A. PHẦN MỞ ĐẦU: I. Lý do chọn đề tài: Bộ môn vật lý được đưa vào giảng dạy trong nhà trường phổ thông nhằm cung cấp cho học sinh những kiến thức phổ thông, cơ bản, có hệ thống toàn diện về vật lý. Hệ thống kiến thức này phải thiết thực và có tính kỹ thuật tổng hợp và đặc biệt phải phù hợp với quan điểm vật lý hiện đại. Để học sinh có thể hiểu được một cách sâu sắc và đủ những kiến thức và áp dụng các kiến thức đó vào thực tiễn cuộc sống thì cần phải rèn luyện cho các học sinh những kỹ năng , kỹ xảo thực hành như : Kỹ năng, kỹ xảo giải bài tập, kỹ đo lường, quan sát …. Bài tập vật lý với tư cách là một phương pháp dạy học, nó có ý nghĩa hết sức quan trọng trong việc thực hiện nhiệm vụ dạy học vật lý ở nhà trường phổ thông. Thông qua việc giải tốt các bài tập vật lý các học sinh sẽ có được những những kỹ năng so sánh, phân tích, tổng hợp … do đó sẽ góp phần to lớn trong việc phát triển tư duy của học sinh. Đặc biệt bài tập vật lý giúp học sinh cũng cố kiến thúc có hệ thống cũng như vận dụng những kiến thức đã học vào việc giải quyết những tình huống cụ thể, làm cho bộ môn trở nên lôi cuốn, hấp dẫn các em hơn. Hiện nay , trong xu thế đổi mối của ngành giáo dục về phương pháp giảng dạy cũng như phương pháp kiểm tra đánh giá kết quả giảng dạy và thi tuyển. Cụ thể là phương pháp kiểm tra đánh giá bằng phương tiện trắc nghiệm khách quan. Trắc nghiệm khách quan đang trở thành phương pháp chủ đạo trong kiểm tra đánh giá chất lượng dạy và học trong nhà trường THPT. Điểm đáng lưu ý là nội dung kiến thức kiểm tra tương đối rộng, đòi hỏi học sinh phải học kĩ, nắm vững toàn bộ kiến thức của chương trình, tránh học tủ, học lệch và để đạt dược kết quả tốt trong việc kiểm tra, thi tuyển học sinh không những phải nắm vững kiến thức mà còn đòi hỏi học sinh phải có phản ứng nhanh đối với các dạng toán, đặc biệt các dạng toán mang tính chất khảo sát mà các em thường gặp.
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA HỌ VÀ TÊN: TỔ: VẬT LÝ- KỸ CN TRƯỜNG: TÊN ĐỀ TÀI: HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI NHANH CÁC BÀI TOÁN KHẢO SÁT MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU KHI CÁC THÔNG SỐ CỦA MẠCH THAY ĐỔI NĂM HỌC: A PHẦN MỞ ĐẦU: I Lý chọn đề tài: Bộ môn vật lý đưa vào giảng dạy nhà trường phổ thông nhằm cung cấp cho học sinh kiến thức phổ thông, bản, có hệ thống toàn diện vật lý Hệ thống kiến thức phải thiết thực có tính kỹ thuật tổng hợp đặc biệt phải phù hợp với quan điểm vật lý đại Để học sinh hiểu cách sâu sắc đủ kiến thức áp dụng kiến thức vào thực tiễn sống cần phải rèn luyện cho học sinh kỹ , kỹ xảo thực hành : Kỹ năng, kỹ xảo giải tập, kỹ đo lường, quan sát … Bài tập vật lý với tư cách phương pháp dạy học, có ý nghĩa quan trọng việc thực nhiệm vụ dạy học vật lý nhà trường phổ thông Thông qua việc giải tốt tập vật lý học sinh có những kỹ so sánh, phân tích, tổng hợp … góp phần to lớn việc phát triển tư học sinh Đặc biệt tập vật lý giúp học sinh cố kiến thúc có hệ thống vận dụng kiến thức học vào việc giải tình cụ thể, làm cho môn trở nên lôi cuốn, hấp dẫn em Hiện , xu đổi mối ngành giáo dục phương pháp giảng dạy phương pháp kiểm tra đánh giá kết giảng dạy thi tuyển Cụ thể phương pháp kiểm tra đánh giá phương tiện trắc nghiệm khách quan Trắc nghiệm khách quan trở thành phương pháp chủ đạo kiểm tra đánh giá chất lượng dạy học nhà trường THPT Điểm đáng lưu ý nội dung kiến thức kiểm tra tương đối rộng, đòi hỏi học sinh phải học kĩ, nắm vững toàn kiến thức chương trình, tránh học tủ, học lệch để đạt dược kết tốt việc kiểm tra, thi tuyển học sinh phải nắm vững kiến thức mà đòi hỏi học sinh phải có phản ứng nhanh dạng toán, đặc biệt dạng toán mang tính chất khảo sát mà em thường gặp Với mong muốn tìm phương pháp giải toán trắc nghiệm cách nhanh chóng đồng thời có khả