(SKKN 2022) sử dụng kỹ thuật thay thế dòng điện bằng số phức có cùng acgumen vào các bài toán điện xoay chiều trong đề thi tốt nghiệp trung học phổ thông

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ TRƯỜNG THPT TRIỆU SƠN SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM SỬ DỤNG KỸ THUẬT THAY THẾ DỊNG ĐIỆN BẰNG SỐ PHỨC CĨ CÙNG ACGUMEN VÀO CÁC BÀI TOÁN ĐIỆN XOAY CHIỀU TRONG ĐỀ THI TỐT NGHIỆP TRUNG HỌC PHỔ THÔNG Người thực hiện: Nguyễn Viết Thắng Chức vụ: Tổ phó chun mơn SKKN thuộc lĩnh vực (mơn): Vật Lí THANH HĨA NĂM 2022 MỤC LỤC MỞ ĐẦU……………………… ……………………… ………….Trang 1.1 Lí chọn đề tài………………………………………………… 1.2 Mục đích nhiệm vụ nghiên cứu đề tài 1.3 Đối tượng nghiên cứu 1.4 Phương pháp nghiên cứu .2 NỘI DUNG 2.1 Cơ sở lí luận đề tài 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm .4 2.3 Giải pháp thực .6 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm 18 KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ 19 3.1 Kết luận 19 3.2 Kiến nghị 19 CÁC KÍ HIỆU, VIẾT TẮT TRONG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Số thư tự Tên đầy đủ Đại học, Cao đẳng Bộ giáo dục đào tạo Trung học phổ thông Trắc nghiệm khách quan Khoa học tự nhiên Sách giáo khoa Học sinh giỏi Sáng kiến kinh nghiệm Kí hiệu, viết tắt ĐH, CĐ Bộ GD&ĐT THPT TNKQ KHTN SGK HSG SKKN MỞ ĐẦU 1.1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Vật Lý trường THPT mơn khoa học thực nghiệm, nhiên khơng tách riêng độc lập với môn học khác, mà đặc biệt Toán Học Như ta biết khái niệm đạo hàm, tích phân, giới hạn, phương trình vi phân vv, xuất phát từ nhu cầu nghiên cứu Vật Lý Có thể nói khơng rằng, Toán học khoa học dùng để phản ánh mô tả quy luật khách quan, mà phần lớn số khoa học Vật Lý Điện xoay chiều phần quan trọng Vật Lý 12, có mặt tất đề thi tốt nghiệp THPT với số lượng câu hỏi lớn (khoảng câu) chiếm 20% tổng số câu hỏi đề thi tốt nghiệp Các toán điện xoay chiều tác giả sáng tạo phong phú đa dạng, dùng phương pháp giản đồ véc tơ phương pháp đại số nhiều trường hợp khác ta dùng cách biểu diễn số phức để giải cách hiệu toán Trong điện xoay chiều, đại lượng Vật Lý điện áp, cường độ dòng điện đại lượng dao động điều hoà (tức mô tả hàm dạng sin cosin), cịn số phức viết theo hai kiểu: a +bi (dạng đại số) r  (dạng lượng giác) Vì vậy, hồn tồn biểu diễn đại lượng u, i, tổng trở Z cách biểu diễn phức áp dụng máy tính cầm tay để giải nhanh gọn toán Trong thực tiễn nay, đề thi Vật Lý đề thi trắc nghiệm, mức độ đề thi ngày khó, u cầu tính tốn câu trắc nghiệm dài qua nhiều phép tính Hơn nữa, năm lại xuất thêm vài dạng tập lạ, mới, khó, theo ý kiến kiến chủ quan tơi, người đề có dụng ý trước, thí sinh phải làm qua, phải làm theo ý tác giả nhanh chóng có kết Ngược lại, nản lịng chí bế tắc số bước tính dài Hiện nay, máy tính cầm tay cài đặt tính để gần thực tất phép tốn, loại tập số liệu cho trước cách tường minh vận dụng cách biểu diễn phức để tính tốn máy tính cầm tay mang lại lợi ích bất ngờ Trong năm gần đây, cụ thể năm 2020, kỳ thi THPT Quốc Gia đổi tên thành “Kỳ thi tốt nghiệp trung học phổ thông” với ý nghĩa chủ yếu để xét tốt nghiệp THPT, đồng thời câu cuối đề thi có mức độ phân hóa cao để trường ĐH – CĐ tuyển sinh Vì vậy, bố cục đề thi Vật Lý, với 32 câu đầu tiên, câu thuộc mức độ nhận biết, thông hiểu, câu mức độ vận dụng, câu cuối (từ câu 37 đến câu 40) thuộc vận dụng cao Trong đề thi này, tác giả khai thác triệt để kiến thức sách giáo khoa, tảng đó, xây dựng tốn mới, dạng tập mang tính sáng tạo cao, học sinh gần chưa gặp bao giờ, mà giải khơng dễ ràng Đây câu giúp phân hoá tốt học sinh, đảm bảo đầu vào chất lượng trường đại học tốp đầu Trong xu đó, phần điện xoay chiều lớp 12 – THPT không tỏ cạnh chút nào, với số lượng câu hỏi lớn ( 08 câu), người đề hồn tồn câu hỏi có chất lượng, yêu cầu đến kiến thức nhiều chương, nhiều phần trương trình phổ thơng có kiến thức phần dao động điều hồ Với tốn điện xoay chiều, chứa số liệu tường minh biên độ chúng có dạng nhân với số sử dụng cách biểu