SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM-2019

NỘI DUNG

CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA VIỆC HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP BẰNG MÁY TÍNH CẦM TAY NHẰM BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC TỰ HỌC VÀ GIẢI QUYẾT VẤN

1 NĂNG LỰC TỰ HỌC VÀ NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ

Năng lực được định nghĩa là khả năng thực hiện thành công các hoạt động trong một bối cảnh cụ thể, thông qua việc kết hợp kiến thức, kỹ năng và thái độ làm việc Đánh giá năng lực cá nhân dựa trên phương thức và kết quả của họ trong việc giải quyết các vấn đề trong cuộc sống.

Năng lực của học sinh phổ thông theo chương trình giáo dục mới của Việt Nam từ năm 2018 sẽ được xây dựng dựa trên định hướng phát triển năng lực, bao gồm các yếu tố chính như khả năng tư duy, kỹ năng giải quyết vấn đề, và khả năng làm việc nhóm.

- Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo.

- Năng lực ngôn ngữ và giao tiếp.

- Năng lực sử dụng công nghệ thông tin và truyền thông.

Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài, tôi chỉ đề cập đến năng lực tự học và năng lực giải quyết vấn đề

1.2 Khái niệm năng lực tự học

Năng lực tự học là khả năng tự giác và chủ động xác định nhiệm vụ học tập, đặt ra mục tiêu và nỗ lực để đạt được chúng Người có năng lực tự học biết áp dụng các phương pháp học tập hiệu quả, đồng thời điều chỉnh sai sót và hạn chế của bản thân thông qua tự đánh giá hoặc nhận xét từ giáo viên và bạn bè Họ cũng chủ động tìm kiếm sự hỗ trợ khi gặp khó khăn trong quá trình học tập 12 biểu hiện của người có năng lực tự học được phân chia thành hai nhóm khác nhau.

TÍNH CÁCH PHƯƠNG PHÁP HỌC

2 Có tư duy phân tích

3 Có khả năng tự điều chỉnh

6 Có năng lực giao tiếp xã hội

9 Có khả năng tự học

1 Có khả năng tìm kiếm và thu hồi thông tin

2 Có kiến thức để thực hiện các hoạt động học tập

3 Có năng lực tự đánh giá, kỉ năng xử lí thông tin và giải quyết vấn đề

1.3 Khái niệm năng lực giải quyết vấn đề

NLGQVĐ là khả năng sử dụng kiến thức, kỹ năng và thái độ cá nhân để nhận diện và giải quyết hiệu quả các vấn đề trong học tập và cuộc sống.

Cấu trúc năng lực giải quyết vấn đề

Bảng 1.1.3 Cấu trúc năng lực giải quyết vấn đề

Thành tố Hành vi Tiêu chí

Tìm hiểu, khám phá vấn đề

Phân tích được tình huống cụ thể

Phân tích được tình huống cụ thể dưới sự hướng dẫn của

Phân tích được tình huống cụ thể khi trao đổi với bạn

Phân tích được tình huống cụ thể đầy đủ nhưng chưa rõ ràng

Phân tích được tình huống cụ thể đầy đủ, rõ ràng một cách độc lập

Phát hiện được tình huống có vấn đề

Chưa phát hiện ra vấn đề

Phát hiện ra vấn đề dưới sự hướng dẫn của

Phát hiện tình huống có

VĐ khi trao đổi với bạn

Nêu được tình huống có vấn đề

Phát biểu VĐ dưới sự hướng dẫn của GV

Phát biểu VĐ nhưng chưa đúng với trọng tâm

VĐ nhưng chưa đầy đủ

Tự phát biểu được VĐ

Thiết lập không gian vấn đề

Thu thập thông tin Đọc thông tin nhưng chưa xác định được thông tin cần dùng

Xác định được thông tin dưới sự giúp đỡ của người khác

Xác định được chính xác một số thông tin cần thiết

Xác định được đầy đủ chính xác các thông tin cần thiết

Phân tích thông tin Có phân tích thông tin Phân tích được thông tin dưới sự giúp đỡ của

