MÔ TẢ GIẢI PHÁP CỦA ĐỀ TÀI + Trước khi thực hiện đề tài này, tôi thấy rằng khi cho bài tập về dạng điện áp cực đại của mạch RLC mắc nối tiếp có R thay đổi, có L thay đổi, có C thay đổi, [r]
Trang 1BÀI TOÁN ĐIỆN ÁP – CỰC TRỊ ĐIỆN ÁP
A MỞ ĐẦU
I ĐẶT VẤN ĐỀ:
+ Có thể nói việc phân dạng trong các chương của sách vật lý 12 đã được khá nhiều tác giả biên soạn,
để giúp cho học sinh tham khảo, dùng tài liệu ôn thi tốt nghiệp phổ thông, thi vào Cao đẳng và Đại họcmôn vật lý Tuy nhiên có nhiều dạng toán trong đề thi lại không có trong sách giáo khoa mà ta cần phảisuy luận Bởi vậy để giúp cho học sinh tiếp cận nhanh và nhớ được lâu lượng kiến thức, thì người giáoviên phải phân dạng bài tập trong từng chương, từng bài Chính vì vậy mà tôi chọn :”BÀI TOÁN ĐIỆN
ÁP – CỰC TRỊ ĐIỆN ÁP” để làm đề tài cho bài nghiên cứu của mình, đồng thời giúp cho học sinh nắmvững các dạng bài tập của phần điện áp
+ Tuy đề tài chỉ là một phạm vi nằm trong chương III(DĐXC), nhưng lại là một trong những nội dungcủa đề thi tốt nghiệp phổ thông, thi Cao đẳng và Đại học Bỡi vậy qua đề tài này tôi hy vọng có tác dụngtạo cho các em học sinh lớp 12 nắm vững kỹ năng giải toán loại này khi có xuất hiện trong đề thi
II ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI ÁP DỤNG
1) Đối tượng sử dụng đề tài:
+ Giáo viên dạy môn vật lý lớp 12 tham khảo để hướng dẫn học sinh giải bài tập
+ Học sinh học lớp 12 luyện tập để kiểm tra, thi môn vật lý
2) Phạm vi áp dụng:
Phần“Điện áp–cực trị điện áp”của mạch điện XC có RLC mắc nối tiếp của chương trình vật lý 12
III PHƯƠNG PHÁP TIẾN HÀNH:
+ Để thực hiện việc dạy và học theo phương pháp đổi mới đạt hiệu quả cao, người giáo viên phảinghiên cứu để đưa ra được những phương pháp giảng dạy sao cho có hiệu quả nhằm hướng dẫn học sinhbiết phân dạng, và nắm vững kỹ năng giải bài toán có liên quan đến điện áp – cực trị điện áp của mạchđiện xoay chiều xuất hiện trong các đề thi tốt nghiệp phổ thông, tuyển sinh Cao đẳng và Đại học
+ Để đạt được mong muốn đó ta cần phải:
* Xác định đối tượng học sinh áp dụng đề tài là học sinh đã học xong lớp 12
* Đưa ra một số công thức chưa có trong sách giáo khoa nhưng được suy ra khi giải một sốbài tập điển hình
* Kiểm tra sự tiếp thu của học sinh bằng các đề ôn luyện
* Đánh giá, đưa ra sự điều chỉnh, bổ sung cho phù hợp
B NỘI DUNG
I MỤC TIÊU
Đối với bộ môn vật lý ở trường phổ thông, bài tập vật lý đóng vai trò hết sức quan trọng Bỡi vậy việchướng dẫn học sinh làm bài tập vật lý là một hoạt động dạy học, nhằm phát huy trí tuệ của học sinh Mặtkhác giải được bài tập vật lý sẽ giúp cho học sinh hiểu sâu hơn những qui luật vật lý, những hiện tượngvật lý Thông qua các bài tập ở các dạng khác nhau sẽ tạo điều kiện cho học sinh vận dụng linh hoạt cáckiến thức để tự lực giải quyết thành công những tình huống cụ thể khác nhau, thì những kiến thức đó mớiđược khắc sâu và trở thành vốn riêng của học sinh.Từ đó, tạo cho học sinh hứng thú học tập bộ môn
II MÔ TẢ GIẢI PHÁP CỦA ĐỀ TÀI