diễn phức để tính tốn máy tính cầm tay tỏ có hiệu quả, đáp ứng yêu cầu thời gian trả lời câu trắc nghiệm đề thi tốt nghiệp vào cỡ khoảng 1,25 phút (40 câu-50 phút) Đặc biệt, với toán yêu cầu tính hệ số cơng suất đoạn mạch X tính độ lệch pha u X so với i ta cần quan tâm đến  x , phần modun Zx không cần quan tâm Bản thân tôi, giáo viên công tác nhiều năm, nhiều năm liên tục đứng lớp mũi nhọn, nhiên gặp câu hỏi dạng lần đề thi tham khảo Bộ-2021 gặp khơng bỡ ngỡ khó khăn, phải nhiều thời gian giải được, đem giảng cho học sinh em hiểu được, số em hiểu mức độ chưa rõ ràng nên gặp câu tương tự đề thi khơng làm Tơi tham khảo nhiều lời giải tác giả mạng, tất tính theo phương pháp đại số dài dòng phức tạp Xuất phát từ thực tiễn nêu trên, thấy nghiên cứu tìm phương pháp giảng dạy giúp em học tốt dạng tập phần cần thiết cấp bách Vì lí trên, tơi chọn đề tài nghiên cứu “Sử dụng kỹ thuật thay dịng điện số phức có Acgumen vào toán điện xoay chiều đề thi tốt nghiệp trung học phổ thơng” 1.2 MỤC ĐÍCH VÀ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI a Mục đích nghiên cứu Nhận diện, phân loại dạng tập điện xoay chiều vận dụng hiệu phương pháp số phức với máy tính cầm tay, đặc biệt nhận diện loại tập sử dụng kỹ thuật thay dòng điện số phức có Acgumen Nêu lên số hạn chế, khuyết điểm thường gặp phải giải toán dạng này, xác hóa kiến thức nêu kinh nghiệm khắc phục sai sót, kinh nghiệm giải nhanh b Nhiệm vụ nghiên cứu Nghiên cứu lý thuyết số phức, cách biểu diễn số phức máy tính cầm tay, vận dụng vào biểu diễn đại lượng Vật Lý nào? Vận dụng lý thuyết kinh nghiệm có được, đưa phương pháp giải ngắn gọn, đơn giản, để có nhìn trực quan, cụ thể giúp học sinh dễ hiểu, dễ nhớ, vận dụng tốt vào trường hợp cụ thể xuất đề thi tốt nghiệp THPT 1.3 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU Trong giới hạn đề tài, đưa phần lý thuyết số phức, mạch điện R, L, C không phân nhánh, cách sử dụng máy tính cầm tay, vận dụng vào số dạng tập xuất đề thi tốt nghiệp THPT thuộc chương trình Đề tài có nhiệm vụ tìm cách giải mới, đơn giản, dễ hiểu tốn điện xoay chiều áp dụng phương pháp số phức, đặc biệt áp dụng kỹ thuật thay dịng điện số phức có Acgumen Đối tượng áp dụng: Tất học sinh dự thi tốt nghiệp THPT, dự thi KHTN 1.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU a Nghiên cứu lý thuyết Đọc, tìm hiểu nghiên cứu tài liệu có liên quan đến chương “Dịng điện xoay chiều”, mạch điện xoay chiều R, L, C khơng phân nhánh, tìm hiểu chức máy tính cầm tay, tìm hiểu số phức, cách biểu diễn đại lượng Vật Lý dạng phức máy tính cầm tay Tìm hướng giải mới, ngắn gọn dễ hiểu việc sử dụng MTCT, đặc biệt kỹ thuật thay dòng điện số phức có Acgumen b Nghiên cứu thực tiễn Dự số tiết tập, ơn tập thuộc chương “Dịng điện xoay chiều” đồng nghiệp lớp 12B3 12B4 để nắm rõ tình hình thực tế Tham khảo, chia sẻ cách giải đồng nghiệp tổ dạng tập nói trên, cách giải đồng nghiệp, thực tế học sinh lớp giải gặp loại tập Chọn lớp dạy bình thường theo SGK lớp dạy theo phương pháp mới, cách làm từ kinh nghiệm đúc rút So sánh đối chiếu kết dạy rút học kinh nghiệm NỘI DUNG 2.1 CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI Phần xác định đại lượng mạch điện R, L, C không phân nhánh thuộc chương III chương trình Vật Lý 12 Phần tập có kiến thức liên quan thuộc “Các mạch điện xoay chiều” “Mạch có R, L, C mắc nối tiếp” Nội dung kiến thức phần: Dòng điện xoay chiều có liên quan, trình bày tóm tắt sau 2.1.1 QUAN HỆ GIỮA DÒNG ĐIỆN VÀ ĐIỆN ÁP TRONG ĐOẠN MẠCH XOAY CHIỀU CHỈ CÓ R, L VÀ CHỈ CÓ C + Đoạn mạch xoay chiều có R U  I  R   i  I 2.cos  t   u  U 2.cos  t   + Đoạn mạch xoay chiều có L U  I  ZL    i  I 2.cos  t  ; với ZL = L    u  U 2.cos  t   2   + Đoạn mạch xoay chiều có C U  I  ZC    i  I 2.cos  t  ; với ZC = C   u  U 2.cos  t   2   [1] 2.1.2 QUAN HỆ GIỮA DÒNG ĐIỆN VÀ ĐIỆN ÁP TRONG ĐOẠN MẠCH CÓ R, L, C MẮC NỐI TIẾP + Với đoạn mạch R, L, C mắc nối tiếp: - Tổng trở: Z = R   Z L  Z C  U U - Cường độ hiệu dụng: I = Z  2 R   Z L  ZC  - Độ lệch pha điện áp cường độ dòng điện: tan  = với  = pha(u) – pha(i) Z L  ZC , R [1] 2.2 THỰC TRẠNG VẤN ĐỀ TRƯỚC KHI ÁP DỤNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Thực tiễn, đề kiểm tra 15 phút lớp 12 mà giảng dạy, lớp 12 B1 lớp 12B2 hai lớp có trình độ nhận thức tương đương Nội dung đề thi kết đạt sau ĐỀ KIỂM TRA 15 PHÚT Câu Một đoạn mạch xoay chiều AB nối tiếp gồm có điện trở R = 50  , cuộn cảm có cảm kháng 100  tụ điện có dung kháng 50  Biết điện áp hai đầu đoạn mạch AB u = 200cos(100 t   12 )V Viết biểu thức dòng điện qua mạch     A i = 2.cos 100 t   A 12   B i = 2.cos 100 t   A 12      C i = 2.sin 100 t   A 12       D i = 2.cos 100 t   A 6  ĐA: A Câu Một mạch điện xoay chiều mắc nối tiếp gồm điện trở R = 15  , cuộn cảm có cảm kháng 25  tụ điện có dung kháng 10  Nếu dịng điện qua mạch có biểu thức i = 2 cos(100 t   )A biểu thức điện áp hai đầu đoạn mạch   B u  60.cos 100 t  V    A u  60 2.cos 100 t  V  2    D u  60.cos 100 t  V 2     C u  60.cos 100 t  V  6 ĐA: D Câu Một đoạn mạch gồm cuộn dây có điện trở 100  , độ tự cảm 1/  (H) nối tiếp với tụ điện có điện dung 50/  (  F) Biểu thức điện áp tức thời cuộn dây ucd = 100 cos(100 t   12 )V Viết biểu thức điện áp hai đầu đoạn mạch   A u  100 cos 100 t   V 3    C u  100 cos 100 t  V 4    B u  100 cos 100 t   V  4   D u  100 cos 100 t  V  4 ĐA: B Câu Đặt điện áp u = U0cos t vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R, cuộn cảm có độ tự cảm L tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp Gọi i cường độ dòng điện tức thời đoạn mạch; u 1, u2, u3 điện áp tức thời hai đầu điện trở, hai đầu cuộn cảm hai đầu tụ điện; Z tổng trở đoạn mạch Hệ thức A i = u3 C B i = u1 R C i = u2 L D i = u Z ĐA: B Câu Đặt điện áp u  U cos t vào hai đầu đoạn mạch AB hình bên Trong đó, cuộn cảm có độ tự cảm L ; tụ điện có điện dung C; X đoạn mạch chứa phần tử có R1 , L1 , C1 mắc nối tiếp Biết 2 LC  1, điện áp hiệu dụng: U AN = 120 V; U MB = 90 V, góc lệch pha u AN uMB A 0,25 5 Hệ số công suất X 12 B 0,31 C 0,87 D 0,71 ĐA: C Câu Đặt điện áp u  U cos  t  vào hai đầu đoạn mạch AB hình bên Trong đó, cuộn cảm có độ tự cảm L; tụ điện có điện dung C ; X đoạn mạch chứa phần tử có R1 , L1 , C1 mắc nối tiếp Biết 2 LC  , điện áp hiệu 5 dụng: U AN  120 V; U MB  90 V, góc lệch pha u AN uMB Giá trị U 12 C A 25,4 V B 31,6 V L C 80,3 V D 71.5 V X B A N M ĐA: C Câu Đặt điện áp xoay chiều có tần số góc  vào hai đầu đoạn mạch AB gồm cuộn cảm có độ tự cảm L0, thiết bị tiêu thụ điện X tụ điện có điện dung C hình Đồ thị hình đường hình sin biểu diễn phụ thuộc điện áp tức thời uAN uMB theo thời gian t Biết L0C0  = Gọi kx k hệ số công suất thiết bị X đoạn mạch AB Tỷ số kX gần với giá trị k sau đây? A 0,84 ĐA: A B 1,28 C 1,17 D 0,78 KẾT QUẢ Lớp dạy Lớp 12 B1 Lớp 12 B2 Tổng số 44 46 Điểm – Số % 36 81,82% 40 86,95% Điểm – Số % 08 18,18% 06 13,05% Điểm – 10 Số % 0% 0% Theo tơi, loại tập khó, đến khó, câu hỏi nhằm phân hóa học sinh đề thi tốt nghiệp THPT , thực không bất ngờ kết làm học sinh Điều minh chứng kết thi tệ hại hai lớp Trong thực trạng nay, xuất toán dạng đề thi tốt nghiệp THPT, dạng tập gây nhiều khó khăn, ám ảnh với học sinh Thậm chí giáo viên giảng giải, trình bày cách làm học sinh hiểu Phải nói câu hỏi mức “siêu” khó chí khơng có phương pháp giải mới, phương pháp ngắn gọn thật hiểu lời giải người thầy vấn đề lớn học sinh 2.3 GIẢI PHÁP THỰC HIỆN Để khắc phục tình trạng trên, nhằm nâng cao hiệu làm thi trắc nghiệm mơn Vật Lí, đồng thời tạo cho học sinh yêu thích hứng thú với tốn mạch điện xoay chiều Tơi tiến hành giải pháp sư phạm sau đây: 2.3.1 Giải pháp thứ nhất: Tổ chức cho học sinh ôn tập, củng cố, khắc sâu kiến thức trọng tâm 2.3.2 Giải pháp thứ hai: Xây dựng phương pháp mới, phương pháp số phức kỹ thuật thay dịng điện số phức có Acgumen, hệ thống tập tổ chức giảng dạy nhằm phát triển lực tư hình thành kỹ năng, lực giải tập mạch điện xoay chiều Để vận dụng “Kỹ thuật thay dịng điện số phức có Acgumen”, cần nhắc lại kiến thức sau 