Sử dụng giản đồ véc tơ giải nhanh một số bài toán điện xoay chiều khi hoặc c, hoặc l thay đổi nhằm học sinh hiểu bản chất, hứng thú học và đạt kết quả cao trong các kì thi

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ TRƯỜNG THPT THẠCH THÀNH 1 SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM SỬ DỤNG GIẢN ĐỒ VÉC TƠ GIẢI NHANH MỘT SỐ BÀI TOÁN ĐIỆN XOAY CHIỀU KHI HOẶC C, HOẶC L THAY ĐỔI NHẰM GIÚP

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ

TRƯỜNG THPT THẠCH THÀNH 1

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

SỬ DỤNG GIẢN ĐỒ VÉC TƠ GIẢI NHANH MỘT SỐ BÀI TOÁN ĐIỆN XOAY CHIỀU KHI HOẶC C, HOẶC L THAY ĐỔI NHẰM GIÚP HỌC SINH HIỂU BẢN CHẤT, HỨNG THÚ HỌC VÀ ĐẠT KẾT QUẢ CAO TRONG CÁC KÌ THI.

Người thực hiện: Trịnh Quốc Thương Chức vụ: Tổ trưởng chuyên môn.

SKKN thuộc lĩnh vực (môn): Vật Lí.

THANH HOÁ NĂM 2021

MỤC LỤC

1 Mở đầu

2 NỘI DUNG SÁNG KIẾN

2.1.Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm 4

2.2 Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm. 4

2.3.2 Các cơ sở và phương pháp 5

2.3.2.1 Căn cứ U 2 đầu mạch không đổi 5

2.3.2.2 Khi chỉ C( L) thay đổi 5

2.3.2.3 Khi chỉ C( L) thay đổi, U C (U L )max 5

2.3.2.4.Kĩ năng vẽ và giải các bài toán 5

2.3.2.1 Căn cứ U 2 đầu mạch không đổi 6

2.4.Hiệu quả mang lại sau khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm 9

TÀI LIỆU THAM KHẢO 11

1.MỞ ĐẦU

1.1 Lí do chọn đề tài

Vật Lí – xu thế lựa chọn của học sinh ngày càng giảm đáng kể, một trong số

lí do chính là Vật Lí khó, bản chất đã trìu tượng, cách xử lí cũng không đơn giản chút nào

Đứng trước khó khăn đó, hơn lúc nào hết đòi hỏi vai trò người thầy Thầy giáo phải có trăn trở sao cho phương pháp dạy dễ hiểu nhất, cách xử lí bài toán “ nhẹ nhàng” nhất Tôi- một thầy giáo muốn có nhiều học sinh theo môn của mình nên không ngoài những suy nghĩ trên

Trong sáng kiến kinh nghiệm của mình, tôi mạnh dạn triển khai đề tài sáng

kiến kinh nghiệm: Sử dụng giản đồ véc tơ giải nhanh một số bài toán điện xoay

chiều khi hoặc C, hoặc L thay đổi nhằm học sinh hiểu bản chất, hứng thú học

và đạt kết quả cao trong các kì thi.

1.2.Mục đích nghiên cứu:

Đề tài nhằm hướng tới học sinh không phải nhớ một cách máy móc các công thức, cồng kềnh trong các cách biến đổi, mất nhiều thời gian cho một bài toán, đặc biệt rèn kĩ năng giải bài toán vận dụng cao Từ đó giúp học sinh có niềm yêu thích hứng thú, hăng say với bộ môn Vật Lí, tự tin làm bài thi đạt kết quả cao

Đề tài cũng hướng đến giúp giáo viên có thêm tài liệu hỗ trợ trong việc đổi mới phương pháp dạy học môn Vật Lí cho học sinh THPT

1.3.Đối tượng nghiên cứu:

Học sinh khối 12, cụ thể là học sinh lớp 12A, trường THPT Thạch Thành 1.