+ Trước khi thực hiện đề tài này, tôi thấy rằng khi cho bài tập về dạng điện áp cực đại của mạch RLCmắc nối tiếp( có R thay đổi, có L thay đổi, có C thay đổi, có f thay đổi) thì đa số học sinh không xác địnhđược hướng giải của bài toán(thường nhầm lẫn giữa bài toán công hưởng với bài toán cực trị) chỉ rất ít emlàm được bài toán Tuy nhiên, nếu có giải được thì cũng phải mất nhiều thời gian, trong khi mỗi bài trắcnghiệm đòi hỏi chỉ 1,5 phút ( đối với TNTHPT), và 1,8 phút ( đối với tuyển sinh Cao đẳng và Đại học ). + Do năng lực học tập của các học sinh không đều Bỡi vậy đối với những học sinh yếu thì việc nắmvững được những khái niêm, công thức xác định điện áp đã là khó, nên việc suy luận mở rộng để làmnhững bài tập xuất hiện trong các đề thi tốt nghiệp, tuyển sinh Cao đẳng và Đại học lại càng khó hơn.Trước thực trạng đó tôi nhận thấy cần phải hướng dẫn các em theo từng bước Trước hết là nắm đượchiện tượng, sau đó là kiến thức trọng tâm của sách giáo khoa, rồi đưa vào các dạng bài tập, các ví dụ thực
tế trong đề thi cho học sinh làm quen
Trang 1
Trang 2III NỘI DUNG ĐỀ TÀI
A BÀI TOÁN 1: MẠCH RLC CÓ R THAY ĐỔI
1 Xác định R để điện áp hiệu dụng giữa hai đầu R đạt cực đại.
(Z - Z )
= 0R
không đổi Xác định R để điện áp hai đầu cuộn cảm thuần đạt cực đại?
A R tiến về ∞ B R tiến về 0 C R = |ZL - ZC| D R = ZL - ZC
HD: ULmax khi R = 0 Chọn B
Bài 2: Đoạn mạch RLC có R thay đổi được mắc vào mạng điện xoay chiều có điện áp hiệu dụng và tần số
không đổi Xác định R để điện áp hai đầu điện trở đạt giá trị cực đại?
A R tiến về ∞ B R tiến về 0 C R = |ZL - ZC| D R = ZL - ZC
HD: URmax khi R = Chọn A
Bài 3:Đoạn mạch RLC có R thay đổi được mắc vào mạng điện xoay chiều có điện áp hiệu dụng và tần số
không đổi Xác định R để điện áp hai đầu tụ điện đạt cực đại?
A R tiến về ∞ B R tiến về 0 C R = |ZL - ZC| D R = ZL - ZC
HD: UCmax khi R = 0 Chọn B
Bài 4: Một mạch điện xoay chiều gồm các linh kiện lý tưởng R, L, C mắc nối tiếp Tần số góc riêng của
mạch là 0, điện trở R có thể thay đổi Hỏi cần phải đặt vào mạch một điện áp xoay chiều có giá trị hiệudụng không đổi, có tần số góc bằng bao nhiêu để điện áp hiệu dụng URL không phụ thuộc vào R?
U
R +Z
2 2 L
Trang 3Bài 5: Mạch AB gồm hai đoạn, AM là cuộn dây thuần cảm có L = H, và biến trở R, đoạn MB gồm tụ
điện có điện dung thay đổi được Đặt vào hai đầu mạch một điện áp xoay chiều có U không đổi và tần số 50Hz Điều chỉnh C = C1 sau đó điều chỉnh R thì thấy UAM không đổi Xác định giá trị C1?
B BÀI TOÁN 2: MẠCH RLC CÓ L THAY ĐỔI
1 Xác định L để điện áp hiệu dụng giũa hai đầu R đạt cực đại.
L C 2
L L
U
Z - ZR
C 2
L L
UZR
-2Z2(R + Z ) L
1
Z
C
2 2 C
Z
R + Z Z
L =
2 2 C C
R + ZZ
Khi đóymin= = =
-2 2 2
2 2 C
Z - (R + Z )
R + Z =
2
2 2 C
2 2 C
= R + ZR
R
R + Z
Vây :ULmax=
2 2 C
R + ZZ
4 Lưu ý:
a Khi UL cực đại thì ta có ULmax2 = U +U +U2 2R 2C
b Khi UL cực đại thì điện áp hai đầu đoạn mạch RC vuông pha với điện áp u của hai đầu mạch
c Khi L = L1 hoặc L = L2 mà UL không đổi, đồng thời khi L = L0 mà UL đạt cực đại thì ta có hệ thứcliên hệ giữa các đại lượng là 0 1 2
