Khóa luận tốt nghiệp vật lý: Hướng dẫn giải một số dạng bài tập về mạch điện xoay chiều trong chương trình Vật ý 12 – THPT

MỤC LỤC PHẦN I: MỞ ĐẦU ........................................................................................... 1 1. Lý do chọn đề tài. ......................................................................................... 1 2. Cơ sở nghiên cứu. ......................................................................................... 2 2.1. Cơ sở ý u n. ............................................................................................. 2 2.2. Cơ sở th c ti n. .......................................................................................... 2 3. Mục đích của khóa u n. .............................................................................. 2 4. Đối tượng và khách thể nghiên cứu. ............................................................ 2 4.1. Đối tượng nghiên cứu. ............................................................................... 2 4.2. Khách thể nghiên cứu................................................................................ 3 5. Nhiệm vụ của khóa u n. .............................................................................. 3 6. Phạm vi nghiên cứu. ..................................................................................... 3 7. Giả thuyết khoa học. .................................................................................... 3 8. Phương pháp nghiên cứu khoa học. ............................................................ 3 9. Cấu trúc khóa u n. ...................................................................................... 3 10. Kế hoạch th c hiện khóa u n. .................................................................. 4 PHẦN II: NỘI DUNG ...................................................................................... 5 Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN .......................................................................... 5 1. Vai trò của bài t p V t í trong dạy học. ..................................................... 5 2. Cách phân oại bài t p V t í. ...................................................................... 6 CHƯƠNG 2: TÓM TẮT LÝ THUYẾT .......................................................... 8 I. Một số khái niệm cơ bản trong mạch điện xoay chiều. ............................... 8 1. Khái niệm dòng điện xoay chiều. ................................................................. 8 2. Giá trị hiệu dụng. ......................................................................................... 8 3. Giá trị tức thời. ............................................................................................. 8 4. Độ ệch pha. .................................................................................................. 9 5. Vec tơ quay. .................................................................................................. 9 6. Điện trở, cảm kháng, dung kháng, tổng trở. ............................................... 9 7. Cộng hưởng điện. ....................................................................................... 10 II. Phương pháp giải bài t p mạch điện xoay chiều. .................................... 10 1. Phương pháp giải tích. ............................................................................... 10 2. Phương pháp giản đồ véc tơ....................................................................... 10 III. Một số đoạn mạch cơ bản. ....................................................................... 12 1. Mạch chỉ có một phần tử............................................................................ 12 2. Đoạn mạch có hai phần tử. ........................................................................ 15 3. Mạch có cả 3 phần tử: R, L, C ................................................................... 18 CHƯƠNG 3: HƯỚNG DẪN GIẢI MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP .................. 20 Dạng 1: Mạch chỉ có một phần tử. ................................................................. 20 1.1. Phương pháp giải chung. ........................................................................ 20 1.2. Bài t p mẫu. ............................................................................................. 20 1.3. Bài t p t giải........................................................................................... 21 Dạng 2: Mạch có hai phần tử. ........................................................................ 22 2.1. Phương pháp giải chung. ........................................................................ 22 2.2. Bài t p mẫu. ............................................................................................. 22 2.3. Bài t p t giải........................................................................................... 26 Dạng 3: Mạch có cả ba phần tử. ..................................................................... 26 3.1. Phương pháp giải chung. ........................................................................ 26 3.2. Bài t p mẫu. ............................................................................................. 27 3.3. Bài t p t giải........................................................................................... 30 Dạng 4: Giải toán cực trị. ............................................................................... 32 4.1. Mạch điện RLC có R thay đổi. ............................................................... 32 4.1.1. Phương pháp giải chung....................................................................... 32 4.1.2. Bài t p mẫu. .......................................................................................... 33 4.1.3. Bài t p t giải. ....................................................................................... 35 4.2. Mạch điện RLC có L thay đổi. ................................................................ 36 4.2.1. Phương pháp giải chung....................................................................... 36 4.2.2. Bài t p mẫu. .......................................................................................... 38 4.2.3. Bài t p t giải. ....................................................................................... 42 4.3. Mạch điện RLC có C thay đổi. ............................................................... 43 4.3.1. Phương pháp giải chung....................................................................... 43 4.3.2. Bài t p mẫu. .......................................................................................... 44 4.3.3. Bài t p t giải. ....................................................................................... 47 4.4. Mạch điện RLC có f thay đổi. ................................................................. 49 4.4.1. Phương pháp giải chung....................................................................... 49 4.4.2. Bài t p mẫu. .......................................................................................... 50 4.4.3. Bài t p t giải. ....................................................................................... 53 Dạng 5: Bài toán hộp đen. .............................................................................. 54 5.1. Phương pháp giải chung. ........................................................................ 54 5.2. Bài t p mẫu. ............................................................................................. 55 5.3 Bài t p t giải. .......................................................................................... 59 MỘT SỐ BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM ........................................................... 