“ Vận dụng phương pháp chuẩn hóa gán số liệu để giải nhanh một số bài tập điện xoay chiều- Vật lí 12 ”2.1.. “ Vận dụng phương pháp chuẩn hóa gán số liệu để giải nhanh một số bài tập điện
Trang 1“ Vận dụng phương pháp chuẩn hóa gán số liệu để giải nhanh một số bài tập điện xoay chiều- Vật lí 12 ”
2.1 Cơ sở lý luận của sáng kiến kinh nghiệm 3
2.2 Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm 3
2.3 Các giải pháp đã sử dụng để giải quyết vấn đề 3
DANH MỤC CÁC ĐỀ TÀI SKKN ĐÃ ĐƯỢC HỘI ĐỒNG 19
ĐÁNH GIÁ XẾP LOẠI CẤP SỞ GD&ĐT TỪ LOẠI C TRỞ
LÊN
Trang 2“ Vận dụng phương pháp chuẩn hóa gán số liệu để giải nhanh một số bài tập điện xoay chiều- Vật lí 12 ”
1 MỞ ĐẦU
1.1 Lí do chọn đề tài
Bắt đầu từ năm học 2016-2017 môn Vật lí, môn Hóa học và môn Sinh học đãđược gộp chung trong một bài thi KHTN trong kì thi THPTQG,mỗi môn rút xuốngcòn 40 câu trong thời gian 50 phút Thực tế áp lực đối với học sinh đã tăng lên, mộtbuổi thi các em phải làm bài của ba môn trong một khoảng thời gian rất dài Chính
vì thế để đạt được kết quả bài thi cao các em phải chuẩn bị cho mình một hànhtrang kiến thức và kĩ năng thật tốt Riêng về môn Vật lí lâu nay vẫn là một môn họckhó đối với học sinh, do đó để đạt được điểm cao là rất khó khăn với các em; ngoàiviệc phải nắm vững kiến thức về môn Vật lí các em còn phải có kĩ năng toán họctôt mới có thể giải nhanh và chính xác các câu hỏi ở mức độ vận dụng cao trong đềthi môn Vật lí Đặc biệt các câu hỏi khó trong đề thi môn Vật lí thường rơi vào phầnĐiện xoay chiều, để giải quyết được các câu này theo các cách giải thông thườngcác em sẽ phải mất rất nhiều thời gian và rất dễ nhầm lẫn trong quá trình tính toán
Do đó trong quá trình dạy và luyện đề cho các em tôi đã cố gắng tìm tòi các phươngpháp giải nhanh và ngắn gọn phù hợp với từng kiểu bài hướng dẫn cho các em làm
để đạt hiệu quả làm bài cao nhất Trong phạm vi của một sáng kiến kinh nghiệm tôichỉ xin được đưa ra đây cách “ Vận dụng phương pháp chuẩn hóa gán số liệu đểgiải nhanh một số bài tập điện xoay chiều ” Tôi xin trình bày để các bạn đồngnghiệp và các em học sinh tham khảo
1.2 Mục đích nghiên cứu
Phương pháp này cũng đã được nói đến nhiều nhưng trong quá trình dạy họcnhiều năm tôi nhận thấy một số thầy cô và nhiều em học sinh vẫn còn chưa biết và
bỡ ngỡ với phương pháp này, hoặc có em biết nhưng lại không biết phải vận dụng
nó như thế nào và vận dụng vào dạng nào, bài nào
Khi tôi dạy phương pháp chuẩn hóa gán số liệu áp dụng cho một số bài tậpđiện xoay chiều hay và khó cho học sinh, tôi nhận thấy các em rất có hứng thú làmbài tập về phần này và các em vận dụng khá dễ dàng, nhanh chóng Khi luyện đềtổng hợp gặp những câu hỏi như vậy các em đã áp dụng và tính toán rất nhanh, hiệuquả rất cao, rút ngắn được rất nhiều thời gian Chính vì thế trong năm học 2018-
2019 tôi đã đúc kết và viết đề tài sáng kiến kinh nghiệm này Mong rằng nó sẽ giúpích cho các thầy cô trong quá trình giàng dạy và các em học sinh trong quá trìnhhọc tập, ôn thi THPTQG
1.3 Đối tượng nghiên cứu
