(SKKN mới NHẤT) NÂNG CAO kỹ NĂNG GIẢI bài tập điện XOAY CHIỀU BẰNG PHƯƠNG PHÁP GIẢN đồ FRE NEN

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA TRƯỜNG THPT QUẢNG XƯƠNG II - - SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM NÂNG CAO KỸ NĂNG GIẢI BÀI TẬP ĐIỆN XOAY CHIỀU BẰNG PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ FRE-NEN Người thực hiện: Lê Mạnh Tuấn Chức vụ: Giáo viên SKKN thuộc mơn: Vật lí download by : skknchat@gmail.com THANH HĨA NĂM 2017 MỤC LỤC I MỞ ĐẦU 1.1 Lí chọn đề tài 1.2 Mục đích nghiên cứu 1.3 Đối tượng nghiên cứu 1.4 Phương pháp nghiên cứu II NỘI DUNG CỦA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1 Cơ sở lí luận 2.1.1 Mục đích, ý nghĩa việc giải tập 2.1.2 Tác dụng tập Vật lí dạy học Vật lí 2.1.3 Phương pháp giải tập 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm 2.2.1 Đặc điểm tình hình nhà trường 2.2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm 2.3 Các giải pháp sử dụng để giải vấn đề 2.3.1 Cơ sở phương pháp dùng giản đồ Fre-nen để giải toán điện xoay chiều 2.3.2 Cách vẽ giản đồ vectơ 2.3.2.1 Giản đồ vectơ buộc (Quy tắc hình bình hành) 2.3.2.2 Giản đồ vectơ trượt (Quy tắc đa giác) 2.4 Một số tốn chứng minh tính hiệu phương pháp sử dụng giản đồ Fre-nen so với phương pháp đại số 2.5 Các dạng toán giải theo phương pháp giản đồ Fre-nen 2.5.1 Phương pháp sử dụng vectơ buộc 2.5.1 Phương pháp sử dụng vectơ trượt 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm III KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ download by : skknchat@gmail.com 1 1 2 2 2 3 4 1 6 3.1 Kết luận 3.2 Kiến nghị TÀI LIỆU THAM KHẢO 9 2 DANH MỤC CÁC ĐỀ TÀI SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐÃ ĐƯỢC HỘI ĐỒNG ĐÁNH GIÁ XẾP LOẠI CẤP PHÒNG GD&ĐT, CẤP SỞ GD&ĐT VÀ CÁC CẤP CAO HƠN XẾP LOẠI TỪ C TRỞ LÊN……………………………………………………………………… 22 download by : skknchat@gmail.com I MỞ ĐẦU 1.1 Lí chọn đề tài Bài tập Vật lí cơng cụ hữu ích, có ý nghĩa quan trọng việc học Vật lí trường phổ thơng Thơng qua việc giải tốt tập Vật lí em có kỹ so sánh, phân tích, tổng hợp…do góp phần to lớn việc phát triển tư học sinh Đặc biệt tập Vật lí giúp học sinh củng cố kiến thức có hệ thống vận dụng kiến thức học vào việc giải tình cụ thể, làm cho môn lôi cuốn, hấp dẫn em Tuy vậy, Vật lí mơn học khó sở tốn học Bài tập Vật lí đa dạng phong phú Trong phân phối chương trình số tiết tâp lại so với nhu cầu cần củng cố kiến thức cho học sinh Chính thế, người giáo viên phải làm để tìm phương pháp tốt nhằm tạo cho học sinh niềm say mê yêu thích mơn học Giúp học sinh việc phân loại dạng tập hướng dẫn cách giải cần thiết Việc làm có lợi cho học sinh thời gian ngắn nắm dạng tập, nắm phương pháp giải từ phát triển hướng tìm tịi lời giải cho dạng tương tự Chúng ta biết chương trình Vật lí lớp 12, tập điện xoay chiều phức tạp khó Việc nắm vững kiến thức, vận dụng kiến thức để giải tập định lượng chương học sinh thật không dễ dàng Qua năm đứng lớp nhận thấy học sinh thường lúng túng việc tìm cách giải dạng tập tốn Với mong muốn tìm phương pháp giải tốn trắc nghiệm cách nhanh chóng, đồng thời có khả trực quan hóa tư học sinh lôi nhiều học sinh tham gia vào trình giải tập, giúp số học sinh khơng u thích khơng giỏi mơn Vật lí cảm thấy đơn giản việc giải tập trắc nghiệm Vật lí, tơi chọn đề tài “Nâng cao