(SKKN mới NHẤT) SKKN phương pháp giản đồ véctơ vòng tròn

Trang MỞ ĐẦU 1.1 Lý chọn đề tài 1.2 Mục đích nghiên cứu 1.3 Đối tượng nghiên cứu 1.4 Phương pháp nghiên cứu 1.5 Điểm SKKN 2 2 NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1 Cơ sở lý luận sáng kiến kinh nghiệm 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm 2.3 Các sáng kiến kinh nghiệm, giải pháp sử dụng để giải vấn đề 2.3a Cở sở lý thuyết 2.3b Bài tập vận dụng 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm hoạt động giáo dục, với thân, đồng nghiệp nhà trường KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4 12 3.1 Kết luận 13 3.2 Kiến nghị 13 Tài liệu tham khảo 15 download by : skknchat@gmail.com 1 MỞ ĐẦU 1.1 Lý chọn đề tài Chúng ta biết Singapore quốc đảo có nguồn tài ngun thiên nhiên ỏi, kinh tế xếp hàng đầu với bình quân thu nhập đầu người đứng thứ giới xếp hạng trung tâm tài thứ toàn cầu Điều khiến quốc gia nghèo tài ngun có nhiều thứ hạng yếu tố người, trí tuệ, phát triển kinh tế dựa trí thức Nguồn gốc thành công định hướng, đầu tư đắn cho giáo dục từ sở vật chất đến tài sản trí tuệ Việt nam ngày hội nhập sâu rộng quốc tế Giáo dục lĩnh vực Đảng nhà nước xác định mục tiêu hàng đầu cho phát triển lâu dài bền vững đất nước Xuất phát từ địi hỏi cơng giáo dục diễn cách nhanh chóng đồng Việc cải cách giáo dục phải đồng từ quản lí, đầu tư sở vật chất đặc biệt người trực tiếp giảng dạy phải có phẩm chất đạo đức trí tuệ để làm thay đổi chất lượng giáo dục Nhận thức điều đó, tơi giáo viên trực tiếp giảng dạy môn " Vật Lý " bậc THPT qua nhiều năm tự nghiên cứu tài liệu, học hỏi hệ thầy giáo trước tơi tích lũy kiến thức cho thân xin chung tay góp sức ngành giáo dục đáp ứng nhu cầu xã hội thời đại công nghệ 4.0 bùng nổ công nghệ thông tin Trong năm gần học sinh thi thường gặp phải toán " Mạch xoay chiều RLC nối tiếp" mà điện trở R đứng riêng cụm cuộn cảm với tụ điện đứng riêng cụm Khi R, L, C, thay đổi có hai giá trị dịng điện liên quan đến hai giá trị U R ULC Gặp toán học sinh thường giải phương pháp đại số, phương pháp giản đồ véctơ chung gốc giản độ véctơ trượt Với thời gian thi ngắn ngủi thấy học sinh sử dụng phương pháp thời gian, làm ảnh hưởng đến thời gian làm khác Để giúp em rút ngắn thời gian làm dạng chọn đề tài "Phương pháp giản đồ véctơ vịng trịn" Trong khn khổ sáng kiến kinh nghiệm tơi đề cập đến số toán thuộc chương trình vật lý 12 giúp em có phương pháp giải khoa học, xác ngắn gọn 1.2 Mục đích nghiên cứu - Giúp học sinh chủ động đưa phương pháp giải nhanh gặp toán - Rèn luyện kỹ vận dụng lý thuyết vào tập định tính định lượng 1.3 Đối tượng nghiên cứu - Học sinh học lớp 12 ôn thi THPT QG 1.4 Phương pháp nghiên cứu - Dựa vào cơng trình nghiên cứu tâm lí lứa tuổi nhà khoa học - Dựa vào lý luận dạy học chung cho cấp download by : skknchat@gmail.com - Dựa vào lý luận dạy học vật lý đường nhận thức " Đi từ dễ đến khó, từ đơn giản đến phức tạp" - Nghiên cứu chương trình sách giáo khoa vật lý 12 ban KHTN, tài liệu Chu Văn Biên, đề thi ĐH&CĐ năm trước đề thi THPTQG năm gần - Cho học sinh kiểm tra, chấm, trả nhận xét học sinh - Tính phần trăm điểm qua kiểm tra trước sau sử dụng đề tài 1.5 Những điểm SKKN - Khoa học cao, rút ngắn thời gian làm cách tối ưu NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1 Cơ sở lý luận sáng kiến kinh nghiệm