skkn sử dụng dấu hiệu vuông pha giải nhanh bài toán điện xoay chiều cho học sinh trung học phổ thông

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA TRƯỜNG THPT NGUYỄN XUÂN NGUYÊN SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM SỬ DỤNG DẤU HIỆU VNG PHA GIẢI NHANH BÀI TỐN ĐIỆN XOAY CHIỀU CHO HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG Người thực hiện: Lê Nhất Trưởng Tuấn Chức vụ: Giáo viên Đơn vị công tác: Tổ Vật lý - CN - Thể dục SKKN thuộc lĩnh vực mơn Vật lý THANH HĨA NĂM 2013 SỬ DỤNG DẤU HIỆU VUÔNG PHA GIẢI NHANH BÀI TOÁN ĐIỆN XOAY CHIỀU CHO HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG A ĐẶT VẤN ĐỀ I Thực trạng vấn đề Vật lí học mơn khoa học thực nghiệm, môn học không dễ với học sinh trung học phổ thông (từ xin viết tắt THPT) Vấn đề khó dây khơng mặt kiến thức vật lí bao quát, trừu tượng, chi phối nhiều tượng liên quan đến đời sống ngày mà cịn khó chỗ liên quan đến kiến thức toán học phức tạp xem công cụ thiếu Đặc biệt phần điện xoay chiều chương trình vật lý THPT cơng cụ tốn học nặng nề hơn, điều dẫn đến việc nhiều học sinh coi phần điện xoay chiều "vùng cấm" làm đề thi vật lý Một phương án "giảm tải" cho em học sinh giải toán điện xoay chiều phương pháp dùng giản đồ véc tơ (chung gốc véc tơ trượt) giải kiến thức hình học, nhiều tốn khơng có "mẹo" học sinh khơng thể giải nhanh trọn vẹn Một "mẹo" mà đề thi đại học đề thi thử trường nước năm gần thường khai thác sử dụng dấu hiệu vng pha để giải nhanh toán điện xoay chiều Vậy dấu hiệu gì, sử dụng nào, thường hợp ? II Mục đích yêu cầu Để giải vướng mắc nêu trên, trình dạy học điện xoay chiều, việc cung cấp bổ sung cho em dấu hiệu nhận biết, toán để em tập dượt làm quen điều cần thiết III Phạm vi đề tài Kiến thức vật lí có liên quan đến nhiều kiến thức toán học, đặc biệt kiến thức hình học véc tơ sử dụng rộng rãi Vì vậy, phạm vi sáng kiến kinh nghiệm thân rút từ thực tế nhiều năm trực tiếp giảng dạy, xin đưa phương pháp thân sử dụng hiệu thực tế dạy học số toán thuộc vấn đề vật lí liên quan đến dấu hiệu vng pha giải toán điện xoay chiều, nhằm giúp em học sinh học tốt phần điện xoay chiều giải toán đề thi hiệu hơn, nâng cao chất lượng học tập em ! B GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ I Cơ sở lý luận vấn đề: Các dấu hiệu nhận biết vuông pha * Dấu hiệu 1: Định lý pitago tam giác vuông a2+b2=c2 ( thường dùng phương pháp giản đồ véc tơ ) * Dấu hiệu 2: vec tơ vng góc: tan α tan β = α , β độ lớn góc véc tơ với trục chuẩn Δ * Dấu hiệu 3: Các thời điểm vuông pha đại lượng biến đổi điều hòa x = Acos(ωt+φ) hai thời điểm t1 t2 = t1 ± ( 2k + 1) T với T chu kì biến đổi điều hòa * Dấu hiệu 4: Độ lệch pha hai đại lượng biến đổi điều hòa Δφ =(k+1/2)π * Dấu hiệu 5: Trong mạch RLC : uL vuông pha với i (cũng vuông pha với uR) uC vuông pha với i (cũng vuông pha với uR) * Dấu hiệu 6: Trong mạch RLC: - Khi R thay đổi R1, R2 giá trị R mà mạch có cơng suất P=P1=P2 , gọi φ1 φ2 độ lệch pha điện áp đầu