kỹ giải tập điện xoay chiều phương pháp giản đồ Fre-nen” 1.2 Mục đích nghiên cứu Chuyên đề nhằm giúp học sinh khắc sâu kiến thức lí thuyết, có hệ thống tập phương pháp giải chúng, giúp em nắm cách giải từ chủ động vận dụng phương pháp làm tập Từ hoc sinh có thêm kỹ cách giải tập Vật lí, giúp em học sinh nhanh chóng giải tốn trắc nghiệm tập điện xoay chiều phong phú đa dạng 1.3 Đối tượng nghiên cứu Phương pháp giải tập Vật lí nói chung phương pháp dùng giản đồ Fre-nen để giải số tập điện xoay chiều, chương trình Vật lí 12 bản; Áp dụng với học sinh lớp học 12C1; 12C2; 12C3 năm học 2016-2017 1.4 Phương pháp nghiên cứu download by : skknchat@gmail.com Nghiên cứu lí luận phương pháp giải tập vật lí Áp dụng giải tập điện xoay chiều, dưa phương pháp giải tập điện xoay chiều cách vận dụng giản đồ vectơ Lựa chọn tập minh họa chương trình, phù hợp phát huy ưu điểm phương pháp Thực nghiệm sư phạm lớp học phù hợp II NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1 Cơ sở lí luận 2.1.1 Mục đích, ý nghĩa việc giải tập [6] Quá trình giải tập Vật lí nói chung tập điện xoay chiều nói riêng q trình tìm hiểu điều kiện tốn, xem xét tượng Vật lí đề cập, dựa vào kiến thức Vật lí để tìm chưa biết sở biết Thông qua hoạt động giải tập, học sinh khơng củng cố lý thuyết tìm lời giải cách xác, mà cịn hướng cho học sinh cách suy nghĩ, lập luận để hiểu rõ chất vấn đề, có nhìn đắn khoa học Vì thế, mục đích đặt giải tập điện xoay chiều làm cho học sinh hiểu sâu sắc quy luật Vật lí, biết phân tích ứng dụng chúng vào vấn đề thực tiễn, vào tính tốn kĩ thuật cuối phát triển lực tư duy, lực tư giải vấn đề Muốn giải tập điện xoay chiều, học sinh phải biết vận dụng thao tác tư duy, so sánh, phân tích, tổng hợp, khái quát hóa…để xác định chất vấn đề cần giải Vì vậy, việc giải thành thạo tập điện xoay chiều phương tiện kiểm tra kiến thức, kĩ học sinh 2.1.2 Tác dụng tập Vật lí dạy học Vật lí [6] Trong giai đoạn xây dựng kiến thức, học sinh nắm chung, khái quát khái niệm, định luật trừu tượng Trong tập điện xoay chiều, học sinh phải vận dụng kiến thức khái quát, trừu tượng vào trường hợp cụ thể đa dạng, nhờ mà học sinh nắm biểu cụ thể chúng thực tế Bài tập Vật lí phương tiện củng cố, ôn tập kiến thức sinh động Khi giải tập, học sinh phải nhớ lại kiến thức học, có phải sử dụng tổng hợp kiến thức thuộc nhiều chương, nhiều phần chương trình 2.1.3 Phương pháp giải tập [8] Đối với học sinh phổ thông, vấn đề giải tập gặp khơng khó khăn học sinh thường không nắm vững lý thuyết kĩ vận dụng kiến thức Vật lí Vì em giải cách mị mẫm, khơng có định hướng rõ ràng, áp dụng cơng thức máy móc nhiều khơng giải Có nhiều nguyên nhân: - Học sinh chưa có phương pháp khoa học để giải tập Vật lí - Chưa xác định mục đích việc giải tập xem xét, phân tích tượng Vật lí để đến chất Vật lí Việc rèn luyện cho học sinh biết cách giải tập cách khoa học, đảm bảo đến kết cách xác việc cần thiết Nó khơng download by : skknchat@gmail.com giúp học sinh nắm vững kiến thức mà rèn luyện kĩ suy luận logic, làm việc cách khoa học, có kế hoạch Bài tập điện xoay chiều đa dạng phức tạp, phương pháp giải phong phú Vì khơng thể phương pháp cụ thể mà áp dụng để giải tất tập Từ phân tích nêu trên, vạch dàn chung gồm bước sau: * Tìm hiểu đầu bài, tóm tắt kiện - Đọc kĩ đề bài, tìm hiểu ý nghĩa