Giáo án Vật lý Lớp 9 - Tiết 40 đến 43 - Lê Xuân Độ

Tiết 40 - Bài 36
Truyền tải điện năng đi xa
I - Mục tiêu
1. Lập được cộng thức tính năng lượng hao phí do toả nhiệt trên đường dây tải điện
2. Nêu được hai cách giảm hao phí điện năng trên đường dây tải điện và lí do vì sao chọn cáh tăng hiệu điện thế ở hai đầu đường dây.
II- Chuẩn bị:
HS ôn lại công thức về công suất của dòng điện và công suất toả nhiệt của dòng điện 
III- Hoạt động của thầy và trò
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Ghi bảng
HĐ1: Nhận biết sự cần thiết phải có máy biến thế để truyền tải điện năng, đặt trong trạm biến thế ở khu dân cư.
Nêu câu hỏi: 
- Để vận chuyển điện năng từ nhà máy điện đến nơi tiêu thụ, người ta dùng phương tiện gì? (Đường dây dẫn điện)
- Ngoài đường dây dẫn ra, ở mỗi khu phố, xã đều có một trạm phân phối điện gọi là trạm biến thế. Các em thường thấy ở trạm biến thế có vẽ dấu hiệu gì để cảnh báo nguy hiểm chết người.
- Nguy hiểm chết người vì dòng điện đưa vào trạm biến thế có hiệu điện thế hàng chục nghìn vôn. Vì sao điện dùngểtong nhà chỉ cần 220V mà điện truyền đến trạm biến thế lại cao đến hàng chục nghìn vôn? làm như thế vừa tốn kém vừa nguy hiểm chết người Vậy có được lời gì không ?
Cá nhân suy nghĩa trả lời những câu hỏi của GV 
Dự đoán được là chắc chắn phải có lợi ích to lớn mới làm trạm biến thế nhưng chưa chỉ rõ được lợi ích như thế nào? 
HĐ2: Phát hiện sự hao phí điện năng vì toả nhiệt trên đường dây tải điện. Lập công thức tính công suất hao phí khi truyền tải một công suất điện P bằng một đường dây có điện trở R và đặt vào hai đầu đường dây một hiệu điện thế U.
Nêu câu hỏi:
- Truyền tải điện năng đi xa bằng dây dẫn có thuận tiện gì hơn so với vận chuyển các nhiên liệu dự trữ năng lượng khác nhau như than đá, dầu lửa?
- Liệu tải điện năng bằng đường dây dẫn như thế có hao hụt, mất mát gì dọc đường không?
Yêu cầu HS từ đọc mục 1 trong SGK 
- Cho HS làm việc theo nhóm
- Gọi một HS lên bảng trình bày quá trình lập luận để tìm công thức tính công suất hao phí
- Cho HS thảo luận chung ở lớp để xây dựng được công thức cần có.
a) Làm việc cá nhân kết hợp với thảo luận nhóm để tìm công thưc liên hệ giữa công suất hao phí và P, U, R
b) Thảo luận chung ở lớp về quá trình biến đổi các công thức
I- Sự hao phí điện năng trên đường dây truyền tải điện.
1/ Tính điện năng hao phí trên đường dây tải điện
HĐ3:Căn cứ vào công thức tính công suất hao phí do toả nhiệt, đề xuất các biện pháp làm giảm công suất hao phí và lựa chọn cách nào có lợi nhất.
Gợi ý thêm
- hãy dựa vào công thức điện trở để tìm xem muốn giảm điện trở của dây dẫn thì phải làm gì? và làm như thế có khó khăn gì?
- So sánh hai cách làm giảm hao phí điện năng xem cách nào có thể làm giảm được nhiều hơn?
- Muốn tăng hiệu điện thế U ở hai đầu đường dây tải thì ta phải giải quyết tiếp vấn đề gì? (Làm máy tăng hiệu điện thế)
Làm việc theo nhóm
a) Trả lời C1, C2 và C3
b) Đại diện nhóm trình bày trước lớp kết quả làm việc 
c) Thảo luận chung ở lớp
d) Rút ra kết luận: Lựa chọn cách làm giảm hao phí điện năng trên đường dây dẫn điện
2/ Cách làm giảm hao phí
HĐ4: Vận dụng – Củng cố
Lần lượt tổ chức cho HS trả lời từng câu C4, C5
Thảo luận chung ở lớp, bổ sung những thiếu sót.