Như đã trình bày, đề tài này tập trung khai thác sao cho có hiệu quả phươngpháp chuản hóa gán số liệu áp dụng để giải nhanh một số bài tập điện xoay chiều –Vật lí 12 Để thấy được hiệu quả của cách làm này, trong mỗi bài tập đưa ra tôi sẽgiải bằng hai cách: cách giải thông thường và phương pháp chuẩn hóa gán số liệu
1.4 Phương pháp nghiên cứu
Đúc rút kinh nghiệm từ nhiều năm giảng dạy, từ những đồng nghiệp đã biết đếnphương pháp chuẩn hóa gán số liệu áp dụng cho phần điện xoay chiều và từ cácnguồn tài liệu tham khảo
Trang 3“ Vận dụng phương pháp chuẩn hóa gán số liệu để giải nhanh một số bài tập điện xoay chiều- Vật lí 12 ”
2 NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
2.1 Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm
Để hiểu rõ được đề tài “ Vận dụng phương pháp chuẩn hóa gán số liệu để giảinhanh một số bài tập điện xoay chiều ” cần hiểu rõ phương pháp chuẩn hóa gán sốliệu là gì, các bài tập như thế nào thì có thể vận dụng phương pháp này và đặc biệttrong phần điện xoay chiều thì những dạng nào ta có thể áp dụng nó
Bản chất của phương pháp chuẩn hóa gán số liệu là dựa trên việc thiết lập tỉ lệgiữa các đại lượng vật lí (thông thường là các đại lượng cùng đơn vị), theo đó đạilượng này sẽ tỉ lệ theo đại lượng kia với một hệ số tỉ lệ nào đó, nó giúp ta có thể gán
số liệu đại lượng này theo đại lượng kia và ngược lại
Dấu hiệu nhận biết để áp dụng phương pháp này là bài ra sẽ cho biết các tỉ lệgiữa các đại lượng cùng đơn vị; hoặc là biểu thức liên hệ giữa các đại lượng ấy vớinhau có dạng tỉ số Sau khi nhận biết, xác định được đại lượng cần chuẩn hóa thì tabắt đầu tính toán, việc xác định được đại lượng cần chuẩn hóa thông thường sẽ làđại lượng nhỏ nhất và gán cho đại lượng ấy bằng 1, các đại lượng khác sẽ từ đóbiểu diễn theo đại lượng chuẩn hóa này
Trong phần điện xoay chiều, ta sẽ xây dựng cách giải cho một số dạng toán về
so sánh, lập tỉ số như: Độ lệch pha, công suất, hệ số công suất và so sánh các điện
áp hiệu dụng trên các đoạn mạch,…Đặc biệt các bài tập về sự thay đổi của tần số,tần số góc
2.2 Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm
Như tôi đã nói ở trên trước khi tôi biết cách vận dụng phương pháp chuẩn hóagán số liệu để giải các bài tập phần điện xoay chiều – Vật lí 12 thì ngay cả bản thântôi cũng thấy rất vất vả khi làm và dạy cho các em học sinh các bài tập phần này,đặc biệt là các bài tập có đại lượng thay đổi là tần số hoặc tần số góc; có những bàitập cả thầy và trò phải giải cả trang giấy mới ra được kết quả Chính vì thế khi làm
đề thi các em thường bỏ qua các câu thuộc phần này, thậm chí không thèm đọc đềdẫn đến kết quả bài thi không cao
2.3 Các giải pháp đã sử dụng để giải quyết vấn đề
Trong năm học 2018- 2019: Bản thân tôi đã áp dụng phương pháp chuẩn hóagán số liệu để hướng dẫn các em học sinh làm được rất nhiều bài tập phần điệnxoay chiều- Vật lí 12 và thấy rất hiệu quả Để thấy được ưu điểm của phương phápnày tôi xin trình bày 10 bài tập, mỗi bài với hai cách giải: cách 1 với phương phápgiải thông thường, cách 2 với phương pháp chuản hóa gán số liệu
