Trang 1 MỞ ĐẦU 1 1 Lý do chọn đề tài 2 1 2 Mục đích nghiên cứu 2 1 3 Đối tượng nghiên cứu 2 1 4 Phương pháp nghiên cứu 2 1 5 Điểm mới của SKKN 3 2 NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2 1 Cơ sở lý luận của[.]
Trang 11 MỞ ĐẦU
1.5 Điểm mới của SKKN 3
2 NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
2.2 Thực trạng của vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm 3
2.3 Các sáng kiến kinh nghiệm, giải pháp đã sử dụng để giải quyết
2.4 Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm đối với hoạt động giáo dục,
3 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
1
skkn
Trang 21 MỞ ĐẦU 1.1 Lý do chọn đề tài
Trước sự thay đổi lớn về môn học bắt buộc và môn học tự chọn trong giáo dục nói chung, bậc học THPT nói riêng đã tạo nên làn sóng suy nghĩ của các bậc phụ huynh và các em học sinh trong việc chọn môn học tự chọn phù hợp với năng lực của học sinh, phù hợp xã hội hiện đại để phát huy được thế mạnh của mình, tạo
đà vững chắc cho tương lai Sự thay đổi đó có tác động mạnh đến tư tưởng của giáo viên bộ môn đối với môn học, phải làm sao để môn học của mình được chú trọng, phải làm sao để học sinh yêu thích thì mới tạo nên những sản phẩm trí tuệ thực sự nhằm thúc đẩy kinh tế trí thức phát triển mạnh mẽ và khoa học
Đất nước Việt Nam chúng ta ngày càng hội nhập sâu rộng quốc tế Giáo dục
là lĩnh vực được Đảng và nhà nước xác định là mục tiêu hàng đầu cho sự phát triển lâu dài và bền vững của đất nước Xuất phát từ đòi hỏi đó công cuộc giáo dục diễn
ra một cách nhanh chóng và đồng bộ Việc cải cách giáo dục phải đồng bộ từ quản
lí, đầu tư cơ sở vật chất và đặc biệt là người trực tiếp giảng dạy phải có phẩm chất đạo đức và trí tuệ để làm thay đổi căn bản chất lượng giáo dục Nhận thức được điều đó, tôi là giáo viên trực tiếp giảng dạy môn " Vật Lý " bậc THPT qua nhiều năm tự nghiên cứu tài liệu, học hỏi của các thế hệ thầy cô giáo đi trước tôi đã tích lũy được kiến thức cho bản thân và xin được chung tay góp sức cùng ngành giáo dục đáp ứng nhu cầu của xã hội trong thời đại công nghệ 4.0 và sự bùng nổ của công nghệ thông tin
Trong những năm gần đây khi học sinh đi thi thường gặp phải bài toán " Mạch xoay chiều RLC nối tiếp" mà tụ điện có điện dung C đứng riêng một cụm và điện trở thuần R với cuộn cảm thuần L đứng riêng một cụm hoặc cuộn cảm thuần L
và điện trở thuần R với tụ điện có điện dung C đứng riêng một cụm Khi chỉ mình
C thay đổi (các đại lượng khác không đổi) để UCmax, URLmax hoặc ( UC + URL)max Gặp bài toán này học sinh thường giải bằng phương pháp đại số, hoặc phương pháp giản
đồ véctơ chung gốc hoặc giản độ véctơ trượt Với thời gian thi ngắn ngủi tôi thấy nếu học sinh sử dụng các phương pháp này rất mất thời gian, làm ảnh hưởng đến thời gian làm bài khác
Để giúp các em rút ngắn được thời gian khi làm dạng bài này tôi chọn đề tài
"Giản đồ véc tơ vòng tròn trong mạch xoay chiều RLC nối tiếp".
Trong khuôn khổ sáng kiến kinh nghiệm tôi chỉ đề cập đến một số bài toán thuộc chương trình vật lý 12 giúp các em có phương pháp giải khoa học, chính xác, ngắn gọn dễ hiểu và mang tính tư duy hình học cao, thể hiện được đẳng cấp người học
1.2 Mục đích nghiên cứu
- Giúp học sinh chủ động đưa ra phương pháp giải nhanh khi gặp bài toán
- Rèn luyện kỹ năng vận dụng lý thuyết vào bài tập định tính và định lượng
- Rèn luyện kĩ năng vận toán học vào trong các bài toán vật lí
1.3 Đối tượng nghiên cứu
2
skkn
Trang 3- Học sinh đang học lớp 12 và đang ôn thi THPT QG.
