Các Loại Bài Toán Về Mạch Điện Xoay Chiều

Sở giáo dục & Đào tạo Trường THPT BC Lê Hồng Phong PHÂN LOẠI CÁC BÀI TẬP VỀ DỊNG ĐIỆN XOAY CHIỀU TRONG MẠCH ĐIỆN R, L, C NỐI TIẾP I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Thứ nhất: Bài toán điện xoay chiều toán trọng tâm , chương trình vật lý khối 12, chiếm phần lớn đề thi tốt nghiệp THPT đề thi đại học &cao đẳng Thứ hai: Giúp học sinh phân loại dạng toán điện xoay chiều R,L,C nối tiếp, hiểu đặc trưng riêng dạng, hệ thống hóa kiến thức học để từ tạo điều kiện thuận lợi việc học tập, ôn thi tốt nghiệp, đại học & cao đẳng phần điện xoay chiều Đó hai lý để thực đề tài II NHỮNG THUẬN LỢI VÀ KHÓ KHĂN KHI THỰC HIỆN ĐỀ TÀI Trong q trình cơng tác giảng dạy thực tế trường phổ thơng tơi nhận thấy có số thuận lợi khó khăn sau: Thuận lợi Thứ nhất: Bộ môn Vật lý môn thường thi tốt nghiệp THPT môn thi tuyển sinh Đại học – Khối A nên nhiều học sinh yêu thích cố gắng học tập Thứ hai: Được quan tâm giúp đỡ tận tình đồng nghiệp có nhiều nguồn tài liệu quý báu phần điện xoay chiều nên đúc kết rút nhiều kinh nghiệm quý báu dạng dạy Thứ ba: Bản thân có kinh nghiệm năm giảng dạy chương trình 12 nên có thời gian vận dụng thực tế đề tài vào giảng dạy kết là: đa phần học sinh nắm đạt kết cao việc ôn thi tốt nghiệp đại học, cao đẳng khó khăn Giáo viên thực hiện: Nguyễn Trọng Thành Sở giáo dục & Đào tạo Trường THPT BC Lê Hồng Phong Thứ nhất: Trong q trình thực đề tài (nhất học sinh trường bán công nơi thân công tác) thấy phận không nhỏ học sinh cịn yếu, lười học, khơng thể tự hệ thống kiến thức trọng tâm chương trình phân loại dạng toán đặc trưng Thứ hai: Ngồi kiến thức vật lý kiến thức tốn học em cịn nhiều hạn chế nên việc tính tốn, biến đổi cơng thức cịn gặp nhiều khó khăn Thứ ba: Về thân người thực đề tài cố gắng nghiên cứu, học hỏi đồng nghiệp kiến thức toán điện xoay chiều ‘rất rộng” việc phân dạng tập dịng điện xoay chiều mang tính tương đối chủ quan người viết đề tài nên chắn nhiều hạn chế III NỘI DUNG ĐỀ TÀI A CƠ SỞ LÝ THUYẾT Đối với mạch có R; L; C u r Mạch Các vectơ Fre-nen U Định luật Ôm r Ι R u r U r Ι I= u , i pha π u trễ pha so với i U R r Ι O U I = Z ; ZC = C C u r U Giáo viên thực hiện: Nguyễn Trọng Thành ωC Sở giáo dục & Đào tạo Trường THPT BC Lê Hồng Phong u r U L u sớm pha π so với i U I = Z ; ZL = ω L L O r Ι b Đối với mạch R, L, C mắc nối tiếp u r Mạch A R M L r Định luật Ôm Các vectơ Fre-nen U Ι N C B ZL < ZC u r UL ϕ u r UR r Ι u lệch pha ϕ sovới i I= u r U LC Z −Z tg ϕ = L C R Z = R + ( Z L − ZC ) u r U u r UC - Nếu ϕ > u nhanh pha ϕ so với i - Neáu ϕ < u u r chậm pha ϕ so với i UL - Nếu ϕ = u, i u r cuøng pha U Z U ZL >ZC u r U LC u