thuật ngữ quan trọng, xác định đâu ẩn số, đâu kiện - Dùng kí hiệu tóm tắt đề cho gì? Hỏi gì? Dùng hình vẽ mơ tả lại tình huống, minh họa cần * Phân tích tượng - Nhận biết liệu cho đề có liên quan đến kiến thức nào, khái niệm nào, tượng nào, quy tắc Vật lí - Xác định giai đoạn diễn biến tượng nêu đề bài, giai đoạn bị chi phối đặc tính nào, định luật Có học sinh hiểu rõ chất tượng, tránh áp dụng máy móc cơng thức * Xây dựng lập luận Thực chất bước tìm quan hệ ẩn số phải tìm với kiện cho Đối chiếu kiện cho phải tìm liên hệ với nào, qua công thức, định luật để xác lập mối liên hệ Thành lập phương trình cần với ý có ẩn số có nhiêu phương trình * Lựa chọn cách giải cho phù hợp Xuất phát từ kiện cho đầu lựa chọn cách sử dụng giản đồ vectơ buộc hay vectơ trượt cho toán * Kiểm tra, xác nhận kết biện luận - Từ mối liên hệ bản, lập luận giải để tìm kết - Phân tích kết cuối để loại bỏ kết không phù hợp với điều kiện đầu tập Việc biện luận cách để kiểm tra đắn trình lập luận 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm 2.2.1 Đặc điểm tình hình nhà trường Trường THPT Quảng Xương II thành lập từ tháng năm 1967, đến nhà trường trải qua 50 năm rèn luyện trưởng thành Nhà trường đóng địa bàn xã Quảng Ngọc, Quảng Xương, Thanh Hóa Vùng tuyển sinh nhà trường vùng đồng bằng, với học sinh chủ yếu em nơng Trường có đội ngũ giáo viên vững vàng tay nghề, nhiệt tình, tâm huyết với công tác giáo dục giảng dạy, em học sinh đa phần ngoan, chịu khó, với khả tư mức 2.2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm download by : skknchat@gmail.com Theo phân phối chương trình Vật lí lớp 12 tập điện xoay chiều phức tạp khó, số tiết tập lại so với nhu cầu cần nắm kiến thức cho học sinh Qua năm đứng lớp nhận thấy học sinh thường lúng túng việc tìm cách giải dạng tập tốn Và yêu cầu đổi đánh giá học sinh phương pháp trắc nghiệm khách quan học sinh nắm dạng phương pháp giải giúp em nhanh chóng trả Trong việc giải tập dòng điện xoay chiều, đa số học sinh thường dùng phương pháp đại số phương pháp giản đồ vectơ học sinh thường dùng ngại vẽ hình, ngại tư Khi đọc đề xong, em thường muốn có cơng thức đại số cho dạng số bấm máy Điều thiếu sót lớn người dạy người học Vật lí Điều đáng tiếc phương pháp giản đồ vectơ dùng giải toán điện xoay chiều hay ngắn gọn đặc biệt toán liên quan đến độ lệch pha Có nhiều tốn giải phương pháp đại số dài dòng phức tạp giải phương pháp giản đồ vectơ tỏ hiệu ngắn gọn, trực quan Việc khai thác hiệu phương pháp góp phần nâng cao hiệu việc nắm kiến thức khả vận dụng để đạt kết cao kỳ thi 2.3 Các sáng giải pháp sử dụng để giải vấn đề 2.3.1 Cơ sở phương pháp dùng giản đồ Fre-nen để giải toán điện xoay chiều [2] + Mỗi đại lượng xoay chiều đặt vectơ có độ dài tỉ lệ với giá trị hiệu dụng đại lượng đó; + Vectơ vẽ mặt phẳng pha, có gốc chiều dương pha để tính góc pha; + Góc hai vectơ độ lệch pha hai đại lượng đó; + Phép cộng đại số đại lượng xoay chiều thay phép tổng hợp vectơ tương ứng; + Chọn gốc pha vectơ cường độ dòng điện cho mạch mắc nối tiếp; + Các thông tin đại lượng xoay chiều hoàn toàn xác định từ kết tính tốn giản đồ vectơ 2.3.2 Cách vẽ giản đồ vectơ [1] R C L B - Xét mạch R, L, C mắc nối tiếp A M N hình bên Đặt vào hai đầu đoạn mạch AB điện áp xoay chiều Tại thời điểm giá trị tức thời dòng điện nhau: iR = iL = iC = i Nếu cường độ dòng điện có biểu thức biểu thức điện áp hai điểm AM, MN NB là: download by : skknchat@gmail.com Do điện áp hai đầu A,B: Các đại lượng biến thiên điều hòa tần số nên chúng biểu diễn vectơ Frexnel: ; ; ; (Trong độ lớn vectơ biểu thị điện áp hiệu dụng nó) - Việc so sánh pha dao động điện áp hai đầu phần tử với dịng điện chạy qua so sánh pha dao động chúng với dịng điện chạy mạch Do trục pha giản đồ Fre-nen ta chọn trục dòng điện thường nằm ngang Các vectơ biểu diễn điện áp hai đầu phần tử hai đầu mạch điện biểu diễn trục pha thông qua quan hệ pha  với cường độ dịng điện UL 2.3.2.1 Giản đồ vectơ buộc (Quy tắc hình bình hành) a Cách vẽ giản đồ vectơ gốc O [1] -Chọn trục tọa độ nằm ngang trục dòng điện, điểm O làm gốc   UR I -Ta vẽ vectơ theo nguyên tắc: + uR pha với i phương chiều với trục : + uL nhanh pha so với i góc với trục hướng lên  UC   U L vuông  U AB U C + uC chậm pha so với i vng góc với trục hướng xuống Cộng hai vectơ phương ngược chiều O trước, sau cộng tiếp với theo quy tắc hình bình hành + Chú ý đến số hệ thức tam giác vuông  UR A c b C h b/ a download by : skknchat@gmail.com c/ B  I Các bước giải toán + Chọn trục gốc trục dòng điện, sử dụng điều kiện pha i u đoạn mạch Dựa vào giản đồ vectơ xác định được: + Khi vẽ giản đồ vectơ cần lưu ý đến tỉ lệ độ dài vectơ với giá trị độ lớn theo đề độ lệch pha chúng Dựa vào định lý hàm số sin, cosin, Pitago, tính chất tam giác để xác định đại lượng theo yêu cầu toán + Sau vẽ giản đồ vectơ cần xác định xem góc α khơng đổi để tính tanα, sau xét tam giác có cạnh biểu diễn giá trị cần tìm, có góc khơng đổi đối diện với cạnh khơng đổi, dùng định lý sin để tính biện luận  UL  U LC  U  UR O  UC  UL  I O  U LC Đầu tiên vẽ vectơ với    U LC = U L +U C  U  UC b Một số trường hợp thường gặp [1] + Trường hợp 1: UL > UC   UR I  > 0, u sớm pha i , tiếp đến ta vectơ  UL cuối hình sau:  U   UR   U L - UC  I  UC download by : skknchat@gmail.com Nối gốc Khi cần biểu diễn  UL Khi cần biểu diễn  UL  U RL U   UC   U L - UC   UR I  UC  UL     U LC = U L +UC  UC + Trường hợp riêng  U RL  U RL  UR  U   U RC  < 0, u trễ pha so với i + Trường hợp 2: UL < UC ( hay i sớm pha u )  UL  U     U L - U C  UR I  I   U L - UC  UR  I  U   UL - UC  U RC  UL   UR  U   download by : skknchat@gmail.com U RC  I   UL - UC Nhận xét: + Các điện áp phần tử biểu diễn vectơ mà độ lớn vectơ tỷ lệ với điện áp hiệu dụng + Độ lệch pha điện áp góc hợp vectơ tương ứng biểu diễn chúng + Độ lệch pha điện áp cường độ dịng điện góc hợp vectơ biểu diễn với trục i + Việc giải toán nhằm xác định độ lớn cạnh góc tam giác dựa vào định lý hàm số sin, hàm số cosin cơng thức tốn học   M U r  N UR UL + Nếu cuộn dây không cảm (trên đoạn MN có L r) ta vẽ L trước sau: L- lên, r- ngang, R- ngang  U AB C xuống vẽ r trước nha sau: r- ngang, L- lên, R- ngang C xuống UC B  I A + Trong toán học tam giác giải biết trước yếu tố ( cạnh góc; góc cạnh; ba cạnh) yếu tố ( ba góc ba cạnh) Để làm điều ta sử dụng định lý sin hàm số cosin A c b C Ví dụ: Xét tổng véc tơ: Từ điểm vectơ (gốc vectơ gốc ta vẽ nối tiếp vectơ trùng với vẽ nối tiếp vectơ B a  UR  UL ) Từ Vectơ tổng có gốc có ngọn vectơ cuối  U  UC Chú ý: Khi giải toán ta phải dựa vào điều kiện toán để xác định sử dụng phương pháp để giải toán nhanh Thông thường download by : skknchat@gmail.com 10 nên sử dụng phương pháp vectơ trượt phương pháp đơn giản hiệu giải nhanh không tốn thời gian b Một số trường hợp thường gặp [1] + Trường hợp 1: UL > UC  > 0, u sớm pha i Đầu tiên vẽ vectơ tiếp đến ta vectơ U L   U cuối hình sau:  Z U C    U R U L -U C   I    U L  ZC    ZL - ZC R  I U U RL UR  U RC U L -U C   UR I  I  UC  < 0: u trễ pha so với i + Trường hợp 2: UL < UC ( hay i sớm pha u ) Đầu tiên vẽ vectơ , tiếp đến với vectơ  ta UR cuối U RL   UL - U C    U UL  Nối gốc hình sau:  I  UC UL   U L -U C     U UC    ZL với  U RC  U RL  Nối gốc  UR  UR  UL   UL - U C    U UC I   U - U U UL download by : skknchat@gmail.com L  I C  U RC 11 L,r R A B C  UC Nm M + Trường hợp đặc biệt - Cuộn cảm có điện trở r Vẽ theo quy tắc từ   U L U   U UC U d     U Rd , đến , đến UR   U d UL  U    U - U   d   UR Ur I   U RC U C d Ur , đến L  L- UC  I Chú ý: Thực khơng thể có giản đồ chuẩn cho tất toán điện xoay chiều giản đồ vẽ giản đồ thường dùng Việc sử dụng giản đồ vectơ hợp lí cịn phụ thuộc vào kinh nghiệm người Dưới số tập có sử dụng giản đồ vectơ làm ví dụ 2.4 Một số tốn chứng minh tính hiệu phương pháp sử dụng giản đồ Fre-nen so với phương pháp đại số Bài 1: Cho mạch điện hình vẽ Giá trị phần tử mạch Điện áp hai đầu đoạn mạch Điện áp hiệu dụng hai điểm A, N điện áp tức thời hai điểm MN lệch pha so với điện áp tức thời hai điểm AB giá trị Xác định Viết biểu thức dòng điện mạch [1] Cách 1: Phương pháp đại số A R L,r M download by : skknchat@gmail.com C N B C 12 + Tính: + Vì điện áp tức thời hai điểm MN lệch pha so với điện áp tức thời hai điểm AB nên: + Cường độ hiệu dụng: + Theo định luật Ôm: + Độ lệch pha uAB so với dòng điện: + Vậy, biểu thức dòng điện: Cách 2: Phương pháp vectơ trượt + Vẽ giản đồ vectơ + Do tâm AO NB NM AB Vậy nên M trực + Vì Do đó, AO đường trung tuyến Vì Suy M trọng tâm + Vậy, M vừa trọng tâm vừa trực tâm , đều, tức là: + Tính được: download by : skknchat@gmail.com 13 + Cường độ hiệu dụng: + Từ giản đồ tính được: + Từ giản đồ nhận thấy, sớm pha + Vậy, biểu thức dòng điện: Nhận xét + Cách 1: Bài toán giải phức tạp phải giải hệ phương trình Nếu độ lệch pha uMN so với uAB khơng có phương trình học sinh không xác định giá trị ẩn số Đối với học sinh có học lực trung bình việc tính tốn hết khó khăn em + Cách 2: Học sinh vẽ giản đồ vectơ tìm yêu cầu đề cách dễ dàng cách tối ưu để học sinh lựa chọn Bài 2: Cho mạch điện hình Điện trở , vôn kế V1 đo điện áp hai đầu đoạn mạch AM, vơn kế V2 điện áp hai đầu đoạn mạch MB ( điện trở vôn kế lớn) Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp dịng điện chạy mạch có giá trị hiệu dụng Điện áp tức thời hai đầu vôn kế lệch pha , cịn số vơn kế V Xác định L, C, r số vôn kế Cách 1: Phương pháp đại số A [3] C R M Ta có: download by : skknchat@gmail.com L,r N B 14 (1) Giải hệ phương trình (1) + Số V1: Cách 2: Phương pháp vectơ buộc + Vẽ giản đồ vectơ hình + Sử dụng định lí hàm số cosin cho tam giác thường: + + Số Vôn kế V1:  UC  UL  U MB    UC Ur    U  UR  U AN download by : skknchat@gmail.com  I 15 Nhận xét + Cách 1: Bài tốn giải phức tạp phải giải hệ phương trình Đối với học sinh có học lực trung bình việc tính tốn hết khó khăn em + Cách 2: Học sinh vẽ giản đồ vectơ tìm u cầu đề cách dễ dàng cách tối ưu để học sinh lựa chọn 2.5 Một số toán giải theo phương pháp giản đồ Fre-nen 2.5.1 Phương pháp sử dụng vectơ buộc Bài 1: Cho mạch điện hình vẽ Điện áp đặt vào hai đầu đoạn mạch , UMN = UNB = 70 V, UAM = 170 V Cuộn dây có điện trở r hoạt động Tính độ lệch pha điện áp hai đầu đoạn mạch so với cường độ dịng điện.