Giáo án môn Vật lý 9 - Bài 37: Máy biến thế

Bài 37 : MÁY BIẾN THẾ
I. Mục tiêu :
 - 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 .
 - Nêu được công dụng chính của máy biến thế là làm tăng hay giảm hiệu điện thế hiệu dụng theo công thức .
 - 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. 
 - Vẽ được sơ đồ lắp đặt máy biến thế ở hai đầu đường dây tải điện. 
II. Chuẩn bị:
 + Đối với mỗi nhóm HS:
 - 1 máy biến thế nhỏ, cuộn sơ cấp có 750 vòng và cuộn thứ cấp có 1500 vòng.
 - 1 nguồn điện xoay chiều 0 – 12V; 1 vôn kế xoay chiều 0 – 15V 
III. Gợi ý tổ chức hoạt động của học sinh.
1. Ổn định lớp:
2. Kiểm tra bài cũ: 
 3. Bài mới: 
HOẠT ĐỘNG CỦA HS
HOẠT ĐỘNG CỦA GV
NỘI DUNG
Hoạt động 1 : Phát hiện vai trò của máy biến thế trên đường dây tải điện
- Trả lời các câu hỏi của GV
- HS phát hiện ra vấn đề phải tăng hiệu điện thế để giảm hao phí khi truyền tải điện nhưng lại phải giảm hiệu điện thế nơi tiêu dùng 
- HS phát hiện ra vấn đề cần phải có một loại máy làm tăng hiệu điện thế và giảm hiệu điện thế .
? Muốn giảm hao phí điện năng trên đường dây tải điện , ta làm thế nào thì có lợi nhất ?
? Nếu tăng hiệu điện thế lên cao hàng chục nghìn vôn thì có thể điện đó 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 giúp ta thực hiện cả hai nhiệm vụ đó ?
+ Như các em đã biết 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 dùng điện . Muốn làm được việc đó người ta phải dùng một máy gọi là máy biến thế mà ta sẽ tìm hiểu hôm nay.
Hoạt động 2 : Tìm hiểu cấu tạo của máy biến thế .
- HS làm việc cá nhân 
Đọc SGK , xem hình 37.1 SGK , đối chiếu với máy biến thế nhỏ để nhận ra 2 cuộn dây có số vòng khác nhau , cách điện với nhau và được quấn quanh một lõi sắt chung. 
- HS trả lời câu hỏi của GV.
+ 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 
? Số vòng dây của hai cuộn dây có bằng nhau không ? 
? Dòng điện có thể chạy từ cuộn dây này sang cuộn dây kia được không ? Vì sao ?
I. Cấu tạo và hoạt động của máy biến thế. 
1 . Cấu tạo:SGK.
Hoạt động 3 : Tìm hiểu nguyên tắc hoạt động của máy biến thế theo hai giai đoạn.
- HS trả lời câu hỏi của GV. Vận dụng kiến thưcù về điều kiện xuất hiện dòng điện cảm ứng để dự đoán hiện tượng xảy ra ở cuộn thứ cấp kín khi cho dòng điện xoay chiều chạy qua cuộn sơ cấp .
- HS quan sát GV làm TN kiểm tra.
- HS trả lời câu C2. Trình bày lập luận, nêu rõ là ta đã biết trong cuộn thứ cấp có dòng điện xoay chiều , mà muốn có dòng điện 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 
- HS rút ra kết luận về nguyên tắc hoạt động của máy biến thế.
Thảo lụân chung ở lớp. 
? 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 dây sơ cấp thì liệu có xuất hiện dòng điện cảm ứng ở cuộn thứ cấp không ? Bóng đèn mắc ở cuộn thứ cấp có sáng lên không ? Tại sao ?
? Nếu đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp một hiệu điện thế xoay chiều thì liệu ở hai đầu cuộn thứ cấp có xuất hiện một hiệu điện thế xoay chiều không ? Tại sao ?
+ GV làm TN biểu diễn , đo hiệu điện thế ở hai đầu cuộn thứ cấp trong hai trường hợp : Mạch thứ cấp kín và mạch thứ cấp hở. 
+ Yêu cầu HS rút ra kết luận về nguyên tắc hoạt động của máy biến thế .
3 .Kết luận:
- Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp của máy biến thế một hiệu điện thế xoay chiều thì ở hai đầu của cuộn thứ cấp xuất hiện hiệu điện thế xoay chiều. 
Hoạt động 4: Tìm hiểu tác dụng làm biến đổi hiệu điện thế của máy biến thế (làm tăng hoặc giảm hiệu điện thế) .
- HS trả lời câu hỏi của GV.
- Quan sát GV làm TN. Ghi các số liệu thu được vào bảng 1.
- 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. 
- Trả lời câu hỏi của GV.
- Nêu dự đoán.
- Quan sát GV làm TN kiểm tra dự đoán.
- Rút ra kết luận chung 
? Hiệu điện thế ở hai đầu mỗi cuộn dây của máy biến thế có quan hệ như thế nào với số vòng dây của mỗi cuộn ?
+ Yêu cầu HS quan sát TN, ghi các số liệu thu được vào bảng 1, căn cứ vào đó rút r a kết luận.
+ Biểu diễn TN trường hợp n2 > n1 ( tăng thế).
? Lấy n1 = 750vòng , n2 = 1500 vòng
Khi U1= 3V , xác định U2.
Khi U2= 2,5V , xác định U1. 
? 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 tác dụng làm tăng hiệu điện thế, khi nào làm giảm?
II. Tác dụng làm biến đổi hiệu điện thế của máy biến thế. 
1 . Quan sát:
2 . Kết luận:
- HĐT ở hai đầu mỗi cuộn dây của máy biến thế tỉ lệ với số vòng dây của mỗi cuộn : 
- Khi hiệu điện thế ở cuộn sơ cấp lớn hơn hiệu điện thế ở cuộn thứ cấp (U1>U2) ta có máy hạ thế, còn khi (U1 < U2) ta có máy tăng thế .
Hoạt động 5: Tìm hiểu cách lắp đặt máy biến thế ở hai đầu đường dây tải điện. Chỉ ra được ở đầu dây nào đặt máy tăng thế, ở đầu dây nào đặt máy hạ thế. Giải thích lí do .
- HS thảo luận, nghiên cứu SGK để trả lời câu hỏi của GV.
? Mục đích của việc dùng máy biến thế là phải 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 bào phù hợp với dụng cụ tiêu thụ điện ?
Hoạt động 6 : Vận dụng. Xác định số vòng của các cuộn dây của máy biến thế phù hợp với êu cầu cụ thể về tăng thế hay giảm thế.
- Làm việc cá nhân, trả lời C4.
- Trình bày kết quả ở lớp.
+ Yêu cầu HS áp dụng công thức vừa thu được để trả lời C4.
IV. Vận dụng.
Hoạt động 7 : Củng cố bài học .
- HS đọc phần ghi nhớ SGK.
- Trả lời câu hỏi củng cố của GV.
+ Yêu cầu HS đọc phần ghi nhớ SGK.
? 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 của máy biến thế liên hệ với số vòng dây của mỗi cuộn như thế nào ?
* DẶN DÒ:
- Học thuộc ghi nhớ, xem phần có thể em chưa biết. Làm bài tập trong SBT.
- Chuẩn bị bài 38. “THỰC HÀNH: VẬN HÀNH MÁY PHÁT ĐIỆN VÀ MÁY BIẾN THẾ”. Trả lời câu hỏi phần chuẩn bị, kẻ mẫu báo cáo thực hành SGK.
* RÚT KINH NGHIỆM QUA TIẾT DẠY: