(SKKN 2022) phương pháp giải bài toán mạch điện xoay chiều có tần số góc thay đổi

1 MỞ ĐẦU 1.1 Lí chọn đề tài Vật lí học mơn khoa học bản, làm sở lý thuyết cho số môn khoa học ứng dụng ngày Sự phát triển Vật lí học dẫn tới xuất nhiều ngành kỹ thuật mới: Kỹ thuật điện, kỹ thuật điện tử, tự động hố điều khiển học, cơng nghệ thơng tin… Do có tính thực tiễn, nên mơn Vật lí trường phổ thơng mơn học mang tính hấp dẫn 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 môn học này.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 Trong yêu cầu đổi giáo dục việc đánh giá Học sinh phương pháp trắc nghiệm khách quan Học sinh nắm dạng phương pháp giải giúp cho học sinh nhanh chóng tìm đáp số Điện xoay chiều phần quan trọng chương trình Vật lí lớp 12 thường có mặt đề thi kì thi Quốc gia hành, phần có lượng kiến thức lớn khó nhiều học sinh THPT Với lí đó, chúng tơi chọn nghiên cứu đề tài: “PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TỐN MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CĨ TẦN SỐ GĨC THAY ĐỔI” 1.2 Mục đích nghiên cứu Đề tài nàynhằm trang bị cho em học sinh lớp 12 kiến thức bản, giúp em nhanh chóng định hình kiến thức cần áp dụng để giải tập trắc nghiệm phần Điện xoay chiều cách nhanh chóng tránh nhầm lẫn Trên sở kết nghiên cứu, kiến thức phân loại trường hợp vận dụng, học sinh ghi nhớ áp dụng gải tập nhanh, giúp Học sinh có kết cao kì thi Quốc gia THPT 1.3 Đối tượng nghiên cứu Đề tài nghiên cứu dạng tập nâng cao thường gặp đề thi THPT Quốc gia áp dụng rộng rãi cho học sinh có lực học trung bình, khá, giỏi Với phạm vi sáng kiến kinh nghiệm trường THPT, chuyên đề này, nghiên cứu đến số vấn đề nhỏ môn vật lý lớp 12: - Hệ thống sở lí thuyết Điện xoay chiều; - Đưa phương pháp giải dạng tập mạch R-L-C có tần số góc thay đổi số ví dụ cụ thể -Bài tập tự luyện Đề tài áp dụng cho lớp 12A6 12A8 lớp có đa số Học sinh theo ban KHTN, chất lượng tương đương Lớp đối chứng 12A6 có 43 Học sinh lớp thực nghiệm 12A8 có 42 Học sinh 1.4 Phương pháp nghiên cứu - Khái quát hóa, phân loại trường hợp để giải tập mạch điện xoay chiều R-L-C có tần số góc thay đổi - Xây dựng công thức tổng quát cho số trường hợp - Phương pháp thống kê, xử lý số liệu 2 NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1 Cơ sở lí luận sáng kiến kinh nghiệm 2.1.1 Những kiến thức toán học bổ trợ * Tính chất phân thức đại số Xét phân số P = , điều kiện A số dương, phân số P đạt giá trị lớn mẫu số B nhỏ * Tính chất hàm số bậc hai: y = ax2 + bx + c, với a > đạt giá trị nhỏ điểm x = - \f(b,2a; ymin = - \f(,4a = - \f(,a 2.1.2 Phương pháp chuẩn hóa số liệu Khi đại lượng loại phụ thuộc tỉ lệ đó, chọn số đại lượng Bước 1: Xác định công thức liên hệ Bước 2: Lập bảng chuẩn hóa Bước 3: Thiết lập phương trình liên hệ tìm nghiệm 2.1.3 Mạch RLC có  thay đổi để URmax UR = I.R= URmax ZL = ZC cộng hưởng:  = \f(1, URmax = U 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm Bài tập mạch R-L-C có tần số thay đổi chương trình Vật lí lớp 12 thường gậy khó khăn cho Học sinh, số tiết tâp 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 