61 Chương 4: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ...................................................... 68 1. Mục đích th c nghiệm. ............................................................................... 68 2. Phương pháp th c nghiệm. ........................................................................ 68 3. Đối tượng th c nghiệm. .............................................................................. 68 4. Nội dung th c nghiệm. ............................................................................... 68 5. Tổ chức th c nghiệm. ................................................................................. 68 6. Kết quả th c nghiệm. ................................................................................. 68 6.1. Nội dung phiếu học t p: .......................................................................... 68 6.2. Kết quả thu được: ................................................................................... 73 7. Rút kinh nghiệm. ........................................................................................ 74 PHẦN 3: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ............................................................ 75 3.1. Kết u n. ................................................................................................... 75 3.2. Đề nghị. .................................................................................................... 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1 PHẦN I: MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài - Trong thời kì công nghiệp hóa hiện đại hóa khi mà nền kinh tế cùng với khoa học kĩ thuật đã có những phát triển vượt bậc. Đối với mỗi quốc gia nền giáo dục không chỉ có nhiệm vụ trang bị cho con người kiến thức cơ bản mà loài người đã biết cách đây hàng thế kỉ, mà còn đào tạo ra những giá trị vật chất và tinh thần trong quá trình hòa nhập với các nước trong cộng đồng thế giới. - Hòa cùng với xu thế phát triển của các nước trên thế giới, giáo dục của nước ta đã và đang rất được coi trọng và được coi là quốc sách hàng đầu. Hiện nay, Đảng và Nhà nước đã có những chính sách đầu tư và quan tâm rất tích cực nhằm cải thiện chất lượng giáo dục của nước nhà, đặc biệt đối với bậc THPT. Bộ giáo dục đã có những giải pháp quan trọng như: Đổi mới sách giáo khoa, đổi mới phương pháp và nội dung chương trình giảng dạy. - Thực tế dạy học cho thấy, trong các trường học, các cấp học nói chung và các trường THPT nói riêng hiện nay đang tồn tại tình trạng học theo kiểu lý thuyết suông. Mục tiêu của giáo dục là phát triển con người toàn diện, do đó cùng với việc trang bị cho các em học sinh kiến thức cơ bản trên cơ sở lý thuyết thì cần trang bị cho các em phương pháp nhận thức và vận dụng kiến thức đã học vào từng trường hợp cụ thể nhằm đạt được hiệu quả cao nhất. - Vật lý học không chỉ tồn tại trong mỗi chúng ta dưới dạng mô hình trìu tượng, mà là sự phản ánh vào óc chúng ta thực thể phong phú và sinh động. Tuy nhiên, các khái niệm, các định luật Vật lý thì rất đơn giản, còn sự biểu hiện của chúng trong tự nhiên rất phức tạp, chúng ta đều biết các sự vật và hiện tượng có thể được chi phối bởi nhiều định luật, nguyên nhân đồng thời. Bài tập Vật lý sẽ giúp cho học sinh phân tích để nhận biết và hiểu rõ hơn về các hiện tượng đó. - Bài tập Vật lý là một phương tiện để ôn tập, củng cố kiến thức Vật lý một cách sinh động và khoa học. Khi giải bài tập Vật lý, học sinh cần nhớ lại lý thuyết đã học và không phải lý thuyết, kiến thức của một bài hay một chương mà đôi khi cần phải sử dụng cả kiến thức tổng hợp của nhiều chương, nhiều bài, nhiều phần khác nhau. - Phần “Dòng điện xoay chiều” là một phần kiến thức trọng tâm và quan trọng trong chương trình Vật lý 12. Phần này có rất nhiều nội dung kiến thức và các dạng bài tập quan trọng trong chương trình thi ĐH – CĐ, ôn thi học sinh giỏi, với nhiều dạng bài tập đã vượt xa các dạng bài tập đơn thuần trong sách giáo khoa. Vì vậy, cần phải có một hệ thống hóa nội dung kiến thức và phân 2 thành các dạng bài tập đi liền với nội dung kiến thức. Từ đó, sẽ giúp cho các em nắm được chắc và hiểu sâu hơn lý thuyết đã học và làm bài tập phần này được tốt hơn. - Chính vì vậy, tôi chọn đề tài “Hướng dẫn giải một số dạng bài t p về mạch điện xoay chiều trong chương trình V t ý 12 – THPT” nhằm giới thiệu cho các em học sinh cách làm bài tập phần “Dòng điện xoay chiều” được dễ dàng hơn. Và cùng với hi vọng đây cũng là tài liệu tham khảo của các bạn sinh viên ngành sư phạm Vật lý và giáo viên dạy học Vật lý ở các trường THPT. 2. Cơ sở nghiên cứu 2.1. Cơ sở ý u n - Để thực hiện tốt mục tiêu dạy tốt – học tốt thì việc lựa chọn phương pháp giảng dạy và học tập phù hợp là rất quan trọng. Bộ môn Vật lý – là một bộ môn trìu tượng đòi hỏi khả năng nhận thức và tư duy cao. Vì vậy, giáo viên cần nghiên cứu và tìm ra phương pháp giảng dạy phù hợp với trình độ nhận thức của HS và giúp HS nâng cao khả năng sáng tạo, tìm tòi, khám phá của mình. 2.2. Cơ sở th c ti n - Thực tiễn ở các trường THPT lượng kiến thức của môn Vật lý là rất nhiều, mà phần lớn số tiết lên lớp là giành cho việc giảng dạy lý thuyết, còn số tiết giành cho bài tập là rất ít, việc đi sâu vào phân tích hiện tượng, bản chất Vật lý trong các bài tập còn hạn chế. Nên việc giải bài tập của học sinh trở nên thụ động, làm hạn chế việc phát huy khả năng tư duy sáng tạo trong việc giải bài tập. Vì vậy, giáo viên cần phải đưa ra các dạng bài tập và phương pháp giải cụ thể sau mỗi chương, qua đó giúp học sinh hệ thống lượng kiến thức đã học và có phương pháp giải các dạng bài tập liên quan. 3. Mục đích của khóa u n - Đưa ra các dạng bài tập và cách giải về phần “Dòng điện xoay chiều”. - Giúp học sinh vượt qua khó khăn khi học nội dung này, tạo lòng hứng thú, yêu thích môn học. - Nâng cao chất lượng dạy và học ở trường THPT. - Làm tài liệu tham khảo cho học sinh THPT và các giáo viên THPT. - Giúp mở rộng kiến thức cho bản thân. 4. Đối tượng và khách thể nghiên cứu 4.1. Đối tượng nghiên cứu 3 - Lý thuyết chương “Dòng điện xoay chiều”. - Các bài tập phần “Dòng điện xoay chiều”. 4.2. Khách thể nghiên cứu - Học sinh lớp 12 và giáo viên trường THPT Tân Lạc – Huyện Tân Lạc – Tỉnh Hòa Bình. - Sách giáo khoa và sách bài tập Vật lý lớp 12 – Ban cơ bản. 5. Nhiệm vụ của khóa u n - Nghiên cứu phần “Dòng điện xoay chiều” ở THPT. - Hệ thống hóa lý thuyết phù hợp với từng dạng bài tập. - Đưa ra các dạng bài tập và phương pháp giải cụ thể cho từng dạng và hướng d n học sinh giải từng dạng đó. 6. Phạm vi nghiên cứu - Nghiên cứu phần “Dòng điện xoay chiều” ở THPT 7. Giả thuyết khoa học - Nếu các dạng bài tập đưa ra cùng với cách giải từng dạng bài tập đó phù hợp và có sự liên kết chặt chẽ với lý thuyết. Thêm vào đó là sự hướng d n tận tình của giáo viên và khả năng chủ động, tích cực, sáng tạo của học sinh sẽ mang lại hiệu quả cao cho quá trình dạy và học ở trường phổ thông. 8. Phương pháp nghiên cứu khoa học - Phương pháp nghiên cứu tài liệu. - Phương pháp thống kê toán học và xử lý kết quả. - Phương pháp thực nghiệm sư phạm. 9. Cấu trúc khóa u n - Phần : Mở đầu. - Phần : Nội dung. + Chương 1: Cơ sở lý luận. + Chương 2: Tóm tắt lý thuyết. + Chương 3: Hướng d n giải một số dạng bài tập. + Chương 4: Thực nghiệm sư phạm. - Phần : Kết luận và đề nghị. 4 10. Kế hoạch th c hiện khóa u n - Từ tháng 9/2012 đến tháng 5/2013 + Tháng 9/2012 – 10/2012: Hoàn thành đề cương chi tiết. + Tháng 11/2012 – 12/2012: Nghiên cứu lí thuyết, sưu tầm, chọn lọc, phân loại các dạng bài tập và phương pháp giải. + Tháng 1/2013 – 2/2013: Viết khóa luận. + Tháng 2/2013 – 3/2013: Thực nghiệm sư phạm. + Tháng 4/2013: Hoàn thiện khóa luận, xin ý kiến tham khảo chỉnh sửa, bổ xung để hoàn thiện khóa luận. + Tháng 5/2012: Nộp khóa luận., Khóa luận vật lý

