I ĐẬT VẤN ĐẺ 1 Lý do chọn đề tài Trong quá trình giảng dạy chương trình vật lý 12 tôi nhận thấy trong các đề thi phân điện xoay chiều thường gặp dạng bài toán “lệch pha” Đây là dạng bài toán khó và có[.]
I ĐẬT VẤN ĐẺ Lý chọn đề tài Trong trình giảng dạy chương trình vật lý 12 nhận thấy đề thi phân điện xoay chiều thường gặp dạng toán “lệch pha” Đây dạng tốn khó có nhiều cách vận dụng tốn học vào cách giãi Do học sinh thường gặp nhiều khó khăn việc xác định cách giãi, đặc biệt đe thi đại học môn vật lý hình thức trắc nghiệm nên việc lựa chọn phương pháp giãi đê tìm đáp số mà không nhiều thời gian điêu can thiết Đê giãi vấn đe tòi đưa đề tài: “ nhận dạng phương pháp giải toán lệch pha mạch điện xoay chiều mac noi tiếp” Qua đề tài giúp dễ dàng nhận dạng toán sừ dụng phương pháp giãi cách nhanh nhất, hợp lý Đoi tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu tập vật lý “lệch pha” phạm vi chương dòng điện xoay chiều áp dụng cho chương trình Vật lý lớp 12 Mục tiêu nhiệm vụ nghiên cứu Đối với toán lệch pha mạch điện xoay chiều mac nối tiếp ta có thê sử dụng giãn đồ véctơ đê giãi Đe tài nham xây dựng cho học sinh nhận dạng toán sù dụng phương pháp giải cách nhanh Ta lấy ví dụ saư đày đê thấy rị điều này: Đặt điện áp u = soVTcos at (V) (với Cữ không đổi) vào hai đầu đoạn mạch AB hình vẽ R điện trờ I R I thuần, tụ điện có điện dung c, cuộn câm có độ Á M B tự câm L thay đơi Điện áp hiệu dụng hai đau đoạn mạch MB độ lớn góc lệch pha cùa cường độ dòng điện so VỚI điện áp u L = L1 u Ọ1, L = L2 thi tương ứng ựr u z L = I Ị_1 00(2 - y/ĩ)Q Ví dụ 3: Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch AB gơm cuộn dây có điện trờ R, cuộn câm có câm kháng ZL=I5 0Q , mac nối tiếp với tụ điện có điện dung thay địi đuợc Khi dung kháng zc = 100Q zc = 200 Q thi dòng điện mạch hon góc — Tính điện trỜẨ ? Giải Ta co • Ta có: z-z tan ẹ?1 = — R -7 tan2 - uữ = 100(F) u sin (p + u sin ọ71 tan
(pư = — Ĩ7'!cosỹ>1 + U^coscp^ Vậy biêu thức điện áp hai đầu mạch AB UAB = i00cos(i00^t+/7/2)v Chú ý: nêu dùng máy tính Casio ta tìm biên thức Ví dụ 2: Một đoạn mạch AB gồm điện trờ R mac nối tiếp với cuộn dây Biết điện áp hai đầu mạch có biểu thức u B = i2oVTcos(ioo7t+— )V điện áp hai đầu cuộn dây có biểu thức u d = 12 c o s (10 /71+ —) V Tim biểu thức điện áp hai đầu điện trờ R? Giải Vì u = u R + u d suy u = u R + => u R = u - Ư d Tã có u = u2 + U2 - 2UUdcos(
u ữR = 120(F) u sin =0 Ty# TT TT T UR Ucostp - u dcos
Tt)v Chú ý: đùng mảy tính Casio ta tìm biêu thức Dang 6: Sừ dụng giãn đồ véc tơ Đê sử dụng phương pháp vẽ giàn đồ véc tơ ta thường có hai cách Đó là: phương pháp vè véc tơ theo quy tắc hình binh hành phương pháp vè véc tơ theo quy tắc đa giác Đối với phương pháp vè giàn đồ véc tơ ta thường sử dụng hệ thức lượng tam giác sau: Với tam giác vuông: c U _ -.2 R = UL-UC => u AN ± u => tan a = 0,75 => í u R = 0,7 a cos a = 0.6« „_ ( u c = 0.75« sin a = 0.45« => cosp = = « cosữ = 0,8« f costr =0,8 ’ [sin a = 0,6 UR R Ư u = ì + ( ĩ - cỷ u u ' RLc R — « 0,864 - Phương pháp vẽ véc tơ theo quy tắc đa giác thực hiệu mạch có phần tử trớ ỉên mà khơng ỉiên quan đến điện áp bat chéo R Với cách vẽ hình nét so với quy tắc hình bình hành Đặc biệt ĩà trường họp vẽ véc tơ tông Các tốn ví dụ phương pháp vẽ véc tơ theo quy tắc đa giác : Ví dụ 1: Cho mạch điện hình vè Đặt vào hai đâu mạch R c L.r điện áp xoay chiêu có điện áp hiệu dụng U=9 0(V) Biết AMNB điện áp hiệu dụng u AX = u i3 , , ' ' /X 1 pWH K r-t-ir = OF Điện áp tức thời hai đâu mạch AN MB lệch pha — Tính B điện áp hiệu dụng hai đầu mạch AN? Giải: Từ giãn đồ véc tơ ta có: Á A MB cân có góc đáy 0° => a =30° cosữ Ví dụ 2: Cho mạch điện hình vẽ Đặt vào hai đâu mạch điện áp xoay chiều có điện áp hiệu dụng u= (F) Điện áp tức thời hai đầu mạch AM MB lệch pha 7T TX-A ' ' — Điện áp tức thời ' ATI X > _ hai đâu mạch AB MB 1/X 1 lệch pha /7 , — Tính điện áp hiệu dụng hai đau mạch AM? Giải: Từ giãn đồ véc tơ ta có: ÁAMB B cân M (vì: ABM = 60c - 30° = 30°) Theo định lý hàm số sin ta có: “777? = sin sin 120 UR = 120F 80^3 (F) N