Hướng dẫn giải dòng điện xoay chiều lớp 12

Hướng dẫn giải dòng điện xoay chiều lớp 12

Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel : 0918.775.368 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH KHOA VẬT LÝ  LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP (Khóa 31, niên khóa 2005 - 2010) ĐỀ TÀI: LỰA CHỌN HỆ THỐNG BÀI TẬP, HƯỚNG DẪN GIẢI VÀ GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ (CHƯƠNG “DỊNG ĐIỆN XOAY CHIỀU” LỚP 12 - CHƯƠNG TRÌNH NÂNG CAO) GVHD: ThS Thầy Lê Ngọc Vân SVTH : Tạ Khánh Quỳnh Lớp : Lý Bình Thuận Trang Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel : 0918.775.368 TP Hồ Chí Minh Tháng / 2010 Trang Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel : 0918.775.368 LỜI NÓI ĐẦU Luận văn “Lựa chọn hệ thống tập, hướng dẫn giải giải tập vật lý (Chương “Dòng điện xoay chiều” – Lớp 12 Chương trình nâng cao)” viết tinh thần nhằm giúp học sinh có hiểu biết đầy đủ phương pháp giải dạng tập vật lý “Dòng điện xoay chiều” lớp 12, sở rèn luyện kĩ giải dạng tập Nội dung luận văn viết theo chủ đề, dạng toán cụ thể, bám sát nội dung sách giáo khoa vật lý lớp 12 nâng cao, gồm mục sau: Mục “Tóm tắt lý thuyết” tóm tắt kiến thức cần thiết để giải tập dòng điện xoay chiều Mục “Các dạng tập phương pháp giải” gồm hai phần: - Bài tập định tính: giới thiệu số tập định tính, đưa câu hỏi gợi ý hướng dẫn học sinh giải - Bài tập định lượng: giới thiệu dạng tập định lượng thường gặp, phương pháp giải dạng tập này, kèm theo số tập từ đến nâng cao hướng dẫn học sinh giải Mục “Một số tập trắc nghiệm rèn luyện” giới thiệu số tập trắc nghiệm bao quát nội dung kiến thức chủ đề, dạng để giúp học sinh rèn luyện thêm, đồng thời có đáp án hướng dẫn lời giải ngắn gọn để học sinh tham khảo Các tập trình bày luận văn có phương pháp giải hướng dẫn giải cụ thể từ giúp học sinh giải tập tương tự, rèn luyện kĩ giải tập, phát triển lực tự làm việc học sinh Để làm khóa luận này, em xin chân thành cám ơn tồn thể q thầy Khoa Vật Lý – Trường Đại Học Sư Phạm TP Hồ Chí Minh tận tình dạy dỗ em suốt năm học vừa qua Và để hoàn thành luận văn này, em kính gởi lời cám ơn chân thành, sâu sắc đến thầy Lê Ngọc Vân, người tận tình hướng dẫn, bảo, sửa chữa sai sót mà em mắc phải trình làm luận văn Đồng thời, em xin cám ơn bạn lớp Lý Bình Thuận niên khóa 2005 – 2010, đóng góp ý kiến, giúp đỡ em tài liệu để em hồn thành đề tài thời hạn Mặc dù đầu tư công sức, cố gắng cẩn thận, điều kiện thời gian, hạn chế kiến thức kinh nghiệm phương pháp giảng dạy thực tế chưa nhiều nên chắn luận văn cịn nhiều thiếu sót Em kính mong nhận ý kiến đóng góp chân tình quý thầy cô bạn để đề tài hoàn thiện Em xin chân thành cám ơn! Trang Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel : 0918.775.368 MỤC LỤC Lời nói đầu Phần mở đầu I II III IV V Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu .6 Nhiệm vụ nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Điều kiện thực đề tài Phần lý luận chung I Những sở lý luận hoạt động giải tập vật lý phổ thông Mục đích, ý nghĩa việc giải tập vật lý dạy học vật lý .8 Tác dụng tập dạy học vật lý II.Phân loại tập vật lý 10 Phân loại theo phương thức giải 10 Phân loại theo nội dung 11 Phân loại theo yêu cầu rèn luyện kĩ năng, phát triển tư học sinh q trình dạy học, phân biệt tập luyện tập tập sáng tạo 11 Phân loại theo cách thể tập 12 Phân loại theo hình thức làm 12 III Phương pháp giải tập vật lý .12 Tìm hiểu đầu bài, tóm tắt kiện 13 Phân tích tượng .13 Xây dựng lập