[3] L,r C R Phân tích A B M N + Đoạn mạch theo thứ tự cuộn dây ( L,r) nối tiếp với tụ điện (C) nối tiếp điện trở (R) + Cuộn dây có điện trở r hoạt động độ lệch pha điện áp hai đầu cuộn dây với dòng điện qua mạch khác + Đề cho UMN = UNB, UAM  U cd + Tính Hướng dẫn Ta có uAB = uR + uC + ucd O Từ giản đồ vectơ ta có φ cd φ  AB  UC UR φ RC  U RC Lại có: Mặc khác ta thấy  cân UAB nên download by : skknchat@gmail.com  U AB I 16 Độ lệch pha điện áp hai đầu đoạn mạch so với cường độ dòng điện Bài 2: Mạch điện xoay chiều gồm điện trở R, tụ điện C cuộn dây L cảm mắc nối tiếp Điện áp hiệu dụng UAB = 15 V, UAM = 20 V, UMB = 25 V Tính L R C hệ số cơng suất mạch?[4] B Phân tích A M + Đoạn mạch theo thứ tự điện trở (R) nối tiếp với tụ điện (C) nối tiếp cuộn dây (L)  + Cuộn dây khơng có điện trở r hoạt động U MB độ lệch pha điện áp hai đầu cuộn dây với  U AB dòng điện qua mạch + Đề cho UAB, UAM, UMB + Tính Hướng dẫn Dựng giản đồ vectơ hình vẽ O   U AM + Ta có : Từ giản đồ vectơ ta thấy:  I  U MB + Mà : Từ giản đồ vectơ ta tính hệ số cơng suất Bài 3: Một đoạn mạch xoay chiều gồm tụ điện nối tiếp với cuộn dây Biết điện áp hai đầu cuộn dây lệch pha so với điện áp tụ điện, cịn điện áp hai đầu đoạn mạch có giá trị hiệu dụng 100 V chậm pha cường độ dịng điện Tìm điện áp tụ điện cuộn dây.[5] Phân tích + Đoạn mạch theo thứ tự tụ điện (C) nối tiếp cuộn dây (L) + Điện áp hai đầu cuộn dây lệch pha so với điện áp tụ điện cuộn dây có điện trở r hoạt động + Đề cho U=100V điện áp hai đầu đoạn mạch O chậm pha cường độ dòng điện Hướng dẫn  Ud  UR   UL  Ud download by : skknchat@gmail.com  2 I  U 17 Dựng giản đồ vectơ hình vẽ Ta thấy : có Mặt khác có 2.5.2 Phương pháp sử dụng vectơ trượt Bài Đoạn mạch xoay chiều gồm điện trở , mắc nối tiếp với cuộn dây Điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây 120 V Dòng điện mạch lệch pha so với điện áp hai đầu đoạn mạch lệch pha so với điện L,r R áp hai đầu cuộn dây Tìm cường độ dịng điện hiệu A B dụng qua mạch?[1] M Phân tích + Giản đồ đoạn mạch gồm điện trở (R) nối tiếp với cuộn dây (Lr) + Chọn trục dòng điện làm trục pha + Theo dòng điện mạch lệch pha so với điện áp hai đầu cuộn dây so với điện áp lệch pha + Vậy ta có giản đồ vectơ sau biểu diễn phương trình: Từ giản đồ hình 1, ta vẽ vectơ phụ nối A với B M với B ta hình Từ giản đồ hình 2, ta suy I Hướng dẫn AMB cân M Do UR= MB= 120V A B B  UL  U L   M Ur H UR Hình  I A     M UR UrH I Hình Bài Đặt điện áp vào hai đầu đoạn mạch AB gồm hai R L C đoạn mạch AM MB mắc nối tiếp Đoạn mạch AM B M gồm cuộn cảm L mắc nối tiếp với điện trở A download by : skknchat@gmail.com 18 R, đoạn MB có tụ điện C Biết điện áp hai đầu đoạn mạch AM điện áp hai đầu đoạn mạch MB có giá trị hiệu dụng lệch pha Tính điện áp hai đầu đoạn mạch AM.