r UC ϕ u r UR r Ι Giáo viên thực hiện: Nguyễn Trọng Thành Sở giáo dục & Đào tạo Trường THPT BC Lê Hồng Phong B PHÂN LOẠI CÁC BÀI TẬP VỀ DỊNG ĐIỆN XOAY CHIỀU TRONG MẠCH ĐIỆN RLC NỐI TIẾP Trong tập mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp; với đại lượng R, L, C, ω U ta thấy thông thường R, L, C, ω thay đổi Tìm đại lượng cịn lại theo biến số Từ ta phân số dạng tập thường gặp sau Dạng tập 1: Trong mạch điện xoay chiều R,L,C nối tiếp, cho R thay đổi đại lượng khác L, C, ω, U không đổi Nhận xét: Trong dạng tập có đặc trưng riêng thường gặp - Khi R thay đổi R = ZL - ZC cơng suất tiêu thụ điện mạch điện xoay chiều đạt giá trị cực đại giá trị bằng: Pmax = U2 Z L − ZC - Khi R thay đổi với cơng suất P R = ZL - ZC = 60Ω R Ví dụ 2: Cho mạch điện RLC nối tiếp có R thay đổi được; hiệu điện hai đầu 10 −4 H; C= F mạch tiêu thụ công đoạn mạch u = 150√2cos100πt(V); L = π 0,8π suất P = 90W Viết biểu thức cường độ dòng điện mạch Giải Công suất tiêu thụ điện mạch là: U2 U 2R R= P=IR= Z R + (Z L − Z C ) 2  PR2 – U2R+P(ZL - ZC)2 = Thay số với ZL = ωL = 100π = 200Ω π Giáo viên thực hiện: Nguyễn Trọng Thành Sở giáo dục & Đào tạo Trường THPT BC Lê Hồng Phong = ZC = ωC = 80 10 − Ω 100π 0,8π  90R2 – 1502R+ 90.1202 = Giải phương trình ta kết quả: R1 = 90Ω; R2 = 160Ω • Với R1 = 90Ω ta suy ra: I1 = Z − ZC P = 1A ; tgϕ1 = L R1 R1 = => ϕ1 = 0,92  i1 = √2cos(100πt-0,92)(A) • Với R2 = 160Ω ta suy ra: I2 = Z − ZC P = 0,75 A ; tgϕ2 = L = 0,75 => ϕ = 0,64 R2 R2  i2 = 0,75√2cos(100πt-0,64)(A) Ví dụ 3: Cho mạch điện RLC nối tiếp có R thay đổi được; hiệu điện hai đầu đoạn mạch u = 100√2cos100πt(V); cuộn dây cảm L = H ; tụ điện π 10 −4 C= F Tìm giá trị lớn hiệu điện hiệu dụng hai đầu điện trở R π Giải Hiệu điện hiệu dụng hai đầu điện trở R là: UR = I.R = UR R + (Z L − Z C ) Chia tử mẫu cho R ta được: U UR = 1+ (Z L − Z C ) R2 Vì tử số khơng đổi nên để UR cực đại mẫu số nhỏ nên R >∞ Giáo viên thực hiện: Nguyễn Trọng Thành Sở giáo dục & Đào tạo Trường THPT BC Lê Hồng Phong  URmax = U = 100V Ghi nhớ: Để giải nhanh tập loại giáo viên nên lưu ý cho học sinh cần nhớ đặc trưng dạng toán để từ giải “tắt” cho kết cao Ví dụ (một câu đề thi TSĐH 2007): Đặt hiệu điện u = U0sinωt (U0 ω không đổi) vào hai đầu đoạn mạch RLC không phân nhánh Biết độ tự cảm điện dung giữ không đổi Điều chỉnh trị số điện trở R để công suất tiêu thụ đoạn mạch đạt cực đại Khi hệ số cơng suất đoạn mạch A 0,5 B 0,85 C.√2/2 D Giải: - Điều kiện R để hệ số công suất mạch đạt giá trị cực đại là: R =  ZL - ZC (1) - Hệ số công suất mạch: R R Cosϕ = Z = R + ( Z − Z )2 (2) L C - Từ (1) (2) ta suy ra: cosϕ = 2 Vậy đáp án C Ví dụ 5: (câu 3.18 sách hướng dẫn ôn tập thi tốt nghiệp trung học phổ thông năm học 07-08 Bộ giáo dục đào tạo): Cho mạch điện RLC nối tiếp L = 159mH, C = 15,9µF, R thay đổi hiệu điện hai đầu mạch điện u = 120√2sin(100pt)V Khi R thay đổi giá trị cực đại công suất tiêu thụ đoạn mạch là: A 240W B 96W C 48W D 192W Giải Giáo viên thực hiện: Nguyễn Trọng Thành Sở giáo dục & Đào tạo Trường THPT BC Lê Hồng Phong - Điều kiện R để hệ số công suất mạch đạt giá trị cực đại là: R =  ZL - ZC = 150Ω Vì ZL = ωL = 100π 0,159 = 50Ω 1 ZC = ωC = 100π 15,9.10 −6 = 200 Ω - Công suất cực đại: Pmax = U2 120 = =48W Z L − ZC 2.150 Vậy đáp án C Dạng tập 2: Trong mạch điện xoay chiều R,L,C nối tiếp, cho L thay đổi đại lượng khác R, C, U, ω không đổi Nhận xét: Trong dạng tập có đặc trưng riêng thường gặp - Khi L thay đổi ω2LC = mạch xẩy cổng hưởng điện  Imax = U , i pha với u R  u pha uR vuông pha với uL ; uC  URmax = U; UCmax = UL = đặt n = ZC Z U = LU R R O ZC ZL = UCmax = UL = R R nU Vậy ta tạo hai đầu cuộn dây tụ điện hiệu điện lớn gấp n lần so với hiệu điện nguồn (với n = - Khi L thay đổi nếu: Z L = (R + Z C ) U R2 + ZC ULmax = ZC R Giáo viên thực hiện: Nguyễn Trọng Thành ZC ) R Sở giáo dục & Đào tạo Trường THPT BC Lê Hồng Phong Ví dụ 1: Cho mạch điện RLC nối tiếp, điện trở R = 50Ω; cuộn cảm −4 có độ tự cảm L thay đổi được; tụ điện C = π 10 F A L R c Hiệu điện hai đầu mạch điện có giá trị hiệu dụng U = 200V Tìm L để cơng suất tiêu thụ mạch đạt giá trị lớn Giải Cơng suất điện mạch là: P =I2R R khơng đổi nên Pmax Imax nên mạch có cộng hưởng điện xẩy  ω2LC = 1 =  L = ω 2C (100π ) −4 10 π = H π Ví dụ 2: Cho mạch điện hình vẽ cuộn dây cảm L thay đổi ; điện trở R = 60Ω Tụ điện C = 10-3/8πF Vơn kế có điện trở lớn Đặt vào hai đầu mạch điện hiệu điện u = 180√2 Cos(100πt-π/4) (V) Khi thay đổi độ tự cảm L ta thấy có A R giá trị L hiệu điện hiệu dụng hai đầu cuộn cảm đạt giá trị cực đại tính a giá trị độ tự cảm L b giá trị ULmax Giải a Tìm L: Ta có: UL = I.ZL = U Z L Z = U Z L ( R + ( Z L − Z C )) Chia hai vế cho ZL ta được: Giáo viên thực hiện: Nguyễn Trọng Thành L C B B Sở giáo dục & Đào tạo Trường THPT BC Lê Hồng Phong U UL = ( R + ( Z L − Z C )) Z 2L Khi biến đổi công thức mẫu số ta được: U UL = R + ZC 2Z = − C +1 ZL Z L U y với y có dạng y = ax2 +bx + c Trong đó: a = R + Z L ; b = -2ZC; c = 1; x = Z L Mặt khác tử số U khơng đổi nên để U L đạt giá trị lớn mẫu số 2Z R2 + ZL − C + phải đạt giá trị nhỏ nên biểu thức y ZL Z L phải Theo kiến thức tam thức bậc hai f(x) = ax + bx + c (với a>0) f(x)min x = −b −∆ ; f(x)min = 2a 4a 2Z C (R + Z C ) Từ để ULmax thì: Z = hay Z L = 2( R + Z C ) ZC L = Thế số với ZC = ωC ZL = 10 −3 = 80Ω; R = 60Ω ta kết 100π 8π Z 1,25 60 + 80 =125Ω => L = L = (H) ω π 80 b Tìm ULmax 2 R −∆ U R + ZC Vì ymin = = nên ULmax = 4a R + ZC R Thế số ta kết quả: 10 Giáo viên thực hiện: Nguyễn Trọng Thành Sở giáo dục & Đào tạo Trường THPT BC Lê Hồng Phong  UR = 4U AN 4.150 = = 120V 5  R = U UR U = 60√2Ω; ZL= L = 45√2Ω ; ZC= C = 80√2Ω I I I  L = 0,3(H); C = 41,7(µF) Cách 2: Dùng phương pháp đại số 2 Đặt hệ: U AN = U C + U R = 1502 (1) 2 U MB = U L + U R = 2002 (2) Mặt khác UAN UMB vuông pha với nên ta có: tgϕAN tgϕMB = -1  − ZC Z L = −1 R R  R2 = ZC.ZL hay UR2 = UC.UL (3) Thế (3) vào (1) (2) biến đổi ta được: UC (UL+UC) = 1502 (1’) (I) UL (UL+UC) = 2002 (2’) Lấy (1’)chia (2’) theo vế ta được: UC 9 = hay U C = U L U L 16 16 Thế UC vào hệ phương trình (I) ta kết quả: UL = 160V UC = 90V 33 Giaùo viên thực hiện: Nguyễn Trọng Thành Sở giáo dục & Đào tạo Trường THPT BC Lê Hồng Phong Từ phương trình (3) ta tính được: UR = 120V Vậy: R = UR = 60√2Ω I ZL= UL = 45√2Ω suy L = 0,3(H) I Z C= UC = 80√2Ω suy C = 41,7(µF) I Dạng tập 6: Bài tốn hộp kín Nhận xét: Bài tốn hộp kín thường có hai dạng đặc trưng riêng thường gặp là: - Trong mạch điện xoay chiều có hộp kín hộp kín chứa hai phần tử mắc mối tiếp là: điện trở R, cuộn cảm tụ điện C - Trong mạch điện xoay chiều có hộp kín hộp kín chứa hai phần tử mắc mối tiếp là: điện trở R, cuộn dây tụ điện C Để giải tốn hộp kín dùng cơng thức đại số dùng giản đồ véc tơ để giải Nếu đề cho mối liên hệ pha dòng điện tức thời hiệu điện tức thời dùng phương pháp đại số có phần thuận lợi; đề khơng cho nên dùng phương pháp giản đồ véc tơ tốt • Bài tập mạch điện xoay chiều chứa hộp kín Ví dụ 1: Cho mạch điện xoay chiều hình vẽ Biết u AB = 200cos100πt(V); tụ điện có ZC = 150Ω ; cuộn cảm có ZL = 220Ω ; hộp kín X đoạn mạch gồm phần tử (R 0, L0, C0) mắc nối tiếp; hệ số công suất mạch cosϕ = Các phần tử hộp kín X là: 34 Giáo viên thực hiện: Nguyễn Trọng Thành Sở giáo dục & Đào tạo Trường THPT BC Lê Hồng Phong A điện trở R0 tụ điện C0 B điện trở R0 cuộn cảm L0 C cuộn cảm L0 tụ điện C0 D tất A L X c B Giải - Theo đề cosϕ = nên phải có điều kiện ZLmạch = ZCmạch (1) - Mặt khác bên ngồi hộp kín X đề cho ZL> ZC nên để phương trình (1) thỏa mãn hộp X phải chứa R0 C0  Đáp án A Ví dụ 2( Câu 4.2 đề TSĐH&CĐ 2004): Cho đoạn mạch điện AB gồm hộp kín X chứa phần tử (cuộn dây cảm tụ điện ) biến trở R hình vẽ Đặt vào hai đầu A, B hiệu điện xoay chiều ổn định có giá trị hiệu dụng 200V tần số 50Hz Thay đổi giá trị biến trở R để công suất tiêu thụ đoạn mạch AB cực đại Khi cường độ dịng điện hiệu dụng qua mạch √2A Biết cường độ dòng điện sớm pha hiệu điện hai đầu mạch điện AB Hỏi hộp X chứa tụ hay cuộn cảm? Tính điện dung tụ điện độ tự cảm cuộn dây Bỏ qua điện trở dây nối A X R B Giải - Vì i sớm pha u nên hộp kín X có tụ điện C - Vì cơng suất mạch cực đại nên: R = ZC = 100Ω 35 Giáo viên thực hiện: Nguyễn Trọng Thành Sở giáo dục & Đào tạo Trường THPT BC Leõ Hong Phong C = 31,8àF ã Bi tập mạch điện xoay chiều chứa hai hộp kín Ví dụ 3: Cho mạch điện xoay chiều gồm hai phần tử X Y mắc nối tiếp đặt vào đoạn mạch hiệu điện xoay chiều có giá trị hiệuh dụng U hiệu điện hiệu dụng hai đầu phần tử X √3U, hai đầu phần tử Y 2U Hai phần tử X Y tương ứng A Tụ điện điện trở B Cuộn dây cảm điện trở C Tụ điện cuộn dây cảm D Tụ điện cuộn dây không cảm Giải Cách 1: Dùng phương pháp giản đồ véc tơ - Vẽ giản đồ véc tơ cho trường hợp A, B, C tương ứng H1; H2; H3 - Sự dụng kiến thức hệ thức lượng tam giác phép cộng véc tơ  Đáp án D Cách 2: Sự dụng phương pháp đại số Ta có mối liên hệ hiệu dụng hiệu điện đoạn mạch nối tiếp R,L,C là: U2 = U2R+ (UL-UC)2 36 Giáo viên thực hiện: Nguyễn Trọng Thành Sở giáo dục & Đào tạo Trường THPT BC Lê Hồng Phong A Đối với đoạn mạch có R C cơng thức cho U L = ta được: U2 = U2R+ U2C  U2 = (U√3)2 + (2U)2  Vơ lí B Đối với đoạn mạch có cuộn cảm điện trở công thức cho UC = ta được: U2 = U2R+ U2L  U2 = (U√3)2 + (2U)2  Vơ lí C Đối với đoạn mạch có L C cơng thức cho U R = ta được: U2 = (UL -UC)2  U = U√3 - 2U  Vơ lí  Đáp án D Ví dụ (TSĐH 2001 – Trường GTVT): Cho mạch điện AB hình vẽ X Y hai hộp kín, hộp chứa hai ba phần tử: điện trở, cảm, tụ điện mắc nối tiếp Các vôn kế V1 V2 Amphe kế đo dòng điện xoay chiều chiều Điện trở vôn kế lớn cịn Amphe kế khơng đáng kể 37 Giáo viên thực hiện: Nguyễn Trọng Thành Sở giáo dục & Đào tạo Trường THPT BC Lê Hồng Phong Khi mắc hai điểm A M vào hai cực nguồn điện chiều Amphe kế 2A, V1 60V Khi mắc A B vào nguồn điện xoay chiều hình sin, tần số 50Hz Amphe kế 1A, vôn kế giá trị 60V uAM uMB lệch pha góc π/2 Hộp X Y có phần tử nào? Tính giá trị chúng Đáp án để dạng thập phân Giải: Cách 1: Dùng phương pháp giản đồ véc tơ Khi mắc hai điểm A, M vào nguồn chiều mà dòng điện qua chứng tỏ hộp kín X phải chứa điện trở R1 cuộn cảm L R1 = U 60 = = 3A I Khi mắc hai đầu A,B vào mạng điện xoay chiều uAM uMB vuông pha nên từ giản đồ => hộp Y phải chứa điện trở R2 tụ C Từ giản đồ ta có: 2 U L = U AM − U R1 = 60 − 30 = 30 3V  ZL = U L 30 = = 30 Ω I' 38 Giáo viên thực hiện: Nguyễn Trọng Thành Sở giáo dục & Đào tạo Trường THPT BC Lê Hồng Phong  L= Z L 30 = = 0,165H ω 100π  Vì ϕ1 + ϕ2 = 900 nên tgϕ1 tgϕ2 = -1  30 − U C = −1 30 U R  UR2 = √3Uc mà UR22+ Uc2 = U2MB = 602 từ suy ra: UR2 = 30√3V; UC = 30V 1  R2 = 30√3Ω; Zc = 30Ω => C = ωZ = 100π 30 = 106µF C Cách 2: Dùng cơng thức đại số thơng thường Khi mắc hai điểm A, M