2.3.1 Bài tập 1.
Đặt điện áp xoay chiều vào đoạn mạch AB nối tiếp gồm điện trở R, cuộn cảm thuần
có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C thay đổi được Khi C = C1 thì cường độdòng điện trễ pha π/4 so với hiệu điện thế hai đầu mạch Khi C = C1/6,25 thì Uc đạtgiá trị cực đại Hệ số công suất mạch khi đó là
Trang 4“ Vận dụng phương pháp chuẩn hóa gán số liệu để giải nhanh một số bài tập điện xoay chiều- Vật lí 12 ”
* Nhận xét: cách 2 giúp HS giải phương trình bậc 2 không có biến R và khi tính giá
trị không phải giản ước R Các phép tính không có R sẽ trở nên đơn giản hơn
2.3.2 Bài tập 2.
Trang 7“ Vận dụng phương pháp chuẩn hóa gán số liệu để giải nhanh một số bài tập điện xoay chiều- Vật lí 12 ”
chiều có tần số và giá trị hiệu dụng không đổi Mắc các vôn kế lý tưởng để đo điện
áp hiệu dụng hai đầu mỗi phần tử Lần lượt điều chỉnh giá trị của C thì thu được
UCmax , ULmax và URmax Biết UCmax = 3ULmax Hỏi UCmax gấp bao nhiêu lần URmax.
Trang 9“ Vận dụng phương pháp chuẩn hóa gán số liệu để giải nhanh một số bài tập điện xoay chiều- Vật lí 12 ”
chiều ổn định, có tần số góc thay đổi được Khi chỉnh đến hai giá tr = 50 rad/shoặc = 200 rad/s thì mạch có cùng hệ số công suất Giá trị của hệ số công suất bằng:
Khi tần số thay đổi, ta luôn có: ZL ~ f và ZC ~1/f
Chọn đại lượng chuẩn hóa là ZL, khi đó ta có bảng sau
Trang 10“ Vận dụng phương pháp chuẩn hóa gán số liệu để giải nhanh một số bài tập điện xoay chiều- Vật lí 12 ”
Chọn đáp án C
2.3.4 Bài tập 4.
Đặt vào hai đầu một cuộn dây có độ tự cảm L và điện trở thuần R lần lượt các điện
áp xoay chiều có phương trình u1 = U0cos50πt(V); u 2 = 3U0cos75πt(V); u3 =6U0cos112,5πt(V)thì công suất tiêu thụ của cuộn dây lần lượt là 120(W), 600(W) và
P Giá trị của P là
A 250(W) B 1000(W) C 1200(W) D 2800(W)
Giải:
Cách 1: phương pháp giải thông thường
Khi mắc lần lượt các nguồn điện xoay chiều vào cuộn dây thì công suất tiêu thụ củacuộn dây tương ứng là:
Từ (1) và (2) ta có
Từ (1) và (3) ta có:
Trang 11“ Vận dụng phương pháp chuẩn hóa gán số liệu để giải nhanh một số bài tập điện xoay chiều- Vật lí 12 ”
U0 gần nhất với giá trị nào sau đây ?
Trang 12“ Vận dụng phương pháp chuẩn hóa gán số liệu để giải nhanh một số bài tập điện xoay chiều- Vật lí 12 ”
A 240 V B 165 V C 220 V D 185 V
Giải:
Cách 1: phương pháp giải thông thường
+ Khi xảy ra cực đại của điện áp hiệu dụng trên cuộn cảm thuần, ta có:
Trang 13“ Vận dụng phương pháp chuẩn hóa gán số liệu để giải nhanh một số bài tập điện xoay chiều- Vật lí 12 ”
biểu thức u = U cosωt (Ut, trong đó U không đổi, biến thiên Điều chỉnh giá trị của
để điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ đạt cực đại Khi đó UCmax 5U Gọi M là điểm nối
4giữa L và C Hệ số công suất của đoạn mạch AM là
Giải:
*Cách 1: phương pháp giải thông thường
Theo giả thiết: U Cmax 5U => Z C 5 Z (1)
Trang 14“ Vận dụng phương pháp chuẩn hóa gán số liệu để giải nhanh một số bài tập điện xoay chiều- Vật lí 12 ”