1.4 Phương pháp nghiên cứu:

Thực hiện sáng kiến kinh nghiệm người viết sử dụng các phương pháp: nghiên cứu tài liệu, khảo sát thu thập thông tin, so sánh đối chiếu, thảo luận vấn đáp, khảo sát thực nghiệm

2 PHẦN NỘI DUNG

2.1.Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm:

Giản đồ véc tơ là một khái niệm có phạm trù rất rộng và có rất nhiều hướng tiếp cận , khai thác, nhưng có thể thấy rằng: Giản đồ véc tơ là một phương pháp cho phép người học có được một trực quan sinh động, trên giản đồ véc tơ biểu diễn các thông tin, dữ kiện bài toán Từ đó hình thành những kĩ năng, năng lực và phẩm chất khác nhau cho người học, trên giản đồ véc tơ học sinh có thể bằng các kiến thức hình học phẳng đơn giản để tìm ra lời giải, điều này học sinh đã được làm quen từ chương dao động cơ của chương trình lớp 12, các em đã biết được rằng để tổng hợp 2 dao động điều hòa, đơn giản, tối ưu nhất chỉ có thể là giản đồ véc tơ Điều này cũng chứng tỏ rằng giản đồ véc tơ là một phương pháp dạy học hay, tích cực Tất nhiên ngoài những bài toán thuần túy, giản đồ véc tơ là cách mà mỗi người dùng linh động, sáng tạo Như vậy phương pháp giản đồ véc tơ trong chương trình Vật Lí THPT có cơ

sở lí luận rõ ràng Ở sáng kiến kinh nghiệm này người viết đề cập tới cách dùng giản đồ véc tơ cho một số bài toán khi hoặc C, hoặc L thay đổi nhằm phát huy khả năng hiểu bản chất và kĩ năng làm bài của học sinh trước nhiều bài toán khó

2.2.Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm

Bài toán điện xoay chiều khi hoặc C, hoặc L thay đổi là dạng bài toán đang

được các đề trong các kì thi HSG, thi TN THPTQG khai thác nhiều,ví dụ trong bộ

đề nhóm các thầy cô Vật Lí Thanh Hóa chiếm gần 50% bài tập khó dạng này

Trước thực tế này

Về phía giáo viên: Một số giáo viên còn lung túng trong lựa chọn phương pháp truyền đạt cho học sinh kĩ năng xử lí bài toán: một số giáo viên sử dụng hệ thống công thức toán học cồng kềnh, hoặc yêu cầu học sinh nhớ máy móc các công thức hệ quả ngay đến cả giáo viên chuyên ôn luyện không nhớ; một số khác lại chưa quan tâm, bỏ qua

Về phía học sinh: Trong nhiều năm gần đây do có nhiều lựa chọn , học sinh không còn say mê hứng thú học môn Vật Lí Mặt khác trong quá trình luyện các câu hỏi khó các em còn thiếu tập trung, lười suy nghĩ

Những tồn tại trên cho thấy rất cần đến một hệ thống kĩ năng làm các dạng câu hỏi khó để học sinh có được kết quả cao trong quá trình học tập cũng như trong các kì thi

2.3 Các giải pháp đã tiến hành để giải quyết vấn đề

2.3.1 Nhận diện bài toán

Bài toán điện xoay chiều khi hoặc C( hoặc L) thay đổi Trong phạm vi sáng kiến, tôi chủ yếu đề cập bài toán: Khi C(L) =C1(L1) và C(L) = C2(L2) thì UC(UL) như nhau, Khi C(L)= C3(L3) thì UC(UL) max

2.3.2 Các cơ sở và phương pháp

2.3.2.1 Căn cứ U 2 đầu mạch không đổi

Điện áp 2 đầu mạch không đổi, do vậy khi C(L) thay đổi U sẽ là bán kính của đường tròn có tâm là gốc của giản đồ véc tơ