vào nguồn chiều mà dịng điện qua chứng tỏ hộp kín X phải chứa điện trở R1 cuộn cảm L R1 = U 60 = = 3A I Khi mắc hai đầu A,B vào mạng điện xoay chiều uAM uMB vuông pha nên từ ta phải phân làm hai trường hợp * Nếu uAM nhanh pha uMB góc π/2 mạch MB có tính dung kháng hộp kín Y phải chứa điện trở R2 tụ điện C Theo đề ta có: 2 U L = U AM − U R1 = 60 − 30 = 30 3V  ZL = U L 30 = = 30 Ω I'  L= Z L 30 = = 0,165H ω 100π  Vì ϕ1 + ϕ2 = 900 nên tgϕ1 tgϕ2 = -1 39 Giáo viên thực hiện: Nguyễn Trọng Thành Sở giáo dục & Đào tạo Trường THPT BC Lê Hồng Phong  30 − U C = −1 30 U R  UR2 = √3Uc mà U2R2 + Uc2 = U2MB = 602 từ suy ra: UR2 = 30√3V; UC = 30V 1  R2 = 30√3Ω; Zc = 30Ω => C = ωZ = 100π 30 = 106µF C * Nếu uAM chậm pha uMB góc π/2 mạch MB có tính cảm kháng hộp kín Y phải chứa điện trở R cảm kháng L2 Đến ta phải lập luận ϕ khơng vượt qúa 900 nên khơng thể xẩy trường hợp đề cho pha uAM uMB lệch pha góc 900 nên xẩy mạch AM chứa cuộn cảm mạch MB chứa điện trở nên trái giả thiết Ví dụ 5: Cho mạch điện hình vẽ:UAB = 120(V); ZC = 10 (Ω) R = 10(Ω); uAM = 60 6Cos100πt (v) ; UMB = 60(v) Hãy xác định phần tử hộp kín X Biết X đoạn mạch gồm phần tử (điện trở R0; cuộn cảm L0 tụ điện C0 ) mắc nối tiếp Giải Cách 1: Dùng giản đồ véc tơ - Vẽ giản đồ véc tơ cho đoạn mạch AM biết  tgϕ1 = U C Z C 10 = = = R R 10  ϕ1 = π/3 40 Giaùo viên thực hiện: Nguyễn Trọng Thành Sở giáo dục & Đào tạo Trường THPT BC Lê Hồng Phong - Theo đề U2AB = U2AM +U2MB hay UAM vng pha UMB nên ta vẽ tiếp giản đồ véc tơ Từ giản đồ ta dễ thấy hộp X phải chứa điện trở R0 cuộn cảm L0 ϕ2 = 300 U L0  tgϕ2 = U = R0  UR0 = √3UL0 (1) - Mặt khác ta lại có:  U2MB =U2L0 + U2R0 = (60)2 (2) - Tiến hành giải (1) (2) kết quả: UL0 = 30V; UR0 = 30√3V - Lại có tam giác vng OUR1UAM thì: UR = UAM.Cosϕ1 = 60√3 ½ = 30√3V 30 ⇒I= = 3 (A) 10 UR  30 = = 10(Ω) R O = I  3 ⇒ Z = U L = 30 = 10 (Ω) ⇒ L = 10 = 0,1 (H) O  L I 3 100 π 3π  O O O Cách 2: Dùng cơng thức thơng thường Nhận thấy toán chưa biết trước pha cường độ dòng điện nên giải theo phương pháp đại số phải giả thiết có trường hợp 41 Giáo viên thực hiện: Nguyễn Trọng Thành Sở giáo dục & Đào tạo Trường THPT BC Lê Hồng Phong TH1: Nếu hộp kín X chứa điện trở R0 cuộn cảm L0 TH2: Nếu hộp kín X chứa điện trở R0 tụ điện C0 TH3: Nếu hộp kín X chứa tụ điện C0 cuộn cảm L0 Như để giải toán ta cần phải phân nhiều trường hợp phải giản số lượng lớn phương trình kết thời gian Trường hợp 1: tgϕAM = − Z C − 10 = =− R 10  ϕAM = -π/3 Mà ZAM = R + Z C = 10 + ( 3.10 ) = 20Ω  I= U AM 60 = =3 3A Z AM 20  UR = I.R = 30√3V  UC = I.ZC = 90V Lại có U2MB = U2R0 + U2L0 = 602 (1) U2AB = (UR +UR0)2 + (UL0 –UC)2 = 1202 (2) Lấy (1) trừ hai theo vế với vế