2.3.7 Bài tập 7.
Mắc vào đoạn mạch RLC không phân nhánh gồm một nguồn điện xoay chiều có tần
số thay đổi được Ở tần số f1 = 50Hz, hệ số công suất đạt cực đại cos 1 = 1 Ở tần số
f2 =100Hz, hệ số công suất nhận giá trị cos 2 22 Ở tần số f3 = 75Hz, hệ số côngsuất của mạch cos 3 bằng
Trang 15“ Vận dụng phương pháp chuẩn hóa gán số liệu để giải nhanh một số bài tập điện xoay chiều- Vật lí 12 ”
2.3.8 Bài tập 8.
Đặt điện áp u = U cos2 t (f thay đổi được, U tỉ lệ thuận với f) vào hai đầu đoạnmạch AB gồm đoạn mạch AM mắc nối tiếp với đoạn mạch MB Đoạn mạch AM gồm điện trở thuần R mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C, đoạn mạch MB chỉ có cuộn cảm thuần có độ tự cảm L Biết 2L > R 2 C Khi f = 60 Hz hoặc f = 90 Hz thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch có cùng giá trị Khi f = 30 Hz hoặc f = 120 Hz thì điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện có cùng giá trị Khi f = f 1 thì điện áp ở hai đầu đoạn mạch MB lệch pha một góc 135 0 so với điện áp ở hai đầu đoạn mạch AM Giá trị của f 1 bằng:
Trang 16“ Vận dụng phương pháp chuẩn hóa gán số liệu để giải nhanh một số bài tập điện xoay chiều- Vật lí 12 ”
Khi f = f1 ta có giản đồ vec tơ như hình vẽ
Khi f = 60 Hz hoặc f = 90 Hz thì UC bằng nhau nên ta có:
Khi f = 60Hz và f = 90Hz ta thấy I bằng nhau nên ta có:
Kết hợp với x = 4
Trang 17“ Vận dụng phương pháp chuẩn hóa gán số liệu để giải nhanh một số bài tập điện xoay chiều- Vật lí 12 ”
Khi f = f1 ta có: = R
Từ (4) và (5) ta tính được:
Chọn đáp án B
* Nhận xét: Đây là một câu hỏi vận dụng cao trong đề thi đại học năm 2014 Để có
được kết quả nhanh nhất học sinh nên giải theo cách 2 vì cách 2 có ưu thế hơn,gọngàng hơn về mặt tính toán, ít dùng công thức hơn
2.3.9 Bài tập 9.
Cho đoạn mạch RLC nối tiếp, với tần số f thay đổi được Thay đổi f = f0 + 75 Hz thì
UL = U Thay đổi f = f0 thì UC = U và R Z L 2Với U là điện áp hiệu dụng đặt vào
R Z C 3hai đầu đoạn mạch Giá trị của f0 gần giá trị nào nhất sau đây?