luận 13 Lựa chọn cách giải cho phù hợp 14 Kiểm tra, xác nhận kết quả, biện luận 14 IV Xây dựng lập luận giải tập .14 Xây dựng lập luận giải tập định tính .14 Xây dựng lập luận giải tập tính tốn 15 V Hướng dẫn học sinh giải tập vật lý 16 Hướng dẫn theo mẫu (Angorit) .17 Hướng dẫn tìm tịi (Ơrixtic) 17 Định hướng khái qt chương trình hóa .17 VI Lựa chọn sử dụng tập dạy học vật lý 18 Lựa chọn tập 18 Sử dụng hệ thống tập 19 Phần vận dụng 21 Lựa chọn hệ thống tập phương pháp giải tập chương “Dòng điện xoay chiều” lớp 12 – Chương trình nâng cao A Tóm tắt lý thuyết .21 B Hệ thống tập phương pháp giải 28 Trang Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel : 0918.775.368 I Bài tập định tính 28 Đề 28 Hướng dẫn giải giải 28 II Bài tập định lượng .33 Chủ đề 1: Dòng điện xoay chiều – Mạch điện xoay chiều không phân nhánh (Mạch R, L, C mắc nối tiếp) 33 Dạng 1: Cách tạo dòng điện xoay chiều 33 1.1 Phương pháp giải chung 33 1.2 Bài tập cách tạo dòng điện xoay chiều 33 1.3 Hướng dẫn giải giải 34 Dạng 2: Viết biểu thức cường độ dòng điện điện áp 41 2.1 Phương pháp giải chung 41 2.2 Bài tập viết biểu thức cường độ dòng điện điện áp 42 2.3 Hướng dẫn giải giải 43 Dạng 3: Cộng hưởng điện 53 3.1 Phương pháp giải chung 53 3.2 Bài tập cộng hưởng điện .53 3.3 Hướng dẫn giải giải 54 Dạng : Hai đoạn mạch có điện áp pha, vng pha 62 4.1 Phương pháp giải chung 62 4.2 Bài tập hai đoạn mạch có điện áp pha, vuông pha 62 4.3 Hướng dẫn giải giải 63 Dạng : Công suất đoạn mạch R, L, C mắc nối tiếp .69 5.1 Phương pháp giải chung 69 5.2 Bài tập công suất đoạn mạch R, L, C mắc nối tiếp 70 5.3 Hướng dẫn giải giải 71 Dạng : Xác định giá trị cực đại điện áp hiệu dụng thay đổi L, thay đổi C, thay đổi f 83 6.1 Phương pháp giải chung 83 6.2 Bài tập cách xác định giá trị cực đại điện áp hiệu dụng thay đổi L, thay đổi C, thay đổi f 86 6.3 Hướng dẫn giải giải 86 Dạng : Xác định phần tử điện chứa hộp đen .106 7.1 Phương pháp giải chung 106 7.2 Bài tập xác định phần tử điện chứa hộp đen .107 7.3 Hướng dẫn giải giải 107 Dạng 8: Giải toán nhờ giản đồ vec-tơ 116 8.1 Phương pháp giải chung 116 8.2 Bài tập giải toán nhờ giản đồ vec-tơ 116 8.3 Hướng dẫn giải giải 117 Chủ đề 2: Sản xuất – Truyền tải điện 125 Trang Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel : 0918.775.368 Dạng 1: Máy phát điện động điện 125 1.1 Phương pháp giải chung .125 1.2 Bài tập máy phát điện động điện 125 1.3 Hướng dẫn giải giải 126 Dạng 2: Máy biến áp truyền tải điện .131 2.1 Phương pháp giải chung .131 2.2 Bài tập máy biến áp truyền tải điện 131 2.3 Hướng dẫn giải giải 132 C Một số tập trắc nghiệm rèn luyện 138 Đề 138 Đáp án 147 Hướng dẫn giải 147 Trang Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel : 0918.775.368 PHẦN MỞ ĐẦU I Lý chọn đề tài: Dòng điện xoay chiều dao động điện từ cưỡng bức, đổi chiều liên tục trăm lần giây, làm từ trường sinh thay đổi theo Chính điều làm cho dịng điện xoay chiều có số tác dụng to lớn mà dịng điện chiều khơng có Do mà dịng điện xoay chiều ứng dụng rộng rãi thực tế sống Chương “Dòng điện xoay chiều” chương quan chương trình vật lý 12 Việc nắm vững kiến thức, vận dụng kiến thức để giải tập định tính, tập định lượng chương học sinh thật không dễ dàng Chính vậy, đề tài “Lựa chọn hệ thống tập, hướng dẫn giải giải tập vật lý (chương “Dòng điện xoay chiều” lớp 12 chương trình nâng cao) giúp học sinh có hệ thống tập, có phương pháp giải cụ thể dạng với hướng dẫn giải chi tiết bài, từ giúp học sinh hiểu rõ chương dịng