Hiện có nhiều sách tham khảo trình bày dạng tập mạch điện xoay chiều có tần số góc thay đổi góc độ khác Ở chuyên đề trình bày việc nhận diện hướng dẫn cách giải có tính hệ thống với ý giúp em nắm sâu sắc vấn đề liên quan 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 tương tự 2.3 Các sáng kiến kinh nghiệm (các giải pháp sử dụng để giải vấn đề) 2.3.1 Dạng Khi  thay đổi hai giá trị   có Z (I; UR; P; cos  )  12  LC  cong _ huong   1      1  2   1      1  2        1  2          (Hai dòng điện giá trị hiệu dụng lệch pha 2 ) Chứng minh: 2     Z1  Z2  R   1L    R  2 L   1C  2 C          1L     2 L   12  1C  2 C  LC   Z1  Z2  R R   cos 1  cos 2  1  2 Z1 Z2 u  U cos t Ví dụ 1: (ĐH – 2009) Đặt điện áp xoay chiều có U0 khơng đổi  thay đổi vào hai đầu đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp Thay đổi  cường độ dịng điện hiệu dụng mạch   1 cường độ dòng điện hiệu dụng mạch    LC  2. A    2 Hệ thức là: B 12 LC  C  1  2  LC  D  1  2  LC  Hướng dẫn I Cách 1: 0  12  U  Z U   R   L   C    12 LC   LC Cách 2: I không đổi Z ; I phụ thuộc  theo kiểu hàm phân thức nên: Chọn B không thay đổi 2     R   1L    R  2 L    12  1C  2 C  LC   Ví dụ 2: (ĐH – 2011) Lần lượt đặt điện áp xoay chiều u1  U cos  100t  1  ; u  U cos  120t  2  u  U cos  110t  3  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 cường độ dịng điện đoạn mạch có biểu thức tương ứng i3  I ' cos  110t  2 /  A I '  I B i1  I cos  100t  ; i  I cos  120t  2 /  So sánh I I’, ta có: I  I ' C I  I ' D I  I ' Hướng dẫn I I   R   L   C   Đồ thị theo  có dạng hình vẽ Càng gần vị trí đỉnh dòng hiệu dụng lớn lên I '  I  Chọn C Chú ý: Khi  thay đổi mà I1 = I2 tính số lần cộng hưởng Chú ý: Khi R không đổi hai giá trị L C Z1  Z2  (Lấy 0  0  mà Z không thay đổi      R R  cos   cos       Z1 Z 2    2    ZL  ZC ngược lại) Dòng điện hai trường hợp lệch pha 2 Ví dụ 3: Đoạn mạch RLC đặt điện áp xoay chiều ổn định có tần số f thay đổi Khi tần số f1 tần số f2 pha ban đầu dòng điện qua mạch  /  / , cường độ hiệu dụng khơng thay đổi Tính hệ số cơng suất mạch f = f1 A 0,5 B 0,71 C 0,87 D 0,6 Hướng dẫn I1  I  Z1  Z2  R R   cos 2  cos 2  1   Z1 Z Dòng điện hai trường hợp lệch pha  1  2     cos 1  cos 2  cos  0, 71  4 2             6 Chọn B 2.3.2 Dạng Khi  thay đổi hai giá trị 1 2 (giả sử 1  2 ) có Z U  U / n, P  Pmax / n,cos   1/ n = nR ( I  Imax / n , R ) )   1     1          cong _ huong    LC     1   L   2   1  2  R     n2 1 12 C n              1  2 1  2 (Hai dòng điện giá trị hiệu dụng lệch pha 2 ) Chứng minh: Từ I1  I  I max / n  Z1  Z2  nR hay 2     R   1L    R  2 L    nR 1C  2 C    Vì 1  2 xảy trường hợp:  1L   C  R n     L    R n   2 C Từ hệ thức theo hai hướng: * Nếu cho biết L mà khơng cho biết C khử C:   L   1R n  L  1  2   C  L  12  22   R n   1  2   R   n2 1 2 L    R n  2  C * Nếu cho biết C mà khơng cho biết L khử L:  R n2 1 L   1 1 1  1  2  1      R n     R   2 C 1 C 12 C n   1 2  R n2 1  L  2 C     2 Ví dụ 4: Đặt điện áp xoay chiều có tần số ω thay đổi vào hai đầu đoạn mạch RLC nối tiếp Khi ω thay đổi cường độ hiệu dụng mạch đạt giá trị