Trang 18“ Vận dụng phương pháp chuẩn hóa gán số liệu để giải nhanh một số bài tập điện xoay chiều- Vật lí 12 ”
n = 2,5
Từ f = f0 + 75 = n f0 f0 = 50 (Hz) Chọn đáp án B
*Cách 2: phương pháp chuẩn hóa gán số liệu
khi f = f0 gán cho ZL = 1 Ta có bảng sau:
Trang 19“ Vận dụng phương pháp chuẩn hóa gán số liệu để giải nhanh một số bài tập điện xoay chiều- Vật lí 12 ”
2.4 Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm
Qua 10 bài tập tôi trình bày ở trên, ta thấy được cách giải dùng phương phápchuẩn hóa gán số liệu cho ta kết quả nhanh hơn và trong quá trình tính toán đỡ bịnhầm lẫn hơn so với các cách giải thông thường
Trong quá trình giảng dạy tôi đã vận dụng đề tài này và nhận thấy khi các emhọc sinh đã hiểu và biết cách vận dụng phương pháp chuẩn hóa gán số liệu để giải
Trang 20“ Vận dụng phương pháp chuẩn hóa gán số liệu để giải nhanh một số bài tập điện xoay chiều- Vật lí 12 ”
một số bài toán điện xoay chiều thì các em rất hào hứng và không còn ngại khi gặpcác bài toán như thế này, hiệu quả làm bài của các em tăng lên rõ rệt
Tôi đã tiến hành hướng dẫn phương pháp này khi dạy phần điện xoay chiều vật lí 12 ở hai lớp 12A3 và 12A5, sau đó cho các em làm bài kiểm tra 1 tiết và sosánh kết quả của bài kiểm tra này với bài kiểm tra 1 tiết mức độ tương đương tôi đãcho các em làm trước khi tôi dạy các em phương pháp này Kết quả thu được nhưsau:
-Bài KT trước Điểm 9-10 Điểm 7-8 Điểm 5-6 Điểm dưới 5
xẻ kinh nghiệm của mình cho các thầy, cô cùng tổ bộ môn để giảng dạy cho các họcsinh các lớp tôi không dạy và cũng đạt kết quả rất tôt Tôi rất mong các bạn đồngnghiệp góp ý để đề tài được hoàn thiện hơn, phù hợp với mọi đối tượng học sinh, để
có thể giúp các em hứng thú hơn khi học môn Vật lí nói chung và phần điện xoaychiều nói riêng, đặt biệt là để các em đạt được kết quả cao nhất trong kì thi
THPTQG
3.2 Kiến nghị
Những sáng kiến kinh nghiệm và đề tài nghiên cứu khoa học có chất lượng và tính ứng dụng cao cần được gửi về các trường để tất cả giáo viên, học sinh có thể tham khảo, học hỏi.
Trang 21“ Vận dụng phương pháp chuẩn hóa gán số liệu để giải nhanh một số bài tập điện xoay chiều- Vật lí 12 ”
XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG
ĐƠN VỊ
Thanh Hóa, ngày 10 tháng 5 năm 2019
Tôi xin cam đoan đây là SKKN của mìnhviết, không sao chép nội dung của ngườikhác
4 Các nguồn tài liệu tham khảo thêm trên Mạng Internet
Trang 22“ Vận dụng phương pháp chuẩn hóa gán số liệu để giải nhanh một số bài tập điện xoay chiều- Vật lí 12 ”
DANH MỤC CÁC ĐỀ TÀI SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐÃ ĐƯỢC HỘI ĐỒNG ĐÁNH GIÁ XẾP LOẠI CẤP SỞ GD&ĐT VÀ CÁC CẤP CAO HƠN XẾP LOẠI TỪ C TRỞ LÊN
Họ và tên tác giả: Nguyễn Thị Hà
Chức vụ và đơn vị công tác: GV Vật lí Trường THPT Hoàng Lệ Kha, huyện HàTrung, tỉnh Thanh Hóa
Cấp đánh Kết quả Năm học giá xếp đánh giá
TT Tên đề tài SKKN loại (Sở, xếp loại đánh giá xếp
Tỉnh) (A, B, loại
hoặc C)
1. “Đặt vấn đề vào bài với tính cách là một Sở
biện pháp nhằm tích cực hóa hoạt động của GD&ĐT C 2003-2004 học sinh trong dạy học Vật lí ”
2 “ Vận dụng nhiều cách giải khác nhau cho Sở
nhiều bài toán Vật lí ” GD&ĐT C 2005-2006
Trang 23“ Vận dụng phương pháp chuẩn hóa gán số liệu để giải nhanh một số bài tập điện xoay chiều- Vật lí 12 ”
3 “ Ưu điểm của việc vận dụng phương pháp Sở
giản đồ véc tơ khi giải một số bài tập điện GD&ĐT B 2007-2008 xoay chiều ”