[7] Phân tích + Đoạn mạch theo thứ tự cuộn dây (L) nối tiếp điện trở (R) nối tiếp với tụ điện (C) + Biểu diễn vectơ , , giản đồ Từ giản đồ hình ta vẽ vectơ phụ nối A với B M với B ta hình Từ giản đồ hình 2, ta suy UAM Hướng dẫn Từ hình vẽ ta thấy Theo đề ta có UAM = UC Mặc khác: lệch pha góc Do tam giác Từ ta có UAM = U = 200 V  UR M  UL A B Hình  UR  I  UC M   U L U AM A  U 200V 2  I  UC B Hình Bài Trong thực hành học sinh muốn quạt điện loại 180 V120 W hoạt động bình thường điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 220 V, nên phải mắc nối tiếp quạt với biến trở Ban đầu học sinh để biến trở có giá trị 80 thấy cường độ dịng điện hiệu dụng mạch 0,7 A công suất thiêu thụ quạt điện đạt 90% Khi muốn quạt hoạt động bình thường phải điều chỉnh biến trở nào? [1] Phân tích + Đoạn mạch quạt điện (động điện) biến trở (R) nối tiếp hình vẽ: A ĐC download by : skknchat@gmail.com M R B 19 + Biểu diễn vectơ , , giản đồ Từ giản đồ ta tìm cos tìm I, UR2 R2 So sánh R2 R1 đưa kết Hướng dẫn + Khi R = R1 = 80 quạt điện hoạt động định mức ta có: ; = I1R1 = 0,7.80 = 56 V + Vẽ giản đồ vectơ: Từ  U AB cos = 0,9223 + Khi R = R2 quạt điện hoạt động bình thường ta có: AB  q  U MB  I UR ; = I2R2 = 0,7228 R2 R2 59 Vậy để quạt hoạt động bình thường phải giảm điện trở lượng R1 – R2 80 – 59 = 21 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm Sau hướng dẫn chi tiết cho học sinh cách sử dụng giản đồ véc-tơ vào giải số tốn điện xoay chiều điển hình, tơi tiến hành kiểm tra đánh giá mức độ nhận thức học sinh số kiểm tra Dưới bảng số liệu tổng hợp điểm ba lớp 12C1, 12C2 12C3 năm học 2016-2017 Học sinh sử dụng phương pháp đại số Lớp (SS) Điểm Điểm yếu Điểm TB Điểm Điểm giỏi 12C1 (44) 17 18 Tỉ lệ % 2,3 8,6 40,9 18,2 12C2 (45) 24 10 Tỉ lệ % 4,4 13,3 53,3 22,2 6,7 12C3 (43) 10 23 Tỉ lệ % 9,3 23,3 53,5 14,0 Học sinh sử dụng phương pháp giản đồ Fre-nen Lớp Điểm Điểm yếu Điểm TB Điểm Điểm giỏi 12C1 (44) 0 22 14 download by : skknchat@gmail.com 20 Tỉ lệ % 0 18,2 50,0 31,8 12C2 (45) 16 20 Tỉ lệ % 4,4 35,6 44,4 15,6 12C3 (43) 26 12 Tỉ lệ % 9,3 60,5 27,9 2,3 Bảng số liệu cho thấy kết hoạt động nhận thức học sinh sử dụng phương pháp giản đồ véc-tơ tốt, đảm bảo mục tiêu, yêu cầu chuyên đề III KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ 3.1 Kết luận Thơng việc phân tích kết việc ứng dụng sáng kiến kinh nghiệm“Nâng cao kỹ giải tập điện xoay chiều phương pháp giản đồ Fre-nen”, số năm, đặc biệt phạm vi rộng 2016-2017 tự nhận thấy: - Phương pháp giản đồ Fre-nen dùng giải tập điện xoay chiều hay ngắn gọn đặc biệt toán liên quan đến nhiều điện áp hiệu dụng đến nhiều độ lệch pha Có nhiều tốn giải phương pháp đại số dài dòng phức tạp giải phương pháp giản đồ Fre-nen tỏ hiệu - Đối với giáo viên, sáng kiến kinh nghiệm tài liệu có giá trị cơng tác giảng dạy chương III “Dịng điện xoay chiều” góp phần làm phong phú thêm cách giải tập dòng điện xoay chiều - Việc vận dụng phương pháp giúp giáo viên, học sinh chủ động nghiên cứu, phát huy khả tư sáng tạo học, qua hiểu sâu hơn, có hứng thú môn học Từ kết nghiên cứu, thân rút học kinh nghiệm sau: - Đối với giáo viên phải không ngừng tìm tịi phương pháp có hiệu cao, áp dụng đối tượng học sinh, nhằm phát triển tư cho học sinh đồng thời nâng cao kỹ hứng thú môn học - Đối với học sinh để nâng cao kỹ giải tập cần có phương pháp phù hợp cách lựa chọn phương pháp cho đem lại hiệu cao Trong hạn hẹp thời gian chuyên môn, cố gắng trình bày lại điều góp nhặt, tích lũy trình giảng dạy Dù cố gắng tơi tự nhận thấy đề tài cịn nhiều hạn chế cần đầu tư hoàn thiện thời