2.3.2.1 Các kiến thức Toán Học số phức áp dụng: [7] + Số phức viết theo kiểu z = a +ib Trong a gọi phần thực, b gọi phần ảo, i gọi đơn vị ảo, r = a  b gọi Môđun z + Hoặc dạng z = r(cos  +i sin  ), ( Biểu diễn máy tính : r  ) Trong  gọi Acgumen z  số thực cho cos  = a ; sin  = b r r 2.3.2.2 Cách biểu diễn đại lượng Vật Lý máy tính cầm tay: + Đối với dao động hay dao động điện ta viết theo kiểu: r   Ví dụ : Dao động : x = 3cos( t  5 5 ), viết là;  6 Điện áp: u = 100 cos(100 t  Dòng điện: i = cos(100 t    )(V), viết là; 100  6   )(A), viết là;  4 + Đối với tổng trở Z ( R; Z L; ZC) viết theo kiểu a + ib; với quan niệm R số phức có phần thực a, ZL ZC số phức có phần ảo b ZL biểu diễn ib; ZC biểu diễn –ib Ví dụ : Mạch gồm ZC = 80  ; R = 100  ; biểu diễn 100-i80 Mạch có ZC = 80  ; biểu diễn –i80 Mạch gồm R = 70  , ZL = 25  ; ZC = 40  ; biểu diễn 70+(25-40)i + Khi máy tính hiển thị dạng đại số a +ib ta biết phần thực phần ảo Khi máy tính hiển thị dạng lượng giác r   ta biết Mơđun Acgumen số phức BIỂU THỨC THƠNG THƯỜNG VÀ BIỂU DIỄN DẠNG PHỨC TRONG MÁY TÍNH FX – 570 Biểu thức Dạng phức máy FX Tổng trở Dòng Z = R  (Z L  Z C ) 570 Z = R + i(ZL- ZC) 2  ( Z LMN  Z CMN ) ZMN = RMN Z MN = RMN+i(ZLMN – ZCMN) i = I cos(t   ) Z L  Z L i ; Z C = - ZC.i i=I   điện Điện áp u = U cos( t   ) U u Định luật I = , i  Z Z ôm U u = U0   i= u MN MN U = IZ = Z Z u  Z Z MN MN u= u Z u MN Z MN Z + Để thực phép tính số phức máy tính cầm tay CASIO fx – 570VN PLUS ta thực sau - BẤM + Để cài đặt tính tốn với số phức - BẤM + Để cài đặt hiển thị số phức dạng A   - BẤM + Để cài đặt đơn vị góc Rad - BẤM + Để chuyển từ dạng a + bi sang dạng A   - BẤM + Để chuyển từ dạng A   sang dạng a + bi - BẤM + Để xác định Acgumen  2.3.2.3 Kỹ thuật thay dòng điện số phức có Acgumen: + Cho mạch điện hình vẽ với L cảm, X đoạn mạch chứa phần tử R, L, C mắc nối tiếp Tìm hệ số cơng suất đoạn mạch X + Tổng trở phức đoạn mạch X: Z X  RX  j  Z LX  Z CX  = ZX  X (ở số ảo i thay j để khơng bị nhầm với dịng điện) Với  X độ lệch pha ux so với dịng điện i + Với tốn u cầu tính hệ số cơng suất đoạn mạch X tính độ lệch pha ux so với i ta cần quan tâm đến  X , phần Modun ZX không cần quan tâm Mặt khác: Z X = ZX  X = uX i + Với toán liên quan đến  X , khơng phải quan tâm đến modun Zx thay i, ta thay i đại lượng pha với i (đó u R , uR pha với i)  Z X = ZX  X = uX uR uX : i + Trong trường hợp khơng có uR mà có uL uC thì: uL pha với dịng điện i j uC pha với dòng điện i j  ZX u = ZX  X = X : i u uX uX : X uL : uC uR j j Đây gọi kỹ thuật thay dịng điện số phức có Acgumen (có pha) 2.3.3 Giải pháp thứ ba: Thực nghiệm sư phạm - Mục đích thực nghiệm: Bước đầu kiểm tra tính khả thi hiệu giải pháp thứ giải pháp thứ hai - Tổ chức thử nghiệm: Lớp thử nghiệm 12B2 – Lớp thực nghiệm lớp 12B1 – Lớp đối chứng - Nội dung thử nghiệm: Hướng dẫn học sinh vận dụng phương pháp “Sử dụng kỹ thuật thay dòng điện số phức có Acgumen ” tiết dạy lớp, kiểm tra hiệu phương pháp thông qua kiểm tra trắc nghiệm khách quan Bài Hộp đen chứa hai ba phần tử R, L C Khi đặt điện áp xoay chiều u =120 cos(100 t   )(V) vào hai đầu hộp đen thấy dòng điện qua hộp đen có biểu thức i = 2cos(100 t   12 )(A) Xác định hộp đen giá trị chúng A R = 60  ; ZL = 60  B R = 60  ; ZC = 60  C R = 30  ; ZL = 30  D R = 80  ; ZL = 80  Hướng dẫn  120 2 u = 60 + i60 + Tổng trở phức: Z AB = = i 2  12 + Hai phần tử R = 60  ; ZL = 60  [2] Chọn A Bài Mạch điện xoay chiều AB gồm hai đoạn mạch AM MB mắc nối tiếp Đoạn AM gồm điện trở R = 50  mắc nối tiếp với tụ điện có dung kháng 50  , đoạn MB cuộn dây có điện trở r độ tự cảm L Biểu thức điện áp đoạn AM đoạn MB là: uAM = 80cos(100 t )V uMB = 200 cos(100 t  7 / 12 )V Tính giá trị r ZL A r = 125  ; ZL = 226,506  B r = 120  ; ZL = 216,506  C r = 115  ; ZL = 206,506  D r = 125  ; ZL = 216,506  Hướng dẫn + Ta có: i = u AM Z AM = u MB Z MB  Z MB 7 u MB 200 2 = u Z AM = 12 (50  i50)  125 +i216,506 AM 80 + Suy ra: r = 125  ; ZL = 216,506   L  0,689H [3] Chọn D Bài (Đề thi tham khảo Bộ 2021) Đặt điện áp u  U cos t vào hai đầu đoạn mạch AB hình bên Trong đó, cuộn cảm có độ tự cảm L ; tụ điện có điện dung C; X đoạn mạch chứa phần tử có R1 , L1 , C1 mắc nối tiếp Biết 2 LC  1, điện áp hiệu dụng: U AN = 120 V; U MB = 90 V, góc lệch pha u AN uMB suất X A 0,25 Hướng dẫn 5 Hệ số công 12 B 0,31 C 0,87 D 0,71 5 = 750 12  u L  u X  120 2750 + Vì uAN sớm pha uMB u AN + Ta có:   uMB  u X  uC  90 20  2UL = UC  uC  2uL + Vì 2 LC    L = C u  u L  u X  120 275   AN  3uX = 240  750 + 90  uMB  u X  2uL  90 20  3uL = 120  750 - 90 uX uX : 240 275  90 j = 2,132278  29,7743 + Tính: i uL = 120  75  90 j 10 + Bấm  =29,7743  cos  = 0,8679 [4] Chọn C Bài Đặt điện áp xoay chiều có tần số góc  vào hai đầu đoạn mạch AB gồm cuộn cảm có độ tự cảm L0, thiết bị tiêu thụ điện X tụ điện có điện dung C hình Đồ thị hình đường hình sin biểu diễn phụ thuộc điện áp tức thời u AN uMB theo thời gian t Biết L0C0  = Gọi kx k hệ số công suất thiết bị X đoạn mạch AB Tỷ số kX gần với giá trị sau đây? k A 1,17 B 1,28 C 1,185 Hướng dẫn + Ta thấy uAN sớm pha uMB 900 D 0,78 + Ta có : L0C0  =  L0  C   uL  2uC  uC  0,5uL u  u  u  490  u  u  u  490 AN L X AN L X + Ta thấy  u  u  u  30  u  0,5u  u  30  1,5uL = 90  X C  MB  MB L X 490  10 126,86 = 1,5 490  73 69, 4439 uAB= uX + uC + uL = + 1,5 =  490 13  3uX = + 90  uX = 33, 69006 = 3  uL = 13 uX 33, 69006 uX uX j = + Tính : = uL = u j = 10 i L j 126,86 + Bấm:  x  3,16994 u u u + Tính : = uL = u j = i L j 73 69, 4439 j = 10 126,86 +Bấm:   32,5839  k x cos  x   1,185 k cos  Chọn C 11 Bài (Đề thi thức Bộ 2021) Đặt điện áp xoay chiều có tần số góc  vào hai đầu đoạn mạch AB hình bên (H1) Hình H2 đồ thị biểu diễn phụ thuộc điện áp u AB hai điểm A B, điện áp uMN hai điểm M N theo thời gian t Biết 63RC  = 16 r = 18  Công suất tiêu thụ đoạn mạch AB A 22 W B 18 W C 16 W D 20 W Hướng dẫn + Ta thấy uMN sớm pha uAB 900 U0AB = 39 V ; U0MN = 52 V U I U cos  = U r cos  2 r  uMN  uL  ur  5290 + Ta có : u  u  u  u  u  39  uR  uC  5290  39 R L r C  AB + Công suất : P = U.I.cos  = + Mặt khác : 63RC  = 16  63UR = 16UC  UC = u 63 63 U R  C  uR  j 16 16 uC (Vì  j pha với dịng điện, tức pha uR)  u R  j 63 192 80 uR  5290  39  uR =  j 16 13 13 + Bấm :  R  22, 61980 + Ta có: U0r = U0MN.cos(90 – 22,61) = 20 V  P= 20 39 .cos22,61 = 20 W 18 Chọn D [5] Bài Đặt điện áp u  U cos  t  vào hai đầu đoạn mạch AB hình bên Trong đó, cuộn cảm có độ tự cảm L; tụ điện có điện dung C ; X đoạn mạch chứa phần tử có R1 , L1 , C1 mắc nối tiếp Biết 4 LC  , điện áp hiệu dụng U AN  120 V; U MB  90 V, góc lệch pha u AN uMB X 5 Hệ số công suất 12 C L A 0,25 C 0,87 Hướng dẫn B 0,82 D 0,79 A M X N B 5 = 750 12  u L  u X  120 2750 + Vì uAN sớm pha uMB u AN + Ta có:   uMB  u X  uC  90 20  4UL = UC  uC  4uL + Vì 4 LC    L = C 12 u AN  u L  u X  120 2750   5uX = 480  750 + 90 u  u  u  90   MB X L  5uL = 120  750 - 90 uX uX : 480 275  90 j = 3,9277  38,2463 + Tính: i uL = 120  75  90 j + Bấm  =38,2463  cos  = 0,7853 Chọn D Bài Đặt điện áp u  U cos  t  vào hai đầu đoạn mạch AB hình bên Trong đó, cuộn cảm có độ tự cảm L; tụ điện có điện dung C ; X đoạn mạch chứa phần tử có R1 , L1 , C1 mắc nối tiếp Biết 2,5 LC  , điện áp hiệu dụng: U AN  120 V; U MB  90 V, A 0,25 C 0,84 Hướng dẫn 5 góc lệch pha u AN uMB Hệ số công suất X 12 B 0,82 D 0,79 C L A M X B N 5 = 750 12  u L  u X  120 2750 + Vì uAN sớm pha uMB u AN + Ta có:   uMB  u X  uC  90 20  2,5UL = UC  uC  2,5u L + Vì 2,5 LC   2,5  L = C u AN  u L  u X  120 2750   3,5uX = 300  750 + 90 uMB  u X  2,5u L  90 20  3,5uL = 120  750 - 90 uX uX : 300 275  90 j = 2,57449  32,99554 + Tính: i uL = 120 275  90 j + Bấm  =32,99554  cos  = 0,8387 Chọn C Bài Đặt điện áp u  U cos  t  vào hai đầu đoạn mạch AB hình bên Trong đó, cuộn cảm có độ tự cảm L; tụ điện có điện dung C ; X đoạn mạch chứa phần tử có R1 , L1 , C1 mắc nối tiếp Biết 2 LC  , điện áp hiệu dụng: U AN  120 V; U MB  90 V, góc lệch pha u AN uMB A 25,4 V C 80,3 V Hướng dẫn B 31,6 V D 71.5 V 5 Giá trị U 12 C L A M