1.4 Phương pháp nghiên cứu
- Dựa vào công trình nghiên cứu về tâm lí lứa tuổi của các nhà khoa học
- Dựa vào lý luận dạy học chung cho các cấp
- Dựa vào lý luận dạy học vật lý và con đường nhận thức " Đi từ dễ đến khó,
từ đơn giản đến phức tạp"
- Nghiên cứu chương trình sách giáo khoa vật lý 12 ban KHTN, tài liệu của Chu Văn Biên, đề thi ĐH&CĐ những năm trước và đề thi THPTQG những năm gần đây
- Cho học sinh kiểm tra, chấm, trả bài và nhận xét từng học sinh
- Tính phần trăm điểm qua các bài kiểm tra trước và sau khi sử dụng đề tài
1.5 Những điểm mới của SKKN.
- Khoa học cao, rút ngắn được thời gian làm bài một cách tối ưu
2 NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1 Cơ sở lý luận của sáng kiến kinh nghiệm.
Để giúp các em học tốt hơn, giáo viên cần tạo cho học sinh hứng thú học tập, cần giúp các em làm các bài tập rèn luyện tư duy môn học Cần cho học sinh thấy được nhu cầu nhận thức là quan trọng, con người muốn phát triển cần phải có tri thức cần phải học hỏi Đối với môn vật lý thì giáo viên cần biết định hướng, giúp đỡ từng đối tượng học sinh, quan trọng hơn là phải tạo tình huống giúp các em nâng cao năng lực tư duy
2.2 Thực trạng của vấn đề
Thực tế giảng dạy, ôn thi THPTQG cho học sinh khối 12, một ngôi trường
có nhiều thành tích, có bề dày về nề nếp và thành tích học tập Khi gặp dạng toán này các em thường xử lý như sau:
Bài toán ví dụ
Mạch điện xoay chiều như hình vẽ R = 30
Cuộn cảm thuần ZL = 40 , hiệu điện thế hiệu
dụng hai đầu mạch U = 240V, cho C thay đổi
Tìm UCmax
A 400V B 300V C 360V D 280V
Học sinh thường giải theo hai cách sau:
Cách 1: Phương pháp đại số
(1)
R C
L M
B A
N
3
skkn
Trang 4Đặt : y = , a = > 0 , và , c = 1 Khi đó y = ax2 + bx + c
(1) với U = 240V = hằng số
Để UCmax khi và chỉ khi ymin
Ta thấy a = > 0 nên ymin khi
Thay vào biểu thức (1) ta được UCmax = = 400V
Chọn đáp án A
Cách 2: Phương pháp giản độ véctơ chung gốc
Áp dụng đinh lý hàm số sin trong
mà ON = UAB = 240V = hằng số
Để UCmax tức là (MN)max
Chọn đáp án A
Như vậy nếu dùng phương pháp đại số và phương pháp giản đồ véctơ chung gốc mất nhiều công đoạn trong quá trình biến đổi và đánh giá biểu thức, đồng thời đòi hỏi phải rất tinh tế về lượng giác nên chiếm mất nhiều thời gian của câu khác trong
đề thi, ảnh hưởng đến kết quả của cả bài thi
2.3.Các sáng kiến kinh nghiệm, giải pháp đã sử dụng để giải quyết vấn đề 2.3a Cơ sở lý thuyết
Đoạn mạch xoay chiều chỉ có điện trở thuần.
Nếu đặt vào hai đầu đoạn mạch một điệp áp xoay chiều có dạng :
u = U0cos (V) thì:
O
M
N
4
skkn
Trang 5- Biểu thức dòng điện trong mạch : i = I0cos , tức là i và u đồng pha.