ta được: 2URUR0 +U2R -2UL0UC + U2C = 1202- 602 thay UR UC vào biến đổi ta được: UR0 = √3UL0 (3) Thế (3) vào (1) được: 4U2L0 = 602 hay UL0 = 30V  ZL0 = U L0 30 10 = = Ω L0 = ZL0/ω = 0,1/√3π (H) I 3  UR0 = 30√3(V) R0 = U R 30 = = 10 Ω I 3 42 Giáo viên thực hiện: Nguyễn Trọng Thành Sở giáo dục & Đào tạo Trường THPT BC Lê Hồng Phong Còn hai trường hợp sau tiến hành giải tương tự Ví dụ 6:Mạch điện xoay chiều AB gồm có hai hộp kín X Y hộp kín chứa phần tử R,L,C mắc nối tiếp Cho hiệu điện tức thời hai đầu hộp X Y là: uX = 100√2Cos(100πt)(V); uY = 200√2Cos(100πt+ϕ) Hiệu điện hiệu dụng hai đầu mạch AB nhận giá trị sau A U = 50V B U = 150V A C 300V X D 102V M A Y B Giải Do toán chưa cho biết mối liên hệ pha u i; dự kiện đề cho “chưa đủ” để dùng phương pháp đại số để giải Muốn giải buộc ta nên dùng phương pháp giản đồ véc tơ sau: Ta có uAB = uAM + uMB uAM lệch pha góc ϕ Khơng tính tổng qt ta vẽ giản đồ véc tơ Ffre-nen sau: Từ giản đồ ta có: U2 = U2AM +U2MB + 2UAM UMB Cosϕ  Umin = UAM -UMB  Umax = UAM +UMB  UAM -UMB ≤ U ≤ UAM + UMB Hay 100V ≤ U ≤ 300V Vậy có đáp án A thỏa mãn C KẾT LUẬN 43 Giáo viên thực hiện: Nguyễn Trọng Thành Sở giáo dục & Đào tạo Trường THPT BC Lê Hồng Phong Nội dung trình bày - Các tập mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp phân làm dạng dạng có đặc trưng riêng thường gặp tương ứng - Khi giải dạng tập mạch điện xoay chiều để kết nhanh, thuận tiện việc thi trắc nghiệm địi hỏi học sinh phải nắm đặc trưng riêng dạng từ làm “tắt” kết nhanh - Trong dạng tập việc dụng phương pháp giản đồ véc tơ tỏ hiệu dùng phương pháp đại số thông thường Biện pháp để triển khai áp dụng sáng kiến kinh nghiệm vào thực tiễn cho kết cao Qua trình giảng dạy thực tế trường Bán Công Lê Hồng Phong nhận thấy: Đa số học sinh có tư tổng hợp yếu, lực học tầm nhận thức cịn có hạn… nên để áp dụng sáng kiến vào thực tiễn đạt kết cao giáo viên nên làm số cơng việc sau - Thứ nhất: Ngoài việc truyền thụ kiến thức giáo khoa, giáo viên cần phân loại dạng tập rõ loại tập có đặc trưng cần ghi nhớ - Thứ hai : cần cung cấp thêm cho em số kiến thức toán học hệ thức lượng tam giác, định lý hàm sin, hàm cos… rèn luyện cho em kỹ vẽ véc tơ quay tổng hợp véc tơ - Thứ 3: Ngồi tập SGK giáo viên đề cương ơn tập để em ôn luyện thêm Với việc làm thân giảng dạy phần thu kết tốt như: Phần đông học sinh nắm tổng quan dạng tập điện xoay chiều thường gặp hiểu dạng tập đặc trưng chúng, 44 Giáo viên thực hiện: Nguyễn Trọng Thành Sở giáo dục & Đào tạo Trường THPT BC Lê Hồng Phong để từ vận dụng kiến thức vào thi cử đạt kết cao kỳ thi tốt nghiệp THPT Trên kinh nghiệm giảng dạy mà tơi đúc kết được; kinh nghiệm cịn có hạn nên