○Công suất cũng được tính bằng công chia cho thời gian. ○ ○ Tiếp thu, ghi nhớ. ○ ○ Một phần năng lượng được chuyển thành nhiệt lượng làm nóng máy thu. ○ A ’ = EP It ○ Q’ = rPI2t ○ A = A’ + Q’ = EP It + rPI2t = Uit ○ ○ Lắng nghe và ghi chép như phần nội dung. 4. Củng cố:( 5’ ) Gọi học sinh nhắc lại. Công và công suất của dòng điện chạy qua một đoạn mạch? Biểu thức? Nêu nội dung của định luật Jun – Len-xơ? Công và công suất của nguồn điện? Biểu thức? Công suất của các dụng cụ tiêu thụ điện. 5. Dặn dò:( 1’ ) - Dặn học sinh học bài trả lời câu hỏi sách giáo khoa và giải các bài tập 1, 2,3, 4, 5 SGK trang 62, 63. - Dặn học sinh xem trước bài 13 tiết sau học tiếp. Tiết CT: 18 Ngày soạn:11/9/2007 Ngày dạy: BÀI 13. ĐỊNH LUẬT ÔM ĐỐI VỚI TOÀN MẠCH --------***-------- I. MỤC TIÊU: 1. Kiến thức: Dạy học sinh hiểu và trình bày đựợc: - Định luật Ôm đối với toàn mạch và viết được hệ thức biểu thị định luật này. - Nêu được mối quan hệ giữa suất điện động của nguồn điện và độ giảm thế ở mạch ngoài và mạch trong. 2. Kĩ năng: - Trả lời được câu hỏi hiện tượng đoản mạch là gì và giải thích được ảnh hưởng của điện trở trong của nguồn điện đối với cường độ dòng điện khi đoản mạch. - Vận dụng định luật Ôm đối với toàn mạch để tính đượccác đại lượng có liên quan và tính được hiệu suất của nguồn điện. 3. Thái độ: Có ý thức đề phòng hiện tượng đoản mạch. II.CHUẨN BỊ: 1. Giáo viên: Đọc sgk vật lý lớp 9 để biết ở THCS học sinh đã học những gì về định luật bảo toàn năng lượng 2. Học sinh: Ôn tập về định luật bảo toàn năng lượng. III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC 1. Ổn định lớp: ( 1’) Kiểm tra sĩ số. 2. Kiểm tra bài cũ:( 3’) Câu 1: Công của dòng điện là gì? Biểu thức? Câu 2: Hãy phát biểu nội dung định luật Jun – Len-xơ? Viết biểu thức? Câu 3: Viết biểu thức tính công và công suất của dụng cụ tỏa nhiệt? Suất phản điện là gì? Biểu thức? Câu 4: Viết biểu thức tính điện năng và công suất điện tiêu thụ của máy thu điện? 3. Giảng bài mới: Hoạt động 1:Tìm hiểu về công và công suất của dòng điện chạy qua một đoạn mạch: Tl Nội dung Hoạt động của Thầy Hoạt động của Trò 5’ 1. Định luật Ôm đối với toàn mạch : Giả sử dòng điện chạy trong mạch có cường độ I, thì trong khoảng thời gian t có điện lượng chuyển qua mạch là q = It. I E, r A B R Ta có: Theo định luật Jun – Len-xơ: Q = RI2t + rIt Mà theo định luật bảo toàn năng lượng: Q = A Y E It = RI2t + rI2t E = IR + Ir Gọi tích của cường độ dòng điện và điện trở của đoạn mạch là độ giảm thế. Vậy suất điện động của nguồn điện có giá trị bằng tổng các độ giảm thế ở mạch ngoài và mạch trong. Y E = I(R + r) Y Đây là biểu thức của định luật Ôm. Cường độ dòng điện trong mạch kín tỉ lệ thuận với suất điện động của nguồn điện và tỉ lệ nghịch với điện trở toàn phần của mạch. Nếu gọi: U = IR Y U = E - Ir Từ đó cho thấy nếu điện trở trong của nguồn rất nhỏ (r) hoặc mạch hở (I= 0) thì hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện bằng suất điện động