- Định luật ôm cho đoạn mạch :
Trong đó , , ( I, U là các giá trị hiệu dụng, I0 và U0 là các giá trị cực đại hay giá trị biên độ)
- Quan hệ giữa i và u được biểu diễn bằng giản đồ véctơ quay
Đoạn mạch xoay chiều chỉ có cuộn cảm thuần
Nếu đặt vào hai đầu đoạn mạch một điệp áp xoay chiều có dạng :
u = U0cos (V) thì:
- Biểu thức dòng điện trong mạch : i = I0cos , tức là i trễ pha hơn
điện áp một góc (rad) hay u sớm pha hơn i một góc (rad) hoặc có thể nói i và
u vuông pha với nhau
- Định luật ôm: , trong đó ZL = ( gọi là cảm kháng
- Quan hệ giữa i và u được biểu diễn bằng giản đồ véctơ quay
Đoạn mạch xoay chiều chỉ có tụ điện
Nếu đặt vào hai đầu đoạn mạch một điệp áp xoay chiều có dạng :
u = U0cos (V) thì:
O
B
L
A
O
B A
C
5
skkn
Trang 6- Biểu thức dòng điện trong mạch : i = I0cos , tức là i sớm pha hơn
điện áp một góc (rad) hay u trễ pha hơn i một góc (rad) hoặc có thể nói i và u vuông pha với nhau
- Định luật ôm: , trong đó ZC = ( gọi là dung kháng
- Quan hệ giữa i và u được biểu diễn bằng giản đồ véctơ quay
Đoạn mạch xoay chiều RLC không phân nhánh
Nếu đặt vào hai đầu đoạn mạch một điệp áp xoay chiều có dạng :
u = U0cos (V) thì:
- Biểu thức dòng điện trong mạch: i = I0cos ,trong đó ,
gọi là tổng trở của đoạn mạch,
là độ lệch pha giữa u và i được xác định
Nếu u sớm pha hơn i
Nếu u trễ pha hơn i
Nếu u đồng pha với i
- Biểu thức điện áp hai đầu AM : ,( vì đoạn AM chỉ có điện trỏ thuần nên i và uAM đồng pha) , trong đó U0R = I0R
C
N M
6
skkn
Trang 7- Biểu thức điện áp hai đầu MN: ,( vì đoạn
MN chỉ có L thuần nên uMN sớm pha hơn i một góc (rad), trong đó U0L = I0ZL
NB chỉ có tụ C nên uNB trễ pha hơn i một góc (rad), trong đó U0C = I0ZC
Công cụ toán học thường sử dụng
- Định lý hàm số sin trong tam giác:
( R là bán kính đường tròn ngoại tiếp tam giác)
- Định lý hàm số cos :
Nội dung phương pháp giản đồ véctơ đường tròn
Cho mạch điện như hình vẽ: Trong đó
R, L đã biết và không thay đổi, biểu thức điện áp giữa hai
đầu đoạn mạch AB có dạng u = U ( V), U, = hằng số
Vẽ giản đồ véc tơ:
Vì R, L không đổi nên không đổi,
a b c
R
M N B A
hằng số
7
skkn
Trang 8Mà điểm M luôn nhìn AB dưới góc
Vì vậy theo tính chất hình học quỹ tích
của điểm M là đường tròn ngoại tiếp
tam giác và luôn nhìn
AB dưới một góc không đổi
Khi điện dung C thay đổi tức là thay đổi
và điểm M sẽ chạy trên đường tròn và luôn
nhìn AB dưới một góc
Khi tức là là đường kính
của đường tròn, khi đó là tam
giác vuông tại B
Ta có :
M
A
B
M
M
A
B
M
A
B
O
8
skkn
Trang 9Hệ quả:
- Khi UCmax thì vuông pha với ( tức là AB vuông góc BM tại B)
- Khi URLmax tức là là đường kính của đường tròn, khi đó là tam
giác vuông tại A
vì URLmax là đường kính đường tròn nên
- Khi ( UC + URL )max thì tam AMB cân
tại M và khi đó MH vuông góc với AB
Ta có
A
O B
A
O B
M
H
( UC + URL )max =
9
skkn
Trang 102.3b Bài tập vận dụng
Ví dụ 1: Mạch điện xoay chiều như hình vẽ R = 30
Cuộn cảm thuần ZL = 40 , hiệu điện thế hiệu