Nêu câu hỏi củng cố:
- Vì sao có sự hao phí điện năng trên đường dây tải điện?
- Nêu công thức tính điện năng hao phí trên đường dây tải
Vận dụng công thức tính điện năng hao phí do toả nhiệt trên đường dây tải điện để xét cụ thể lợi ích của việc tăng hiệu điện thế.
a) làm việc cá nhân, trả lời C4, C5
b) Thảo luận chung ở lớp về kết quả.
Củng cố
a) Cá nhân tự đọc phần ghi nhớ ở cuối bài.
b) Trả lời câu hỏi củng cố của GV
II- Vận dụng
Tiết 41 - Bài 37
Máy biến thế
I - Mục tiêu
1. Nêu 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
2. Nêu được công dụng chính của máy biến thế là làm tăng hay giảm hiệu điện thế hiệu dụng theo công thức
3. Giải thích được vì sao máy biến thế lại hoạt động được với dòng điện xoay chiều mà không hoạt động được với dòng điện một chiều không đổi.
4. Vẽ được sơ đồ lắp đặt máy biến thế ở hai đầu đường dây tải điện.
II- Chuẩn bị
- 1 máy biến thế nhỏ, cuộn sơ cấp có 750 vòng và cuộn thứ cấp 1500 vòng
- 1 nguồn điện xoay chiều 12 V
- 1 vôn kế xoay chiều 15V
III- Hoạt động của thầy và trò
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Ghi bảng
HĐ1: Phát hiện vai trò của máy biến thế trên đường dây tải điện
Nêu câu hỏi:
- Muốn giảm hao phí điện năng trên đường dây tải điện ta làm thế nào thì có lợi nhất?
- nếu tăng hiệu điện thế cao hàng chục nghìn vôn thì có thể dùng hiệu điện thế để thắp đèn, chạy máy được không ? Phải làm thế nào để điện ở nơi tiêu dùng chỉ có hiệu điện thế 220V mà lại tránh được hao phí trên đường dây tải điện? Có loại máy nào có thể giúp ta thực hiện cả hai nhiệm vụ đó?
Như các em vừa thảo luận, ta phải tăng hiệu điện thế lên để giảm hao phí nhưng rồi lại phải giảm hiệu điện thế cho phù hợp với dụng cụ điện. Muốn làm được việc đó người ta phải dùng một máy gọi là máy biến thế mà ta sẽ tìm hiểu hôm nay.
a) Trả lời các câu hỏi của GV
 b) Phát hiện ra vấn đề phải tăng hiệu điện thế để giảm hao phí khi truyền tải điện, nhưng rồi lại phải giảm hiệu điện thế ở nơi tiêu dùng
Phát hiện ra vấn đề cần phải có một loại máy làm tăng hiệu điện thế và giảm hiệu điện thế
HĐ2: Tìm hiểu cấu tạo của máy biến thế
Yêu cầu HS quan sát hình 37.1 SGK và máy biến thế nhỏ để nhận biết các bộ phận chính của máy biến thế.
Hỏi thêm:
- Số vòng dây của hai cuộn dây có bằng nhau không ?
- Dòng điện có thể chạy từ cuộn dây này sang cuộndây kia được không ? Vì sao?
Làm việc cá nhân
Đọc SGK xem hình 37.1 SGK đối chiếu với máy biến thế nhỏ để nhận ra hai cuộn dây dẫn có số vòng khác nhau, cách điện với nhau và được quấn quanh một lõi sắt chung.
I- cấu tạo và hoạt động của máy biến thế.
1/ Cấu tạo
HĐ3: Tìm hiểu nguyên tắc hoạt động của máy biến thế theo hai giai đoạn
Nêu câu hỏi:
Ta đã biết hai cuộn dây của máy biến thế đặt cách điện với nhau và có chung một lõi sắt. Bây giờ nếu ta cho dòng điện xoay chiều chạy qua cuộn sơ cấp thì liệu có xuất hiện dòng điện cảm ứng ở cuộn thứ cấp không ? Bóng đèn mắc ở cuộn thức cấp có sảng lên không ? Tại sao?