Trang 4Trang 3 + để URmax hoặc UCmax ZL = ZC = hoặc L =
5 Xác định L để điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch RL đạt cực đại.
URL= I.ZRL =
2 2 L
U
R +Z
2 2 L
U
Z -2Z Z1+
R +Z =
Uy
Với y =
2
C L C
2 2 L
2 2
2
2 2
C C
U Z + Z +4RU
=
2R4R
Z + Z +4R
2 2
C C
Z + Z +4RU
Vậy khi L biến thiên để (U RL ) max thì ta có
Bài 1: Mạch điện RLC mắc nối tiếp, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L thay đổi được, trong đó R = 30 Ω,
C = 10-4/2 F Mạch điện trên được gắn vào mạng điện 220 V - 50 Hz Tìm giá trị của ZL để UC đạt cựcđại?
A ZL = 100 Ω B ZL = 50 Ω C ZL = 20Ω D ZL = 200 Ω
HD: Để UCmax thì ZL = ZC =
1200( )
Bài 2: Cho đoạn mạch gồm cuộn dây L, r có r = 50 Ω, L có thể thay đổi được, mắc nối tiếp với tụ điện C
không đổi Hai đầu đoạn mạch mắc với nguồn xoay chiều có u = 120 2cos100t V Điều chỉnh
L = 0,318H thì UC đạt giá trị cực đại, tìm giá trị UCmax khi đó?
Bài 3: Mạch điện RLC mắc nối tiếp, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L thay đổi được, trong đó R = 50 Ω,
C = 10-4/ F Mạch điện trên được mắc vào mạng điện 220 V - 50 Hz Tìm giá trị của ZL để UR đạt cựcđại?
A ZL = 100 Ω B ZL = 50 Ω C ZL = 20Ω D ZL = 200 Ω
HD: Để URmax thì ZL = ZC =
1100( )
Trang 51L= H
1L= H3π
HD: Để ULmax thì ZL =
2 2 C C
R + Z
Z = 200 Ω
2L= H
π Chọn A.
Bài 5: Cho đoan mạch điện xoay chiều RLC, cuôn dây thuần cảm có độ tự cảm L thay đổi được; điện trở
R = 20 Ω, dung kháng ZC = 60 Ω Đặt vào hai đầu mạch đoạn mạch một điện áp xoay chiều có u =120cos100πt (V) Điều chỉnh L để UL đạt cực đại Giá trị cực đại UL bằng bao nhiêu?
A ULmax 160V B ULmax 120V C ULmax 320V D ULmax 240V
HD: ULmax=
2 2 C
Bài 6: Cho mạch RLC mắc nối tiếp, biết R = 100 Ω, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L thay đổi được Đặt
vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều u = 200cosωt V Điều chỉnh L để Z = 100 Ω, UC = 100 V khi
đó điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn cảm bằng
HD: Z = R =100 Ω, nên UL = UC = 100V Chọn B
Bài 7: Cho mạch điện xoay chiều AB gồm hai đoạn mạch AM và MB nối tiếp ( AM chỉ chứa cuộn cảm
thuần, MB gồm R và C nối tiếp) Điện áp xoay chiều đặt vào hai đầu đoạn mạch có dạng u = 160cos100πt
V Điều chỉnh L đến khi điện áp UAM đạt cực đại thì UMB = 120V Điện áp hiệu dụng trên cuộn cảm cựcđại có giá trị bằng
HD: Khi UL cực đại thì điện áp hai đầu đoạn mạch MB vuông pha với điện áp u của hai đầu mạch
Nên: U L =
2 2 2 2 MB
U +U = 120 +160 = 200V
Chọn B Bài 8: Đặt điện áp xoay chiều u =Ucos100πt V vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở thuần
R, tụ điện có điện dung C và cuộn cảm thuần có độ tự cảm L thay đổi được Điều chỉnh L để điện áp hiệudụng ở hai đầu cuộn cảm đạt giá trị cực đại thì thấy giá trị cực đại đó bằng 100 V và điện áp hiệu dụng ởhai đầu tụ điện bằng 36 V Giá trị của U là
Đặt vào hai đầu mạch một điện áp xoay chiều U = 120 V, tần số f = 50 Hz Khi điều chỉnh L = LO thìđiện áp hai đầu cuộn cảm thuần đạt giá trị cực đại ULmax = 200 V Tính giá trị của C?