dụng hai đầu mạch U = 240V, cho C thay đổi
Tìm UCmax
A 400V B 300V C 360V D 280V
Cách giải:
Khi tức là là đường kính của đường tròn, khi đó là tam giác vuông tại B
Ta có :
Thay số và ta được UCmax = 400V
Chọn đáp án A
Ví dụ 2:Mạch điện xoay chiều như hình vẽ R = 30
Cuộn cảm thuần ZL = 40 , C thay đổi
Tìm ZC để UCmax
Cách giải:
M
R
M N B A
M
A
B
O
R
M N B A
10
skkn
Trang 11- Khi tức là là đường kính của đường tròn, khi đó là tam giác vuông tại B
- Khi UCmax thì vuông pha với ( tức là AB vuông góc BM tại B)
Thay số vào ta được ZC = 62,5
Chọn đáp án B
Ví dụ 3: Mạch điện xoay chiều như hình vẽ R = 30
Cuộn cảm thuần ZL = 30 , C thay đổi để UMBmax
Góc lệch pha giữa uMB và uAB là
Cách giải:
Khi URLmax tức là là đường kính của đường tròn, khi đó là tam
giác vuông tại A
mà
Góc lệch pha giữa uMB và uAB là 600
Chọn đáp án B
M
A
B
O
R
M N B A
A
O B
skkn
Trang 12Ví dụ 4:
Mạch điện xoay chiều như hình vẽ
Biết R = 30 , cuộn cảm thuần ZL = 40 ,
UAB = 240V, C thay đổi được
Tìm ( UC + URL)max
Cách giải:
=
Khi ( UC + URL )max thì tam AMB cân
tại M và khi đó MH vuông góc với AB
Ta có
Thay số vào ta được ( UC + URL )max 759V
Chọn đáp án C
Ví dụ 5:
Mạch điện xoay chiều như hình vẽ,
cuộn cảm thuần, UAB = 50V, C thay đổi
Khi C = C1 thì UAM = 100V và UMB = 140V
Tìm UCmax
Cách giải:
Áp dụng định lí hàm số cosin ta được
R
M N B A
A
O B
M H
R
M N B A
M
A
B
( UC + URL )max =
12
skkn
Trang 13Khi tức là là đường kính của đường tròn, khi đó là tam giác vuông tại B
Thay số vào ta được UCmax =199V
Chọn đáp án D
Ví dụ 6:
Mạch điện xoay chiều như hình vẽ: cuộn cảm thuần,
UAB = 50V, C thay đổi Khi C = C1 thì UAM = 100V
và UMB = 140V Tìm ( UC + URL)max
A 300V B 394,4V C 159,4V D 199V
Cách giải:
M
A
B
O
R C
L
M N
B A
M
A
B
13
skkn
Trang 14Khi ( UC + URL )max thì tam AMB cân
tại M và khi đó MH vuông góc với AB
Ta có
( UC + URL )max =
Thay số vào ta được
( UC + URL )max = 394,4V
Chọn Phương án B
Ví dụ 7: Mạch điện xoay chiều như hình vẽ:
Cuộn cảm thuần , UAB = 30V, C thay đổi
Khi C = C1 thì mạch cộng hưởng và UMB = 40V
Tìm UCmax
Vid ụ 8:Mạch điện xoay chiều như hình vẽ:
Cuộn cảm thuần, UAB = 50V, C thay đổi được
Khi C = C1 thì UAM = 100V và UMB = 140V
Khi C = C2 thì UAM = 1,6UMB = x Tìm x
Ví dụ 9 :Mạch điện xoay chiều như hình vẽ:
Cuộn cảm thuần, UAB = 60V, C thay đổi được
Khi C = C1thì UAM = 56V và UMB = 52V
Khi C = C2 thì UAM = x, UMB = ( x- 24) V Tìm x
A 76V B 94V C 39V D 63V
Ví dụ 10: Mạch điện xoay chiều như hình vẽ:
Cuộn cảm thuần, UAB = 60V, C thay đổi được
Khi C = C1thì UAM = 56V và UMB = 52V
Khi C = C2 thì UAM = x, UMB = ( x- 24) V Tìm tỉ số
A
O B
M H
R
M N B A
R
M N B A
R
M N B A
R
M N B A
14
skkn
Trang 15Các ví dụ 7,8,9,10 làm tương tự:
Ví dụ 7: Chọn B
Ví dụ 8: Chọn A
Ví dụ 9: Chọn D
Ví dụ 10: Chọn B
2.4.Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm đối với hoạt động giáo dục, với bản thân, đồng nghiệp và nhà trường.