Để giúp em học tốt hơn, giáo viên cần tạo cho học sinh hứng thú học tập, cần giúp em làm tập rèn luyện tư môn học Cần cho học sinh thấy nhu cầu nhận thức quan trọng, người muốn phát triển cần phải có tri thức cần phải học hỏi Đối với mơn vật lý giáo viên cần biết định hướng, giúp đỡ đối tượng học sinh, quan trọng phải tạo tình giúp em nâng cao lực tư 2.2 Thực trạng vấn đề Thực tế giảng dạy, ôn thi THPTQG cho học sinh khối 12, ngơi trường có nhiều thành tích, có bề dày nề nếp thành tích học tập Khi gặp dạng tốn em thường xử lý sau: Bài tốn ví dụ Đặt điện áp u = 180 cos (V), ( với không đổi) vào hai đầu đoạn mạch AB ( hình vẽ), R điện trở thuần, tụ điện có điện dung C, cuộn cảm có độ tự cảm L thay đổi Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch MB có độ lớn góc lệch pha cường độ dòng điện so với điện áp u L = L U ,còn L = L2 tương ứng Biết Giá trị U A A 135V C R B 180V L M B C 90V Học sinh thường lập luận giải sau: Ta có : Dựng giản đồ véctơ trượt ( Giải sử i trễ pha u) - Khi L = L1 UMB = U - Khi L = L2 U'MB = U Theo ta có : D 60V A download by : skknchat@gmail.com B M lấy sin cos hai vế B Từ giản đồ véctơ Mặt khác : A M Giải phương trình ta được: U = 60V Chọn D Như dùng phương pháp véctơ trượt ta phải dựng hai giản đồ ứng với hai trường hợp, đồng thời đòi hỏi phải tinh tế lượng giác khơng khơng nhìn quan hệ khơng thể giải Theo tơi cách dài dòng 2.3.Các sáng kiến kinh nghiệm, giải pháp sử dụng để giải vấn đề 2.3a Cơ sở lý thuyết R A B Đoạn mạch xoay chiều có điện trở Nếu đặt vào hai đầu đoạn mạch điệp áp xoay chiều có dạng : u = U0cos (V) thì: - Biểu thức dịng điện mạch : i = I0cos , tức i u đồng pha - Định luật ôm cho đoạn mạch : Trong , , ( I, U giá trị hiệu dụng, I0 U0 giá trị cực đại hay giá trị biên độ) - Quan hệ i u biểu diễn giản đồ véctơ quay O A Đoạn mạch xoay chiều có cuộn cảm Nếu đặt vào hai đầu đoạn mạch điệp áp xoay chiều có dạng : u = U0cos (V) thì: - Biểu thức dịng điện mạch : i = I0cos điện áp góc L B , tức i trễ pha (rad) hay u sớm pha i góc (rad) nói i u vng pha với - Định luật ơm: , ZL = ( gọi cảm kháng - Quan hệ i u biểu diễn giản đồ véctơ quay download by : skknchat@gmail.com O A Đoạn mạch xoay chiều có tụ điện Nếu đặt vào hai đầu đoạn mạch điệp áp xoay chiều có dạng : u = U0cos (V) thì: - Biểu thức dịng điện mạch : i = I0cos điện áp góc (rad) hay u trễ pha i góc B C , tức i sớm pha (rad) nói i u vng pha với - Định luật ơm: , ZC = ( gọi dung kháng - Quan hệ i u biểu diễn giản đồ véctơ quay O R A Đoạn mạch xoay chiều RLC không phân nhánh M Nếu đặt vào hai đầu đoạn mạch điệp áp xoay chiều có dạng : u = U0cos (V) thì: - Biểu thức dòng điện mạch: i = I0cos C L N ,trong B , gọi tổng trở đoạn mạch, độ lệch pha u i xác định Nếu u sớm pha i Nếu u trễ pha i Nếu u đồng pha với i - Biểu thức điện áp hai đầu AM : có điện trỏ nên i uAM đồng pha) , U0R = I0R download by : skknchat@gmail.com ,( đoạn AM - Biểu thức điện áp hai đầu MN: ,( đoạn MN có L nên uMN sớm pha i góc (rad), U0L = I0ZL - Biểu thức điện áp hai đầu MN: ,( đoạn NB có tụ C nên uNB trễ pha i góc (rad), U0C = I0ZC Cơng cụ toán học thường sử dụng - Định lý hàm số sin tam giác: c a - Định lý hàm số cos : b Phương pháp véctơ vòng tròn A Cho mạch điện : L R C M B = M mà đồng pha với ( ) vuông pha với ( ) - Vẽ vòng tròn, chọn làm đường kính B - Nếu sớm pha