đoạn mạch dòng mạch R=R1 R=R2 φ1+φ2= ± π/2 - Khi L thay đổi (UL)max uRC vng pha với u hai đầu đoạn mạch - Khi C thay đổi (UC)max uRL vng pha với u hai đầu đoạn mạch Các hệ thường dùng: *Hệ 1: Hai đại lượng biến đổi điều hòa x=X0cos(ωt+φ1) y=Y0cos(ωt+φ2) 2  x   y vng pha  ÷ +  ÷ =  X   Y0  *Hệ 2: Các thời điểm vng pha đại lượng biến đổi điều hịa x = Acos(ωt+φ) hai thời điểm t1 t2 = t1 ± ( 2k + 1) T ta có x12 + x22 = A2 (Ghi chú: Hai hệ nêu chứng minh đơn giản dựa vào hệ thức sin x + cos x = ) II Giải pháp tổ chức thực hiện: Các bước tiến hành: * Khi dạy cho học sinh phần điện xoay chiều đặc biệt lưu lý đến việc hướng dẫn em dùng giản đồ véc tơ "trượt" (giản đồ véc tơ nối đuôi theo qui tắc đa giác) * Tập cho em làm quen với giải tốn phương pháp hình học phẳng với kiến thức hình học, hệ thức tam giác vuông, tam giác thường * Phân chia dạng toán tập từ dễ đến khó để em tránh tâm lý sợ phần học * Sau em quen với phương pháp hình học đưa dạng tốn điện xoay chiều có yếu tố vng pha vào để giải dạng tốn địi hỏi kiến thức tổng hợp mức cao Các toán đặc trưng mà em học sinh cần nắm vững: Các toán chia theo dạng sau vừa ví dụ minh họa cho phần lý thuyết nêu vừa toán giúp em học sinh đặt móng vững cho phần học: Bài toán 1: Dựa vào dấu hiệu Đoạn mạch AB gồm hai hộp đen X, Y mắc nối tiếp, hộp chứa linh kiện thuộc loại điện trở thuần, cuộn dây tụ điện Đặt vào đầu đoạn mạch AB điện áp u = 100 2cos ( 2πft ) ( V ) (V) với f thay đổi Khi điều chỉnh tần số đến giá trị f điện áp hiệu dụng hai đầu hộp X Y U X = 200 V UY = 100 V Sau bắt đầu tăng f công suất mạch tăng Hệ số công suất đoạn mạch AB lúc tần số có giá trị f A B 3 C D Nhận xét: Bài toán hộp đen toán điện xoay chiều phức tạp việc giải toán phương pháp tự luận thường dài Bài toán tốn hộp đen "trắc nghiệm hóa" , với thời gian cho phép vài phút, giải phương pháp tự luận thông thường điều !!! Nhưng sử dụng dấu hiệu vuông pha điều lại thực được: - Dựa vào dấu hiệu 1, ta thấy U X = U + U Y2  UX, UY, U cạnh tam giác vuông u r uu ur ur u - Mặt khác u= uX + uY  U = U X + U Y nên có khả sau r I ϕu r uu ur UX ur u UY uu ur UX r I u r U U ϕ ur u UY * Khả 1: X cuộn dây, Y tụ điện mạch có cộng hưởng điện Lúc Pmax  Nếu tăng f chắn P giảm   Khả trái với giả thiết nên loại * Khả 2: Thỏa mãn yêu cầu tốn, từ hình vẽ cos ϕ =  UY = UX Đáp án C Bài toán 2: Dựa vào dấu hiệu Bài toán 2.1 Đoạn mạch xoay chiều AB chứa linh kiện R, L, C Đoạn AM 50 chứa L, MN chứa R NB chứa C R = 50Ω , Z L = 50 Ω, ZC = Ω Khi giá trị điện áp tức thời u AN = 80 V uMB = 60V Giá trị tức thời u AB có giá trị cực đại là: A 150V B 100V A L C 50 V M R N C D 100 V B Nhận xét: Nếu giải tốn cách sử dụng phương trình điện áp tức thời dòng điện tức thời kết quả, song lâu Nếu dùng dấu hiệu thứ để nhận diện toán giải hiệu đáng kể Cụ thể : Z L − ZC 50 Ta có : tanϕANtan|ϕMB| = R R = 50  (− 50 ) =1 50 Điện áp tức thời hai đầu hai đoạn mạch AN MB vuông pha nhau, áp dụng hệ ta có: 2  u AN   u MB   u   +  = =>  