trực quan hoá tư học sinh lôi nhiều học sinh tham gia vào trình giải tập giúp số học sinh không yêu thích không giỏi môn vật lý cảm thấy đơn giản việc giải tập trắc nghiệm vật lý, chọn đề tài: “HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI NHANH CÁC BÀI TOÁN KHẢO SÁT MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU KHI CÁC THÔNG SỐ CỦA MẠCH THAY ĐỔI” II Mục đích nghiên cứu: - Làm quen với công tác nghiên cứu khoa học - Tìm cho phương pháp để tạo không khí hứng thú lôi nhiều học sinh tham gia giải tập lý, đồng thời giúp em đạt kết cao kỳ thi - Nghiên cứu phương pháp giảng dạy vật lý với quan điểm tiếp cận :”Phương pháp Trắc nghiệm khách quan” III Nhiệm vụ nghiên cứu: Trong đề tài giải nhiệm vụ sau: - Tìm hiểu sở lý luận chung tập vật lý phương pháp tập vật lý nhà trường phổ thông - Nghiên lý thuyết mạch diện xoay chiều -Nghiên cứu lý thuyết khảo sát mạch điện - Vận dung lý thuyết để giải số toán IV.Phương pháp nghiên cứu: - Nghiên cứu lý thuyết - Giải tập vận dụng - Thực tế giảng dạy V Giới hạn phạm vi nghiên cứu: - Trong giới hạn đề tài đưa phương pháp giải nhanh toán khảo sát mạch điện phần Dòng điện xuay chiều, chương trình lớp 12 hành - Đối tượng áp dụng :Tất học sinh VI Thực trạng vấn đề nghiên cứu: Thông thường giải tập mạch điện xoay chiều học sinh gặp phải số tập mang tính chất khảo sát mối liên hệ đại lượng, thông số mạch điện Trên tinh thần trắc nghiệm khách quan, phải giải toán thời gian ngắn khó học sinh Do hệ thống lại loại thường gặp tinh thần phương pháp Grap để em dễ dàng giải gặp phải Khai thác có hiệu phương pháp góp phần nâng cao chất lượng nắm kiến thúc, vận dụng đạt kết tốt kỳ thi B NỘI DUNG: I.Bài tập vật lý vai trò dạy học vật lý trường THPT 1.1 Vai trò tập vật lý việc giảng dạy vật lý Việc giảng dạy tập vật lý nhà trường không giúp học sinh hiểu cách sâu sắc đầy đủ kiến thức quy định chương trình mà giúp em vận dụng kiến thức để giải nhiệm vụ học tập vấn đề mà thực tiễn đặt Muốn đạt diều đó, phải thường xuyên rèn luyện cho học sinh kỹ năng, kỹ xảo vận dụng kiến thức vào sống ngày Kỹ vận dụng kiến thức tập thực tiễn đời sống thước mức độ sâu sắc vững vàng kiến thức mà học sinh thu nhận Bài tập vật lý với chức phương pháp dạy học có vị trí đặc biệt dạy học vật lý trường phổ thông Trước hết, vật lý môn khoa học giúp học sinh nắm dược qui luật vận động giới vật chất tập vật lý giúp học sinh hiểu rõ qui luật ấy, biết phân tích vận dụng qui luật vào thực tiễn Trong nhiều trường hợp mặt dù người giáo viên có trình bày tài liệu cách mạch lạc, hợp lôgích, phát biểu định luật xác, làm thí nghiệm yêu cầu, qui tắc có kết xác điều kiện cần chưa đủ để học sinh hiểu nắm sâu sắc kiến thức Chỉ thông qua việc giải tập vật lý hình thức hay hình thức khác nhằm tạo điều kiện cho học sinh vận dụng kiến thức học để giải tình cụ thể kiến thức trở nên sâu sắc hoàn thiện Trong qua trình giải tình cụ thể tập vật lý đặt ra, học sinh phải sử dụng thao tác tư phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hóa , trừu tượng hóa …để giải vấn đề, tư học sinh có điều kiện để phát triển Vì nói tập vật lý phương tiện tốt để phát triển tư duy, óc tưởng tượng, khả độc lập suy nghĩ hành động, tính kiên trì việc khắc phục khó khăn sống học sinh Bài tập vật lý hội để giáo viên đề cập đến kiến thức mà học lý thuyết chưa có điều kiện để đề cập qua nhằm bổ sung kiến thức cho học sinh Đặc biệt, để giải tập vật lý hình thức trắc nghiệm khách quan học sinh việc nhớ lại kiến thức cách tổng hợp, xác nhiều phần, nhiều chương, nhiều cấp học học sinh cần phải rèn luyện cho tính phản ứng nhanh tình cụ thể, bên cạnh học sinh phải giải thật nhiều dạng tập khác để có kiến thức tổng hợp, xác khoa học 1.2 Phân loại tập vật lý 1.2.1 Bài tập vật lý định tính hay tập câu hỏi lý thuyết - Là tập mà học sinh