Phân tích được thông tin nhưng chưa chi tiết

Phân tích thông tin chi tiết, cụ thể, sắp xếp khoa học

Tìm ra kiến thức vật lí và kiến thức liên môn liên quan đến vấn đề

Chỉ tìm hiểu thông tin khi được yêu cầu

Biết tìm hiểu các thông tin có liên quan đến VĐ nhưng ở kinh nghiệm bản thân

Biết tìm hiểu các thông tin có liên quan đến VĐ ở SGK và thảo luận với bạn

Biết tìm hiểu các thông tin có liên quan đến VĐ ở SGK, tài liệu tham khảo và thông tin qua thảo luận với bạn

Lập kế hoạch và thực hiện giải pháp là bước quan trọng trong quá trình giải quyết vấn đề Dưới sự hướng dẫn của giáo viên, người học có thể đề xuất giải pháp cho vấn đề một cách hợp lý Tuy nhiên, có thể có những giải pháp chưa tối ưu hoặc chưa hoàn chỉnh Cuối cùng, việc đề xuất giải pháp tối ưu cho vấn đề là mục tiêu cần đạt được để đảm bảo hiệu quả cao nhất.

Lập kế hoạch để GQVĐ

Chỉ lập kế hoạch để GQVĐ khi được yêu cầu

Lập được kế hoạch GQVĐ nhưng nhờ sự giúp đỡ của người khác

Lập được kế hoạch để GQVĐ nhưng chưa đầy đủ, chi tiết

Lập được kế hoạch GQVĐ cụ thể, chi tiết

(đầy đủ thời gian, nguồn nhân lực, vật lực)

Thực hiện kế hoạch GQVĐ

Thực hiện kế hoạch GQVĐ nhưng chưa

Thực hiện kế hoạch GQVĐ nhưng cần có sự giúp đỡ

Thực hiện kế hoạch GQVĐ độc lập nhưng

Thực hiện kế hoạch GQVĐ độc lập, hợp

Gv: Đ àm Công Tri ề u 8 hoàn thành của

GV, bạn học chưa hợp lí lí Đánh giá và phản ánh giải pháp

Thực hiện và đánh giá giải pháp GQVĐ

Chỉ thực hiện khi có sự hướng dẫn của giáo viên

Thực hiện được giải pháp GQVĐ nhưng chưa hoàn thành

Thực hiện giải pháp GQVĐ nhưng chưa đánh giá được giải pháp

Thực hiện kế hoạch độc lập hoặc hợp lí Đánh giá việc thực hiện giải pháp GQVĐ

Suy ngẫm về cách thức và tiến trình

Có suy ngẫm về cách thức và tiến trình GQVĐ

Nhận ra sự phù hợp hay không phù hợp của giải pháp khi trao đổi với người khác

Nhận ra sự phù hợp hay không phù hợp của giải pháp nhưng chưa đầy đủ

Nhận ra sự phù hợp hay không phù hợp của giải pháp Điều chỉnh và vận dụng trong tình huống mới

Biết cách điều chỉnh nhưng nhờ sự giúp đỡ của người khác

Biết cách điều chỉnh nhưng chưa vận dụng trong tình huống mới

Biết điều chỉnh hợp lí, vận dụng được trong tình huống mới

Vận dụng được trong tình huống mới một cách độc lập

2.HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG MÁY TÍNH CẦM TAY

Hiện nay, có nhiều loại máy tính cầm tay (MTCT) hỗ trợ giải các bài toán Vật lý, trong đó tôi chọn máy Casio fx-570ES do giá cả phải chăng và phổ biến trong các trường THPT Máy này được học sinh sử dụng và hướng dẫn trong chương trình toán lớp 11 Ngoài ra, còn có các loại máy khác như Casio fx-570ES PLUS và fx-570VN PLUS, hỗ trợ hiển thị tự nhiên các biểu thức toán học.

2.1 Các loại phím trên máy tính cầm tay

W Mở máy qC Tắt máy

! $RE Di chuyển con trỏ đến vị trí dữ liệu hoặc phép toán cần sửa

Nhập dấu ngăn cách phần nguyên với phần thập phân +pOP Các phép tính cộng, trừ, nhân, chia;dấu bằng

C Xóa hết, xóa màn hình o Xóa kí tự vừa nhập z Dấu trừ của số âm

M Gọi kết quả vừa mới tính

J Gọi số ghi trong ô nhớ qJ Ghi số vào ô nhớ

ABCDEFxyM Các ô nhớ, mỗi ô trong 9 ô nhớ này chỉ được nhớ một số, riêng ô nhớ

M thêm chức năng nhớ do M+, M- gán cho m Cộng thêm số vào ô nhớ M qm Trừ bớt ra ở ô số nhớ M