điện xoay chiều Đồng thời thơng qua việc giải tập, học sinh rèn luyện kĩ giải tập, phát triển tư sáng tạo lực tự làm việc thân II Mục đích nghiên cứu: Xây dựng hệ thống tập, hướng dẫn phương pháp giải dạng tập chương “Dịng điện xoay chiều” Từ vạch tiến trình hướng dẫn hoạt động dạy học (gồm hoạt động giáo viên hoạt động học sinh) nhằm giúp học sinh nắm vững kiến thức chương này, sở học sinh tự lực vận dụng kiến thức để giải tập dạng theo phương pháp đưa III Nhiệm vụ nghiên cứu: Nghiên cứu lý luận dạy học tập vật lý để vận dụng vào hoạt động dạy học Nghiên cứu nội dung chương “Dịng điện xoay chiều” chương trình sách giáo khoa vật lý 12 nâng cao nhằm xác định nội dung kiến thức học sinh cần nắm vững kĩ giải tập học sinh cần rèn luyện Soạn thảo hệ thống tập chương này, đưa phương pháp giải theo dạng, đề xuất tiến trình hướng dẫn học sinh giải tập hệ thống tập IV Phương pháp nghiên cứu: Nghiên cứu lý luận dạy học tập vật lý Nghiên cứu chương trình vật lý trung học phổ thông: bao gồm sách giáo khoa vật lý 12, sách tập, số sách tham khảo vật lý 12 phần dòng điện xoay chiều Trang Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel : 0918.775.368 Lựa chọn dạng tập sách giáo khoa, sách tập, sách tham khảo phù hợp với nội dung, kiến thức chương V Giới hạn nghiên cứu: Do hạn chế thời gian, kiến thức phương pháp giảng dạy thực tế nên hệ thống tập lựa chọn cịn mang tính chủ quan chưa thật phong phú, phần tập định tính Do chưa có kinh nghiệm phương pháp giảng dạy nên tiến trình hướng dẫn học sinh giải chưa hay Vật lý học khoa học thực nghiệm, nhiên đề tài chưa thể đưa tập thực nghiệm, chưa thực phần thực nghiệm sư phạm Trang Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel : 0918.775.368 PHẦN LÝ LUẬN CHUNG LÝ LUẬN CHUNG VỀ PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY BÀI TẬP VẬT LÝ Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG Chúng ta sống sống thời đại bùng nổ tri thức khoa học công nghệ Xã hội phồn vinh kỉ 21 phải xã hội dựa vào tri thức, vào tư sáng tạo, vào tài sáng chế người Trong xã hội biến đổi nhanh chóng nay, người lao động phải biết ln tìm tịi kiến thức trau dồi lực cho phù hợp với phát triển khoa học kĩ thuật Lúc người lao động phải có khả tự định hướng tự học để thích ứng với địi hỏi xã hội Chính vậy, mục đích giáo dục nước ta giới không dừng lại việc truyền thụ cho học sinh kiến thức, kĩ lồi người tích lũy trước đây, mà đặc biệt quan tâm đến việc bồi dưỡng cho họ lực sáng tạo tri thức mới, phương pháp mới, cách giải vấn đề cho phù hợp Rèn luyện lực tự suy nghĩ truyền thụ kiến thức cho học sinh vấn đề quan trọng dạy học nói chung dạy học mơn Vật lý nói riêng Để việc dạy học đạt kết cao người giáo viên phải biết phát huy tính tích cực học sinh, chọn lựa phương thức tổ chức hoạt động, cách tác động phù hợp giúp học sinh vừa học tập, vừa phát triển nhận thức Việc giải tập Vật lý khơng nhằm mục đích giải tốn, mà cịn có ý nghĩa to lớn việc rèn luyện cho học sinh khả vận dụng kiến thức, kĩ tính tốn, suy luận logic để giải vấn đề thực tế sống Trong q trình dạy học tập vật lý, vai trị tự học học sinh cần thiết Để giúp học sinh khả tự học, người giáo viên phải biết lựa chọn tập cho phù hợp, xếp chúng cách có hệ thống từ dễ đến khó, từ đơn giản đến phức tạp hướng dẫn cho học sinh cách giải để tìm chất vật lý toán vật lý I Những sở lý luận hoạt động giải tập vật lý phổ thơng Mục đích, ý nghĩa việc giải tập: - Quá trình giải tập vật lý trình tìm hiểu điều kiện toán, xem xét