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY BẮC

NGUYỄN THỊ HỒNG DUYÊN

HƯỚNG DẪN GIẢI MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP

VỀ MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU TRONG CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÝ 12 - THPT

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

SƠN LA, NĂM 2013

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY BẮC

NGUYỄN THỊ HỒNG DUYÊN

HƯỚNG DẪN GIẢI MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP

VỀ MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU TRONG CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÝ 12 - THPT

CHUYÊN NGÀNH: PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Người hướng dẫn: Ths Ngô Đức Quyền

SƠN LA, NĂM 2013

LỜI CẢM ƠN !

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Ths Ngô Đức Quyền – Giảng

viên bộ môn Vật lí trường Đại học Tây Bắc – người đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện khóa luận

Tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn tới Ban chủ nhiệm khoa Toán – Lí – Tin Các thầy giáo, cô giáo trong khoa Toán – Lí – Tin, phòng khoa học và quan

hệ quốc tế, phòng đào tạo, thư viện trường Đại học Tây Bắc đã tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp đỡ tôi hoàn thành khóa luận

Đồng thời tôi xin gửi lời cảm ơn tới cô giáo Đinh Thị Mai – giáo viên Vật

lí trường THPT Tân Lạc – Huyện Tân Lạc – Tỉnh Hòa Bình đã tạo điều kiện giúp đỡ và có nhiều ý kiến đóng góp cho khóa luận Tôi xin gửi lời cảm ơn tới tập thể học sinh lớp 12A và 12B trường THPT THPT Tân Lạc – Huyện Tân Lạc – Tỉnh Hòa Bình

Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể lớp K50 ĐHSP Vật Lí đã có những ý kiến đóng góp và động viên khích lệ tôi có thể hoàn thành khóa luận này

Sơn La, tháng 5 năm 2013

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thị Hồng Duyên

CÁC KÍ HIỆU VIẾT TẮT

AD Áp dụng

ADBT Áp dụng biểu thức ADCT Áp dụng công thức ADĐL Áp dụng định luật

MỤC LỤC

PHẦN I: MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Cơ sở nghiên cứu 2

2.1 Cơ sở ý u n 2

2.2 Cơ sở th c ti n 2

3 Mục đích của khóa u n 2

4 Đối tượng và khách thể nghiên cứu 2

4.1 Đối tượng nghiên cứu 2

4.2 Khách thể nghiên cứu 3

5 Nhiệm vụ của khóa u n 3

6 Phạm vi nghiên cứu 3

7 Giả thuyết khoa học 3

8 Phương pháp nghiên cứu khoa học 3

9 Cấu trúc khóa u n 3

10 Kế hoạch th c hiện khóa u n 4

PHẦN II: NỘI DUNG 5

Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN 5

1 Vai trò của bài t p V t í trong dạy học 5

2 Cách phân oại bài t p V t í 6

CHƯƠNG 2: TÓM TẮT LÝ THUYẾT 8

I Một số khái niệm cơ bản trong mạch điện xoay chiều 8

1 Khái niệm dòng điện xoay chiều 8

2 Giá trị hiệu dụng 8

3 Giá trị tức thời 8

4 Độ ệch pha 9

5 Vec tơ quay 9

6 Điện trở, cảm kháng, dung kháng, tổng trở 9

II Phương pháp giải bài t p mạch điện xoay chiều 10

1 Phương pháp giải tích 10

2 Phương pháp giản đồ véc tơ 10

III Một số đoạn mạch cơ bản 12

1 Mạch chỉ có một phần tử 12

2 Đoạn mạch có hai phần tử 15

3 Mạch có cả 3 phần tử: R, L, C 18

CHƯƠNG 3: HƯỚNG DẪN GIẢI MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP 20

Dạng 1: Mạch chỉ có một phần tử 20

1.1 Phương pháp giải chung 20

1.2 Bài t p mẫu 20

1.3 Bài t p t giải 21

Dạng 2: Mạch có hai phần tử 22

2.1 Phương pháp giải chung 22

2.2 Bài t p mẫu 22

2.3 Bài t p t giải 26

Dạng 3: Mạch có cả ba phần tử 26

3.1 Phương pháp giải chung 26

3.2 Bài t p mẫu 27

3.3 Bài t p t giải 30

Dạng 4: Giải toán cực trị 32

4.1 Mạch điện RLC có R thay đổi 32

4.1.1 Phương pháp giải chung 32

4.1.2 Bài t p mẫu 33

4.1.3 Bài t p t giải 35

4.2 Mạch điện RLC có L thay đổi 36

4.2.1 Phương pháp giải chung 36

4.2.2 Bài t p mẫu 38

4.2.3 Bài t p t giải 42

4.3 Mạch điện RLC có C thay đổi 43

4.3.1 Phương pháp giải chung 43

4.3.2 Bài t p mẫu 44

4.3.3 Bài t p t giải 47

4.4 Mạch điện RLC có f thay đổi 49

4.4.1 Phương pháp giải chung 49

4.4.2 Bài t p mẫu 50

4.4.3 Bài t p t giải 53

Dạng 5: Bài toán hộp đen 54

5.1 Phương pháp giải chung 54

5.2 Bài t p mẫu 55

5.3 Bài t p t giải 59

MỘT SỐ BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM 61

Chương 4: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 68

1 Mục đích th c nghiệm 68

2 Phương pháp th c nghiệm 68

3 Đối tượng th c nghiệm 68

4 Nội dung th c nghiệm 68

5 Tổ chức th c nghiệm 68

6 Kết quả th c nghiệm 68

6.1 Nội dung phiếu học t p: 68

6.2 Kết quả thu được: 73

7 Rút kinh nghiệm 74

PHẦN 3: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 75

3.1 Kết u n 75

3.2 Đề nghị 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHẦN I: MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