Nêu câu hỏi:
Nếu đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp một hiệu điện thế xoay chiều thì liệu ở hai đầu cuộn thức cấp có xuất hiện một hiệu điện thế xoay chiều không ? Tại sao?
GV làm thí nghiệm biểu diễn, đo hiệu điện thế ở hai đầu cuộn thức cấp trong hai trường hợp: Mạch thứ cấp kín và mạch thứ cấp hở.
a) Trả lời câu hỏi của GV . Vận dụng kiến thức thực tế về điều kiện xuất hiện dòg điện cảm ứng để dự đoán hiện tượng xảy ra ở cuộn thức cấp kín khi cho dòng điện xoay chiều chạy qua cuộn sơ cấp.
Quan sát GV làm thí nghiệm kiểm tra
b) Trả lời C2. Triình bày lập luận, nêu rõ là ta đã biết trong cuộn thứ cấp có dòng điện xoay chiều, mà muốn có dòng điện xoay chiều thì phải có một hiệu điện thế ở hai đầu cuộn dây. Vì thế ở hai đầu cuộn thứ cấp cũng có một hiệu điện thế xoay chiều .c) Rút ra kết luận về nguyên tắc hoạt động của máy biến thế.
Thảo luận chung ở lớp 
 2/ Nguyên tắc hoạt động.
3/ Kết luận.
HĐ4: Tìm hiểu tác dụng làm biến đổi hiệu điện thế của máy biến thế (làm tăng hoặc giảm hiệu điện thế)
Nêu câu hỏi: Như trên ta đã thấy, khiđặt vào hai đầu cuộn sơ cấp một hiệu điện thế xoay chiều U1 thì ở hai đầu cuộn thứ cấp xuất hiện một hiệu điện thế xoay chiều U2. Mặt khác , ta lại biết số vòng dây n1 ở cuộn sơ cấp khác với số vòng dây ở cuộn thứ cấp. Vậy, hiệu điện thế ở hai đầu mỗi cuộn dây của máy biến thế có mối quan hệ như thế nào với số vòng dây của mỗi cuộn?
Yêu cầu HS quan sát thí nghiệm , ghi các số liệu thu được vào bảng 1, căn cứ vào đó rút ra kết luận 
Biểu diễn thí nghiệm trường hợp n2 >n1 (tăng thế)
Lấy n1 = 750 vòng, n2 = 1500 vòng
Khi U1 = 3V, xác định U2
Khu U1 = 2,5V, xác định U2
Nêu câu hỏi:
Nếu bây giờ ta dùng cuộn 1500 vòng làm cuộn sơ cấp thì hiệu điện thế thu được ở cuộn thứ cấp 750 vòng sẽ tăng lên hay giảm đi? Công thức vừa thu được còn đúng nữa không ?
Khi nào thì máy có t/d làm tăng hiệu điện thế, khi nào làm giảm?
a) Quan sát GV làm thí nghiệm 
Ghi các số liệu thu được vào bảng 1
b) Lập công thức liên hệ giữa U1, U2 và n1, n2. 
Thảo luận ở lớp, thiết lập công thức
Phát biểu bằng lời mối liên hệ trên.
c) Trả lời câu hỏi của GV 
nêu dự đoán
Quan sát GV làm thí nghiệm kiểm tra dự đoán
Rút ra kết luận chung
Thảo luận chung cả lớp.
II- Tìm hiểu tác dụng làm biến đổi hiệu điện thế của máy biến thế.
1/ Quan sát.
2/ Kết luận.
HĐ5: Tìm hiểu cách lắp đặt máy biến thế ở hai đầu đường dây tải điện. Chỉ ra được ở đầu nào đặt máy tăng thế, ở đàu nào đặt máy hạ thế. Giải thích lí do.
Nêu câu hỏi:
Mục đích của việc dùng máy biến thế là phải làm tăng hiệu điện thế lên hàng trăm nghìn vôn để giảm hao phí trên đường dây tải điện, nhưng mạng điện tiêu dùng hàng ngày chỉ có hiệu điện thế 220V. Vậy ta phải làm thế nào để vừa giảm được hao phí trên đường dây tải điện, vừa đảm bảo phù hợp với dụng cụ điện tiêu thụ.
III- Lắp đặt máy biến thế ở hai đầu đường dây tải điện.