Trong giản đồ này véc tơ U chỉ quay quanh tâm O trên nửa đường tròn

thuộc góc phần tư thứ nhất và phần tư thứ tư

2.3.2.2 Khi chỉ C( L) thay đổi,

Chỉ C thay đổi, thì URL có giá trị thay đổi, nhưng hướng không đổi

Dù C thay đổi nhưng luôn có véc tơ U 2 đầu mạch bằng tổng của 2 véc tơ

URLvà véc tơ UC

U O

U URL

2.3.2.3 Khi chỉ C( L) thay đổi, U C (U L )max

C thay đổi, khi UC max thì véc tơ U vuông góc với véc tơ URL

2.3.2.4 Kĩ năng vẽ và giải các bài toán

Bước 1: Vẽ giản đồ khi Ucmax trước, sau đó vẽ véc tơ URL

Bước 2 : Dựa trên kiến thức hình học phẳng, lưu ý các tính chất đường cao của tam giác cân, hàm số lượng giác của tam giác vuông, định lí Talet

2.3.2.5 Bài tập vận dụng

Ví dụ 1 Câu 20 Nhóm đề 15 (VDC): Đặt điện áp xoay chiều u=U 2

cos100πt (V) đặt vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm, điện trở thuần R, cuộn cảm thuần L, tụ điện có điện dung C thay đổi được Khi C=C1 thì UC =40 V và uC

trễ pha hơn u là α1 Khi C=C2 thì UC =40 V và uC trễ pha hơn u là α2 = α1+π/3 rad Khi C=C3 thì UCmax đồng thời lúc này công suất tiêu thụ của mạch đạt 50% công suất cực đại mà mạch có thể đạt được Giá trị của U là

A 23,09 V B 32,66 V C 43,34 V D 17,33 V

Hướng dẫn giải:

- Công suất tiêu thụ của mạch P U2cos2

R





- Khi C=C3 thì UCmax đồng thời lúc này công suất tiêu thụ của mạch đạt 50% công

suất cực đại mà mạch có thể đạt được,

1 2 cos



rad

U UC

URL

UCmax

-Khi C=C3 thì UCmax  URL UURL trùng tiếp tuyến của đường tròn.

- Theo giải thiết 2 1 3 , OA, OB biểu diễn U trong 2 trường hợp nên tam

giác OAB cân, OU là đường cao,  1 6

- Vậy

40

2Cos

Ví dụ 2.Câu 36( nhóm đề trường Hàm Rồng) Cho đoạn mạch AB gồm tụ

điện có điện dung C (C thay đổi được) mắc nối tiếp với một cuộn dây không thuần cảm Đặt vào hai đầu A, B một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U, tần số f (U và f không đổi) Điều chỉnh C = C1 thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu tụ điện đạt cực đại và khi đó dòng điện trong mạch sớm pha hơn điện áp hai đầu mạch một góc α Khi C = C2 thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu tụ là U2 và dòng điện trong mạch trễ pha hơn điện áp hai đầu đoạn mạch một góc cũng là α Khi C = C3 thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu tụ điện là U3 = U2 và điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn dây lúc này giảm so với lúc C = C2 một lượng là U Giá trị của góc α xấp xỉ bằng

A 450 B 200 C 15 0 D 300

Hướng dẫn giải:

A

φ α2 φ

UCmax UC=40V

α1

B O

U O

-Khi C=C1 thì UCmax  URL UURL trùng tiếp tuyến của đường tròn.