Phím đặc biệt q Chuyển qua kênh chữ vàng

Q Chuyển qua kênh chữ đỏ w Ấn định ngay từ đầu kiểu, trạng thái, loại hình tính toán, loại đơn vị đo,dạng số biểu diễn kết quả cần dùng

K Nhân với lũy thừa nguyên của 10

Gv: Đ àm Công Tri ề u 10 x Nhập hoặc đọc độ, phút, giây

B Chuyển đổi đơn vị giữa độ, rađian, grad q0 Làm tròn giá trị qP Tính tổ hợp chập r của n qO Tính chỉnh hợp chập r của n

Phím Chức năng jkl Sin, cosin, tan qj Giá trị góc( từ -90 0 đến 90 0 hoặc từ

 ) tương ứng với sin của nó qk Giá trị góc ( từ 0 0 đến 180 0 hoặc từ 0 đến ) tương ứng với cosin của nó

Ql Giá trị góc( từ -90 0 đến 90 0 hoặc từ

 ) tương ứng với tan của nó ih Lôgarit thập phân, lôgarit tự nhiên qh

Hàm số mũ cơ số e, cơ số 10 dD Bình phương, lập phương sSF Căn bậc hai, căn bậc ba, căn bậc x u Nghịch đảo

Gv: Đ àm Công Tri ề u 11 v Phần trăm e Giá trị tuyệt đối r Tính giá trị của hàm số

Y Tính giá trị của đạo hàm

Dấu ngăn cách giữa hàm số và đối số, cũng như giữa các đối số và các cận y, là rất quan trọng trong việc tính tích phân Để chuyển đổi sang dạng a ì 10 n với n giảm, cần thực hiện các bước cụ thể Tương tự, việc chuyển đổi sang dạng a ì 10 n với n tăng cũng cần được chú ý Thêm vào đó, việc đổi tọa độ từ tọa độ Đề-các sang tọa độ cực và ngược lại là một kỹ thuật quan trọng trong toán học Cuối cùng, việc nhập số ngẫu nhiên cũng đóng vai trò quan trọng trong các phép tính và mô hình hóa.

2.2.Các thao tác cơ bản thường sử dụng để giải bài tập vật lý trên máy tính cầm tay 2.2.a Thao tác chọn kiểu và cài đặt

* Chọn kiểu: Nhấn q, trên màn hình hiển thị 8 chức năng: 1: COMP, 2: CMPLX, 3:

STAT, 4: BASE-N, 5: EQN, 6: MATRIX, 7: TABLE, 8: VECTOR

1: COMP Trả về trạng thái ban đầu, thuwch hiện các phép tính tổng hợp

2: CMPLX Thực hiện các phép tính phức tạp trên trường số phức

3: STAT Phép tính thống kê và hồi quy

4: BASE-N Các hệ trong toán học: hệ nhị phân, hệ thập phân,

5: EQN Giải phương trình và hệ phương trình

6: MATRIX Phép tính ma trận

7: TABLE Tạo bảng giá trị cho một hàm số

*Cài đặt:Nhấn qw ta có hai cửa sổ, di chuyển bằng phím R E Trong setup có các chức năng sau:

1: MthIO Hiển thị các công thức toán như phân số, căn thức

2: LineIO Hiển thị như máy MS

3: Deg Chọn đơn vị đo góc là độ

4: Rad Chọn đơn vị đo góc là rađian

6: Fix 7: Sci Làm tròn số

8: Norm Dạng hiển thị lũy thừa của 10

1: ab/c, 2: b/c Là cách hiển thị hỗn số hoặc phân số

3: CMPLX Chọn dạng hiển thị số phức

4: STAT Kích hoạt chương trình thống kê

5: Disp Hiển thị số thập phân

6: ◄CONT► Điều chỉnh độ sáng, tối của màn hình hiển thị

2.2.b Thao tác gọi hằng số và đổi đơn vị q7 gọi hằng số Có 40 hằng số được in bên trong nắp trượt của máy q8gọi và đổi các đơn vị Có 40 đơn vị đo lường được in bên trong nắp trượt của máy

Đa số học sinh gặp khó khăn và tốn nhiều thời gian khi giải các bài tập vật lý do áp dụng phương pháp truyền thống Họ phải thực hiện nhiều bước trung gian và sử dụng kiến thức toán học để tính toán các đại lượng một cách phức tạp và rườm rà.