của nguồn. H Gọi hs nhắc lại mạch kín là gì vẽ hình một mạch kín đơn giản? □ Ta xét biểu thức định luật Ôm cho trường hợp trên đây là định luật Ôm cho toàn mạch. H Công của nguồn điện thực hiện được tính như thế nào? H Theo định luật Jun – Len-xơ nhiệt lượng tỏa ra được tính như thế nào? Theo định luật bảo toàn năng lượng thì sao? Từ đó suy ra điều gì? □ Gọi tích của cường độ dòng điện và điện trở của đoạn mạch là độ giảm thế. Suất điện động của nguồn điệncó giá trị thế nào? □ Yêu cầu học sinh biến đổi để dược biểu thức định luật Ôm. H Phát biểu định luật cho trường hợp này thế nào? □ Yêu cầu học sinh hoàn thành C1. □Nhận xét. H Nếu điện trở trong tương đương không và mạch ngoài hở thì sao? ○ Vẽ hình một mạch kín như phần nội dung. ○ Ghi nhớ. ○ Trả lời. ○ Q = RI2t + rIt ○Do chỉ có điện trở thuần nên toàn bộ công sản ra đều ở dạng nhiệt năng hay Q = A ○ Y E It = RI2t + rI2t E = IR + Ir ○ Suất điện động của nguồn điện có giá trị bằng tổng các độ giảm thế ở mạch ngoài và mạch trong. ○ Biến đổi để được biểu thức như phần nôi dung. ○ Phát biểu như phần nôi dung. ○ Đọc và giải câu C1. ○ Thì hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện bằng suất điện động của nguồn. Hoạt động 2: Tìm hiểu về hiện tượng đoản mạch. Tl Nội dung Hoạt động của Thầy Hoạt động của Trò 2. Hiện tượng đoản mạch: Hiện tượng đoản mạch là hiện tượng điện trở mạch ngoài không đáng kể (R0) thì theo biểu thức định luật Ôm cường độ dòng điện sẽ lớn nhất và chỉ phụ thuộc vào E và r : □ Giới thiệu trường hợp nêu ở trên ta gọi là hiện tượng đoản mạch. HBiểu thức định luật Ôm lúc này thế nào? ○ Lắng nghe ○ Viết biểu thức như phần nội dung. Hoạt động 3: Tìm hiểu về định luật Ôm cho trường hợp mạch ngoài có máy thu điện. Tl Nội dung Hoạt động của Thầy Hoạt động của Trò 5’ 5’ 3. Trường hợp mạch ngoài có máy thu điện: Nếu mạch ngoài có máy thu: I E r EP rP Gọi suất phản điện của máy thu là: EP và điện trở rP. Khi đó ta có: E – EP = I(R + r + rP) Hay 4. Hiệu suất của nguồn điện: Hiệu suất của nguồn điện được tính theo công thức: Acó ích: Công có ích (J) A: Công toàn phần (J) □ Nếu mạch ngoài có máy thu thì định luật Ôm được tính viết thế nào? □ Gọi suất phản điện của máy thu là EP khi đó biểu thức định luật Ôm được tính thế nào? □ Biến đổi để đưa về biểu thức I = ? H Nếu ta gọi Acó ích là công có ích thì hiệu suất của nguồn điện được tính thế nào? H A là gì? ○ Ta cần biết được suất phản điện của máy thu. ○ Khi đó ta có: E – EP = I(R + r + rP) ○ ○ Viết biểu thức như phần nội dung. ○ A gọi là công toàn phần. 4. Củng cố:( 5’ ) Gọi học sinh nhắc lại. Nêu các bước thiết lập biểu thức của định luật Ôm cho toàn mạch? Biểu thức của nó? Hiện tượng đoản mạch là gì? Biểu thức định luật Ôm cho trường hợp mạch ngoài có máy thu? Biểu thức tính hiệu suất của nguồn điện. 5. Dặn dò:( 1’ ) - Dặn học sinh học bài trả lời câu hỏi sách giáo khoa và giải các bài tập 1, 2,3, SGK trang 66, 67. - Dặn học sinh xem trước bài 14 tiết sau học tiếp.