- Trong thời kì công nghiệp hóa hiện đại hóa khi mà nền kinh tế cùng với

khoa học kĩ thuật đã có những phát triển vượt bậc Đối với mỗi quốc gia nền

giáo dục không chỉ có nhiệm vụ trang bị cho con người kiến thức cơ bản mà loài

người đã biết cách đây hàng thế kỉ, mà còn đào tạo ra những giá trị vật chất và

tinh thần trong quá trình hòa nhập với các nước trong cộng đồng thế giới

- Hòa cùng với xu thế phát triển của các nước trên thế giới, giáo dục của

nước ta đã và đang rất được coi trọng và được coi là quốc sách hàng đầu Hiện

nay, Đảng và Nhà nước đã có những chính sách đầu tư và quan tâm rất tích cực

nhằm cải thiện chất lượng giáo dục của nước nhà, đặc biệt đối với bậc THPT

Bộ giáo dục đã có những giải pháp quan trọng như: Đổi mới sách giáo khoa, đổi

mới phương pháp và nội dung chương trình giảng dạy

- Thực tế dạy học cho thấy, trong các trường học, các cấp học nói chung và

các trường THPT nói riêng hiện nay đang tồn tại tình trạng học theo kiểu lý

thuyết suông Mục tiêu của giáo dục là phát triển con người toàn diện, do đó

cùng với việc trang bị cho các em học sinh kiến thức cơ bản trên cơ sở lý thuyết

thì cần trang bị cho các em phương pháp nhận thức và vận dụng kiến thức đã

học vào từng trường hợp cụ thể nhằm đạt được hiệu quả cao nhất

- Vật lý học không chỉ tồn tại trong mỗi chúng ta dưới dạng mô hình trìu

tượng, mà là sự phản ánh vào óc chúng ta thực thể phong phú và sinh động Tuy

nhiên, các khái niệm, các định luật Vật lý thì rất đơn giản, còn sự biểu hiện của

chúng trong tự nhiên rất phức tạp, chúng ta đều biết các sự vật và hiện tượng có

thể được chi phối bởi nhiều định luật, nguyên nhân đồng thời Bài tập Vật lý sẽ

giúp cho học sinh phân tích để nhận biết và hiểu rõ hơn về các hiện tượng đó

- Bài tập Vật lý là một phương tiện để ôn tập, củng cố kiến thức Vật lý một

cách sinh động và khoa học Khi giải bài tập Vật lý, học sinh cần nhớ lại lý

thuyết đã học và không phải lý thuyết, kiến thức của một bài hay một chương

mà đôi khi cần phải sử dụng cả kiến thức tổng hợp của nhiều chương, nhiều bài,

nhiều phần khác nhau

- Phần “Dòng điện xoay chiều” là một phần kiến thức trọng tâm và quan

trọng trong chương trình Vật lý 12 Phần này có rất nhiều nội dung kiến thức và

các dạng bài tập quan trọng trong chương trình thi ĐH – CĐ, ôn thi học sinh

giỏi, với nhiều dạng bài tập đã vượt xa các dạng bài tập đơn thuần trong sách

giáo khoa Vì vậy, cần phải có một hệ thống hóa nội dung kiến thức và phân

thành các dạng bài tập đi liền với nội dung kiến thức Từ đó, sẽ giúp cho các em nắm được chắc và hiểu sâu hơn lý thuyết đã học và làm bài tập phần này được tốt hơn

- Chính vì vậy, tôi chọn đề tài “Hướng dẫn giải một số dạng bài t p về

mạch điện xoay chiều trong chương trình V t ý 12 – THPT” nhằm giới

thiệu cho các em học sinh cách làm bài tập phần “Dòng điện xoay chiều” được

dễ dàng hơn Và cùng với hi vọng đây cũng là tài liệu tham khảo của các bạn sinh viên ngành sư phạm Vật lý và giáo viên dạy học Vật lý ở các trường THPT

2 Cơ sở nghiên cứu

2.1 Cơ sở ý u n

- Để thực hiện tốt mục tiêu dạy tốt – học tốt thì việc lựa chọn phương pháp

giảng dạy và học tập phù hợp là rất quan trọng Bộ môn Vật lý – là một bộ môn trìu tượng đòi hỏi khả năng nhận thức và tư duy cao Vì vậy, giáo viên cần nghiên cứu và tìm ra phương pháp giảng dạy phù hợp với trình độ nhận thức của

HS và giúp HS nâng cao khả năng sáng tạo, tìm tòi, khám phá của mình

2.2 Cơ sở th c ti n

- Thực tiễn ở các trường THPT lượng kiến thức của môn Vật lý là rất nhiều, mà phần lớn số tiết lên lớp là giành cho việc giảng dạy lý thuyết, còn số tiết giành cho bài tập là rất ít, việc đi sâu vào phân tích hiện tượng, bản chất Vật

lý trong các bài tập còn hạn chế Nên việc giải bài tập của học sinh trở nên thụ động, làm hạn chế việc phát huy khả năng tư duy sáng tạo trong việc giải bài tập Vì vậy, giáo viên cần phải đưa ra các dạng bài tập và phương pháp giải cụ thể sau mỗi chương, qua đó giúp học sinh hệ thống lượng kiến thức đã học và có phương pháp giải các dạng bài tập liên quan

3 Mục đích của khóa u n

- Đưa ra các dạng bài tập và cách giải về phần “Dòng điện xoay chiều”

- Giúp học sinh vượt qua khó khăn khi học nội dung này, tạo lòng hứng thú, yêu thích môn học

- Nâng cao chất lượng dạy và học ở trường THPT

- Làm tài liệu tham khảo cho học sinh THPT và các giáo viên THPT

- Giúp mở rộng kiến thức cho bản thân

4 Đối tượng và khách thể nghiên cứu

4.1 Đối tượng nghiên cứu

- Lý thuyết chương “Dòng điện xoay chiều”

- Các bài tập phần “Dòng điện xoay chiều”

4.2 Khách thể nghiên cứu

- Học sinh lớp 12 và giáo viên trường THPT Tân Lạc – Huyện Tân Lạc – Tỉnh Hòa Bình

- Sách giáo khoa và sách bài tập Vật lý lớp 12 – Ban cơ bản

5 Nhiệm vụ của khóa u n

- Nghiên cứu phần “Dòng điện xoay chiều” ở THPT

- Hệ thống hóa lý thuyết phù hợp với từng dạng bài tập

- Đưa ra các dạng bài tập và phương pháp giải cụ thể cho từng dạng và hướng d n học sinh giải từng dạng đó

6 Phạm vi nghiên cứu

- Nghiên cứu phần “Dòng điện xoay chiều” ở THPT

7 Giả thuyết khoa học

- Nếu các dạng bài tập đưa ra cùng với cách giải từng dạng bài tập đó phù hợp và có sự liên kết chặt chẽ với lý thuyết Thêm vào đó là sự hướng d n tận tình của giáo viên và khả năng chủ động, tích cực, sáng tạo của học sinh sẽ mang lại hiệu quả cao cho quá trình dạy và học ở trường phổ thông