AN U  U  I Z  AN   MB   RL   u MB  +  I Z   RC 2 2 Với Z AN = R + Z C = 100Ω; Z MB = R + Z C =  I = 3A  (u ) AB max   =1   100 (1) (2) = U AB = I Z AB = R + ( Z L − Z C ) = 50 V Chọn C Chú ý: Trong mạch RLC dấu hiệu biểu diễn dạng R=r= L Xét ví dụ minh họa sau C Bài toán 2.2 Cho đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM nt với MB Biết đoạn AM gồm R nt với C MB có cuộn cảm có độ tự cảm L điện trở r Đặt vào L , điện áp hiệu C AB điện áp xoay chiều u = U cosωt (v) Biết R = r = dụng hai đầu MB lớn gấp n = điện áp hai đầu AM Hệ số công suất đoạn mạch có giá trị A.0,887 B 0,755 Nhận xét: Từ điều kiện R = r = ⇒ R2 = r2 = L/C = ZL.ZC  C.0,866 L C D 0,975 UL Z L (−Z C ) = −1 R R ⇒ uRC = uAM vuông pha với uRL = uMB O ) ϕRL UMB UR * Từ giản đồ vec tơ xét tam giác vuông OUMBUAM tan α = U AM π π Z = ⇒ α = ⇒ ϕ RL = ⇒ tan ϕ RL = L = U MB 6 R 3 ⇒ ZL = R/ α UC UAM ϕ RC = − * − ZC π ⇒ tan ϕ RC = = − ⇒ ZC = R 3 R Hệ số công suất mạch : cos φ = R+r (R + r ) + ( Z L − Z C ) 2 = 2R  R  4R +  − R 3     = = 0,866 => chọn C Bài toán 3: Dựa vào dấu hiệu Cường độ dịng điện đoạn mạch có biểu thức i = I cos ( 100π t + ϕ ) ( A) , vào thời điểm t1 giá trị hiệu dụng dòng điện 21  i1 = A , đến thời điểm t2 =  t1 + 200   ÷s dịng hiệu dụng i2 = − A tìm  cường độ dòng hiệu dụng mạch A 2A B 2A C 2A Nhận xét: Dựa vào dấu hiệu ta thấy D 4A 21 T ( s ) = ( 2.10 + 1)  t1 t2 hai thời 200 điểm mà dịng tức thời có pha vng góc Cách giải nhanh sau: * Áp dụng hệ ta i12 + i2 = I 02 ⇒ I = ( 2) + (− 6) = 2 A ⇒ I = A  Đáp án C Bài toán 4: Dựa vào dấu hiệu Trong hai mạch điện có hai dịng điện xoay chiều có biểu thức π π   i1 = 2cos  ωt + ÷ A i1 = 4cos  ωt − ÷ A Hỏi i1 = A i2 = ? 3 6   A ±2 A B ±2A C ± A D ±4A Nhận xét: * Cách giải bình thường giải phương trình lượng giác, thay i vào phương trình tìm ωt sau vào i2 tính kết quả, theo tơi cách dài dịng nên khơng hiệu * Cách giải dựa vào dấu hiệu vng pha: Nhìn vào biểu thức dòng điện dễ dàng thấy dòng điện vuông pha Sử dụng hệ ta có 2 2  i1   i2     i2   ÷ + ÷ =1⇒  ÷ +  ÷ = ⇒ i2 = ±2 A  Đáp án A 2 2 4  I 01   I 02  Bài toán 5: Dựa vào dấu hiệu Cuộn dây cảm có độ tự cảm L Đặt vào hai đầu cuộn dây điện áp xoay chiều u = U 0cos100π t (v) Tại thời điểm t = t1 điện áp tức thời cường độ dòng điện tức thời có giá trị u1 = 50 V; i1 = A Đến thời điểm t2 u2 = 50 V; i2 = A Tìm L điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây? Giải: * Nhận xét: Dựa vào dấu hiệu ta biết tốn sử dụng dấu hiệu vng pha Công thức cần dùng nằm hệ * Vì dịng điện qua cuộn dây dao động điều hòa trễ pha 900 so với hiệu điện i2 u2 Nên ta có: + = Áp dụng cho thời điểm t1 t2 ta có: I0 U  i12 u12 + = 1 2 I0 U i2 u2 i2 u i2 u12 i2 u2  ⇒ 12 + 12 = 22 + 22 ⇒ 12 + = 22 +  2 I0 U I0 U0 I ( I Z L )2 I0 ( I Z L )2 i2 u2  + =1  I0 U   2 i12 − i2 u2 − u12 u2 − u2 Z = 2 ⇒ Z L = 21 = 2500 ⇒ Z L = 50Ω  L = L = (H) 2 I0 I0 Z L i1 − i2 ω 2π Thay ZL vào (1) suy ra: U 02 = u12 + i12 Z L = 502 + 2.502 = 3.502 ⇒ U = 50 (V) ⇒U = U0 = 25 (V) Sau toán tương tự Bài toán 5': Đặt vào hai đầu tụ điện điện áp xoay chiều có tần số f = 50Hz Ở thời điểm t1 điện áp tức thời hai đầu tụ cường độ dòng điện tức thời qua tụ có giá trị u1 = 100(V); i1 = 1,41 A Ở thời điểm t có u2 =141(V); i2 = 1A Tính điện dung tụ, điện áp cường độ hiệu dụng dòng điện qua mạch Giải: i2 u2 Tương tự tốn ta có: + = Áp dụng cho thời điểm : I0 U  i12 u12 + = 1(1)  I0 U i2 u i2 u  ⇒ 12 + 12 = 22 + 22  2 I0 U I0 U i2 u2 + = 1(2)   I0 U  Thời điểm t1 Thời điểm t2 ⇒ 2 i2 − i12 u12 − u2 u12 − u2 u2 − u2 10−4 = = 2 ⇒ Z C = 12 22 = 1002 ⇒ ZC = 100Ω ⇒ C = = F 2 I0 U0 I Z C i2 − i1 ω ZC π Thay ZC vào (1) ta U = u12 + i12 Z C = 100 (V) U= I= U0 = 50 (V) U0 = (A) ZC Bài toán 6: Dựa vào dấu hiệu Bài tốn 6.1: Một mạch điện có sơ đồ: R Điện áp xoay chiều uAB có giá trị hiệu dụng L U không đổi; RV = ∞ Khi R = R1 vơn A kế U1 = 120V; R = R2 vơn kế V C B giá trị U2 = 90V Trong hai trường hợp công suất tiêu thụ P a) Tìm điện áp hiệu dụng U b) Biết R1 = 45Ω; R2 = 80Ω Tìm P Nhận xét: Theo dấu hiệu φ1 + φ2 = π kết hợp thêm giản đồ vecto để giải a Vôn kế giá trị hiệu dụng ULC uV vuông pha với uR u r uu u u u u r r Ta có giản đồ vectơ: U = U R + UV hai trường hợp, mà φ1 + φ2 = π  ΔAMB = ΔBM’A Như nói UR1 = U2 = 90V A U φ1 φ2 UR1 UR2 M U1 φ1 U2 M’ B Điện áp hiệu dụng toàn mạch: 10 U = U R1 + U12 = U 22 + U12 = 150V U2 1502 = Từ (2) ta có P = = 180W R1 + R2 45 + 80 b) Bài toán 6.2: Đặt vào hai đầu mạch điện RLC mắc nối tiếp điện áp xoay chiều u = 100cos100πt (V), cuộn dây cảm có hệ số tự cảm L biến thiên Chỉnh L điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm lớn thấy u triệt tiêu điện áp tức thời hai đầu điện trở tụ điện u RC = ±100V Điện áp hiệu dụng cực đại đầu cuộn dây là: A 50 V B 50V C 100V D 50 V GIẢI : u uu r uu r * L biến thiên, UL max U ⊥ U RC , : u2 U + RC RC u U U ULmax = với u = uRC = ±100V => U0RC = 100V URC * Điện áp hiệu dụng cực đại đầu cuộn dây là: ULmax = U + U RC = 2.(50 ) = 100V Bài toán 7: Bài toán tổng hợp Cho mạch điện RLC, tụ điện có điện dung C thay đổi Điều chỉnh điện dung cho điện áp hiệu dụng tụ đạt giá trị cực đại, điện áp hiệu dụng R 75 V Khi điện áp tức thời hai đầu mạch đoạn mạch RL A r U AB 75 V C 150 V D 150 V A α r Nhận xét: Đây toán điện xoay chiều i C O điện áp tức thời Điện áp hiệu dụng đoạn mạch B 75 V r U AN 25 V 75 V khó chương trình ơn thi đại học địi hỏi kiến r UC B 11 thức tổng hợp vận dụng giản đồ vecto mức độ cao Và tốn sử dụng dấu hiệu vng pha coi "phương thuốc đặc trị" hiệu Giải: * Điều chỉnh điện dung để U C đạt cực đại điện áp u LR vng pha với u nên ta có: u uLR + = (*) U 02 U 02LR * Mặt khác áp dụng hệ thức lượng tam giác vuông: 1 1 = 2+ h2 a b ta có U = U + U (**) 0R 0 LR * Từ (*) (**) tìm U0 U u − u LR = = 72.252 ⇒ U = = 150V u − LR U 0R  Chọn đáp án C Bài tập vận dụng cho học sinh Câu : Cho đoạn mạch xoay chiều u = U0cosωt ổn định , có R ,L , C ( L cảm )mắc nối tiếp với R thay đổi Khi R = 20 Ω công suất điện