Theo phiếu điều tra, hầu hết học sinh sử dụng máy tính cầm tay (MTCT) chủ yếu cho các phép tính cơ bản Tuy nhiên, nhiều em chưa biết khai thác các chức năng ưu việt của MTCT để hỗ trợ giải quyết một số dạng bài tập vật lý.

MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG MÁY TÍNH CẦM TAY ĐỂ GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

1 Dùng phép tính tích phân

1.1 Tìm điện lượng chuyển qua một đoạn mạch từ thời điểm t1 đến thời điểm t 2 khi biết cường độ dòng điện chạy qua mạch a.Phương pháp:

 dt   b.Ví dụ 1: Cường độ dòng điện chạy qua một đoạn mạch có biểu thức : i \os(100πt+

(A), t tính bằng giây (s) Điện lượng chuyển qua mạch trong 3

Khi i = 0 thay vào biểu thức cường độ dòng điện ta suy ra 1

600 100 t  k (s), kZ Không mất tính tổng quát ta chọn khi 1 (s) t 600 thì i = 0 Sau đó 3

600 4 50 60 t    (s) Điện lượng qua mạch trong 3

Thao tác trên MTCT: qw11 yqc

1.2 Tính nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở R từ thời điểm t 1 đến thời điểm t 2 a.Phương pháp:

Q Ri dt b.Ví dụ 2: Dòng điện xoay chiều chạy qua điện trở thuần R = 10 Ω có biểu thức

2 t A i   , t tính bằng giây (s) Nhiệt lượng Q toả ra trên điện trở trong thời gian 2 phút kể từ thời điểm ban đầu là:

Hướng dẫn giải: t1 =0, t2 = 120 (s) Nhiệt lượng tỏa ra là:

Thao tác trên MTCT: qw11y

*Lưu ý: Tốc độ xử lí khá lâu nên có điều kiện nên dùng 2 MTCT vì ta phải chờ kết quả 2.Ứng dụng số phức vào giải toán vật lý

2.1 Số phức cho các đại lượng biến đổi điều hòa trong chương dòng điện xoay chiều

Trong các bài toán về vectơ, giáo viên thường hướng dẫn học sinh vẽ giản đồ và áp dụng kiến thức hình học cùng với các công thức lượng giác để giải quyết Việc sử dụng máy tính Casio fx-570ES giúp tìm nhanh kết quả khi kết hợp hình học và tính năng hỗ trợ của máy tính cầm tay Phương pháp này có thể được áp dụng để giải một số bài toán Vật lý trong chương Dòng điện xoay chiều, mang lại kết quả nhanh chóng và chính xác.

Một biểu thức của các đại lượng điện xoay chiều như u, i, u L , u R , u C … có dạng tổng quát x  r c os(  t  ) hay r

Biểu thức này được biểu diễn qua số phức z = a + bi Trong đó:

+ r = a 2 b 2 : mođun hay giá trị độ lớn của vectơ; + tan b

+ a là phần thực; b là phần ảo;

+ i là đơn vị số ảo: i 2 = -1

Khi đó, việc tổng hợp tính toán cộng, trừ, nhân, chia vectơ sẽ đưa về bằng việc sử dụng các phép cộng, trừ, nhân, chia các số phức

2.2.Chọn chế độ thực hiện tính số phức của máy tính

Hiện nay, có nhiều loại máy tính cầm tay (MTCT) hỗ trợ giải các bài toán Vật lí hiệu quả Tôi chọn máy tính Casio fx-570ES vì giá cả phải chăng và phổ biến trong các trường THPT Ngoài ra, còn có nhiều loại máy khác hỗ trợ hiển thị các biểu thức toán học một cách tự nhiên.

Quy ước chọn một vectơ làm chuẩn (trục thực) là  0, từ đó xác định số đo góc của các vectơ thứ hai, thứ ba, v.v., theo chiều dương của đường tròn lượng giác.

Nút lệnh Chế độ Kết quả trên màn hình qw1 cho phép chỉ định định dạng nhập/xuất toán Khi thực hiện phép tính số phức, màn hình sẽ xuất hiện dạng CMPLX w2 Để hiển thị số phức ở dạng tọa độ cực, người dùng có thể sử dụng lệnh q23, cho phép hiển thị số phức dưới dạng A  Ngoài ra, lệnh q24 sẽ hiển thị số phức ở dạng tọa đề a+bi.