ta vẽ nửa vòng tròn.A - Nếu trễ pha ta vẽ nửa vịng trịn - Biểu diễn vịng trịn M Ví dụ: Nếu tốn cho L = L1 dịng điện mạch I1, sớm pha điện áp Hai đầu đoạn mạch góc Nếu L = L2 dịng điện mạch I2, trễ pha điện áp hai đầu đoạn mạch góc Thì ta có giản đồ sau: Sau có giản đồ, tùy theo điều kiện toán cho ta giải toán hình học phẳng M1 A download by : skknchat@gmail.com B M2 2.3b Bài tập vận dụng Ví dụ 1: Đặt điện áp xoay chiều 220 V- 50 Hz vào hai đầu đoạn mạch RLC nối tiếp, cuộn dây cảm có độ tự cảm L thay đổi Có hai giá trị L L L2 làm cho U1R = 0,8U2R Biết hai dòng điện i1 i2 lệch pha 500 Tính U1R A 146V B 172V C 216V D 136V R A Cách giải: Ta có: Dựng giản đồ véctơ vịng trịn cho hai trường hợp Áp dụng: - Định lý hàm số cosin cho AM1M2 (1) - Định lý hàm số sin UAB = 2R Từ (2) M1M2 = UAB.sin Thế (3) vào (1) ta (2) M L C B M1 A B (3) M2 (4) Thay UAB = 220V, vào Phương trình (4) ta ( 220.sin 500)2 Chọn đáp án B Ví dụ 2: download by : skknchat@gmail.com Đặt điện áp xoay chiều 150V- 50Hz vào hai đầu đoạn mạch RLC nối tiếp ( L cảm) C thay đổi Có hai giá trị C C1 C2 làm cho U2L = 6U1L Biết hai dòng điện i1 i2 lệch pha 1140 Tính U1R A 24,66V B 21,17V C 25,56V D 136,25V Cách giải: C R M L A B Theo đề cho có C thay đổi, cịn L R khơng thay đổi U1L = 6U2L I2 = 6I1 U2R = 6U1R Ta có: Dựng giản đồ véctơ vòng tròn cho hai trường hợp Áp dụng - Định lý hàm số cosin cho AM1M2 A (1) - Định lý hàm số sin UAB = 2R Từ (2) M1M2 = UAB.sin Thế (3) vào (1) ta M1 B (2) M2 (3) (4) vào Phương trình (4) Thay UAB = 150V, ta ( 150.sin 1140)2 Chọn đáp án B Ví dụ 3: Đặt điện áp u = 180 cos (V), ( với không đổi) vào hai đầu đoạn mạch AB ( hình vẽ), R điện trở thuần, tụ điện có điện dung C, cuộn cảm có độ tự cảm L thay đổi Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch MB có độ lớn góc lệch pha cường độ dòng điện so với điện áp u L = L U ,còn L = L2 tương ứng Biết Giá trị U A 135V B 180V C 90V D 60V A C R Cách giải: Ta có: Dựng giản đồ véctơ vòng tròn cho hai trường hợp ta dễ dàng nhận : nên tứ giác AM1BM2 hình chữ nhật M1M2 = AB = 180A M L,r M1 download by : skknchat@gmail.com B B M2 - Khi L = L1 UMB = U - Khi L = L2 UMB = Từ giản đồ ta có: Chọn đáp án D Ví dụ 4: Đặt điện áp u = 180 cos (V), ( với khơng đổi) vào hai đầu đoạn mạch AB ( hình vẽ), R điện trở thuần, tụ điện có điện dung C thay đổi được, cuộn cảm có độ tự cảm L Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch MB có độ lớn góc lệch pha cường độ dòng điện so với điện áp u C= C x , C = C2 tương ứng x+36 Biết Giá trị U A 135V B 36V C.108V D.144V Cách giải: C L,r R A B Ta có: M Dựng giản đồ véctơ vòng tròn cho hai trường hợp ta dễ dàng nhận : nên tứ giác AM1BM2 hình chữ nhật nên M1 tứ giác AM1BM2 hình chữ nhật M1M2 = AB = 180 - Khi C= C1 UMB = x - Khi C = C2 UMB = x + 36 Từ giản đồ ta có: A B Chọn đáp án C M2 Ví dụ 5: Đặt điện áp u= U0cos (V),( với không đổi) vào hai đầu đoạn mạch AB (hình vẽ) Biết R = 60 , tụ điện có dung kháng ZC thay đổi cuộn cảm L Khi ZC =ZC1 dịng điện mạch có giá trị hiệu dụng 1A sớm pha u góc ( A trễ pha u A 35 , ZC = ZC2 dịng điện mạch có giá trị hiệu dụng Biết B -35 Tính ( ZC1 - ZC2) C 125 D.-125 download by : skknchat@gmail.com Cách giải: A Ta có: Dựng giản đồ véctơ vịng trịn cho hai trường hợp ta dễ dàng nhận : nên tứ giác AM1BM2 hình chữ nhật - Khi ZC =ZC1 dòng điện sớm hiệu điện hai đầu đoạn mạch UMB = I1(ZC1 - ZL) = ZC1 - ZL A - Khi ZC = ZC2 dòng điện C R M L,r B M1 B trễ pha hiệu điện hai đầu đoạn mạch UMB = I2(ZL - ZC2) = M2 (ZL - ZC2) Vì AM1BM2 hình chữ nhật nên : AM1 = M2B M1B = AM2 Chọn đáp án C Ví dụ 6: Một cuộn dây có điện trở R cảm kháng Z L nối tiếp với tụ điện có điện dung ZC, mạch xoay chiều có điện áp u = U 0cos (V) dịng điện mạch sớm pha điện áp u công suất mạch tiêu thụ 30W Nếu tần số góc tăng lên ba lần dịng điện mạch chậm pha u góc cơng suất tiêu thụ 270W Chọn phương án A ZL - ZC =2R B ZL - ZC = -2R C ZL - ZC =3R D ZL - ZC = -3R Cách giải: - Khi - Khi Ta có: Dựng giản đồ véctơ vòng tròn cho hai trường hợp M1 Mặt khác: - Khi sớm pha A download by : skknchat@gmail.com B M2 10 - Khi trễ pha Vì AM1BM2 hình chữ nhật Trong I2 = 3I1 Chọn Phương án D Ví dụ 7: Đặt điện áp u= U0cos (V),( với không đổi) vào hai đầu đoạn mạch AB (hình vẽ) Biết R = 60 , tụ điện có dung kháng ZC thay đổi cuộn cảm L Khi ZC1 =ZC2 dòng điện mạch có giá trị hiệu dụng I sớm pha u góc ( , ZC = ZC2 dịng điện mạch có giá trị hiệu dụng I1 sớm pha u Biết Tính ( ZC1 - ZC2) A 35 B -35 C 125 D.-125 Vid ụ Đặt điện áp u= U0cos (V),( với U0 không đổi) vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộn dây không cảm mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C( thay đổi được) Khi C = C1 u trễ pha dòng điện mạch ( ) điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây U Khi C = 4C1 dịng điện mạch trễ pha u điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây 3U1 Tỉ số cảm kháng dung kháng C = C1 A 0,325 B 0,675 C 0,415 D.0,75 Ví dụ Đặt điện áp u= U0cos (V),( với U0 không đổi) vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộn dây không cảm mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C( thay đổi được) Khi C = C0 u trễ pha dòng điện mạch ( ) điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây 45V Khi C = 4C dịng điện mạch trễ pha u điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây 135V Giá trị U0 gần giá trị sau đây: A 130V B 64V C 95V D 75V download by : skknchat@gmail.com 11 Ví dụ 10 Đặt điện áp u= U0cos (V),( với U0 không đổi) vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộn dây không cảm mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C( thay đổi được) Khi C = C0 u trễ pha dịng điện mạch ( ) điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây 45V Khi C = 3C dịng điện mạch trễ pha u điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây 135V Giá trị U0 gần giá trị sau A 130V B 64V C 95V D 75V Các ví dụ 7,8,9,10 làm tương tự: Ví dụ 7: Chọn A Ví dụ 8: Chọn A Ví dụ 9: Chọn A Ví dụ 10: Chọn C 2.4.Hiệu sáng kiến kinh nghiệm hoạt động giáo dục, với thân, đồng nghiệp nhà trường Trong trình áp dụng đề tài vào trình giảng dạy, tơi thấy kết số học sinh giải nhanh dạng tập tăng lên rõ rệt, nhiều em trở nên đam mê môn vật lý phát triển tốt tư toán học vào vật lý so với trước vận dụng đề tài Năm học 2014 - 2015 dạy lớp 12A5 12A8, lớp áp dụng lớp không áp dụng, kết thu sau: Lớp Sĩ số Áp dụng 12A5 Không áp dụng 12A8 44 44 Yếu Số Tỷ lệ HS % 0 0 Trung bình Số Tỷ lệ HS % 9,09 Khá Số Tỷ lệ HS % 25 56,81 25 15 56,81 34,1 Giỏi Số Tỷ lệ HS % 15 34,1 9,09 Năm học 2016 - 2017 dạy lớp 12A3 12A4, lớp áp dụng lớp không áp dụng, kết thu sau: Lớp Sĩ số Áp dụng 12A3 44 Yếu Số Tỷ lệ HS % 0 Trung bình Số Tỷ lệ HS % 4,54 Khá Số Tỷ lệ HS % 26 59,09 download by : skknchat@gmail.com Giỏi Số Tỷ lệ HS % 16 36,37 12 Không áp dụng 12A4 44 0 27 61,36 14 31,81 6,83 Qua kết tổng hợp cho thấy sau áp dụng đề tài vào công tác giảng dạy giáo viên việc học học sinh nâng chất lượng giáo dục đại trà đặc biệt em có lực đạt điểm 10 kỳ thi THPTQG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 3.1 Kết luận Trong đề tài với khả có hạn, thời gian khơng cho phép nên tơi đề cập vấn đề mà làm với ví dụ cụ thể chưa phong phú chưa đa dạng Nhưng qua năm giảng dạy trường THPT cho thấy giới thiệu với học sinh phương pháp dạng tập em có lịng tự tin hơn, lựa chọn xác phương pháp cho dạng tốn nêu Vì mà năm gần lớp 12 mà phụ trách giảng dạy đạt kết đáng kể, xây dựng lòng tin yêu học sinh phụ huynh Tuy nhiên kinh nghiệm thân, chắn nhiều thiếu sót mong đồng nghiệp, đặc biệt đồng mơn góp ý chân thành để đề tài hoàn hảo 3.2 Kiến nghị Xuất phát từ sở lý luận, thực tiễn, mục đích dạy học thành công hạn chế thực đề tài, để góp phần vào việc giảng dạy mơn đạt kết tốt, tơi có kiến nghị sau: Về phía sở: Đối với tổ chuyên môn cần tăng cường hoạt động trao đổi, thảo luận nội dung chuyên môn buổi sinh hoạt tổ, cần chuẩn bị đưa nội dung khó để thảo luận, bàn phương pháp giải trước truyền đạt vấn đề cho học sinh Về phía lãnh đạo cấp trên: Cần tạo điều kiện cho giáo viên có hội giao lưu, học hỏi rút kinh nghiệm qua hội thảo chuyên đề Tôi xin chân thành cảm ơn! XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ Thọ xuân, ngày 17 tháng 05 năm 2018 Tôi xin cam đoan SKKN viết, khơng chép nội dung người khác Người viết download by : skknchat@gmail.com 13 Đỗ Viết Nam TÀI LIỆU THAM KHẢO Sách giáo khoa vật lý 12 ban KHTN - Nhà xuất giáo dục 2015 Đề thi ĐH - CĐ , đề thi THPT QG năm gần Bí ơn luyện thi Đại học mơn Vật lí điện xoay chiều tác giả Chu Văn Biên download by : skknchat@gmail.com 14 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: Đỗ Viết Nam download by : skknchat@gmail.com 15 Chức vụ đơn vị cơng tác: Giáo viên giảng dạy Vật lí - CN, Trường THPT Lê Lợi TT Tên đề tài SKKN Cấp đánh giá Kết Năm học xếp loại đánh giá xếp đánh giá xếp (Phòng, Sở, loại (A, B, loại Tỉnh ) C) Giúp học sinh giải tốn xác định tiêu cự thấu kính, thấu kính cố định cịn vật Sở GD&ĐT B 2012 - 2013 dịch chuyển dọc theo trục ngược lại SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ TRƯỜNG THPT LÊ LỢI download by : skknchat@gmail.com 16 SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM PHƯƠNG PHÁP VÉCTƠ ĐƯỜNG TRÒN Người thực hiện: Đỗ Viết Nam Chức vụ: Giáo viên Đơn vị công tác: Trường THPT Lê Lợi SKKN thuộc lĩnh vực (mơn): Vật lí THANH HỐ NĂM 2018 download by : skknchat@gmail.com 17 ... Gặp toán học sinh thường giải phương pháp đại số, phương pháp giản đồ véctơ chung gốc giản độ véctơ trượt Với thời gian thi ngắn ngủi thấy học sinh sử dụng phương pháp thời gian, làm ảnh hưởng... gian làm dạng chọn đề tài "Phương pháp giản đồ véctơ vịng trịn" Trong khn khổ sáng kiến kinh nghiệm đề cập đến số tốn thuộc chương trình vật lý 12 giúp em có phương pháp giải khoa học, xác ngắn... : Dựng giản đồ véctơ trượt ( Giải sử i trễ pha u) - Khi L = L1 UMB = U - Khi L = L2 U'MB = U Theo ta có : D 60V A download by : skknchat@gmail.com B M lấy sin cos hai vế B Từ giản đồ véctơ Mặt