U
R + ZR
2 Lmax 2 2 2 2 2 C
π thì điện áp hai đầu cuộn cảm không thay đổi Khi L = L0 thì UL đạt cực đại Giátrị L0 bằng bao nhiêu?
4H3π
HD: Khi L = L1 hoặc L = L2 mà UL không đổi, đồng thời khi L = L0 mà UL đạt cực đại thì ta có hệ thứcliên hệ giữa các đại lượng là 0 1 2
Chọn B
Trang 6π thì điện áp hai đầu điện trở UR không thay đổi Khi L = L0 thì UR đạt cực đại Giá trị
4H3π
HD: Khi L = L1 hoặc L = L2 mà UR không đổi, thì dung kháng của mạch: ZC =
π thì điện áp hai đầu tụ điện UC không thay đổi Khi L = L0 thì UC đạt cực đại Giá trị
4H3π
HD: Khi L = L1 hoặc L = L2 mà UC không đổi, thì dung kháng của mạch: ZC =
1,6H
π C L =
0, 4H
π HD: Để URLmax thì:
2 2
C C L
C BÀI TOÁN 3 : MẠCH RLC CÓ ĐIỆN DUNG C THAY ĐỔI
1 Xác định C để điện áp hiệu dụng giũa hai đầu R đạt cực đại.
Trang 73 Xác định C để điện áp hiệu dụng giữa hai đầu C đạt cực đại.
L C 2
C C
U
Z - ZR
L 2
C C
UZR+ -1
Với y =
2 2
L 2
C C
ZR
2Z2(R + Z ) C
1
=Z
L
2 2 L
Z
R + Z Z
C =
2 2 L L
R + ZZ
Khi đóymin= = =
-2 2 2
2 2 L
Z - (R + Z )
R + Z =
2
2 2 L
2 2 L
= R + ZR
R
R + Z
Vây :UCmax=
2 2 L
R + ZZ
4 Lưu ý:
a Khi UC cực đại thì ta có UCmax2 = U +U +U2 2R 2L
b Khi UC cực đại thì điện áp hai đầu đoạn mạch RL vuông pha với điện áp u của hai đầu mạch
c Khi C = C1 hoặc C = C2 mà UC không đổi, đồng thời khi C = C0 mà UC đạt cực đại thì ta có hệ thứcliên hệ giữa các đại lượng là
1 2 o
U
R +Z
2 2 C
U
Z -2Z Z1+
R + Z =
Uy
Với y =
2
L L C
2 2 C
2 2
2 2
L L
4R
Z + Z +4R
Trang 82 2
L L
U Z + Z +4RU
=
2R4R
Z + Z +4R
2 2
L L
Z + Z +4RU
π , R = 30 Ω, điện dung C thayđổi được Mạch điện trên được mắc vào điện áp 220 V - 50 Hz Tìm giá trị của ZC để UL đạt cực đại?
A ZC = 100 Ω B ZC = 50 Ω C ZC = 20Ω D ZC = 200 Ω
HD: Để ULmax thì ZC = ZL = L.2πf 200( ) Chọn D
Bài 2: Cho đoạn mạch xoay chiều mắc nối tiếp gồm: điện trở thuần R = 50 Ω, cuộn cảm thuần có độ tự
cảm L, và tụ điện có điện dung C thay đổi được, mắc Hai đầu đoạn mạch mắc với nguồn xoay chiều có
u = 120 2cos100t V Điều chỉnh C =
-4
10F
π thì UL đạt giá trị cực đại Tìm giá trị ULmax khi đó?
π , R = 50 Ω và tụ điện có điệndung C thay đổi được Mạch điện trên được mắc vào mạng điện 220 V - 50 Hz Tìm giá trị của ZC để URđạt cực đại?