cực đại Imax hai giá trị ω1 ω2 cường độ hiệu dụng mạch đạt giá trị Imax/ Cho  1  2  /  C12   60 , tính R A R = 30 Ω R= 100 Ω B R = 60 Ω C R=120 Ω D Hướng dẫn R Thay giá trị vào công thức:  1  2  12 C n   30 1  30     Chọn A Ví dụ 5: (ĐH − 2012) Đặt điện áp u  U cos t (V) (U0 không đổi, ω thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R, cuộn cảm có độ tự cảm 0,8/π H tụ điện mắc nối tiếp Khi ω = ω cường độ dòng điện hiệu dụng qua đoạn mạch đạt giá trị cực đại I m Khi ω = ω1 ω = ω2 cường độ dịng điện cực đại qua đoạn mạch I m Biết 1  2  200 rad/s Giá trị R A 150 Ω B 200 Ω C 160 Ω D 50 Ω Hướng dẫn Ý toán, ω = ω1 ω = ω2 I1  I  I max / Sau nghiên cứu kĩ phương pháp nói trên, thay giá trị vào công thức: R L  1  2  n2 1 0,8 200    160     1 Chọn C 2.3.3 Dạng Tìm ω để điện áp hiệu dụng tụ, cuộn cảm cực đại Đặt Zr  L R2  C , ta có: 1) U C  max  ZL  Z 2) 2) U L  max  ZC  Z U C  I.ZC  U C   R   L    C  U   L R2  2 2 L C     .C  E55 F EF2 EF  1| C  c a x  x E555555555F CM1:  max b L R2  Z b L R2 C x    L    Z L  Z   C   2a L C L U L  I.ZL  UL   R   L   C   CM2:  U  L R2  1 L CF  E55 EF2   C   L2 2  1| a   EF c x E555555555F x 2  max b L R2  b 1 x   C   Z   Z C  Z   L  2a  C Z C C Hệ quả: 1) L C  n  R2 LC L L   C C Z2 2) 3) Khi    L  ZL 1   ZC C Zt Z C 1  1 R C R2 1 1 2L 2ZL ZC suy 1   Z  ZC   C  L C   Z C   L L  Z L  L L  Z C C Z   n R2 1 2Z L Z C Chuẩn hóa  ZC    ZL  n   R  2n  4) Khi    C  ZC L   ZL C Z2 Z L suy  R2 1 2Z L ZC Z   ZL  C L  L L  Z  1 L    ZC   C  Z C Z C  C   L Chuẩn hóa:  ZL    ZC  n  R  2n   Ví dụ 6: Một đoạn mạch khơng phân nhánh gồm: điện trở 100 Ω, cuộn dây cảm có độ tự cảm 15 mH tụ điện có điện dung µF Đặt vào hai đầu mạch điện áp xoay chiều mà tần số thay đổi Khi điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm đạt giá trị cực đại tần số góc có giá trị A 20000/3 (rad/s) (rad/s) B 20000 (rad/s) C 10000/3 (rad/s) D 10000 Hướng dẫn Z  L R2 15.10 3 100     100    C 10 6  ZC  Z  1  100     10000  rad / s   C 100.10 6 Chọn D Ví dụ 7: Mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp có tần số góc ω thay đổi, cuộn dây cảm Khi   100 (rad/s) điện áp hiệu dụng hai đầu tụ đạt cực đại, cịn   400 (rad/s) điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm đạt cực đại Khi tần số góc điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở đạt giá trị cực đại? A 250π (rad/s) B 200 π (rad/s) C 500 π (rad/s) D 300 π (rad/s) Hướng dẫn R  L C  200  rad / s   Chọn B Ví dụ 8: Mạch điện RLC nối tiếp xảy cộng hưởng Nếu giảm tần số lượng nhỏ thì: A Điện áp hiệu dụng tụ không đổi B điện áp hiệu dụng điện trở không đổi C Điện áp hiệu dụng tụ tăng D Điện áp hiệu dụng tụ giảm Hướng dẫn * Khi   C UCmax,   R URmax (cộng hưởng),   L ULmax) * Ta nhận thấy, từ vị trí   R giảm tần số lượng nhỏ ω dịch phía lượng nhỏ tức UC tăng (đồ thị UC lên)  Chọn C C Ví dụ 9: Đoạn mạch AB gồm AM nối tiếp với MB Đoạn AM gồm điện trở R nối tiếp với tụ điện có điện dung C, đoạn MB có cuộn cảm có độ tự cảm L với CR2 < 2L Đặt vào AB điện áp u AB  U cos t , u không đổi ω thay đổi Khi   L điện áp hai đầu cuộn cảm