X N B 13 5 = 750 12  u L  u X  120 2750 + Vì uAN sớm pha uMB u AN + Ta có:   uMB  u X  uC  90 20  2UL = UC  uC  2uL + Vì 2 LC    L = C u AN  u L  u X  120 2750   3uX = 240  750 + 90 u  u  u  90   MB X L  3uL = 120  750 - 90  u = uL + uX + uC = - uL + ux = 120 275  90  240 275  90 = 113,5106 3  28,7715  U = 80,26 V Chọn C Bài Đặt điện áp u  U cos  t  vào hai đầu đoạn mạch AB hình bên Trong đó, cuộn cảm có độ tự cảm L; tụ điện có điện dung C ; X đoạn mạch chứa phần tử có R1 , L1 , C1 mắc nối tiếp Biết 2 LC  , điện áp hiệu dụng: U AN  120 V; U MB  90 V, X A 126 Ω C 115 Ω Hướng dẫn 5 góc lệch pha u AN uMB , R1  100 Ω Tổng trở 12 B 310 Ω D 71,6 Ω C L A M X N B 5 = 750 12  u L  u X  120 2750 + Vì uAN sớm pha uMB u AN + Ta có:   uMB  u X  uC  90 20  2UL = UC  uC  2uL + Vì 2 LC    L = C u  u L  u X  120 2750   AN  3uX = 240  750 + 90  uMB  u X  2uL  90 20  3uL = 120  750 - 90 uX uX : 240 275  90 j = 2,132278  29,7743 + Tính: i uL = 120  75  90 j + Ở đây, ta sử dụng Acgumen  x = 29,7743, cịn modun 2,132278 khơng uL sử dụng ta thay i j (Kỹ thuật thay dịng điện số phức có Acgumen) R + Vì R1 = 100   modun ZX = cos  = 115,208  x Chọn C 14 Bài 10 (ĐH – 2013) Đoạn mạch nối tiếp gồm cuộn cảm thuần, đoạn mạch X tụ điện hình vẽ Khi đặt vào hai đầu A, B điện áp uAB = U0cos( t   )(V ) ( U0,   khơng đổi) thì: LC  = 1, UAN = 25 V UMB= 50 V, đồng thời uAN sớm pha  so với uMB Giá trị U0 A 25 V B 25 V C 25 V D 25 V Hướng dẫn + Vì LC  =  ZL = ZC  uAB = uX ( u L  u C )  u AN  u MB 50  100 + Ta có: uAB = uX = = 25 70,3333 Vậy U0 = 25 V 2 Chọn B Bài 11 Đặt điện áp xoay chiều u  120 cos  100 t   /   V  vào hai đầu đoạn mạch AB gồm đoạn mạch AM, MN, NB mắc nối tiếp, đoạn AM có điện trở R1, đoạn MN đoạn mạch X có phần tử chưa biết, đoạn NB có điện trở R2, biết R1  R2 Biết u AN  100 cos  100 t   /   V  Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch X có giá trị A 151,302V B 213,973V C 115,302V D 251,302V Hướng dẫn + Vì R1 = 2R2 nên uR1 = 2uR2 + Ta có: uAB = uR1 + uX + uR2 = 3uR2 + uX; uAN = uR1 + uX = 2uR2 + uX   2u AB  6u R  2u X      uX = 3uAN – 2uAB = 3.100  - 2.120  =  3u AN 6u R  3u X 213,9735   0,3923 Vậy UX = 151,302V [6] Chọn A Bài 12 Đặt điện áp u  U cos  t  vào hai đầu đoạn mạch AB hình bên Trong đó, cuộn cảm có độ tự cảm L; tụ điện có điện dung C ; X đoạn mạch chứa phần tử có R1 , L1 , C1 mắc nối tiếp Biết 3 LC  , điện áp hiệu 5 dụng: U AN  120 V; U MB  90 V, góc lệch pha u AN uMB Giá trị U 12 A 25,4 V C 90,3 V Hướng dẫn B 31,6 V D 80,65 V C L A M X N B 5 = 750 12  u L  u X  120 2750 + Vì uAN sớm pha uMB u AN + Ta có:   uMB  u X  uC  90 20  3UL = UC  uC  3u L + Vì 3 LC    L = C 15 u AN  u L  u X  120 2750   4uX = 360  750 + 90 u  u  u  90   MB X L  4uL = 120  750 - 90  u = uL + uX + uC = - 2uL + ux = 2 120 275  90  360 275  90 = 4 114,056  21,06  U = 80,65 V Chọn D Nghiên cứu đối tượng lớp 12B1 lớp 12B2 năm học 2021– 2022 (đây hai lớp thuộc ban KHTN học Vật Lí, có trình độ nhận thức tương đương nhau) + Giờ dạy lớp 12B1 năm học 2021 – 2022 Tại lớp 12B1, dạy theo SGK, tiết ôn tập học bồi dưỡng buổi chiều thực theo kế hoạch dạy học phê duyệt Theo quan sát dạy tơi thấy học sinh hoạt động, lớp học trầm, học sinh lúng túng hồn tồn khơng thể làm tốn mức độ vận dụng cao, gặp câu hỏi dạng em thường chọn cách khoanh bừa đặc biệt hoàn toàn đầu hàng trước tập mức vận dụng cao + Giờ dạy lớp 12B2 năm học 2021 – 2022 Tại lớp học 12B2 này, tơi vận dụng kinh nghiệm trình bày sáng kiến kinh nghiệm, học sinh học tập sôi nổi, hứng thú giải nhiều tập hơn, ban đầu em bỡ ngỡ với số phức, với cách biểu diễn dạng phức đại lượng dao động điều hòa + Sau học xong chuyên đề này, cho học sinh làm kiểm tra 15 phút thứ ĐỀ KIỂM TRA 15 PHÚT Câu Đặt điện áp xoay chiều u = U cos t (U>0) vào hai đầu đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp Gọi Z I tổng trở đoạn mạch cường độ dòng điện hiệu dụng đoạn mạch Hệ thức sau ? A Z = I U B Z = UI C U = IZ D U = I2Z ĐA : C Câu Một đoạn mạch xoay chiều AB nối tiếp gồm có điện trở R = 50  , cuộn cảm có cảm kháng 100  tụ điện có dung kháng 50  Biết điện áp hai đầu đoạn mạch AB u = 200cos(100 t   12 )V Viết biểu thức dòng điện qua mạch     A 12      C i = 2cos 100 t   A 12     A i = 2cos 100 t     B i = 2 cos 100 t   A 12     D i = 2cos 100 t   A ĐA : A Câu Đặt vào hai đầu đoạn mạch AB chứa phần tử R, L C mắc nối tiếp điện áp xoay chiều u = 220 cos  100 t  V biểu thức hiệu điện hai đầu     điện trở R uR = 2 cos 100 t  A Xác định hệ số công suất đoạn mạch AB ? 