Chọn đơn vị góc là độ Chọn đơn vị góc là Rad

Màn hình xuất hiện chứ D Màn hình xuất hiện chứ R

Qz Nhập kí hiệu góc  Màn hình hiển thị kí hiệu b Nhập kí hiệu phần ảo Màn hình hiển thị i

Bước chuẩn bị nhập số liệu vào máy: Chuyển chế độ dùng số phức:

Bước lấy kết quả Sau khi nhập biểu thức cộng hoặc trừ vectơ, nhấn :

- q24= kết quả dạng phức (a+bi)

2.3.Biểu diễn các đại lượng xoay chiều bằng số phức

Trong biểu diễn với điện xoay chiều:

+ R là đại lượng ứng với phần thực, được biểu diễn trên trục thực nằm ngang

+ Z L là đại lượng ảo dương, được biểu diễn trên trục ảo thẳng đứng, hướng lên

+ Z C là đại lượng ảo âm, được biểu diễn trên trục ảo thẳng đứng, hướng xuống

Các đại lượng điện xoay chiều Biểu diễn dưới dạng số phức

ZC – Phần ảo âm - ZCi u = U 0 cos(ωt + φ)(V ) U0( φ) i = I0cos(ωt + φ)(A) I 0 ( φ)

Các công thức tính: Do có thể nhầm với dòng điện i nên, i trong số phức được thay bằng j

  Tính toán các đại lượng khác, ta cũng áp dụng định luật Ôm tương tự như cách giải đại số

2.4 một số bài toán điện xoay chiều

2.4.1 Bài toán cộng (hoặc trừ) điện áp tức thời a Phương pháp:

Cách 1( giải thông thường): Cho hai biểu thức điện áp u 1 và u 2 có dạng:

1 01cos( 1) u U  t và u 2 U 02 cos( t 2 ), thì điện áp tổng trong đoạn mạch nối tiếp: u u1 +u2 1 2 01cos( 1) 02cos( 2) u u u U  t U  t

Biểu thức điện áp tổng có dạng: uU 0 cos( t ) Trong đó:

01 1 02 2 sin sin tan cos cos

Để xác định biểu thức điện áp giữa hai đầu đoạn mạch AB (u_AB), ta xem xét mạch gồm đoạn AM với điện trở R và tụ điện C mắc nối tiếp với đoạn MB chứa cuộn cảm L và điện trở r Việc phân tích các thành phần mạch này là cần thiết để tính toán điện áp.

01 1 02 2 sin sin tan cos cos

$ +200s2q zazqKR6 Kết quả:q23Màn hình hiển thị:400 1

*Cách này khi sử dụng thành thạo MTCT sẽ giải rất nhanh!

Ví dụ 2: Đặt vào hai đầu đoạn mạch chứa điện trở và cuộn cảm thuần một điện áp tức thời có biểu thức 100 2cos(120 ) u t 2

  (V) Biết điện áp giữa hai đầu điện trở có biểu thức:

  Biểu thức điện áp giữa hai đầu cuộn cảm là:

Kết quả:q23Màn hình hiển thị:100 1

2.4.2 Bài toán viết biểu thức của i ( khi biết biểu thức của u ) và của u ( khi biết biểu thức của i ) a) Phương pháp:

Cách 1( Phương pháp truyền thống) Cách 2 ( dùng MTCT)

Cho R, L, C mắc nối tiếp Cho biểu thức

0cos( t+ ) uU   , viết i? Hoặc cho biểu thứciI 0 cos( t+ )  , viết u?

- Bước 1: Tính tổng trở Z: Tính Z L L;

- Bước 2: Áp dụng định luật Ôm:

- Bước 3: Tính độ lệch pha giữa u hai đầu mạch và i: tan Z L Z C

- Bước 4: Viết biểu thức i hoặc u: a Nếu cho trước u = U 0 cos(t +

u) thì i có dạng: i = I0cos(t + u - ) b Nếu cho trước i = I0cos(t + i) thì u có dạng: u = U0cos(t + i + )

+ Tổng trở phức: Z = R + Z L j - Z C j ( j là đơn vị số ảo nhập bằng phímb )

- - Bước 3: Lấy kết quả:q23= kết quả dạng cực ( r ) b.Ví dụ 1: Mạch điện xoay chiều gồm R, L , C mắc nối tiếp R = 20 Ω, Cuộn cảm thuần có độ tự cảm L 0, 7(H)

  , tụ điện có điện dung

Khi đặt một điện áp xoay chiều vào hai đầu mạch, dòng điện trong mạch sẽ có biểu thức là i = 2cos(100t) (A) Điện áp giữa hai đầu đoạn mạch này cũng được xác định theo một biểu thức tương ứng.