cực đại, điện áp tức hai đầu đoạn mạch AM AB lệch pha α Giá trị nhỏ tanα là: A B 2 0,5 C D 2,5 Hướng dẫn Khi tần số thay đổi:  Z L  ZC  R2  ZC 2ZC  tan .tan RC U L  max  ZC  Z  ZC  ZL ZC  (u sớm i nên R2 0)  R2   ZC   ZC 2ZC  Z  ZC  Z C  Z  L  C  R R R R Gọi α độ lệch pha  RC   u RC u     RC     RC  , 0 10 tan   tan    RC   tan   tan   RC   tan  tan RC   tan RL  tan      2.2 tan .tan  RC   2  tan   2  Chọn A 2.3.4 Dạng Giá trị điện áp hiệu dụng cực đại U L max  UC max Đặt L L CZ L / C C n     Z C Z L R2 R2C  1 L C 2L U L,C max  U L max  U C max  Ta có: U 1 n2 CM: * Khi U L max  U L max  * Khi  U C max  số liệu chuẩn hóa: UZL U R   Z L  ZC  U C max  ZC    ZL  n   R  2n  n 2n    n  1 số liệu chuẩn hóa: UZC R   Z L  ZC  2 U  U  n 2  ZL    ZC  n   R  2n  n 2n     n   U  n 2 Hệ quả: Từ  n L C U L,C max  U  n 2 suy ra: U C,L max  Ta viết chung: Nếu cho ωR ωC ta thay  U   U L,C max 2   C   1       L U   1  C   L  2 L  R C được:  C   U      R   U C,L max  1    11 2 C  R L Nếu cho ωR ωL ta thay được:  R   U      L   U C,L max  1    Ví dụ 10: Một đoạn mạch không phân nhánh gồm: điện trở 100 Ω, cuộn dây cảm có độ tự cảm 12,5 mH tụ điện có điện dung µF Đặt vào hai đầu mạch điện điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 200 V có tần số thay đổi Giá trị cực đại điện áp hiệu dụng tụ A 300 (V) B 200 (V) C 100 (V) D 250 (V) Hướng dẫn n L  C 1   2 6 R C 100 10 1 1 2L 2.12,5.10 3 U L,C max  U  n 2  200  / 25  250  V   Chọn D Ghi nhớ: Khi cần tìm điều kiện ω ta tính Z n Khi tìm giá trị ULmax, UCmax ta tính n theo công thức L  C R 2C 1 2L Ví dụ 11: Đặt điện áp u  50 cos t (V) (ω thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm cuộn cảm có độ tự cảm L, điện trở R tụ điện có điện dung C, với CR2 < 2L Khi   100 rad/s điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện đạt cực đại UCmax Khi   120 rad/s điện áp hai đầu cuộn cảm đạt cực đại Giá trị UCmax gần giá trị sau đây? A 85 V B 145 V C 57 V D 173V Hướng dẫn n L 120    1, C 100 U L,Cmax  U 1 n 2  50  1, 22  90, 45  V   Chọn A 12 Ví dụ 12: (ĐH - 2013) Đặt điện áp u  120 cos 2ft (V) (f thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm cuộn cảm có độ tự cảm L, điện trở R tụ điện có điện dung C, với CR < 2L Khi f = f1 điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện đạt cực đại Khi f = f2 = f1 điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở đạt cực đại Khi f = f3 điện áp hai đầu cuộn cảm đạt cực đại U Lmax Giá trị ULmax gần giá trị sau đây: A 85 V B 145 V C 57 V D 173V Hướng dẫn 2  f   2f1  f f L f C  f R2 n  L  n   R    2    fC  f C   f1  U L,C max  U 1 n 2  120  22  80  138,56  V   Chọn B Chú ý: Nếu toán cho ω biến thiên từ ω đến ω2 đế tìm giá trị lớn nhỏ ta so sánh giá trị hai đầu giới hạn giá trị đỉnh Ví dụ 13: Đặt điện áp xoay chiều u  100 cos t V với ω thay đổi từ 100π rad/s đến 200π rad/s vào hai đầu đoạn mạch nối tiếp gồm điện trở R  80  , cuộn cảm với độ tự cảm 1/π H tụ điện có điện dung 0,1/π mF Điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm có giá trị lớn nhỏ tương ứng là: A 107, V 88,4 V C 100 V 50 