8 Phương pháp nghiên cứu khoa học

- Phương pháp nghiên cứu tài liệu

- Phương pháp thống kê toán học và xử lý kết quả

- Phương pháp thực nghiệm sư phạm

+ Chương 3: Hướng d n giải một số dạng bài tập

+ Chương 4: Thực nghiệm sư phạm

- Phần : Kết luận và đề nghị

10 Kế hoạch th c hiện khóa u n

- Từ tháng 9/2012 đến tháng 5/2013

+ Tháng 9/2012 – 10/2012: Hoàn thành đề cương chi tiết

+ Tháng 11/2012 – 12/2012: Nghiên cứu lí thuyết, sưu tầm, chọn lọc, phân loại các dạng bài tập và phương pháp giải

+ Tháng 1/2013 – 2/2013: Viết khóa luận

+ Tháng 2/2013 – 3/2013: Thực nghiệm sư phạm

+ Tháng 4/2013: Hoàn thiện khóa luận, xin ý kiến tham khảo chỉnh sửa, bổ xung để hoàn thiện khóa luận

+ Tháng 5/2012: Nộp khóa luận

PHẦN II: NỘI DUNG Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN

1 Vai trò của bài t p V t lí trong dạy học

- Theo X.E Camenetxki và V.P Ôrêkhốp thì: “ Trong thực tế dạy học, bài tập Vật lí được hiểu là một vấn đề được đặt ra trong trường hợp tổng quát đòi hỏi những suy luận logic, những phép toán và thí nghiệm dựa trên cơ sở các định luật và các phương pháp Vật lí ” Thực ra, trong các giờ học Vật lí, mỗi một vấn đề xuất hiện do nghiên cứu tài liệu giáo khoa trong các tiết học chính là một bài tập đối với học sinh Hiểu theo nghĩa rộng thì sự tư duy định hướng một cách tích cực luôn là việc giải bài tập

- Kiến thức Vật lí rất đa dạng, phong phú và trìu tượng Bài tập Vật lý là phương tiện để củng cố kiến thức một cách sinh động nhất Một bài tập Vật lí đôi khi không chỉ sử dụng kiến thức trong một phần, một chương nào đó mà phải tổng hợp nhiều phần, nhiều chương Vậy giải bài tập Vật lí có những vai trò sau:

+ Thông qua dạy học về bài tập Vật lí, người học có thể nắm vững một cách chính xác, sâu sắc và toàn diện hơn những quy luật Vật lí, những hiện tượng Vật lí, biết cách phân tích chúng và ứng dụng chúng vào các vấn đề thực tiễn, làm cho kiến thức trở thành vốn riêng của người học

+ Bài tập Vật lí có thể sử dụng như một phương tiện độc đáo để nghiên cứu tài liệu mới khi trang bị kiến thức cho học sinh Trong quá trình giải quyết các tình huống cụ thể do bài tập đề ra, học sinh có nhu cầu tìm kiếm kiến thức mới, đảm bảo cho học sinh lĩnh hội kiến thức một sâu sắc

+ Trong quá trình giải quyết các tình huống cụ thể do bài tập đề ra học sinh phải phân tích đề bài, xem đề bài đã cho gì, cần gì, học sinh phải tái hiện kiến thức, vận dụng các thao tác tư duy như so sánh, phân tích, tổng hợp, trìu tượng hóa, khái quát hóa, để xác lập mối quan hệ giữa các đại lượng, lập luận, tính toán, có khi phải tiến hành thí nghiệm, đo đạc, kiểm tra kết luận Vì thế, bài tập Vật lí sẽ là phương tiện rất tốt để phát triển tư duy, óc tưởng tượng, bồi dưỡng hứng thú học tập và phương pháp nghiên cứu khoa học cho người học, đặc biệt

là khi phải khám phá ra bản chất của các hiện tượng Vật lí được trình bày dưới dạng tình huống vấn đề

+ Bài tập Vật lí còn là hình thức củng cố, ôn tập, hệ thống hóa kiến thức và

là phương tiện để kiểm tra kiến thức, kĩ năng của học sinh Khi giải bài tập Vật

lí, học sinh phải nhớ lại kiến thức vừa học, đào sâu khía cạnh nào đó của kiến

thức đã học, tổng hợp kiến thức trong một đề tài, một chương hoặc một phần của chương trình

+ Bài tập Vật lí còn có ý nghĩa to lớn trong việc giáo dục kĩ thuật tổng hợp Các bài tập Vật lí có thể đề cập tới các lĩnh vực khác nhau trong cuộc sống: Khoa học kĩ thuật, thông tin liên lạc, giao thông vận tải, sản xuất công nghiệp Các bài tập này là phương tiện thuận lợi để học sinh liên hệ lí thuyết với thực hành, học tập với đời sống, vận dụng kiến thức đã học vào thực tế sản xuất và cuộc sống

+ Để có được nền khoa học Vật lí như ngày nay, lịch sử Vật lí đã trải qua bao cuộc thăng trầm, đấu tranh quyết liệt chống lại tư tưởng bảo thủ, lạc hậu, phản động Nhờ dạy học về bài tập Vật lí, giáo viên có thể giới thiệu cho học sinh biết sự xuất hiện những tư tưởng và quan điểm tiên tiến, hiện đại, các phát minh làm thay đổi thế giới Tiếp xúc với các hiện tượng trong đời sống hằng ngày qua các bài tập Vật lí giúp học sinh nhìn thấy khoa học Vật lí ở xung quanh mình, qua đó kích thích hứng thú, đam mê của các em với môn học, bồi dưỡng khả năng quan sát Bài tập Vật lí góp phần xây dựng một thế giới quan duy vật biện chứng cho học sinh, làm cho họ hiểu rõ thế giới tự nhiên là vật chất, vật chất luôn ở trạng thái vận động, họ tin vào sức mạnh của mình, muốn đem tài năng và trí tuệ cải tạo thiên nhiên

- Giải bài tập Vật lí không phải là một công việc nhẹ nhàng, nó đòi hỏi sự làm việc căng thẳng, tích cực của học sinh, một sự vận dụng tổng hợp những kiến thức, kinh nghiệm đã có để tìm lời giải nêu ra trong bài tập Khi giải thành công môt bài tập nó sẽ đem đến cho học sinh niềm phấn khởi sáng tạo, sẵn sàng đón nhận những bài tập mới ở mức độ cao hơn

- Tuy nhiên không phải cứ cho học sinh làm bài tập là chúng ta đạt ngay được các yêu cầu mong muốn Bài tập Vật lí chỉ phát huy tác dụng to lớn của nó trong những điều kiện sư phạm nhất định Kết quả rèn luyện kĩ năng, kĩ sảo giải bài tập phụ thuộc rất nhiều vào việc có hay không một hệ thống bài tập được lựa chọn và sắp xếp phù hợp với mục đích dạy học, với yêu cầu rèn luyện kĩ năng kĩ xảo cho người học Vì vậy giáo viên phải hệ thống và đưa ra phương pháp giảng dạy phù hợp với trình độ nhận thức của học sinh