A ZC = 100 Ω B ZC = 50 Ω C ZC = 20Ω D ZC = 200 Ω
HD: Để URmax thì ZC = ZL = L2πf =100(Ω) Chọn A
Bài 4: Cho đoạn mạch RLC mắc nối tiếp, cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L=
1H
π ; điện trở R = 100 Ω;điện dung C thay đổi được Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều có U = 100 V và tần số f
HD: Để ULmax thì ZC =
2 2 L L
Bài 5: Cho đoan mạch điện xoay chiều RLC, cuôn dây thuần cảm có cảm kháng ZL = 60 Ω, điện trở
R = 20 Ω, tụ điện có điện dung C thay đổi được Đặt vào hai đầu mạch đoạn mạch một điện áp xoay chiều
có u = 120cos100πt (V) Điều chỉnh C để UC đạt cực đại Giá trị cực đại UC bằng bao nhiêu?
A UCmax=160V B UCmax=120V C UCmax=320V D UCmax=240V
HD: UCmax=
2 2 L
Bài 6: Cho mạch RLC mắc nối tiếp, biết R = 100 Ω, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L Đặt vào hai đầu
đoạn mạch điện áp xoay chiều u = 200cosωt V Điều chỉnh C để Z = 100 Ω, UL = 100 V khi đó điện áphiệu dụng giữa hai đầu tụ điện bằng
HD: Z = R =100 Ω, nên UC = UL = 100V Chọn B
Bài 7: Cho mạch điện xoay chiều AB gồm hai đoạn mạch AM và MB nối tiếp ( AM chứa tụ điện có điện
dung C thay đổi được, MB gồm R và L nối tiếp) Điện áp xoay chiều đặt vào hai đầu đoạn mạch có dạng
Trang 9u = 160cos100πt V Điều chỉnh C đến khi điện áp UAM đạt cực đại thì UMB = 120V Điện áp hiệu dụngtrên tụ điện cực đại có giá trị bằng
HD: Khi UC cực đại thì điện áp hai đầu đoạn mạch MB vuông pha với điện áp u của hai đầu mạch
Nên: UC =
2 2 2 2 MB
U +U = 120 +160 = 200V
Chọn B Bài 8: Đặt điện áp xoay chiều u =Ucos100πt V vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở thuần
R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L, và tụ điện có điện dung C thay đổi Điều chỉnh C để điện áp
Trang 8hiệu dụng ở hai đầu tụ điện đạt giá trị cực đại thì thấy giá trị cực đại đó bằng 100 V và điện áp hiệu dụng
ở hai đầu cuộn cảm thuần bằng 36 V Giá trị của U là
HD: U = U U = 36.100= 60VRL C L
Khi UC cực đại thì điện áp hai đầu URC vuông pha với điện áp u của hai đầu mạch
Nên: U= U2Cmax- U = 100 - 60 = 80V2RL 2 2 Chọn A
Bài 9: Cho đoạn mạch điện xoay chiều gồm R = 60, cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L và tụ điện có
điện dung C thay đổi được mắc nối tiếp Đặt vào hai đầu mạch một điện áp xoay chiều U = 120 V, tần số
f = 50 Hz Khi điều chỉnh C = CO thì điện áp hai đầu tụ điện đạt giá trị cực đại UCmax = 200 V Tính giá trịcủa L?
HD: UCmax=
2 2 L
U
R + ZR
2 Cmax 2 2 2 2 2 L
π và C =
- 4
10F3π thì điện áp hai đầu tụ điện không thay đổi Khi C = C0 thì UC đạtcực đại Giá trị C0 bằng bao nhiêu?
2.10
- 4 O
4.10
- 4 O
π và C =
- 4
10F3π thì điện áp hai đầu điện trở UR không thay đổi Khi C = C0thì UR đạt cực đại Giá trị C0 bằng bao nhiêu?
A CO =
- 4
10
F2π B CO =
- 4
2.10F
π C CO =
- 4
4.10F
π D CO =
- 4
4.10F3π
HD: Khi C = C1 hoặc C = C2 mà UR không đổi, thì cảm kháng của mạch: ZL =
C1 C2
Z + Z2
Bài 12: Cho đoạn mạch điện xoay chiều RLC, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung Cthay đổi được Khi C =
- 4
10F
π và C =
- 4
10F3π thì điện áp hai đầu cuộn cảm thuần UL không thay đổi Khi
C = C0 thì UL đạt cực đại Giá trị C0 bằng bao nhiêu?
A CO =
- 4
10
F2π B CO =
- 4
2.10F
π C CO =
- 4
4.10F
π D CO =
- 4
4.10F3π
Trang 10HD: Khi C = C1 hoặc C = C2 mà UL không đổi, thì cảm kháng của mạch: ZL =
C1 C2
Z + Z2
Bài 13: Mạch RLC mắc theo thứ tự, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L =
0,6H
π , R = 40 Ω, và tụ điện cóđiện dung C thay đổi được Mắc mạch điện trên vào mạng điện 220 V - 50 Hz Điều chỉnh C ở giá trị nàothì URCmax?