V B 50 V 100/3 V D 50 V 50 V Hướng dẫn UL  UL   R   L   C   ; Z   80 L R2 1/     C 2 10 4 /    60    13 U L max  ZC  Z  60 ;   100  U L    200  U L   500  UL   500   166, 7  rad / s  ZC C 100.100  80    100  100  100.200  80    200  50  100.500 /  80    500 /  60  2  88,  V   106,  V   107,  V   Chọn A TẬP TỰ LUYỆN Câu 1: Một đoạn mạch không phân nhánh gồm: điện trở 100 Ω, cuộn dây cảm có độ tự cảm 15 mH tụ điện có điện dung μF Đặt vào hai đầu mạch điện áp xoay chiều mà tần số thay đổi Khi điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm đạt giá trị cực đại tần số góc có giá trị A 20000/3 (rad/s) B 20000 (rad/s) C 10000/3 (rad/s) D 10000 (rad/s) Câu 2: Đặt điện áp u  100 cos t (V) (tần số thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch không phân nhánh gồm điện trở 100 Ω, cuộn dây cảm có độ tự cảm 15 mH tụ điện có điện dung μF, điều chỉnh tần số góc để điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm đạt giá trị cực đại Giá trị cực đại A 50 V B 60 V C 60 V D 50 V Câu Một đoạn mạch không phân nhánh gồm: điện trở 100 Ω, cuộn dây cảm có độ tự cảm 15 mH tụ điện có điện dung μF Đặt vào hai đầu mạch điện áp xoay chiều mà tần số thay đổi Khi điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện đạt giá trị cực đại tần số góc có giá trị A 20000/3 (rad/s) B 20000 (rad/s) C 10000/3 (rad/s) D 10000 (rad/s) Câu 5: Đặt điện áp u  100 cos t (V) (tần số thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch không phân nhánh gồm điện trở 100 Ω, cuộn dây cảm có độ tự cảm 15 mH tụ điện có điện dung μF, điều chỉnh tần số góc để điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện đạt giá trị cực đại Giá trị cực đại A 50 V B 60 V C 60 V D 50 V  Câu 6.Mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp có tần số góc thay đổi, cuộn dây cảm Khi  = 100  (rad/s) điện áp hiệu dụng hai đầu tụ đạt cực đại,  = 400  (rad/s) điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm đạt cực đại Khi tần số góc điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở đạt giá trị cực đại? A 250  rad/s B 200  rad/s C 500  rad/s D 300  rad/s Câu 7.: (ĐH - 2013).Đặt điện áp u = 120 cos2  ft (V) (f thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm cuộn cảm có độ tự cảm L, điện trở R tụ điện có điện dung C, với 14 CR2< 2L Khi f = f1 điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện đạt cực đại Khi f = f = f1 điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở đạt cực đại Khi f = f điện áp hai đầu cuộn cảm đạt cực đại ULmax Giá trị ULmax gần giá trị sau đây: A 85 V B 145 V C.57 V D.173V u  U cos t  V  Câu (Hồng Đức 2016) Đặt điện áp ( U không đổi  thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch AB nối tiếp gồm cuộn cảm có độ tự cảm L, tụ điện có điện dung C điện trở R cho CR  L Khi   1 UCmax Khi   2  41 / U =332,61 V Cố định   2 thay đổi C để điện áp hiệu dụng tụ cực đại giá trị cực đại Lmax A 220V B.348V C.421V D.331V  Câu Đặt điện áp u = U0 cos2 ft (V), với f thay đổi được, vào đoạn mạch RLC nối tiếp (cuộn dây cảm) Lần lượt thay đổi để f = fC f = fL điện áp hiệu dụng tụ cực đại điện áp hiệu dụng cuộn cảm cực đại Nếu 2fL = 3fC hệ số cơng suất f = fL bao nhiêu? 