gian tới Tôi mong hội đồng khoa học nhà trường xem xét, góp ý để tơi hồn chỉnh đề tài 3.2 Kiến nghị download by : skknchat@gmail.com 21 Nhằm giúp đỡ giáo viên nâng cao kinh nghiệm, tay nghề việc dạy học, giúp em học sinh biết cách tư lơgíc, phân tích, tổng hợp, xử lí thơng tin Theo tơi, hàng năm phịng trung học phổ thông thuộc Sở giáo dục đào tạo cần lựa chọn cung cấp cho trường phổ thông số sáng kiến, viết có chất lượng, có khả vận dụng cao để triển khai nhà trường Đây hội để sáng kiến phát huy tính khả thi theo tên gọi Tơi xin chân thành cảm ơn! XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ Thanh Hóa, ngày 25 tháng 05 năm 2017 Tôi xin cam đoan là SKKN của mình viết, không chép nội dung của người khác Người viết Lê Mạnh Tuấn TÀI LIỆU THAM KHẢO Chu Văn Biên (2016), Bí luyện thi THPT Quốc gia mơn Vật lí theo chủ đề, NXB Đại học quốc gia, Hà Nội Lương Duyên Bình (2015), Sách giáo khoa Vật lý 12 CB, NXB Giáo dục, Hà Nội Hà Văn Chính – Trần Nguyên Tường (2007), Các dạng tập mạch điện xoay chiều không phân nhánh, NXB Đại học sư phạm, Hà Nội Bùi Quang Hân (1997), Giải tốn Vật lý 12 dịng điện xoay chiều sóng điện từ, NXB Giáo dục, Hà Nội Trần Ngọc (2011), Phân loại phương pháp giải dạng tập Vật lý 12, NXB Đại học quốc gia, Hà Nội Nguyễn Đức Thâm - Nguyễn Ngọc Hưng (1999), Tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh dạy học Vật lý trường phổ thông, NXB Đại học quốc gia, Hà Nội Nguyễn Anh Thi (2005), Phương pháp giải toán mạch điện xoay chiều, NXB Giáo dục, Hà Nội download by : skknchat@gmail.com 22 Phạm Hữu Tòng (1999), Vận dụng phương pháp nhận thức khoa học dạy học Vật lý, NXB Giáo dục, Hà Nội DANH MỤC CÁC ĐỀ TÀI SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐÃ ĐƯỢC HỘI ĐỒNG ĐÁNH GIÁ XẾP LOẠI CẤP PHÒNG GD&ĐT, CẤP SỞ GD&ĐT VÀ CÁC CẤP CAO HƠN XẾP LOẠI TỪ C TRỞ LÊN Họ tên tác giả: Lê Mạnh Tuấn Chức vụ đơn vị công tác: Giáo viên trường THPT Quảng Xương II TT Tên đề tài Cấp Kết đánh giá đánh giá xếp loại xếp loại Soạn thảo tiến trình hướng dẫn học sinh xây dựng kiến thức dạy bài: Sở “Khái niệm từ thông Hiện tượng GD&ĐT cảm ứng điện từ” Soạn thảo tiến trình hướng dẫn học Sở sinh xây dựng kiến thức dạy bài: GD&ĐT “Hiện tượng cảm ứng điện từ Năm học đánh giá xếp loại C 2003-2004 C 2004-2005 download by : skknchat@gmail.com 23 trường hợp đơn giản” Soạn thảo tiến trình hướng dẫn học Sở sinh xây dựng kiến thức số GD&ĐT chương từ trường lớp 11 C 2005-2006 Phát huy tính hiệu việc Sở tìm tần suất vật dao động điều GD&ĐT hòa phương pháp vẽ đường C 2012-2013 Phát triển lực vận dụng kiến thức học sinh THPT qua hệ Sở thống tập nhiệt động lực học – GD&ĐT Vật lí lớp 10 C 2014-2015 download by : skknchat@gmail.com ... cao kỹ giải tập điện xoay chiều phương pháp giản đồ Fre- nen? ??, số năm, đặc biệt phạm vi rộng 2016-2017 tự nhận thấy: - Phương pháp giản đồ Fre- nen dùng giải tập điện xoay chiều hay ngắn gọn đặc... 2016-2017 1.4 Phương pháp nghiên cứu download by : skknchat@gmail.com Nghiên cứu lí luận phương pháp giải tập vật lí Áp dụng giải tập điện xoay chiều, dưa phương pháp giải tập điện xoay chiều cách... đề tài ? ?Nâng cao kỹ giải tập điện xoay chiều phương pháp giản đồ Fre- nen? ?? 1.2 Mục đích nghiên cứu Chuyên đề nhằm giúp học sinh khắc sâu kiến thức lí thuyết, có hệ thống tập phương pháp giải chúng,