HĐ6: Vận dụng - củng cố
Yêu cầu HS áp dụng công thức vừa thu được để trả lời C4
- Vì sao khi đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp của máy biến thế một hiệu điện thế xoay chiều , thì ở hai đầu cuộn thứ cấp cũng xuất hiện một hiệu điện thế xoay chiều ?
- hiệu điện thế ở hai đầu các cuộn dây cuộn dây củâmý biến thế liên hệ với số vòng dây của mỗi cuộn như thế nào?
Xác định số vòng dây của các cuộn dây của máy biến thế phù hợp với yêu cầu cụ thể về tăng thế hay giảm thế.
Làm việc cá nhân. Trả lời C4
Trình bày kết quả ở lớp 
Tự đọc phần ghi nhớ
Trả lời câu hỏi của GV
IV- Vận dụng
Tiết42 - Bài 38 
 Thực hành: Vận hành máy phát điện và máy biến thế
I/ Mục tiêu:
 1. Kiến thức: 
 	- Luyện tập vận hành máy phát điện xoay chiều
	- Nhận biết loại máy ( nam châm quay hay cuộn dây quay) . Các bộ phận chính của máy .
	- Cho hoạt động , nhận biết hiệu quả tác dụng của dòng điện do máy phát ra không phụ thuộc vào chiều quay ( đèn sáng , chiều quay của kim vôn kế )
	- Càng quay nhanh thì hiệu điện thế hai đầu cuộn dây của máy càng cao
	- Luyện tập vận hành máy biến thế
	- Nghiệm lại công thức của máy biến thế, tìm hiểu hiệu điện thế ở hai đầu của cuộn thứ cấp khi mạch hở. Tìm hiểu tác dụng của lõi sắt
2. Kĩ năng:
 	Rèn kĩ năng vận dụng máy phát điện và máy biến thế. Biết tìm tòi thực tế để bổ sung vào kiến thức học lý thuyết 
II/ chuẩn bị: 
 	* Mỗi nhóm HS : 1 máy phát điện nhỏ xoay chiều ; 1 bóng đèn 3V có đế; 1 máy máy biến thế nhỏ các cuộn dây có ghi số vòng , lõi sắt có thể tháo ra được; 1 nguồn điện xoay chiều 3V- 15V; 6 sợi dây dẫn dài 30cm; 1 vôn kế xoay chiều 1-30V
III/ hoạt động của giáo viên và học sinh
Hoạt động của giáo viên
Hoạt động của học sinh
HĐ1: Ôn lại cấu tạo và hoạt động của máy phát điện xoay chiều và máy biến thế.
Nêu câu hỏi kiểm tra nhanh
Nêu mục đích bài thực hành, lưu ý HS tìm hiểu thêm một số tính chất của hai loại máy chưa học trong bài học lí thuyết.
HS1: Hãy nêu bộ phận chính và nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều ?
HS2: Hãy nêu cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của máy biến thế?
HĐ2: Vận hành máy phát điện xoay chiều
- Phân phối máy phát điện, các phụ kiện.
- Yêu cầu HS mắc mạch điện 
- Yêu cầu HS vẽ sơ đồ thí nghiệm 
- Giáo viên kiểm tra mạch điện của các nhóm , chú ý không để HS lấy điện 220V
- Yêu cầu 1 nhóm lên vẽ sơ đồ trên bảng để HS khác trao đổi
- HS trả lời câu C1, C2
- Cho HS tiến hành thí nghiệm
Hoạt động nhóm
- Mắc mạch điện
- Vẽ sơ đồ mạch điện 
 ~
 V
- HS vận hành có đèn sáng thì báo cáo Giáo viên kiểm tra 
- Ghi trả lời C1, C2 vào báo cáo
HĐ3: Vận hành máy biến thế
- Giáo viên phát dụng cụ thí nghiệm , giới thiệu qua các phụ kiện 
- Giáo viên: Giới thiệu sơ đồ hoạt động của máy biến thế
 ~
 V1 V2
Giáo viên theo dõi HS tiến hành thí nghiệm 
- Yêu cầu HS lập tỉ số rồi nhận xét 
- HS báo cáo kết quả giáo viên hướng dẫn
- Tiến hành 1:
n1 = 200 vòng
n2 = 400 vòng
V1 = 6V
V2 = ?