Cách 1( cách thông thường) Cách 2 ( MTCT)

Bước 4: Biểu thức điện áp giữa hai đầu mạch điện:

- - Bước 2: Tính cảm kháng, dung kháng

- - Bước 3: Lấy kết quả:q23- Màn hình cho kết quả: 40 1

Ví dụ 2 : Cho hiệu điện thế giữa hai đầu 1 đoạn mạch xoay chiều chỉ có cuộn thuần cảm

  Biểu thức cường độ dòng điện trong mạch là :

     Biểu thức nhập máy có dạng: 0 j u L

- Lấy kết quả:q23= Trên màn hình hiển thị: 2 2 1

Ví dụ 3 : Một mạch điện AB gồm điện trở thuần R = 50 Ω, mắc nối tiếp với cuộn dây có độ tự cảm L 1

 H, điện trở R 0 = 50Ω Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều một điện áp

100 2 cos(100 )( ) u AB   t V Viết biểu thức điện áp tức thời ở hai đầu cuộn dây

- Lấy kết quả:q23= Trên màn hình hiển thị: 50 5 0, 3217 

Gv: Đ àm Công Tri ề u 21 a Phương pháp

- Sử dụng phép chia 2 số phức để tính tổng trở phức Z : 0

- Nhập máy: a U0qz φuR I0qz φi - Với tổng trở phức Z   R ( Z L  Z C ) i , có dạng (a + bi), với a = R; b = (ZL -ZC )

- Chuyển từ dạng A  sang dạng: a + bi bấm q24=

Dựa vào kết quả của Z, chúng ta có thể xác định các thành phần trong mạch điện là R, L hoặc C Ví dụ, một hộp kín chỉ chứa hai trong ba phần tử R, L, C được mắc nối tiếp Khi đặt điện áp xoay chiều u = 100√2cos(100πt + φ) vào hai đầu mạch, chúng ta có thể phân tích hoạt động của mạch.

 )(V) thì cường độ dòng điện qua hộp đen là i = 2cos(100t)(A) Đoạn mạch chứa những phần tử nào? Giá trị của các đại lượng đó?

Cách 1 ( Cách giải thông thường) Cách 2 (MTCT)

Vì độ lệch pha giữa u và i

  Vậy mạch chứa 2 phần tử là

Nhậpa100s2$qzqKa4 R2Kết quả : 50 +50i Mà Z   R ( Z L  Z C ) i Suy ra:

Ví dụ 2 : Một hộp kín (đen) chỉ chứa hai trong ba phần tử R, L, C mắc nối tiếp Nếu đặt vào hai đầu mạch một điện áp xoay chiều u = 20 6cos(100t -

 )(V) thì cường độ dòng điện qua hộp đen là i = 2 2cos(100t)(A) Đoạn mạch chứa những phần tử nào? Giá trị của các đại lượng đó?

Kết quả : 25 – 43,301i Mà Z   R ( Z L  Z C ) i Suy ra: R = 25; Z C = 43,3

2.4.4 Xác định hệ số công suất trong mạch điện xoay chiều a Phương pháp:

- Hệ số công suất của đoạn mạch:

Các loại đoạn mạch Hệ số công suất

 ,r là điện trở cuộn dây Tính tổng trở phức của đoạn mạch để suy ra hệ số công suất

Tổng trở dưới dạng số phức: 0

+ Hệ số công suất của cuộn dây: Z u d Z d d i 

   Tínhcos d b.Ví dụ 1: Đoạn mạch AB gồm đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp Đoạn AM gồm điện trở thuần R= 100Ω mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần L 1

 H Đoạn MB là tụ điện có điện dung

C Biểu thức điện áp trên đoạn AM và MB là 100 2 cos(100 )( )

BM 2 u  t V Hệ số công suất của đoạn mạch AB là:

Cách 1( giải thông thường) Cách 2( Dùng MTCT)