16 A B C D ĐA : D Câu Đặt vào hai đầu đoạn mạch AB chứa phần tử R, L C mắc nối tiếp điện áp xoay chiều u = 220 cos  100 t  V biểu thức hiệu điện hai đầu     tụ điện C uC = 120 cos 100 t  A Xác định hệ số công suất đoạn mạch AB ? A 0,5 B 0238 C 0,212 D 0,707 ĐA: A Câu Đặt vào hai đầu đoạn mạch AB chứa phần tử R, L C mắc nối tiếp     điện áp xoay chiều u = U cos 100 t   V biểu thức hiệu điện hai     đầu cuộn dây cảm u L = 80 cos 100 t  A Xác định độ lệch pha hiệu điện hai đầu đoạn mạch AB với cường độ dòng điện mạch? A  B 5 12 C   D  ĐA : B Câu Đặt điện áp u  U cos t vào hai đầu đoạn mạch AB hình bên Trong đó, cuộn cảm có độ tự cảm L ; tụ điện có điện dung C; X đoạn mạch chứa phần tử có R1 , L1 , C1 mắc nối tiếp Biết 2 LC  1, điện áp hiệu dụng: U AN = 120 V; U MB = 90 V, góc lệch pha u AN uMB 5 Hệ số công suất X 12 A 0,25 B 0,31 C 0,87 D 0,71 ĐA : C Câu Đặt điện áp u  U cos  t  vào hai đầu đoạn mạch AB hình bên Trong đó, cuộn cảm có độ tự cảm L; tụ điện có điện dung C ; X đoạn mạch chứa phần tử có R1 , L1 , C1 mắc nối tiếp Biết 2 LC  , điện áp hiệu dụng: U AN  120 V; U MB  90 V, X A 127,8  ĐA : D 5 góc lệch pha u AN uMB , R1  150 Ω Tổng trở B 182,7  12 C 150  D 172,8  2.4 HIỆU QUẢ CỦA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Qua thực tế giảng dạy trường THPT Triệu Sơn 1, thân áp dụng trực tiếp đề tài cho lớp 12B2 đạt hiệu khả quan: Các em củng cố khắc sâu kiến thức phần Dòng điện xoay chiều, phương pháp số phức, sử dụng kỹ thuật thay dịng điện số phức có Acgumen, phát triển lực tư duy, lực kỹ xử lý toán mạch điện xoay chiều Hơn thế, qua theo dõi tiết học thấy em tự tin hơn, phấn khởi hứng thú 17 từ em thích tiết học trước Đó kết bước đầu khả quan SKKN Đặc biệt năm học 2021 – 2022, qua kiểm tra mà cụ thể kiểm tra cuối học kỳ đề khảo sát chất lượng lớp 12 nhà trường tổ chức Đề tổ chuyên môn tổ chức chấm cách khách quan kết mơn Vật Lí lớp 12B2 có dấu hiệu tiến rõ rệt Đặc biệt câu mạch điện xoay chiều, đa số học sinh lớp làm được, câu thuộc câu phân loại số em trường làm không nhiều Đề tài báo cáo dạng chuyên đề sinh hoạt chuyên môn tổ Vật Lí trường THPT Triệu Sơn 1, thầy góp ý đánh giá cao Đề tài dùng làm tài liệu chuyên môn tổ áp dụng vào giảng dạy cho em học sinh lớp 12 trường, ôn thi tốt nghiệp THPT cho em học sinh khối 12 năm học 2021 - 2022 So sánh lớp học sinh có áp dụng khơng áp dụng đề tài để đánh giá hiệu SKKN Tôi chọn hai lớp 12B2 lớp thực nghiệm lớp 12B1 làm lớp đối chứng giảng dạy điện xoay chiều Sau thời gian bốn buổi dạy bồi dưỡng, tổ chức kiểm tra đánh giá hai lớp với thời lượng 15 phút, nội dung đề thi nêu KẾT QUẢ Lớp dạy Lớp 12 B1 Lớp 12 B2 Tổng số 44 46 Điểm – Số % 25 56,82% 04 8,69% Điểm – Số % 17 38,63% 14 30,44% Điểm – 10 Số % 02 4,55 % 28 60,87% + Qua bảng kết ta thấy việc áp dụng đề tài SKKN đem lại kết rõ rệt + Qua theo dõi tinh thần học tập lớp tơi thấy khơng khí học tập lớp 12B2 sơi nổi, tích cực hơn, em phấn khởi hứng thú học lớp 12B2 lớp có chất lượng đầu vào thấp lớp 12B1 Học sinh dễ tiếp thu dễ vận dụng, từ tự tin Qua quan sát em làm thấy thao tác cách thức xử lý em học sinh lớp 12B2 nhanh nhẹn KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ 3.1 KẾT LUẬN Qua trình áp dụng vào thực tế giảng dạy trường THPT Triệu Sơn từ năm học 2021 - 2022, thân nhận thấy bước đầu có kết khả quan Tạo tự tin cho em học giải tập 18 Đề tài Tổ chuyên môn đánh giá cao định hướng áp dụng giảng dạy cho học sinh khối 12, ôn tập lại cho em học sinh chuẩn bị tham dự kỳ thi tốt nghiệp THPT 2022 năm Trong phạm vi SKKN nên quan tâm đến tốn vận dụng phương pháp số phức, tốn tính độ lệch pha hệ số công suất mạch điện xoay chiều hướng xây dựng ví dụ mang tính chất gợi mở, phân hóa theo trình tự từ dễ đến khó, từ đơn lẻ đến tổng quát, từ đơn giản đến phức tạp tạo điều kiện phát triển lực tư duy, khả sáng tạo phù hợp với nhiều đối tượng học sinh Trên kinh nghiệm thực tế qua q trình giảng dạy nhiều năm tơi rút cho thân bước đầu áp dụng có kết khả quan Do kinh nghiệm chưa nhiều nên đề tài không tránh hạn chế, tiếp tục bổ sung hoàn thiện dần năm học tới Tơi mong nhận đóng góp ý kiến quý vị bạn đồng nghiệp để đề tài vào thực tiễn áp dụng nhiều đạt hiệu cao giảng dạy 3.2 KIẾN NGHỊ a) Đối với sở GD&ĐT Thanh Hóa Cần hỗ trợ tạo điều kiện sở vật chất, tài liệu nghiên cứu thời gian làm việc… để thầy giáo, cô giáo yên tâm cơng tác có điều kiện trau chun mơn nghiệp vụ, nâng cao trình độ từ góp phần đổi phương pháp nâng cao chất lượng giáo dục Tổ chức lớp chuyên đề tập huấn cho giáo viên để tìm tịi so sánh phương pháp giảng dạy, cách tiếp cận vấn đề từ giáo viên vận dụng cho phù hợp với đối tượng học sinh Cần tổng hợp sáng kiến có chất lượng, tổ chức triển khai kinh nghiệm hay để thầy cô học tập rút kinh nghiệm b) Đối với trường phổ thông Tạo điều kiện để thầy giáo, giáo có điều kiện tự học, tự bồi dưỡng để nâng cao lực chun mơn, kiên trì tích cực đổi phương pháp giảng dạy nhằm phát huy tốt lực tự học trị dạy thầy Tơi xin chân thành cảm ơn! Triệu Sơn, tháng năm 2022 XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ CAM KẾT KHÔNG COPY NGUYỄN VIẾT THẮNG TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Sách giáo khoa Vật Lí 12 (cơ bản) – Nhà xuất giáo dục [2] Kinh nghiệm luyện thi Vật Lí 12 (tập – 2) – Chu Văn Biên [3] Đề thi Đại học – Cao đẳng năm 2012 19 [4] Đề thi tham khảo Tốt nghiệp THPT – năm 2021 [5] Đề thi Tốt nghiệp THPT – năm 2021 [6] Cẩm nang ôn luyện thi đại học môn Vật Lí ( tập - ) – Nguyễn Anh Vinh [7] Sử dụng cách biểu diễn số phức máy tính cầm tay để giải tốn điện xoay chiều - Sở Giáo Dục & Đào Tạo – Loại C – 2015 – Nguyễn Viết Thắng 20 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: NGUYỄN VIẾT THẮNG… Chức vụ đơn vị cơng tác: tổ phó chun mơn, trường THPT Triệu Sơn Cấp đánh Kết Năm học giá xếp loại đánh giá TT Tên đề tài SKKN đánh giá xếp (Phòng, Sở, xếp loại (A, loại Tỉnh ) B, C) Giúp học sinh giải tốn tính Sở Giáo Dục C 2011 đường vật dao động điều hòa Sử dụng kiến thức hình học cách biểu diễn véc tơ để giải toán điện xoay chiều Sử dụng cách biểu diễn số phức máy tính cầm tay để giải toán điện xoay chiều Một số phương pháp tính lượng phản ứng hạt nhân Một số kinh nghiệm giải nhanh toán dịch vật tạo ảnh qua thấu kính mỏng Sử dụng sơ đồ tạo ảnh giải toán Mắt tạo ảnh qua kính lúp Sử dụng phương pháp vẽ phổ tia sáng giải toán giao thoa & Đào Tạo Sở Giáo Dục & Đào Tạo C 2012 Sở Giáo Dục & Đào Tạo C 2015 Sở Giáo Dục & Đào Tạo C 2017 Sở Giáo Dục & Đào Tạo C 2018 Sở Giáo Dục & Đào Tạo B 2019 Sở Giáo Dục & Đào Tạo C 2020 Sở Giáo Dục & Đào Tạo B 2021 với ánh sáng có bước sóng biến thiên liên tục chương trình Vật lí 12 Sử dụng kiến thức Tốn học, lượng giác hóa tốn cực trị với mạch điện xoay chiều có L, C thay đổi chương trình Vật lí 12 * Liệt kê tên đề tài theo thứ tự năm học, kể từ tác giả tuyển dụng vào Ngành thời điểm -21 ... tài nghiên cứu ? ?Sử dụng kỹ thuật thay dịng điện số phức có Acgumen vào toán điện xoay chiều đề thi tốt nghiệp trung học phổ thơng” 1.2 MỤC ĐÍCH VÀ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI a Mục đích nghiên... xuất đề thi tốt nghiệp THPT thuộc chương trình Đề tài có nhiệm vụ tìm cách giải mới, đơn giản, dễ hiểu tốn điện xoay chiều áp dụng phương pháp số phức, đặc biệt áp dụng kỹ thuật thay dịng điện số. .. thân áp dụng trực tiếp đề tài cho lớp 12B2 đạt hiệu khả quan: Các em củng cố khắc sâu kiến thức phần Dòng điện xoay chiều, phương pháp số phức, sử dụng kỹ thuật thay dịng điện số phức có Acgumen,