-Khi C=C2, C=C3, Véc tơ U lần lượt cùng hướng OC2; OC3

-Khi C = C3 thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu tụ điện là U3 = U2 và điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn dây lúc này giảm so với lúc C = C2 một lượng là U, vậy

C2C3 = U , vậy suy ra 2α = 300 ; α=150

*KẾT LUẬN:

Qua khảo sát nhanh học sinh trong các giờ tự chọn và hệ thống đối chiếu các bài làm của học sinh lớp 12A1, nhận thấy ở những bài tập này học sinh rất hung phấn, so với những lời giải cồng kềnh, dài cả trang Vì thế các giải pháp kĩ năng cụ thể như trên rất cần thiết để học sinh làm bài hiệu quả hơn Sau khi áp dụng các bước kĩ năng đã trình bày ở trên học sinh có cải thiện về điểm số và từng bước nắm bắt kĩ năng làm bài, thuần thục trong việc kết hợp kiến thức với kĩ năng để bài làm đạt hiệu quả tốt nhất

C3

C2

UC1m ax

UC2

=UC3

C1

O

α α

URL

α O

2.4.Hiệu quả mang lại sau khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm

Sau nhiều năm áp dụng phương pháp giản đồ véc tơ trên, người viết thu được kết quả bước đầu với những chuyển biến rõ rệt từ học sinh

- Học sinh sẵn sàng , thích thú và làm dạng bài toán này trong các đề kiểm tra,

đề thi Tốt nghiệp THPT

C.KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ:

1 Kết luận:

Tôi nhận thấy đề tài này đã mang lại những hiệu quả thiết thực như sau:

Giúp giáo viên môn Vật Lí có những định hướng cơ bản trong việc dạy ôn thi TN THPT QG môn Vật Lí, từ đó góp phần nâng cao chất lượng giáo dục môn Vật Lí cho học sinh trong nhà trường

Góp phần học sinh tham gia nhiều đối với môn học

Góp phần nâng cao chất lượng thi TN THPT QG và các kì thi khác

* Tuy nhiên ,việc đưa ra những giải pháp trên cũng chỉ là một trong số các

phương pháp tích cực, sẽ còn rất nhiều phương pháp hay có thể áp dụng trong quá

trình ôn thi TN THPTQG nói chung, phần Điện xoay chiều nói riêng đó tùy thuộc

vào thực tế địa phương ,đặc điểm học sinhđể có thể có được phương pháp hiệu quả nhất, nâng cao chất lượng ôn thi cho các em

2.Kiến nghị:

Đối với sở GD&ĐT Thanh Hóa : Nắm bắt kịp thời chỉ đạo của Bộ GD về

việc tổ chức thi TN THPTQG để giáo viên và học sinh có định hướng ôn tập ngay

từ đầu năm học mới;tổ chức hoặc công bố nhiều hơn đề thi thử TN THPTQG theo hướng đề minh họa của Bộ GD để học sinh làm quen cấu trúc đề thi, rèn luyện kĩ năng tìm hiểu đề và có những định hướng đúng đắn khi làm bài

Đối với BGH trường THPT Thạch Thành 1:Nắm bắt kịp thời ý kiến chỉ

đạo của Bộ GD và sở GD Thanh Hóa về kì thi TN THPTQG ở từng năm học, quan tâm, đôn đốc việc dạy và học của giáo viên và học sinh, đặc biệt là các giáo viên đang trực tiếp giảng dạy và các học sinh học khối 12; thường xuyên tổ chức các kì thi khảo sát, có sự so sánh đánh giá về chất lượng qua mỗi đợt để giáo viên kịp thời bổ sung kiến thức cũng như kĩ năng làm bài cho các em nhằm nâng cao hiệu quả trong kì thi TN THPTQG

Đối với giáo viên: Luôn trau dồi kiến thức, nắm bắt kịp thời ý kiến chỉ đạo

của cấp trên, nhiệt tình trong công tác giảng dạy, nắm bắt tình hình cụ thể của từng học sinh để đưa ra phương pháp phù hợp nhất và đạt hiệu quả cao nhất

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Các đề thi của nhóm đề Vật Lí Thanh Hóa năm 2021

2 Đề thi TN THPTQG các năm

Thạch Thành, ngày 16/5/2021

Tôi xin cam đoan đây là SKKN của mình viết, không sao chép nội dung của người khác

XÁC NHẬN CỦA HIỆU TRƯỞNG Người viết sáng kiến

Trịnh Quốc Thương