- Tiến hành 2: 
n1 = 400 vòng
n2 = 200 vòng
V1 = 12V
V2 = ?
- HS trao đổi nhóm làm C3 vào báo cáo
Hoạt động 4: Củng cố hướng dẫn về nhà
Giáo viên yêu cầu HS trả lời qua bài thực hành em có nhận xét gì ? Kết quả thu được so với bài lí thuyết có giống nhau không ? 
Hướng dẫn HS chuẩn bị bài tổng kết chương II: HS chuẩn bị ra vở phần tự kiểm tra 
Tiết 43 - Bài 39
Tổng kết chương II: Điện từ học
I - Mục tiêu
1. Ôn tập và hệ thống hoá những kiến thức về nam châm, từ trường, lực từ, động cơ điện, dòng điện cảm ứng, dòng điện xoay chiều , máy phát điện xoay chiều và máy biến thế
2. Luyện tập thêm về vận dụng các kiến thức vào một số trường hợp cụ thể.
II- Chuẩn bị
HS trả lời các câu hỏi ở mục Tự kiểm tra trong SGK 
III- Hoạt động dạy học
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Ghi bảng
HĐ1: Báo cáo trước lớp và trao đổi kết quả kiểm tra (từ câu 1 đến câu 9 trong bài)
Gọi một số HS trả lời các câu hỏi tự kiểm tra. 
Các HS khác bổ sung khi cần thiết.
HĐ2: Hệ thống hoá một số kiến thức, so sánh lực từ của nam châm và lực từ của dòng điện trong một số trường hợp
- HS trả lời câu 1,2. Giáo viên hỏi thêm : Tại sao nhận biết F tác dụng lên kim nam châm 
- Giáo viên : Trả lời câu 3 
- Gọi HS trả lời câu 4 và giải thích 
- Gọi các HS trả lời câu 5, 6
- Câu 7:
+ Yêu cầu HS phát biểu 
+ Giáo viên kiểm tra bằng hình vẽ đơn giản
- Yêu cầu HS nêu được 2 loại máy phát điện: 
+ Máy phát điện 1: Rô to - nam châm ; Stato – cuộn dây
+ Máy phát điện 2: Rô to – cuộn dây; Stato – nam châm 
- Giáo viên yêu cầu HS vẽ hình và giải thích hoạt động
I- Tự kiểm tra
-HS trả lời câu 1,2 theo sự chuẩn bị ở nhà.
- HS trả lời và minh hoạ bằng hình vẽ
 N
 F
 S
Câu4: Chọn D và giải thích
Câu 5, 6
Câu 7: 
a) Phát biểu qui tắc nắm bàn tay phải
b) 
 S N
 + - 
Câu 8: Giống nhau : Số từ thông biến thiên qua tiết diện của cuộn dây để xuất hiện dòng điện của dòng điện xoay chiều
Khác nhau : máy phát điện (1) có thể làm được máy phát điện lớn 
Câu 9: HS vẽ hình và giải thích hoạt động 
HĐ3: Luyện tập, vận dụng một số kiến thức cơ bản.
- Gọi 3 HS lên bảng trình bày câu 10, 11, 13
- Giáo viên theo dõi HS ở lớp tiến hành bài làm
- Giáo viên kiểm tra rồi chuẩn lại kiến thức
Cá nhân lần lượt tìm câu trả lời cho các câu hỏi từ 10 đến 13
Tham gia thảo luận chung ở lớp về lời giải của từng câu hỏi. 
II- Vận dụng.
- Câu 10: Từ trường tác dụng lên dây dẫn có dòng điện có hướng từ ngoài vào trong 
 11. 
a) Để giảm hao phí do toả nhiệt trên đường dây tải điện 
b) Giảm đi 1002 = 10 000 lần 
c) Vận dụng công thức 
12. Dòng điện không đổi không tạo ra từ trường biến thiên , số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây thứ cấp không biến đổi nên trong cuộn dây này không xuất hiện dòng điện cảm ứng 
13. 
a) Khi khung dây quay quanh trục PQ nằm ngang thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của khung dây luôn không đổi , luôn bằng 0 . Do đó khung dây không xuất hiện dòng điện cảm ứng