3
10F5π
C C =
3
10F3π
C C =
3
10F16π
π , R = 40 Ω, tụ điện có điệndung C thay đổi được Mắc mạch điện trên vào mạng điện 220 V - 50 Hz Điều chỉnh C để URCmax. Tínhgiá trị URCmax?
1 Xác định ω để điện áp hiệu dụng giũa hai đầu R đạt cực đại.
R +(ωL- )
Cω =
2 2
2 2
2 R-
LC L2
2 2
2LC - R C2
ωL = 2 2
22LC - R C =
2
C L R
-C 2
Trang 11C L R-
L C 2Trang 10
π Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều U khôngđổi, tần số góc ω thay đổi Phải điều chỉnh ω ở giá trị nào thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu điện trở Rđạt giá trị cực đại
A ω =100π (rad/s) B ω =50π (rad/s) C ω =200π (rad/s) D ω =120π (rad/s).
HD: Tần số góc ω thay đổi để URmax
2 π (F) Đoạn mạch được
mắc vào một điện áp xoay chiều có tần số f thay đổi Khi điện áp giữa hai đầu tụ điện đạt giá trị cực đại
Trang 12thì tần số f có giá trị là bao nhiêu?
-Bài 3: Cho đoạn mạch không phân nhánh RLC có R = 100 Ω, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L = 1,59 (H),
tụ điện có điện dung C = 31,8 (µF) Đặt vào hai đầu mạch điện một dòng điện xoay chiều có tần số f thayđổi được có điện áp hiệu dụng là 200 V Điều chỉnh tần số f để điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện đạt giátrị cực đại, thì giá trị cực đại đó bằng bao nhiêu?
f
f =
2 1 0 2
f
f =f
HD: Tần số f thay đổi để URmax thì:
2
0 2
1
f =4π LC (1)
Tần số f thay đổi để ULmax thì: f1 =
2
2πC L R
-C 2 (2) Tần số f thay đổi để UCmax thì: f2 =
2
1 L R
2πL C 2 (3) + Lấy (2) x (3) ta được: 1 2 2
-1
f f = 4π LC (4) + Từ (1) và (4) ta được: f = f f hay02 1 2
0 1
0 2
ff
=
f f Chọn A
Bài 5: Cho đoạn mạch không phân nhánh RLC có R = 100 Ω, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L = 1,59 (H),
tụ điện có điện dung C = 31,8 (µF) Đặt vào hai đầu mạch điện một dòng điện xoay chiều có tần số f thayđổi được có điện áp hiệu dụng là 200 V Khi điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây đạt giá trị cực đại thì tần
Bài 6: Cho đoạn mạch không phân nhánh RLC có R = 100 Ω, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L = 1,59 (H),
tụ điện có điện dung C = 31,8 (µF) Đặt vào hai đầu mạch điện một dòng điện xoay chiều có tần số f thayđổi được có điện áp hiệu dụng là 200 V Điều chỉnh tần số f để điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm thuầnđạt giá trị cực đại, thì giá trị cực đại đó bằng bao nhiêu?
Bài 7: Mạch R1L1C1 có tần số góc cộng hưởng là 1, mạch R2L2C2 có tần số góc cộng hưởng là 2 (1=
2=ωo) Nếu hai mạch mắc nối tiếp nhau thì tần số góc cộng hưởngω là:
Trang 13Bài 8: Hai mạch điện RLC không phân nhánh giống hệt nhau và đều có tần số cộng hưởng f Nếu mắc
nối tiếp 2 mạch đó lại với nhau thì tần số cộng hưởng của mạch mới bằng
HD: Tương tự bài 7: Chọn B
Bài 9: (Trích Đề thi TSĐH 2011): Đặt điện áp xoay chiều u = U0cos(ωt) (với U0 không đổi và ω thay đổiđược) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần R, cuộn càm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điệndung C mắc nối tiếp, với CR2 < 2L Khi ω = ω1 hoặc ω = ω2 thì điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ điện cócùng một giá trị Khi ω = ω0 thì điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ điện đạt cực đại Hệ thức liên hệ giữa
2 0
2L-CR2Lω =
C (2) + So sánh (1) và (2) được 2ω =(ω +ω )20 12 22 20 12 22
BẢNG PHÂN BIỆT GIỮA BÀI TOÁN CỘNG HƯỞNG VÀ BÀI TOÁN CỰC TRỊ.