tượng vật lý đề cập, dựa vào kiến thức vật lý để tìm chưa biết sở biết Thông qua hoạt động giải tập, học sinh khơng củng cố lý thuyết tìm lời giải cách xác, mà cịn hướng cho học sinh cách suy nghĩ, lập luận để hiểu rõ chất vấn đề, có nhìn đắn khoa học Vì thế, mục đích đặt giải tập vật lý làm cho học sinh hiểu sâu sắc quy luật vật lý, biết phân tích ứng dụng chúng vào vấn đề thực tiễn, vào tính tốn kĩ thuật cuối phát triển lực tư duy, lực tư giải vấn đề - Muốn giải tập vật lý, học sinh phải biết vận dụng thao tác tư duy, so sánh, phân tích, tổng hợp, khái quát hóa…để xác định chất vật lý Trang Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel : 0918.775.368 Vận dụng kiến thức vật lý để giải nhiệm vụ học tập vấn đề thực tế đời sống thước đo mức độ hiểu biết học sinh Vì vậy, việc giải tập vật lý phương tiện kiểm tra kiến thức, kĩ học sinh Tác dụng tập vật lý dạy học vật lý: 2.1 Bài tập giúp cho việc ôn tập, đào sâu, mở rộng kiến thức Trong giai đoạn xây dựng kiến thức, học sinh nắm chung, khái quát khái niệm, định luật trừu tượng Trong tập, học sinh phải vận dụng kiến thức khái quát, trừu tượng vào trường hợp cụ thể đa dạng, nhờ mà học sinh nắm biểu cụ thể chúng thực tế Ngoài ứng dụng quan trọng kĩ thuật, tập vật lý giúp học sinh thấy ứng dụng mn hình, mn vẻ thực tiễn kiến thức học Các khái niệm, định luật vật lý đơn giản, cịn biểu chúng tự nhiên phức tạp, vật, tượng bị chi phối nhiều định luật, nhiều nguyên nhân đồng thời hay liên tiếp chồng chéo lên Bài tập giúp luyện tập cho học sinh phân tích để nhận biết trường hợp phức tạp Bài tập vật lý phương tiện củng cố, ôn tập kiến thức sinh động Khi giải tập, học sinh phải nhớ lại kiến thức học, có phải sử dụng tổng hợp kiến thức thuộc nhiều chương, nhiều phần chương trình 2.2 Bài tập điểm khởi đầu để dẫn dắt đến kiến thức Các tập sử dụng khéo léo dẫn học sinh đến suy nghĩ tượng xây dựng khái niệm để giải thích tượng tập phát 2.3 Giải tập vật lý rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo vận dụng lý thuyết vào thực tiễn, rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức khái quát Bài tập vật lý phương tiện quý báu để rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo vận dụng lý thuyết vào thực tiễn, rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức khái quát thu nhận để giải vấn đề thực tiễn Có thể xây dựng nhiều tập có nội dung thực tiễn, học sinh phải biết vận dụng lý thuyết để giải thích dự đốn tượng xảy thực tiễn điều kiện cho trước 2.4 Giải tập hình thức làm việc tự lực cao học sinh Trong làm tập, phải tự phân tích điều kiện đầu bài, tự xây dựng lập luận, kiểm tra phê phán kết luận mà học sinh rút nên tư học sinh phát triển, lực làm việc tự lực họ nâng cao, tính kiên trì phát triển 2.5 Giải tập vật lý góp phần làm phát triển tư sáng tạo học sinh Việc giải tập vật lý địi hỏi phải phân tích tốn để tìm chất vật lý với mức độ khó nâng dần lên giúp học sinh phát triển tư Trang 10 ... tạo dòng điện xoay chiều 33 1.1 Phương pháp giải chung 33 1.2 Bài tập cách tạo dòng điện xoay chiều 33 1.3 Hướng dẫn giải giải 34 Dạng 2: Viết biểu thức cường độ dòng. .. thống tập, hướng dẫn giải giải tập vật lý (chương ? ?Dòng điện xoay chiều? ?? lớp 12 chương trình nâng cao) giúp học sinh có hệ thống tập, có phương pháp giải cụ thể dạng với hướng dẫn giải chi tiết... 125 1.1 Phương pháp giải chung .125 1.2 Bài tập máy phát điện động điện 125 1.3 Hướng dẫn giải giải 126 Dạng 2: Máy biến áp truyền tải điện .131 2.1 Phương pháp giải