Bài 20
MẠCH DAO ĐỘNG
I. MỤC TIÊU BÀI HỌC
- Trình bày được cấu tạo và nêu được vai trò của tụ điện và cuộn cảm trong
hoạt độn của mạch dao động LC.
- Viết được công thức tính chu kì dao động riêng của mạch dao động LC
- Nêu được dao động điện từ là gì.
- nêu được năng lượng điện từ của mạh dao động LC là gì
II. PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC
- Mô hình mạch dao động
III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
1. Kiểm tra bài cũ
2. Bài mới - Ở chương 3 ta đã tìm hiểu mạch RLC nối tiếp và các
mạch RC, RL. Hôm nay ta sẽ tìm hiểu một mạch LC nối tiếp xem có tính
chất gì? Ta sẽ biết được sau khi học bài “MẠCH DAO ĐỘNG”
* Tiến trình giảng dạy
Hoạt động 1 : Tìm hiểu về mạch dao động
Hoạt động của GV
Hoạt động của hs
Nội dung
- Minh hoạ mạch dao động
C
L
C
L
ξ
+
q
- HS ghi nhận mạch
dao động.
I. Mạch dao động
1. Gồm một tụ điện
mắc nối tiếp với một
cuộn cảm thành mạch
kín.
- Nếu r rất nhỏ (≈ 0):
mạch dao động lí
tưởng.
2. Muốn mạch hoạt
động → tích điện cho
tụ điện rồi cho nó
phóng điện tạo ra một
dòng điện xoay chiều
trong mạch.
3. Người ta sử dụng
hiệu điện thế xoay
C
L
Y
chiều được tạo ra giữa hai bản của
tụ điện bằng cách nối hai bản này
với mạch ngoài.
- HS quan sát việc sử
dụng hiệu điện thế xoay
chiều giữa hai bản tụ →
- Dựa vào hình vẽ giải hiệu điện thế này thể
thích và hướng dẫn hs đi hiện bằng một hình sin
đến định nghĩa và các trên màn hình.
tính chất của mạch dao
động
Hoạt động 2 :Tìm hiểu dao động điện từ tự do trong mạch dao động
- Vì tụ điện phóng điện - Trên cùng một bản có II. Dao động điện từ tự do trong
qua lại trong mạch nhiều sự tích điện sẽ thay đổi mạch dao động
lần tạo ra dòng điện theo thời gian.
1. Định luật biến thiên điện tích và
cường độ dòng điện trong một
xoay chiều → có nhận
xét gì về sự tích điện - HS ghi nhận kết quả mạch dao động lí tưởng
nghiên cứu.
- Sự biến thiên điện tích trên một
trên một bản tụ điện?
bản:
- Trình bày kết quả
q = q0cos(ωt + ϕ)
nghiên cứu sự biến thiên
điện tích của một bản tụ
nhất định.
ω=
- Trong đó ω (rad/s) là
tần số góc của dao động.
- Phương trình về dòng
điện trong mạch sẽ có
dạng như thế nào?
- Nếu chọn gốc thời gian
là lúc tụ điện bắt đầu
phóng điện → phương
trình q và i như thế nào?
- Từ phương trình của q
và i → có nhận xét gì về
sự biến thiên của q và i.
- Cường độ điện trường
E trong tụ điện tỉ lệ như
thế nào với q?
- Cảm ứng từ B tỉ lệ như
thế nào với i?
r
-rCó nhận xét gì về E và
B trong mạch dao động
I = q’ = -q0ωsin(ωt + ϕ)
π
i = q0ω cos(ω t + ϕ + )
2
→
1
LC
với
- Phương trình về dòng điện trong
mạch:
π
i = I 0 cos(ω t + ϕ + )
2
- Lúc t = 0 → q = CU0 = với
I0 = q0ω
q0 và i = 0
- Nếu chọn gốc thời gian là lúc tụ
→ q0 = q0cosϕ → ϕ = 0 điện bắt đầu phóng điện
q = q0cosωt
- HS thảo luận và nêu
π
i = I 0 cos(ω t + )
các nhận xét.
2
và
- Tỉ lệ thuận.
Vậy, điện tích q của một bản tụ điện
và cường độ dòng điện i trong mạch
- Chúng cũng biến thiên dao động biến thiên điều hoà theo
điều hoà, vì q và i biến thời gian; i lệch pha π/2 so với q.
2. Định nghĩa dao động điện từ
thiên điều hoà.
- Sự biến thiên điều hoà theo thời
gian của điện tích q của một bản tụ
điện và cường độ dòng điện
(hoặc
r
cường độ điện trường E và cảm
r
ứng từ B ) trong mạch dao động
1
ω=
được gọi là dao động điện từ tự do.
- Chu kì và tần số của - Từ
LC
dao động điện từ tự do
T = 2π LC
3. Chu kì và tần số dao động riêng
trong mạch dao động gọi →
1
của mạch dao động
là chu kì và tần số dao
f =
- Chu kì dao động riêng
2π LC
động riêng của mạch và
dao động?
T = 2π LC
→ Chúng được xác định
- Tần số dao động riêng
như thế nào?
1
f =
- Giới thiệu cho hs khái
2π LC
niệm năng lượng điện từ - Tiếp thu
III. Năng lượng điện từ
- Tổng năng lượng điện trường và
năng lượng từ trường trong mạch
gọi là năng lượng điện từ
- Mạch dao động lý tưởng năng
lượng điện từ được bảo tòan
IV. CỦNG CỐ VÀ BTVN
1. Củng cố
1. Sự biến thiên của dòng điện I trong mạch dao động lệch pha như
thế nào so với sự biến tiên của điện tích q của một bản tụ
A. i cùng pha với q
C. i sơm hơn q 900
B. i trễ hơn q 900
D. i ngược pha với q
2. Nếu tăg số vòng dây của cuộn cảm thì chu kì của dao động điện từ sẽ
A. tăng
B. Giảm
C. không đổi
D.
Không đủ cơ sở trả lời
2. BTVN
- Làm tất cả các bài tập trong SGK trang 107 và SBT trang 29, 30,31