Trong quá trình áp dụng đề tài này vào quá trình giảng dạy, tôi thấy kết quả
số học sinh giải nhanh được dạng bài tập này tăng lên rõ rệt, nhiều em trở nên đam
mê môn vật lý và phát triển tốt về tư duy vận dụng toán học vào vật lý nhanh hơn
so với trước khi vận dụng đề tài
Năm học 2019 - 2020 tôi dạy 2 lớp 12A4 và 12A6, một lớp áp dụng và một lớp không áp dụng, kết quả thu được như sau:
Số HS
Tỷ lệ
%
Số HS
Tỷ lệ
%
Số HS
Tỷ lệ
%
Số HS
Tỷ lệ
%
Không
Năm học 2021 - 2022 tôi dạy 2 lớp 12A10 và 12A5, một lớp áp dụng và một lớp không áp dụng, kết quả thu được như sau:
Số HS
Tỷ lệ
%
Số HS
Tỷ lệ
%
Số HS
Tỷ lệ
%
Số HS
Tỷ lệ
%
Không
7
3 7,15
Qua kết quả tổng hợp cho thấy sau khi áp dụng đề tài vào trong công tác giảng dạy của giáo viên và việc học của học sinh đã nâng được chất lượng giáo dục đại trà và đặc biệt là các em có năng lực có thể đạt được điểm cao trong kỳ thi THPTQG và kì thi HSG cấp tỉnh
15
skkn
Trang 163 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
3.1 Kết luận
Trong đề tài này với khả năng có hạn, thời gian không cho phép nên tôi mới chỉ đề cập được những vấn đề mà mình đã làm với các ví dụ cụ thể tuy chưa phong phú và chưa đa dạng Nhưng qua những năm giảng dạy ở trường THPT cho thấy khi giới thiệu với học sinh phương pháp này và dạng bài tập cơ bản các em có lòng
tự tin hơn, lựa chọn chính xác phương pháp cho dạng toán nêu trên Vì vậy mà các năm gần đây các lớp 12 mà tôi phụ trách giảng dạy đã đạt được những kết quả đáng
kể, xây dựng được lòng tin yêu đối với học sinh và phụ huynh
Tuy nhiên đây mới chỉ là kinh nghiệm của bản thân, chắc chắn còn nhiều thiếu sót mong các đồng nghiệp, đặc biệt là đồng môn góp ý chân thành để đề tài được hoàn hảo hơn
3.2 Kiến nghị
Xuất phát từ cơ sở lý luận, thực tiễn, mục đích dạy học cũng như những thành công
và hạn chế trong khi thực hiện đề tài, để góp phần vào việc giảng dạy bộ môn đạt kết quả tốt, tôi có những kiến nghị sau:
Về phía cơ sở: Đối với các tổ chuyên môn cần tăng cường hơn nữa hoạt động trao đổi, thảo luận nội dung chuyên môn trong các buổi sinh hoạt tổ, cần chuẩn bị và đưa những nội dung mới và khó để thảo luận, bàn phương pháp giải quyết trước khi truyền đạt vấn đề cho học sinh
Về phía lãnh đạo cấp trên: Cần tạo điều kiện cho giáo viên có cơ hội giao lưu, học hỏi và rút kinh nghiệm qua các hội thảo chuyên đề
Tôi xin chân thành cảm ơn!
XÁC NHẬN CỦA
THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ
Thọ xuân, ngày 20 tháng 05 năm 2022
Tôi xin cam đoan đây là SKKN của mình viết, không sao chép nội dung của người khác
Người viết
Đỗ Viết Nam
16
skkn
Trang 17TÀI LIỆU THAM KHẢO
1 Sách giáo khoa vật lý 12 ban KHTN - Nhà xuất bản giáo dục 2015
2 Đề thi ĐH - CĐ , đề thi THPT QG, đề thi HSG các tỉnh trong những năm
gần đây
3 Bí quyết ôn luyện thi Đại học môn Vật lí điện xoay chiều của tác giả Chu
Văn Biên
4 Giải nhanh bài toán điện xoay chiều của Nguyễn Văn Đạt.
5 Cách nhìn nhận bài toán vật lí của Nguyễn Thành Nam.
6 Sách 4000 bài tập của thầy Vũ Ngọc Anh.
17
skkn
Trang 18DANH MỤC CÁC ĐỀ TÀI SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐÃ ĐƯỢC HỘI ĐỒNG ĐÁNH GIÁ XẾP LOẠI CẤP PHÒNG GD&ĐT, CẤP SỞ GD&ĐT VÀ CÁC CẤP
CAO HƠN XẾP LOẠI TỪ C TRỞ LÊN
Họ và tên tác giả: Đỗ Viết Nam
Chức vụ và đơn vị công tác: Giáo viên giảng dạy Vật lí - CN, Trường THPT Lê Lợi
TT Tên đề tài SKKN Cấp đánh giá
xếp loại (Phòng, Sở, Tỉnh )
Kết quả đánh giá xếp loại (A, B, hoặc C)
Năm học đánh giá xếp loại
1
Giúp học sinh giải bài
toán xác định tiêu cự
của thấu kính, khi thấu
kính cố định còn vật
dịch chuyển dọc theo
trục chính và ngược
lại
2 Phương pháp giản đồ
véctơ vòng tròn
18
skkn