trở R cực đại đồng thời điều chỉnh tụ C điện áp hai đầu tụ C giảm Dung kháng tụ : A 20 Ω B 30 Ω C 40 Ω D 10 Ω Câu :Đoạn mạch xoay chiều với điện áp hai đầu đoạn mạch ổn định , có RLC ( L cảm ) mắc nối tiếp Biết : điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch lệch pha ϕ so với cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch Ở thời điểm t , điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch chứa LC u LC điện áp tức thời hai đầu điện trở R uR Biểu thức điện áp cực đại hai đầu điện trở R : A U0R = uLCcosϕ + uRsinϕ B U0R = uLCsinϕ + uRcosϕ 12 C ( uLC ) 2  u  +  R ÷ = U 02R  tan ϕ   u  D  LC ÷ + uR = U 02R tan ϕ   Câu : Đoạn mạch xoay chiều với điện áp hai đầu đoạn mạch ổn định , có RLC ( L cảm ) mắc nối tiếp Biết : điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch lệch pha ϕ = π / so với cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch Ở thời điểm t , điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch chứa LC u LC = 100 V điện áp tức thời hai đầu điện trở R uR = 100 V Điện áp cực đại hai đầu điện trở R A 200 V B 173,2 V C 321,5 V D 316,2 V Câu : : Đoạn mạch xoay chiều với điện áp hai đầu đoạn mạch ổn định , có R, LC (L cảm )mắc nối tiếp Biết : thời điểm t , điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch chứa LC uLC = 100 ( V ) điện áp tức thời hai đầu điện trở R uR = 100 V ; độ lệch pha điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch cường độ dòng điện hiệu dụng π/3 Pha điện áp tức thời hai đầu điện trở R thời điểm t : A π/6 B π/4 C π/3 D π/5 Câu : Đoạn mạch xoay chiều với điện áp hai đầu đoạn mạch ổn định , có R, LC ( L cảm ) mắc nối tiếp Biết : thời điểm t , điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch chứa LC uLC = 100 ( V ) điện áp tức thời hai đầu điện trở R uR = 100 V ; thời điểm t2 , điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch chứa LC uLC = 200 / ( V ) điện áp tức thời hai đầu điện trở R uR = 200 V Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch chứa LC : A.200 V B.200 V C.100 V D.400 V Câu : Đoạn mạch xoay chiều với điện áp hai đầu đoạn mạch AB ổn định , có R, LC ( L cảm )mắc nối tiếp Biết : thời điểm t , điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch chứa LC u LC = 7,5 ( V ) điện áp tức thời hai đầu điện trở R uR = 30 V ; thời điểm t2 điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch chứa LC u LC = 15 ( V ) điện áp tức thời hai đầu điện trở R u R = 20 V Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch AB : A.45 V B.50 V C.25 V D 60 V 13 Câu : Đoạn mạch xoay chiều với điện áp hai đầu đoạn mạch AB ổn định , có R, LC ( L cảm ) mắc nối tiếp Biết : thời điểm t , điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch chứa LC uLC = 50 ( V ) điện áp tức thời hai đầu điện trở R uR = 50 V ; thời điểm t2 điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch chứa LC uLC = 150 ( V ) điện áp tức thời hai đầu điện trở R u R = 50 V Pha điện áp tức thời hai đầu điện trở R thời điểm t1 : A π/3 B.