2 A B C 0,5 D Câu 10: Đặt điện áp u  U cos 2 ft (V) (f thay đổi) vào hai đầu đoạn mạch AB mắc nối thứ tự gồm điện trở R, cuộn cảm L có độ tự cảm L tụ điện có điện dung C, với 2L >R2C Khi f = f0 UCmax tiêu thụ cơng suất 0,75 công suất cực đại Khi f = f + 100 Hz ULmax hệ số cơng suất tồn mạch k Tìm f0 A f0 = 150 Hz B f0=80 H C f0.=100 Hz D f0 = 50 Hz Câu 11 Đặt u  U cos 2 ft (V) (f thay đổi) vào hai đầu đoạn mạch AB mắc nối thứ tự gồm điện trở R, cuộn cảm L có độ tự cảm L tụ điện có điện dung C, với 2L > R C Khi f = fC UCmax tiêu thụ cơng suất 2/3 cơng suất cực đại Khi f = 2 fC hệ số cơng suất tồn mạch A 1/ 10 B /2 C 0,5 D 2/ 13 Câu 12 (Chuyên Lê Hồng Phong) Đặt điện áp u  120 cos 2ft (V) (với f thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm cuộn cảm có độ tự cảm L, điện trở R = 50 Ω tụ điện có điện dung C, với CR2< 2L Khi f = f1 điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện đạt cực đại Khi f  f  3f1 điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở đạt cực đại Khi f = f3 điện áp hai đầu cuộn cảm đạt cực đại công suất tiêu thụ mạch lúc P3 Giá trị P3 A 120 W B 124 W C 144 W D 160W Câu 13: Đặt điện áp u  U cos 2 ft (V) (f thay đổi) vào hai đầu đoạn mạch AB mắc nối thứ tự gồm điện trở R, cuộn cảm L có độ tự cảm L tụ điện có điện dung C, với 2L > R2 C Khi f = fL ULmax u sớm i 0,78 rad Khi f = 2fL u sớm i A 1,22 rad B 1,68 rad C 0,73 rad D 0,78 rad Câu 14 (THPT-Triệu Sơn-2016):Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng khơng đổi vào hai đầu đầu đoạn mạch AB gồm điện trở R, cuộn cảm L mắc nối tiếp với tụ điện có điện f2  f1 dung C Khi f = f1 điện áp hai đầu tụ điện đạt giá trị cực đạt U Cmax K hi tần số 15 f3  f2 điện áp hiệu dụng hai điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở đạt cực đại.Khi tần số đầu tụ điện 150 Giátrị UCmax gần giá trị sau đây? A.200V B.220V C.120V D.180V Câu 15 (Nam Đàn 2016) Cho mạch điện xoay chiều gồm điện trở R khơng đổi, tụ điện có điện dụng C khơng đổi cuộn cảm có độ tự cảm thay đổi mắc nối tiếp Đặt vào hai đầu mạch hiệu điện xoay chiều u=120, thay đổi Cố định L=L thay đổi , thấy = 120 rad/s UL có giá trị cực đại UC=40 V Sau cố định L=L2=2 L1 thay đổi , giá trị để UL có giá trị cực đại là: A.40rad/s B.120rad/s C.60rad/s D 100rad/s Câu 16 Cho đoạn mạch xoay chiều RLC mắc nối tiếp, CR  L Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều u = U cos2πft (V) f thay đổi Khif=f điện áp hiệu dụng tụ có giá trị U, mạch tiêu thụ công suất = 3/4 công suất cực đại Khi tần số dòng điện f =f1+100 Hz điện áp hiệu dụng cuộn cảm có giá trị U Tần số dịng điện điện áp hiệu dụng tụ cực đại A.50 (Hz) B 50 Hz C.100 Hz D.75 Cau 17: Đặt điện áp u  U cos 2 ft (V) (f thay đổi) vào hai đầu đoạn mạch AB mắc nối tiếp gồm đoạn AM chứa cuộn cảm độ tự cảm L, đoạn MB chứa điện trở R tụ điện C, với 2L > CR2 Khi f = f1 UL = U tiêt thụ công suất 0,75 công suất cực đại Khi f = f = f1 – 90 Hz UL = UC Khi f = f1 – 130 Hz điện áp đoạn MB 300 V Gía trị U gần giá trị sau đây? A 250 V B 270 V C 290 V D 300 V Câu 18 Đặt điện áp ccó giá trị hiệu dụngU = 120 V, tần số f thay đổi vào hai đầu đm gồm cuộn dây cảm L, R C mắc nối thứ tự Khi tần số f điện áp hai đầu đoạn mạch chứa RC điện áp hai đầu cuộn dây L lệch pha góc 135 Khi tần số f2 điện áp hai đầu đoạn mạch chứa RL điện áp hai đầu tụ điện lệch pha góc 135 2  f   f  96 2     f f 25 Khi tần số f3 xảy tượng cộng hưởng Biết     Điều chỉnh tần số đến điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện đạt giá trị cực đại U Cmax Giá trị UCmaxgần giá trị sau đây? A.123 V B 223 V C 130 V D.180,3 V Câu 19.(Chuyên Võ Nguyên Giáp - Quảng Bình 2016).Cho mạch điện xoay chiều gồm điện trở thuần, muộn cuộn cảm tụ điện mắc nối tiếp Đặt vào hai đầu mạch điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng khơng đổi tần số góc ω thay đổi Điện áp hiệu dụng hai tụ điện điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm UC, UL phụ thuộc vào ω, chúng biểu diễn đồ thị hình vẽ bên, tương ứng với đường U C, UL Khi ω = ω1 UC đạt cực đại Um Các giá trị Um ω1 A 150 330 B.100330 C 100 330 D.150330 16 Câu 20 (Sở GD&ĐT Thanh Hóa 2022):Cho đoạn mạch gồm điện trở R, cuộn dây cảm có độ tự cảm L, tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp, với L R2  C Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi, tần số f thay đổi Khi tần số f1 = 40 Hz hệ số công suất đoạn mạch k1 Khi tần số f2 = 80 Hz hệ số cơng suất đoạn mạch là f3 hệ số cơng suất đoạn mạch sau đây? A 58 Hz B 115 Hz 27 k3 = 29 k2  k1 Khi tần số Tần số f3 gần với giá trị C 98 Hz D 110 Hz - ĐÁP ÁN BÀI TẬP TỰ LUYỆN 1.D 11.D 2.C 12.C 3.C 13.A 4.A 14.A 5.C 15.A 6.B 16.A 7.B 17.B 8.C 18.A 9.A 19.B 10.A 20.B 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm hoạt động giáo dục, với thân, đồng nghiệp nhà trường 2.4.1 Kết khảo sát đầu năm 17 Đề tài tiến hành dạy thực nghiệm năm học 2021 – 2022 lớp 12A6 lớp đối chứng 12A8 trường THPT Hoằng Hóa Các lớp có lực học tập qua đợt khảo sát đầu năm học 2021 - 2022 sau: Điểm Lớp Thực nghiệm 12A8 Lớp Đối chứng 12A6 GIỎI 13 15 30,95% 34,88% KHÁ 20 47,62% 21 48,83% TB YẾU, KÉM 21,43% 16,28% 0 0 Sĩ số 42 vắng 43 vắng 2.4.2 Nhận xét: Nhìn chung lực HS lớp thực nghiệm lớp đối chứng Lớp thực nghiệm có 78,57% giỏi, khá; lớp đối chứng có 83,72% HS giỏi, Lớp đối chứng có phần cao 5,15% HS khá-giỏi Lớp thực nghiệm giảng dạy theo nghiên cứu đề tài lớp đối chứng tiến hành dạy thông thường không lưu ý đến áp dụng nghiên cứu đề tài Sau trình giảng dạy hết chương “ Dòng điện xoay chiều”, tiến hành ôn tập hệ thống lại kiến thức cho lớp thực nghiệm theo vận dụng đề tài, lớp đối chứng ôn tập bình thường, sau tiến hành kiểm tra đề chung lớp thực nghiệm lớp đối chứng cho kết trình bày mục 2.4.3 2.4.3 Kết qua kiểm tra * Đề kiểm tra chung lớp năm học 2021 - 2022 Điểm Lớp Thực nghiệm 12A8 Lớp Đối chứng 12A6 GIỎI KHÁ TB YẾU, KÉM Sĩ số 23 54,76% 17 40,48% 4,76% 0 42 vắng 19 44,19% 18 41,86% 13,95% 0 43 vắng Kết tổng quát toàn kiểm tra cho thấy lớp thực nghiệm lớp đối chứng có tiến so với khảo sát đầu năm Nhìn chung, kết lớp thực nghiệm vượt