+ Khi thay đổi C để UL hoặc UR đạt cực đại + Khi thay đổi C để (UC , UR-C) đạt cực đại
Trang 14+ Khi thay đổi L để UC hoặc UR đạt cực đại + Khi thay đổi L để (UL , UR-L) đạt cực đại.
+ Khi thay đổi fđể UR đạt cực đại + Khi thay f đổi để (UL, UC) đạt cực đại
IV KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI
+ Qua một thời gian khá dài( từ năm 2007 cho đến năm 2015 ), khi môn vật lý được chọn thi tốtnghiệp trung học phổ thông, Cao đẳng và Đại học dưới hình thức trắc nghiệm, thì những học sinh thuộccông thức để làm bài trắc nghiệm có kết quả rất khả quan cả về độ chính xác và thời gian phù hợp chomột câu trắc nghiệm
+ Bỡi vậy qua đề tài trên (thể hiện qua sự phân loại dạng bài toán) cá nhân tôi đã giúp học sinh phânbiệt dạng bài toán và nhớ công thức vận dụng để nhằm giải nhanh các bài toán trong thời kỳ hiện nay đó
là giải bằng phương pháp trắc nghiệm Với việc xác định nhanh dạng của bài toán là xem như đã thựchiện thành công 90% của công việc giải bài toán
C KIẾN NGHỊ VÀ ĐỀ XUẤT + Để nâng cao hiệu quả dạy và học không những đòi hỏi sự nỗ lực vươn lên không ngừng của mỗi
học sinh mà còn phải có sự nghiên cứu tìm tòi học hỏi của mỗi giáo viên giảng dạy
+ Phải có sự hợp tác toàn diện của các đồng nghiệp trong tổ chuyên môn Bởi vậy theo tôi, chúng tanên chú trọng đến các buổi họp tổ chuyên môn, nhóm chuyên môn để thảo luận đến các vấn đề đổi mới,các bài tập khó trong chương trình phổ thông hiện hành
D KẾT LUẬN
+ Qua thực tế giảng dạy theo đề tài, cho thấy việc các em học sinh lớp 12 sử dụng kiến thức trên đây
để giải các câu hỏi trắc nghiệm định lượng về điện áp và cực trị điện áp cho mạch điện xoay chiều gồmRLC mắc nối tiếp xuất hiện trong các đề thi tốt nghiệp và tuyển sinh Cao đẳng, Đại học môn vật lý chokết quả rất khả quan
Trang 13 + Tuy nhiên, vẫn còn một bộ phận học sinh cho rằng rất khó nhớ Để giải quyết vấn đề này tôi đã yêu cầu học sinh không cần phải học thuộc lòng các công thức này mà hãy tự giải nhiều bài tập tương tự đề
ôn luyện Trong quá trình giải nếu liên quan đến kiến thức nào thì cứ mở tài liệu ra xem phần đó, sau mộtthời gian sẽ tự khắc nhớ hết mà không cần sử dụng tài liệu nữa + Từ kết quả trên cho thấy việc phân loại các dạng toán cho học sinh theo từng bài, từng chương là rấtcần thiết, bên cạnh đó tạo cho học sinh có tính độc lập, suy luận, không trao đổi trong làm bài Đó cũng làbước đầu giúp học sinh tự lực làm bài trong các kì thi tốt nghiệp phổ thông, Cao đẳng và Đại học
+ Dù sao đi nữa tập tài liệu này cũng không tránh khỏi những thiếu sót Bản thân rất mong nhận đượcnhững nhận xét, góp ý của quí đồng nghiệp để xây dựng được một tập tài liệu hoàn hảo hơn Xin chânthành cảm ơn
E TÀI LIỆU THAM KHẢO