π/6 C.π/4 D π/ Câu : Đoạn mạch xoay chiều có cuộn dây cảm với L = 1/π ( H ) ; tần số dòng điện f = 50 Hz ; thời điểm t cường độ dòng điện tức thời ( A ) điện áp tức thời hai đầu cuộn dây 200 V Hiệu điện hiệu dụng hai đầu cuộn dây : A 200 V B 200 V C 400 V D 300 V Câu : Đoạn mạch xoay chiều có tụ C ; thời điểm t cường độ dòng điện tức thời A điện áp tức thời hai đầu tụ điện 100 V ; thời điểm t cường độ dòng điện tức thời A điện áp tức thời hai đầu tụ điện 50 V Dung kháng tụ A 50 Ω B.25 Ω C.100 Ω D 75 Ω Câu 10 : Đoạn mạch xoay chiều có cuộn dây cảm có dạng u = U0cos100πt ( V ) , hệ số tự cảm L = 1/ π ( H ) ; thời điểm t cường độ dòng điện tức thời A điện áp tức thời 200 V Khoảng thời gian ngắn kể từ đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu cuộn dây đến thời điểm t : A 1/200 s B.1/300 s C.1/400 s D.1/600 s Câu 11 (ĐH khối A 2009) Đặt điện áp xoay chiều u = U 0cos(100πt + π/3) (V) vào hai đầu cuộn dây cảm có độ tự cảm L = 1/ 2π (H) Ở thời điểm điện áp hai đầu cuộn cảm 100 V cường độ dịng điện qua cuộn cảm 2A Biểu thức cường độ dòng điện qua cuộn cảm A i = cos( 100πt - π/6) (A) B i = cos( 100πt + π/6) (A) C i = 2 cos( 100πt + π/6) (A) D i = 2 cos( 100πt - π/6) (A) 14 Câu 12 (ĐH khối A 2009)Đặt điện áp u = U0cos(100πt - π/3) (V) vào hai đầu 2.10 −4 tụ điện có điện dung (F) Ở thời điểm điện áp hai đầu tụ điện π 150V cường độ dịng điện mạch 4A Biểu thức cường độ dòng điện mạch A.i = cos( 100πt + π/6) (A) B.i = 5cos( 100πt + π/6) (A) C.i = 5cos( 100πt - π/6) (A) D.i = cos( 100πt - π/6) (A) Câu 13( Cao đẳng khối A 2010) Đặt điện áp xoay chiều u = U 0cosωt vào hai đầu đoạn mạch có điện trở Gọi U điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch; i, I0 I giá trị tức thời, giá trị cực đại giá trị hiệu dụng cường độ dòng điện đoạn mạch Hệ thức sau sai? A U/U0 – I/I0 = B U/U0 + I/I0 = C u/U0 – i/I0 = 2 D u2/ U – i2/ I = Câu 14 Cho mạch điện xoay chiều chứa tụ điện Hiệu điện hai đầu đoạn mạch có dạng u = U0sin2πft (V) Tại thời điểm t1 giá trị tức thời cường độ dòng điện qua tụ hiệu điện đầu đoạn mạch ( 2 A, 60 V) Tại thời điểm t2 giá trị tức thời cường độ dòng điện qua tụ hiệu điện đầu đoạn mạch ( A, 60 V) Dung kháng tụ điện A.20 Ω B.20 Ω C.30Ω D.40Ω Câu 15 Đặt điện áp xoay chiều u = U 0cos(2πft + π/4) vào hai đầu cuộn dây cảm có độ tự cảm L = 1/π H Ở thời điểm t1 điện áp hai đầu cuộn cảm 50 V cường độ dòng điện qua cuộn dây /2 A Còn thời điểm t điện áp hai đầu cuộn dây 80V cường độ dịng điện qua 0,6A Tần số f dòng điện xoay chiều A.40Hz B.50Hz C.60Hz D.120Hz 15 III Kiểm nghiệm thực tế: Trong lớp giảng dạy tơi chia học sinh làm hai nhóm : * Nhóm 1: Nhóm đối chứng (nhóm giảng dạy phương pháp sách giáo khoa) * Nhóm 2: Nhóm thực nghiệm (nhóm tơi giảng dạy phương pháp sách giáo khoa phương pháp này) Hai nhóm có học lực mơn lí thơng qua kết học tập em qua kiểm tra Sau thời gian dạy, em làm kiểm tra phần điện xoay chiều nhóm có tiến rõ nét hẳn