qua lớp đối chứng Cụ thể lớp 12A8 có 95,24% có điểm giỏi, khá; lớp đối chứng 12A6 có 86,05% có điểm giỏi, Lớp thực nghiệm có 18 số kiểm tra đạt điểm - giỏi vượt lớp đối chứng 9,19%; tăng 16,67% so với kết khảo sát đầu năm Khi áp dụng chuyên đề, Học sinh vận dụng vào giải toán Điện xoay chiều tự tin hơn, tới đáp số nhanh, xác gây hứng thú học tập cho học sinh Chuyên đề triển khai với lớp có Học sinh có lực học khá- giỏi hiệu KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ 3.1 Kết luận 19 Sau thời gian nghiên cứu tích lũy chúng tơi nêu cách tóm tắt nội dung sau: - Hệ thống sở lí thuyết điện xoay chiều - Đưa phương pháp giải dạng tập Điện xoay chiều, có ví dụ cụ thể: Dạng Khi  thay đổi hai giá trị   có Z (I; UR; P; cos  ) Dạng Khi  thay đổi hai giá trị 1 2 (giả sử 1  2 ) có Z = nR ( I  I max / n , U R )  U / n, P  Pmax / n,cos   1/ n ) Dạng Tìm ω để điện áp hiệu dụng tụ, cuộn cảm cực đại Dạng Giá trị điện áp hiệu dụng cực đại U L max  UC max Sau dạng tốn, chúng tơi đưa cách nhận diện giải nhanh cho dạng -Bài tập tự luyện 3.2 Kiến nghị 3.2.1 Đối với nhà trường Cần trang bị cho giáo viên sách tham khảo phù hợp với nội dung chương trình Bộ giáo dục, triển khai có hiệu chuyên đề sở giáo dục quy định 3.2.2 Đối với giáo viên Cần nghiên cứu tích luỹ kiến thức, học tập bồi dưỡng thường xuyên modun có hiệu áp dụng SKKN đạt giải cấp tỉnh vào giảng dạy, cập nhật đổi kiến thức phương pháp phù hợp với thực tiễn, thay đổi cách dạy học theo kịp với phát triển xã hội Với sáng kiến này, hy vọng giúp em Học sinh lớp 12 có nhìn tổng qt việc giải tốn điện xoay chiều RLC có tần số góc thay đổi, rút ngắn thời gian giải tập, nâng cao kết kì thi tốt nghiệp THPT Trong lần viết sau, khai thác số dạng tốn Điện xoay chiều có tần số góc thay đổi mà sáng kiến chưa đề cập đến Do thời gian có hạn nên viết khơng tránh khỏi sai sót, mong quý đồng nghiệp trao đổi, góp ý để đề tài hồn thiện Chúng tơi chân thành cảm ơn q Thầy Cô quan tâm! Xác nhận thủ trưởng đơn vị Thanh Hóa, ngày 19 tháng 05 năm 2022 Tơi xin cam đoan SKKN viết, không chép nội dung người khác TRỊNH THỊ CHUNG TÀI LIỆU THAM KHẢO 20 Đề thi THPTQG Bộ Giáo dục Kinh nghiệm luyện thi Vật lí 12 tập - Chu Văn Biên, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội, năm 2021 Nâng cao phát triển Vật Lí 12- Tơ Giang, NXB Giáo dục Việt Nam, năm 2011 Website : http://thuvienvatly.com, http://www.giaoan.violet.vn Website : http://vatliphothong.vn 21 ... 2016) Cho mạch điện xoay chiều gồm điện trở R khơng đổi, tụ điện có điện dụng C khơng đổi cuộn cảm có độ tự cảm thay đổi mắc nối tiếp Đặt vào hai đầu mạch hiệu điện xoay chiều u=120, thay đổi Cố... Bình 2016).Cho mạch điện xoay chiều gồm điện trở thuần, muộn cuộn cảm tụ điện mắc nối tiếp Đặt vào hai đầu mạch điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng khơng đổi tần số góc ω thay đổi Điện áp hiệu... đoạn mạch khơng phân nhánh gồm: điện trở 100 Ω, cuộn dây cảm có độ tự cảm 12,5 mH tụ điện có điện dung µF Đặt vào hai đầu mạch điện điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 200 V có tần số thay đổi