chắn cịn nhiều hạn chế, thiếu sót Rất mong đóng góp ý kiến Quý thầy cô bạn bè đồng nghiệp để sáng kiến kinh nghiệm có ích việc truyền thụ tri thức cho học sinh Xin chân thành cảm ơn! Giáo viên thực đề tài Nguyễn Trọng Thành 45 Giáo viên thực hiện: Nguyễn Trọng Thành Sở giáo dục & Đào tạo Trường THPT BC Lê Hồng Phong TÀI LIỆU THAM KHẢO STT Tên tài liệu tham khảo Tác giả Nhà xuất Sách giáo khoa vật lý Lương Duyên Bình Giáo Dục 12 ban năm 2008 (tổng chủ biên) Chuyên đề bồi dưỡng PGS.TẦN SỐ Vũ Thanh Giáo Dục học sinh giỏi vật lý Khiết – Vũ Đình Túy năm 2003 THPT tập Giáo Dục Giải toán vật lý 12 tập Bùi Quang Hân Trắc nghiệm Vật lí , Năm 1995 Cục Khảo thí Kiểm ĐHQG Hà Nội Hóa học , Sinh học , định chất lượng giáo dục Năm 2007 Ngoại ngữ – Bộ giáo dục Đào tạo Giới thiệu đề TSĐH Nguyễn Cảnh Hòe &CĐ từ 2001-2004 Năm 2005 Bài tập vật lý 12 ban Vũ Quang (chủ biên) Giáo Dục ĐHSP năm 2008 Hướng dẫn ôn tốt nghiệp phổ thông 2007 Nguyễn Trọng Sửu -2008 Giáo Dục năm 2008 MỤC LỤC Nội dung 46 Giáo viên thực hiện: Nguyễn Trọng Thành Trang Sở giáo dục & Đào tạo Trường THPT BC Lê Hoàng Phong I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI II NHỮNG THUẬN LỢI VÀ KHÓ KHĂN KHI THỰC HIỆN ĐỀ TÀI III NỘI DUNG ĐỀ TÀI A CƠ SỞ LÝ THUYẾT B PHÂN LOẠI CÁC BÀI TẬP VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU TRONG MẠCH ĐIỆN RLC NỐI TIẾP Dạng tập 1: Trong mạch điện xoay chiều R,L,C nối tiếp, cho R thay đổi đại lượng khác L, C, ω, U không đổi Dạng tập 2: Trong mạch điện xoay chiều R,L,C nối tiếp, cho L thay đổi cịn đại lượng khác R, C,U,ω khơng đổi Dạng tập 3: Trong mạch điện xoay chiều R,L,C nối tiếp, cho C thay đổi đại lượng khác R, L, U, ω không đổi Dạng tập 4: Trong mạch điện xoay chiều R,L,C nối tiếp, cho ω thay đổi đại lượng khác R, L, C, U không đổi Dạng tập 5: Trong mạch điện xoay chiều đề cho hiệu điện hiệu dụng mạch; u cầu tìm đại lượng cịn lại liên quan Dạng tập 6: Bài toán hộp kín C KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO 47 Giáo viên thực hiện: Nguyễn Trọng Thành ... Phong C = 31,8àF ã Bài tập mạch điện xoay chiều chứa hai hộp kín Ví dụ 3: Cho mạch điện xoay chiều gồm hai phần tử X Y mắc nối tiếp đặt vào đoạn mạch hiệu điện xoay chiều có giá trị hiệuh dụng U... DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU TRONG MẠCH ĐIỆN RLC NỐI TIẾP Dạng tập 1: Trong mạch điện xoay chiều R,L,C nối tiếp, cho R thay đổi đại lượng khác L, C, ω, U không đổi Dạng tập 2: Trong mạch điện xoay chiều... nên i nhanh pha π/6 so với uAB Vậy dòng điện xoay chiều mạch là:i = 1,5√2Cos(100πt + π/6)A Ví dụ (Bài 14.11 sách BTVL 12 Cơ Bản): Cho mạch điện xoay chiều hình vẽ Điện áp tức thời hai đầu mạch