2 Cách phân oại bài t p V t lí

Có nhiều cách phân loại bài tập Vật lí Sau đây tôi xin giới thiệu một số cách phân loại thông dụng nhất:

- Căn cứ theo yêu cầu mức độ phát triển tư duy:

+ Bài tập luyện tập

+ Bài tập sáng tạo

- Căn cứ vào nội dung bài tập:

+ Bài tập có nội dung cụ thể

+ Bài tập có nội dung trừu tượng

+ Bài tập có nội dung kĩ thuật tổng hợp

+ Bài tập có nội dung lịch sử

CHƯƠNG 2: TÓM TẮT LÝ THUYẾT

I Một số khái niệm cơ bản trong mạch điện xoay chiều

1 Khái niệm dòng điện xoay chiều

- Dòng điện xoay chiều hình sin, gọi tắt là dòng điện xoay chiều, là dòng điện có cường độ và điện áp giữa hai đầu đoạn mạch biến thiên tuần hoàn với thời gian theo quy luật của hàm số sin hay côsin với dạng tổng quát:

iI cos( to   i) A; uU cos( to   u) V

Trong đó: i là giá trị tức thời của cường độ dòng điện ở thời điểm t

u là giá trị tức thời của điện áp hai đầu đoạn mạch ở thời điểm t

Io là biên độ dao động (hay giá trị cực đại của i)

Uo là biên độ dao động (hay giá trị cực đại của u)

+ Cường độ dòng điện tức thời: iI cos( to    i) I 2cos( t  i)(A)

+ Điện áp tức thời: uU cos( to    u) U 2cos( t  u)(V)

   hai pha dao động vuông pha

+ Nếu     hai pha dao động ngược pha

5 Vec tơ quay

- KN: Véc tơ quay trong mạch điện xoay chiều là véc tơ biểu diễn các đại lượng dao động điều hòa và có đặc điểm chung là:

+ Có độ dài của véc tơ tỉ lệ với biên độ (Io, Uo)

+ Quay theo chiều ngược chiều kim đồng hồ với cùng tốc độ góc 

+ Được vẽ ở thời điểm t = 0 (tạo với trục pha góc i,u)

  là tần số riêng của khung

+ Đồ thị: Cộng hưởng nhọn khi R nhỏ, cộng hưởng tù khi R lớn

+ Cộng hưởng nối tiếp còn gọi là cộng hưởng

thế vì hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn dây L và tụ điện

C lớn hơn hiệu điện thế đặt vào khung dây Nếu

hiệu điện thế kích thích được đặt vào một cuộn

dây và một tụ lắp song song thì   o, ta có cộng hưởng dòng: Dòng qua cuộn dây L lớn hơn nhiều so với dòng ở mạch chính

II Phương pháp giải bài t p mạch điện xoay chiều

- Bài tập về mạch điện xoay chiều có nhiều phương pháp giải trong đó có 2 phương pháp cơ bản là: Phương pháp giải tích và phương pháp giản đồ véc tơ

1 Phương pháp giải tích

- Phương pháp giải tích là phương pháp dùng kiến thức toán học để áp dụng giải các bài toán Vật lí Phương pháp giải tích có các bước chung sau đây: + Bước 1: Đọc đề bài, tìm hiểu đề bài

+ Bước 2: Phân tích đoạn mạch, xác lập mối quan hệ cơ bản

+ Bước 3: Luận giải, tính toán cụ thể

+ Bước 4: Biện luận kết quả

2 Phương pháp giản đồ véc tơ

a, Khái niệm:

O



- GĐVT là đồ thị toán học biểu thị mối quan hệ giữa các đại lượng Vật lí trong dao động điều hòa bằng véc tơ quay

- GĐVT có chung gốc: Là GĐVT mà các véc tơ quay có chung điểm gốc + Quy tắc tổng hợp: Các véc tơ này được

tổng hợp theo quy tắc hình bình hành

OCOA OB

b, Các bước vẽ giản đồ véc tơ:

- Bước 1: Xác định các phần tử (R, L, C) có trong mạch và cách mắc các phần tử này trong đoạn mạch

- Bước 2: Vẽ GĐVT:

+ Chọn trục Ox là trục dòng điện, nghĩa là véc tơ I hoặc Io  Ox

+ Phân tích độ lệch pha giữa u và i của từng đoạn mạch thành phần

+ Biểu diễn các đại lượng dao động bằng véc tơ quay trên GĐVT

sin A sin B sin C

- Từ GĐVT ta tính được độ lệch pha  giữa các đại lượng Tính được hệ

số công suất cos và viết được biểu thức của cường độ dòng điện hoặc điện áp giữa hai đầu đoạn mạch

 Trong hai phương pháp trên, mỗi phương pháp đều được áp dụng rộng rãi và phổ biến Tuy nhiên thì phương pháp giải tích được áp dụng trong chương trình THPT cơ bản hơn phương pháp GĐVT Vì vậy trong phạm vi nghiên cứu của khóa luận, tôi xin giới thiệu phương pháp cơ bản và ứng dụng nhiều nhất, đó

O

III Một số đoạn mạch cơ bản

RI

Q P.t t RI t (J)

2

* Biểu diễn trên GĐVT:

- Cường độ dòng điện i và điện áp u được biểu diễn bằng véc tơ quay tương ứng: iI;uU

- Các véc tơ I, U có độ dài tương ứng tỉ lệ với các giá trị hiệu dụng , U và quy ước chiều dương là chiều quay ngược chiều kim đồng hồ với tốc độ góc 

- Trong đoạn mạch chỉ có R thì I, U cùng hướng (hay cùng pha), biểu diễn như sau:

 Như vậy, u và i luôn cùng pha:      u i 0

b, Mạch chỉ có cuộn cảm: L

- Cuộn dây có độ tự cảm L nào đó gọi là cuộn cảm Điện trở r của cuộn dây gọi là điện trở thuần hay điện trở hoạt động của nó Nếu r không đáng kể thì gọi cuộn dây là cuộn cảm thuần

- Cuộn cảm có tác dụng cản trở dòng điện xoay chiều

Tác dụng này phụ thuộc vào độ tự cảm của nó

* Giả sử có dòng điện xoay chiều cường độ

o

iI cos t A chạy qua cuộn cảm thuần có độ tự cảm L

- Quy ước: Chiều dương của dòng điện qua L là chiều từ A sang B

- Dòng điện biến thiên theo thời gian nên nó gây ra trong cuộn cảm một suất điện động cảm ứng: e di Lsin t (V)

- Vậy cường độ dòng điện qua cuộn cảm thuần biến thiên điều hòa cùng tần

số những trễ pha hơn điện áp giữa hai đầu cuộn cảm một lượng

2



- Tổng trở: ZZ ( )L   Biểu thức của định luật Ôm:

Với ZL   L( ) được gọi là cảm kháng

- Ý nghĩa của cảm kháng: ZL đóng vai trò như điện trở R đối với dòng điện không đổi

* Biểu diễn trên GĐVT:

- Cường độ dòng điện i và điện áp u được biểu diễn bằng véc tơ quay tương ứng: iI;uL UL

- Các véc tơ I, U có độ dài tương ứng tỉ lệ với các giá trị hiệu dụng , U và quy ước chiều dương là chiều quay ngược chiều kim đồng hồ với tốc độ góc 

B

A ~

u

L

- Tại t = 0, I biểu diễn cường độ dòng điện iI cos t Ao  Ox, UL biểu diễn điện áp u U cos( to ) V

Vậy UL hợp với I một góc

2



- Tại t > 0, I hợp với Ox một góc ,

mà UL hợp với I một góc

2



 Như vậy, u luôn sớm pha hơn i một góc

2

, i trễ pha hơn u một góc

- Tụ điện có tác dụng cản trở dòng điện xoay chiều

Tác dụng cản trở này phụ thuộc vào điện dung của tụ điện

* Giả sử giữa hai bản tụ điện MN có điện áp xoay chiều: uU sin t (V)o  Điện tích trên bản M ở thời điểm t là: qC.uC.U sin t (C)o 

- Quy ước: Chiều dương của dòng điện là chiều từ A sang M thì:

i dq d (CU sin t)o C U cos to I cos to

     nên ta thấy cường độ dòng điện qua

tụ biến thiên sớm pha so với điện áp giữa hai bản tụ một lượng

2



 được gọi là dung kháng của tụ điện

- Ý nghĩa của dung kháng: Đối với dòng điện xoay chiều tần số góc , đại lượng ZC giữ vai trò tương tự như điện trở đối với dòng điện không đổi

* Biểu diễn trên GĐVT:

- Cường độ dòng điện i và điện áp u được biểu diễn bằng véc tơ quay tương ứng: iI; uC  UC

- Các véc tơ I, U có độ dài tương ứng tỉ lệ với các giá trị hiệu dụng , U và quy ước chiều dương là chiều quay ngược chiều kim đồng hồ với tốc độ góc 

- Tại t = 0, I biểu diễn cường độ dòng điện iI cos t Ao  Ox, UC biểu diễn điện áp u U cos( to ) V

2



* Biểu diễn trên GĐVT:

- Cường độ dòng điện i và điện áp u được biểu diễn bằng véc tơ quay tương ứng: uR U ; uR L  UL

- Các véc tơ I, U có độ dài tương ứng tỉ lệ với các giá trị hiệu dụng , U và quy ước chiều dương là chiều quay ngược chiều kim đồng hồ với tốc độ góc 

- Tại t = 0, I biểu diễn cường độ dòng điện iI cos t Ao  Ox, UR biểu diễn điện áp uR UoRcos t Ox  , UL biểu diễn uL U cos( toL ) V

UR cùng pha với I , UL hợp với I một góc

2



* Giả sử có dòng điện xoay chiều cường

độ iI cos t Ao  chạy qua điện trở R và tụ điện C

- Quy ước: Chiều dương của dòng điện qua

* Biểu diễn trên GĐVT:

- Cường độ dòng điện i và điện áp u được biểu diễn bằng véc tơ quay tương ứng: uR U ;uR C  UC

- Các véc tơ I, U có độ dài tương ứng tỉ lệ với các giá trị hiệu dụng , U và quy ước chiều dương là chiều quay ngược chiều kim đồng hồ với tốc độ góc 

- Tại t = 0, I biểu diễn cường độ dòng điện iI cos t Oxo   , UR biểu diễn điện áp uR UoRcos t V Ox, UC biểu diễn uC U cos( toC ) V



    

c, Mạch có hai phần tử: L, C

* Giả sử có dòng điện xoay chiều

cường độ iI cos t Ao  chạy qua cuộn cảm

L có điện trở r và tụ điện C (nếu cuộn cảm thuần thì r  0)

- Quy ước: Chiều dương của dòng điện qua L, r , C là chiều từ A sang B

* Biểu diễn trên GĐVT: (Trường hợp cuộn cảm thuần r = 0)

- Cường độ dòng điện i và điện áp u được biểu diễn bằng véc tơ quay tương ứng: uL U ;uL C UC

- Các véc tơ I, U có độ dài tương ứng tỉ lệ với các giá trị hiệu dụng , U và quy ước chiều dương là chiều quay ngược chiều kim đồng hồ với tốc độ góc 

- Tại t = 0, I biểu diễn cường độ dòng điện iI cos t Ao  Ox, UL biểu diễn điện áp uL U cos( toL ) V

UL hợp với I một góc

2

, UC hợp với I một góc ( )

* Xét đoạn mạch R, L, C nối tiếp

gồm một điện trở R, một cuộn cảm thuần có

độ tự cảm L và một tụ điện có điện dung C Đặt vào hai đầu A, B của đoạn mạch trên một điện áp xoay chiều u có tần số  Trong mạch có dao động điện cưỡng bức với tần số bằng tần số góc của điện áp

+ Giả sử cường độ dòng điện trong mạch có biểu thức: iI cos t (A)o  Dựa vào tính chất của các đoạn mạch chỉ có một phần tử ta viết được:

* Biểu diễn trên GĐVT:

- Biểu diễn cường độ i và điện áp u bằng các véc tơ quay tương ứng:



- Ta có thể tổng hợp các véc tơ này theo quy tắc hình bình hành như sau:

 Độ lệch pha giữa u và i theo công thức: L C

1L

CHƯƠNG 3: HƯỚNG DẪN GIẢI MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP

Dạng 1: Mạch chỉ có một phần tử

1.1 Phương pháp giải chung

Bước 1: Đọc, phân tích và tóm tắt đề bài

Bước 2: - Viết biểu thức định luật Ôm: I U

Z

 (A)

- Viết biểu tức tính công suất: PUIcos I R(W)2

Bước 3: Luận giải tính toán kết quả bằng số

Bước 4: Kết luận

1.2 Bài t p mẫu

Bài t p 1: Đặt vào hai đầu một đoạn mạch chứa điện trở R = 20 một điện áp u220 2cos(100 t) V

a, Viết biểu thức của cường độ dòng điện qua mạch?

b, Tính nhiệt lượng tỏa ra trong 2 phút?

- Biểu thức tổng quát của cường độ dòng điện là: iI 2cos( t  i) A

+ Theo định luật Ôm: I U 220 11A

+ Ta đã biết u và i cùng pha, cùng tần số nên: i 11 2cos(100 t) A 

- Nhiệt lượng tỏa ra trên R trong 2 phút: QI Rt2 11 20.1202 290400 J

A

R

B

Bài t p 2: Mắc cuộn cảm thuần có độ tự cảm L = 20 H vào hai cực của ổ

cắm điện xoay chiều 220 V– 50 Hz Tính cường độ hiệu dụng của dòng điện qua cuộn cảm?