Biểu thức điện áp trên đoạn mạch

BM chỉ chứa tụ điện là

Biểu thức cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch: i =I 0 cos(100t)(A) (1)

AB AM MB u u u U cos(1000 t)( )V Áp dụng bài toán cộng hai điện áp ta được kết quả:

Tổng trở phức của đoạn mạch AM: Z AM 100 100 i

Tổng trở phức của đoạn mạch AB:

(1+a200qzzqKa2 R100s2$qzqKa4) (100+100bKết quả: Z AB  100 100  i Chuyển qua dạng tọa độ cực ấn: q23Kết quả: 141, 421

Đoạn mạch AB bao gồm hai phần nối tiếp là AM và MB Trong đó, đoạn mạch AM có điện trở thuần R1 = 40 , kết hợp với tụ điện có diện tích nhất định.

Đoạn mạch MB bao gồm một điện trở thuần R2 nối tiếp với một cuộn cảm thuần Khi đặt vào hai điểm A và B một điện áp xoay chiều với giá trị hiệu dụng và tần số không đổi, điện áp tức thời tại hai đầu đoạn mạch AM và MB được biểu diễn là: u AM = 50√2 cos(100t + 7) (V).

    và uMB 150 cos100 t (V) Hệ số công suất của đoạn mạch AB là

     Tổng trở phức của đoạn mạch AM:

Tổng trở phức của đoạn mạch AB:

(1+150a50s2$qzz7qKa12$$) (40p40b)Kết quả: Z AB  100  63, 92 i q21=( màn hình hiển thị 0,568767) Ấn kM= Kết quả màn hình hiển thị 0,8425656

3.Ứng dụng bảng giá trị TABLE trong giải toán vật lý

Bước 1: Viết biểu thức của đại lượng cần tìm theo biến số( xây dựng hàm số)

Bước 2: Thay số liệu vào biểu thức và rút gọn biểu thức

Bước 3 : Dùng chức năng TABLE trong MTCT để giải

- Nhập hàm số đã xây dựng được, gán các giái trị Start, End, Step

Các giá trị Start, End, Step tùy thuộc vào từng bài toán và kinh nghiệm

Bước 4: Phân tích các giá trị thu được từ bảng để lấy kết quả

3.2 Ví dụ 1: Cho đoạn mạch AB gồm R, L, C mắc nối tiếp, trong đó R = 30Ω,

Trong mạch điện có cuộn cảm thuần với độ tự cảm L thay đổi, khi đặt vào hai đầu đoạn mạch AB một điện áp xoay chiều u = 150√2 cos(100t) (V), cần điều chỉnh giá trị L để đạt được điện áp hiệu dụng tối đa giữa hai đầu cuộn cảm Giá trị cực đại của điện áp này là mục tiêu cần đạt được trong quá trình điều chỉnh.

Sử dụng kiến thức hàm số bậc 2, để UL đạt giá trị cực đại thì: 1 40

$+1Màn hình hiển thị start? Nhập30= Màn hình hiển thị End? Nhập100 Màn hình hiển thị Step? Nhập 10Từ bảng giá trị thu được ta thấy x = 60 thì F(x) 249,61 và x = 70 thì F(x) = 247,48

Để xác định đáp án chính xác hơn, bạn hãy ấn C Khi màn hình hiển thị "start?", nhập 60, sau đó khi màn hình hiển thị "End?", nhập 70 và tiếp theo là "Step?", nhập 2 Từ bảng giá trị, khi x = 62, ta có F(x) = 249,98 và khi x = 64, F(x) = 249,87 Tiếp tục ấn C, khi màn hình hiển thị "start?", nhập 62, sau đó "End?" nhập 64 và cuối cùng "Step?" nhập 0,5 Gv: Đàm Công Triều 26.

Bảng giá trị thu được ta thấy x = 62,5 thì F(x) = 250 Vậy: U L = 250 V Đáp án D

Ví dụ 2: Cho mạch điện RLC cóR 100 ,L 1

   , C thay đổi Điện áp hai đầu đoạn mạch

100 2 os(100 ) u  c  t V Tìm C để UC max

)$+1Màn hình hiển thị start? Nhập100=

Màn hình hiển thị End? Nhập300Màn hình hiển thị Step? Nhập 50Từ bảng giá trị thu được ta thấy x = 200thì F(x) = 141,42 và x = 250 thì F(x) = 138,67

Tới đây ta có thể xác định được đáp án

Để xác định giá trị UCmax, ta có UCmax = 141,42 (V) = 100 2 (V) khi ZC = 200Ω Để kiểm tra chính xác hơn, hãy ấn C Khi màn hình hiển thị "start?", nhập 200 Tiếp theo, màn hình sẽ hiển thị "End?", nhập 250 Cuối cùng, khi màn hình hiển thị "Step?", nhập 5 Dựa vào bảng giá trị thu được, ta kết luận rằng UCmax = 100 2 (V).