nhóm điểm số lẫn hứng thú học, cụ thể bảng số liệu sau: Nhó Nhóm đối chứng Nhóm tiến hành thực nghiệm m Số HS Điểm -10 7-8 5-6 3-4 0-2 Tổng số HS Quy đổi % Số HS Quy đổi % 01 36 43 09 02 91 1.1 39.6 47.2 9.9 2.2 04 58 21 06 01 90 4.4 64.4 23.3 6.7 1.2 16 C KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT * Điện xoay chiều phần kiến thức vật lý chương trình ơn thi đại học rộng, phương pháp nêu tất nhiên khơng phải để giải tồn tốn phần điện xoay chiều, nhiên thấy có ưu điểm mạnh mẽ kết hợp tốt với phương pháp giản đồ vectơ dẫn đến việc giải toán triệt để hiệu thời gian ngắn, phù hợp với yêu cầu giải đề thi trắc nghiệm * Sử dụng dấu hiệu vng pha để giải nhanh tốn vật lý không dừng lại lĩnh vực điện xoay chiều đề cập đến đề tài mà mở rộng sang phần khác : Dao động điều hịa, mạch dao động….mong thầy giáo, bạn đồng nghiệp em học sinh phát triển đề tài sang lĩnh vực khác rộng để đem ưu điểm bật cách giải sang nhiều phần khác chương trình thi đại học, phục vụ tốt mặt phương pháp cho em học sinh * Do thời gian khả cịn có hạn chế định nên đề tài khơng tránh khỏi thiếu sót, mong thầy cô giáo bạn đồng nghiệp em học sinh góp ý kiến đề tài tơi hồn thiện Tơi xin chân thành cảm ơn ! Thanh Hóa, ngày 25 tháng 05 năm 2013 Tôi xin cam đoan SKKN viết, khơng chép nội dung người khác XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ Người viết sáng kiến kinh nghiệm 17 Lª NhÊt Trëng TuÊn D TÀI LIỆU THAM KHẢO Các toán vật lý chọn lọc Tác giả PGS-TS Vũ Thanh Khiết Chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý THPT Tác giả PGS-TS Vũ Thanh Khiết Bài toán sở vật lý Tác giả Lương Duyên Bình-Nguyễn Quang Hậu Bài tập vật lý 12 Tác giả Dương Trọng Bái-Vũ Thanh Khiết 3000 toán điện Tác giả Tạ Quang Hùng Tuyển tập tập vật lý nâng cao Tác giả PGS-TS Vũ Thanh – Nguyễn Thế Khôi Tạp chí vật lý tuổi trẻ Một số tài liệu chuyên môn khác 18 MỤC LỤC Mục Nội dung A ĐẶT VẤN ĐỀ I Thực trạng vấn đề II Mục đích, yêu cầu III Phạm vi đề tài B C D GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ I Cơ sở lý luận vấn đề Một số dấu hiệu nhận biết vuông pha Các hệ thường dùng II Giải pháp tổ chức thực Các bước tiến hành Các toán đặc trưng Bài tập vận dụng III Kiểm nghiệm thực tế Kết luận đề xuất Tài liệu tham khảo Trang 01 01 02 02 03 03 03 03 04 04 04 11 15 16 17 19 ...SỬ DỤNG DẤU HIỆU VNG PHA GIẢI NHANH BÀI TỐN ĐIỆN XOAY CHIỀU CHO HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG A ĐẶT VẤN ĐỀ I Thực trạng vấn đề Vật lí học mơn khoa học thực nghiệm, môn học không dễ với học sinh. .. lí liên quan đến dấu hiệu vuông pha giải toán điện xoay chiều, nhằm giúp em học sinh học tốt phần điện xoay chiều giải toán đề thi hiệu hơn, nâng cao chất lượng học tập em ! B GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ... thi đại học đề thi thử trường nước năm gần thường khai thác sử dụng dấu hiệu vng pha để giải nhanh tốn điện xoay chiều Vậy dấu hiệu gì, sử dụng nào, thường hợp ? II Mục đích yêu cầu Để giải vướng