Đ/S: o = 10 (A)

Bài 2: Đặt điện áp u200 2cos( t) V vào hai đầu một cuộn cảm thuần thì tạo ra dòng điện có cường độ hiệu dụng = 2 A Cảm kháng có giá trị bao nhiêu?

Đ/S: ZL 100( )

Bài 3: Mắc tụ điện có điện dung 2 F vào mạch điện xoay chiều có điện áp

220 V, tần số 50 Hz Xác định cường độ hiệu dụng của dòng điện qua tụ?

Đ/S: I0,14(A)

Dạng 2: Mạch có hai phần tử

2.1 Phương pháp giải chung

Bước 1: Đọc, phân tích và tóm tắt bài toán

- ADBT liên hệ các hiệu điện thế hiệu dụng: U2 U2R (UL U ) (V)C 2

- ADCT tính góc lệch pha giữa u và i: L C L C

Bài t p 1: Cho đoạn mạch xoay

chiều sau đây:

Có u200 2cos(100 t) V , R 55 , U 1110V, U2 130V

a, Chứng tỏ cuộn dây có điện trở Tính điện trở này và độ tự cảm

b, Lập biểu thức của cường độ dòng điện tức thời và điện áp tức thời giữa

55R

- Theo đề bài ra ta có: u200 2cos(100 t) V  cường độ chậm pha so với uAB một góc 37o 37 rad

Bài t p 2: Đặt một hiệu điện thế xoay chiều có giá trị hiệu dụng 120 V,

tần số 50 Hz vào mạch có điện trở R nối tiếp với tụ điện có điện dung C Cường độ hiệu dụng qua mạch là 2,4 A Hiệu điện thế hiệu dụng hai đầu điện trở là 96 V

a, Tính điện trở R và tổng trở của đoạn mạch

b, Tính điện dung của tụ điện và hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai bản tụ điện

- Hiệu điện thế giữa hai bản tụ là: UC Z IC 30.2, 472V

Bài t p 3: Cho mạch điện xoay chiều gồm một cuộn dây và một tụ điện

mắc nối tiếp Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch là 120 V, giữa hai đầu

tụ điện là 265 V Dòng điện trong mạch sớm pha

4



so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch và có giá trị hiệu dụng = 0,5 A Xác định:

a, Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn dây

b, Điện trở R và cảm kháng ZL của cuộn dây, dung kháng ZC của tụ điện Biết tần số của dòng điện là f = 50 Hz

Đ/S: ZC 40( ) , I = 2 (A)

Bài 3: Đoạn mạch xoay chiều gồm cuộn cảm có điện trở hoạt động không

đáng kể, cảm kháng ZL 70 mắc nối tiếp với tụ điện có dung kháng

c

Z 50 Dòng điện trong mạch có biểu thức i5 2 sin100 t A

a, Tính hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu cuộn cảm và giữa hai đầu đoạn mạch

b, Tính độ tự cảm L của cuộn dây

Đ/S: a, UL = 350 (V), U = 100 (V); b, L = 0,22 (H)

Dạng 3: Mạch có cả ba phần tử

3.1 Phương pháp giải chung

Bước 1: Đọc, phân tích và tóm tắt bài toán

- ADCT tính góc lệch pha giữa u và i: L C L C

- Vì uMQ và uQN không cùng pha nên uMQuQN uMN

- Theo công thức liên hệ hiệu điện thế hiệu dụng ta có:

+ U2MN U2R (UL U )C 2 1202 U2R (UL 56)2 (1) + U2MQ U2R U2L 1602 U2R U2L U2R 1602U2L (2)

- Thay (2) vào (1) ta được: 1202 1602U2LU2L 2.56.UL562

Bài t p 3: Cho mạch điện gồm RLC mắc nối tiếp Biết điện áp hiệu dụng

giữa hai đầu các phần tử trên là UR = 120 V, UL = 50 V, UC = 100 V

a, Tính điện áp hiệu dụng và hệ số công suất của hai đầu đoạn mạch

b, Nếu mắc thêm một tụ điện có cùng điện dung và song song với tụ điện nói trên thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu điện trở bằng bao nhiêu? Mô tả hiện tượng xảy ra trong mạch khi đó Điện áp giữa hai đầu đoạn mạch được giữ không thay đổi khi mắc thêm tụ điện nói trên

Bài 2: Đoạn mạch điện xoay chiều hình sin gồm cuộn dây có điện trở R, độ

tự cảm L mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C Tần số dòng điện là f = 50 Hz Hiệu điện thế hiệu dụng hai đầu đoạn mạch, hai đầu cuộn dây và hai đầu tụ điện lần lượt là 150 V, 150 V, 240 V Khi mắc nối tiếp thêm điện trở thuần

o

R 70 vào đoạn mạch thì hiệu điện thế hiệu dụng hai đầu đoạn mạch v n là

150 V nhưng hiệu điện thế hai đầu tụ điện là 180 V Hãy tính R, L, C

Đ/S: R90( );L 0,38(H);C 13( F) 

Bài 3: Đoạn mạch điện xoay chiều gồm cuộn dây có điện trở R, độ tự cảm

L mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C Hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu cuộn dây, tụ điện và đoạn mạch lần lượt là 200 V, 70 V, 150 V Cường độ hiệu dụng của dòng điện qua mạch là 1,0 A

a, Tính điện trở hoạt động của cuộn dây, cảm kháng và dung kháng của đoạn mạch

b, Biết rằng khi mắc nối tiếp thêm tụ có điện dung ' 160

4.1 Mạch điện RLC có R thay đổi

4.1.1 Phương pháp giải chung

- ADĐL Ôm đối với mạch RLC:

* Khi đoạn mạch RLC có R biến thiên bài toán thường yêu cầu tìm R để cường độ dòng điện hay công suất đoạn mạch đạt giá trị cực đại

* Phương pháp :

Bước 1 : - Đọc, phân tích và tóm tắt đề bài

Bước 2 : - ADCT tính công suất : 2

+ Vì hai số R và

2

(Z Z )R

+ Theo bất đẳng thức Cauchy thì yymin 2 ZLZC

 Công suất tỏa nhiệt có giá trị cực đại là:

Bài t p 1: Cho mạch như hình vẽ:

Gồm các phần tử R, L, C mắc nối tiếp, R có thể thay đổi được, L1, 2H

a, Tìm R để cường độ dòng điện trong mạch đạt giá trị cực đại?

b, Tìm R để công suất tỏa nhiệt trên mạch đạt giá trị cực đại Tính giá trị