Mạch điện được mô tả bao gồm một cuộn dây thuần cảm với độ tự cảm L = 0,318H và điện trở R = 100Ω Tụ điện C là loại tụ xoay Điện áp áp dụng cho mạch có dạng u = 200√2 cos(100πt) (V).

Tìm C để điện áp hai đầu MB đạt cực đại, tính giá trị cực đại đó

R10000+Q)d$+1Màn hình hiển thị start? Nhập50=

Để xác định giá trị F(x) chính xác hơn, người dùng cần nhập các tham số cho màn hình hiển thị: bắt đầu (start), kết thúc (end) và bước (step) Ví dụ, khi nhập start = 150, end = 200 và step = 10, ta nhận được F(160) = 323,58 và F(170) = 323,15 Tiếp tục, với start = 160, end = 170 và step = 2, người dùng có thể ấn C để thu thập thêm dữ liệu.

Gv: Đ àm Công Tri ề u 28 Bảng giá trị thu được ta thấy x = 162 thì F(x) max 23,6

THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM

1 Mục đích của thực nghiệm sư phạm

Hoạt động thực nghiệm sư phạm được tiến hành với mục đích kiểm nghiệm hệ thống bài tập được giải bằng MTCT

2 Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm

- Tổ chức dạy có sử dụng bài tập vật lí được giải bằng MTCT chương “Dòng điện xoay chiều”, Vật lí 12 - THPT cho lớp thực nghiệm

- So sánh, đối chiếu kết quả học tập và xử lí kết quả thu được của các lớp thực nghiệm và đối chiếu

- Đánh giá tính khả thi của tiến trình dạy học theo đề xuất của đề tài: hiệu quả của các biện pháp, hệ thống BTVL

Trong quá trình khảo sát TN sư phạm, số học sinh được nghiên cứu là học sinh Trường THPT Nguyễn Huệ, bao gồm các lớp 12A5, 12A8 và 12A10 của năm học 2019-2020, so sánh với học sinh các lớp 12A4, 12A8 và 12A9 của năm học 2018-2019.

4 Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm về mặt định lượng

Tôi đã thực hiện một nghiên cứu tại trường THPT Nguyễn Huệ bằng cách chọn hai khối lớp có chất lượng tương đương trong hai năm học liên tiếp để làm đối chứng và thực nghiệm Kết quả từ các bài kiểm tra của cả lớp thực nghiệm và lớp đối chứng được trình bày rõ ràng trong bảng dưới đây.

Bảng 1 Bảng tổng hợp điểm bài kiểm tra thường xuyên

Năm học Lớp Số bài kiểm tra

Tỉ lệ đạt được ( trên điểm trung bình)

Không hướng dẫn (Đối chứng)

Có hướng dẫn (Thực nghiệm)

5 Phân tích kết quả thực nghiệm

Dựa trên các kết quả thực nghiệm sư phạm, tôi nhận thấy rằng chất lượng học tập của học sinh ở các lớp được hướng dẫn giải bài tập bằng mô hình công nghệ cao (MTCT) cao hơn so với các lớp giải bài theo phương pháp truyền thống.

- Khả năng quan sát, phân tích, tổng hợp, của HS các lớp nhanh, chính xác

Sử dụng MTCT giúp học sinh giải bài tập nhanh chóng và chính xác hơn, đồng thời rút ngắn thời gian cho các dạng bài tập đã được hướng dẫn Điều này cho phép học sinh tập trung vào những câu bài tập khác một cách hiệu quả hơn.

Năng lực tư duy của học sinh các lớp ngày nay không còn rập khuôn mà trở nên linh hoạt và mềm dẻo hơn Học sinh có khả năng nhìn nhận vấn đề và bài toán từ nhiều góc độ và khía cạnh khác nhau, dựa trên nền tảng kiến thức cơ bản vững chắc.