1 TRẮC NGHIỆM VẬT LÍ DÙNG CHO LUYỆN TẬP THI TỐT NGHIỆP THPT, VÀ TUYỂN SINHĐẠI HỌC, CAO ĐẲNG NĂM 2008 CỦA NHÀ XUẤT BẢN GIÁO DỤC
2 PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH CÁC BÀI TOÁN TRỌNG TÂM VẬT LÝ 12 CỦA THẠC SĨ MAITRỌNG Ý NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI 2007
3 PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÁC BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM VẬT LÍ 12 CỦA TIẾN SĨ TRẦN NGỌCNHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI 2006
4 HƯỚNG DẪN GIẢI ĐỀ THI TUYỂN SINH VÀO CÁC TRƯỜNG ĐẠI HỌC, CAO ĐẲNG MÔNVẬT LÍ CỦA NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC VÀ GIÁO DỤC CHUYÊN NGHIỆP 1989
5 GIỚI THIỆU ĐỀ THI TUYỂN SINH VÀO ĐẠI HỌC VÀ CAO ĐẲNG TOÀN QUỐC MÔN VẬT
LÍ CỦA NGUYỄN QUANG HẬU, NHÀ XUẤT BẢN HÀ NỘI 2005
6 SÁCH BÀI TẬP VẬT LÍ 12 CỦA LƯƠNG DUYÊN BÌNH – TÔ GIANG VÀ NGÔ QUỐCQUYNH NHÀ XUẤT BẢN GIÁO DỤC VIỆT NAM 2011
7 CÁC BÀI TOÁN VẬT LÝ CHỌN LỌC(PHẦN ĐIỆN XOAY CHIỀU)THPT- VŨ THANH KHIẾT- NXBGD 2003
8 200 BÀI TOÁN ĐIỆN XOAY CHIỀU – VŨ THANH KHIẾT-NXB TỔNG HỢP ĐỒNG NAI 2002
9 GIẢI TOÁN VẬT LÝ 12 TẬP 2(DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU) NXBGD 2004
10 CHUYÊN ĐỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU LUYỆN THI ĐẠI HỌC CỦA ĐẶNG VIỆT HÙNG
Trang 15F MỤC LỤC
A MỞ ĐẦU C KIẾN NGHỊ VÀ ĐỀ XUẤT
I Đặt vấn đề D KẾT LUẬN
II Đối tượng và phạm vi áp dụng E TÀI LIỆU THAM KHẢO
III phương pháp tiến hành
B NỘI DUNG
I Mục tiêu
II Mô tả giải pháp của đề tài
III Nội dung đề tài
IV Kết quả thực hiện đề tài
Trang
ĐIỆN ÁP VÀ CỰC TRỊ ĐIỆN ÁP
A BÀI TOÁN 1: MẠCH RLC CÓ R THAY ĐỔI
1 Xác định R để điện áp hiệu dụng giữa hai đầu R đạt cực đại.
(Z - Z )
= 0R
B BÀI TOÁN 2: MẠCH RLC CÓ L THAY ĐỔI
1 Xác định L để điện áp hiệu dụng giũa hai đầu R đạt cực đại.
Trang 16R + ZZ
4 Lưu ý:
a Khi UL cực đại thì ta có ULmax2 = U +U +U2 2R 2C
b Khi UL cực đại thì điện áp hai đầu đoạn mạch RC vuông pha với điện áp u của hai đầu mạch
c Khi L = L1 hoặc L = L2 mà UL không đổi, đồng thời khi L = L0 mà UL đạt cực đại thì ta có hệ thứcliên hệ giữa các đại lượng là 0 1 2
5 Xác định L để điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch RL đạt cực đại.
khi L biến thiên để (U RL ) max thì ta có
Z + Z +4R
Z =
2
C BÀI TOÁN 3 : MẠCH RLC CÓ ĐIỆN DUNG C THAY ĐỔI
1 Xác định C để điện áp hiệu dụng giũa hai đầu R đạt cực đại.
Trang 173 Xác định C để điện áp hiệu dụng giữa hai đầu C đạt cực đại.
Vây :UCmax=
2 2 L
R + ZZ
4 Lưu ý:
a Khi UC cực đại thì ta có UCmax2 = U +U +U2 2R 2L
b Khi UC cực đại thì điện áp hai đầu đoạn mạch RL vuông pha với điện áp u của hai đầu mạch
c Khi C = C1 hoặc C = C2 mà UC không đổi, đồng thời khi C = C0 mà UC đạt cực đại thì ta có hệ thứcliên hệ giữa các đại lượng là
1 2 o
Z + Z +4R
Z =
2
1 Xác định ω để điện áp hiệu dụng giũa hai đầu R đạt cực đại.