không cần phải tính toán (Hay có phép toán đơn giản) mà vận dụng định luật, định lý, qui luật để giải tích tượng thông qua lập luận có cứ, có lôgich - Nội dung câu hỏi phong phú, đòi hỏi phải vận dụng nhiều kiến thức vật lý - Thông thường để giải toán cần tiến hành theo bước: * Phân tích câu hỏi * Phân tích tượng vật lý có đề cập đến câu hỏi để từ xác định định luật, khái niệm vật lý hay qui tắc vật lý để giải câu hỏi * Tổng hợp điều kiện cho với kiến thức tương ứng để trả lời câu hỏi 1.2.2 Bài tập vật lý định lượng Đó loại tập vật lý mà muốn giải ta phải thực loạt phép tính Dựa vào mục đích dạy học ta phân loại tập dạng thành loại: a Bài tập tập dượt: Là tập đơn giản sử dụng nghiên cứu khái niệm hay qui tắc vật lý dó để học sinh vật dụng kiến thức vừa tiếp thu b Bài tập tổng hợp; Là tập phức tạp mà muốn giải học sinh vận dụng nhiều kiến thức nhiều phần, nhiều chương, nhiều cấp học thuộc nhiều lĩnh vực Đặc biệt, câu hỏi loại nêu dạng trắc nghiệm khách quan yêu cầu học sinh phải nhớ kết cuối dược chứng minh trước để giải cách nhanh chóng Vì yêu cầu học sinh phải hiểu cách sâu sắc để vận dụng kiến thức mức độ cao 1.2.3.Bài tập đồ thị Đó tập mà kiện đề cho dạng đồ thị hay trình giải ta phải sử dụng dồ thị ta phân loại dạng câu hỏi thành loại: a Đọc khai thác đồ thị cho: Bài tập loại có tác dụng rèn luyện cho học sinh ký đọc đồ thị, biết cách đoán nhận thay đổi trạng thái vật thể, hệ vật lý, tượng hay trình vật lý Biết cách khai thác từ đồ thị để giải vấn đề cụ thể b Vẽ đồ thị theo liệu cho : tập rèn luyện cho học sinh kỹ vẽ đồ thị, biết cách chọn hệ tọa độ tỉ lệ xích thích hợp để vẽ đồ thị xác 1.2.4 Bài tập thí nghiệm: loại tập cần phải tiến hành thí nghiệm để kiểm chứng cho lời giải lý thuyết, để tìm số liệu, kiện dùng việc giải tập.Tác dụng cụ thể loại tập Giáo dục, giáo dưỡng giáo dục kỹ thuật tổng hợp Đây loại tập thường gây cho học sinh cảm giác lí thú đặc biệt đòi hỏi học sinh nhiều tính sáng tạo II LÝ THUYẾT MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU : Dòng điện xoay chiều: * Cách tạo dòng điện xoay chiều Khung dây kim loại kín quay với vận tốc góc ω quanh trục đối xứng từ trường có véc tơ cảm ứng từ B vuông góc với trục quay mạch có dòng điện biến thiên điều hòa với tần số gócω gọi dòng điện xoay chiều Khi khung dây quay vòng (một chu kì) dòng điện khung dây đổi chiều lần * Điện áp xoay chiều, cường độ dòng điện xoay chiều: Cường độ dòng điện xoay chiều Nếu u= U0cos ωt i= I0cos( ωt − ϕ ) Nếu i = i0cos ωt u = U0cos( ωt + ϕ ) U Với I0 = ; Z = R + ( Z L − Z C ) ; Z tg ϕ = Z L − Z C = R ωL − ωC R *Các giá trị ứng dụng dòng điện xoay chiều I= I0 ; U= U0 ; E= E0 * Lý sử dụng giá trị hiệu dụng dòng điện xoay chiều + Với dòng điện xoay chiều ta khó xác định giá trị tức thời i u chúng biến thiên nhanh , lấy giá trị trung bình chúng chu kỳ , giá trị + Khi sử dụng dòng điện xoay chiều , ta cần quan tâm tới tác dụng tức thời thời điểm mà tác dụng thời gia dài + Tác dụng nhiệt dòng điện tỉ lệ với bình phương cường độ dòng điện nên không phụ thuộc vào chiều dòng điện + Ampe kế vôn kế đo cường độ dòng điện hiệu điện xoay chiều dựa vào tác dụng nhiệt dòng điện nên gọi ampe kế nhiệt vôn kế nhiệt , số chúng cường độ hiệu dụng hiệu điện hiệu dụng dòng điện xoay chiều * Các loại mạch điện xoay chiều + Đoạn mạch có điện trở : uR pha với i ; I = + Đoạn mạch có tụ điện : uc trể pha i góc UC I= Z ; Với ZC= C UR R π dung kháng tụ điện ωC + Đoạn mạch có cuộn dây cảm : uL sớm pha i góc π UL I= Z ; Với ZL= ωL Là cảm kháng cuộn dây L + Đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp ( không phân nhánh ) : Độ lệch pha ϕ u i xác định theo biểu thức : tg ϕ = Z L − Z C = R ωL + ωC R Cường độ hiệu dụng xác định theo định luật Ôm : I= U Z Với Z = R + ( Z L − Z C ) tổng trở đoạn mạch + Cộng hưởng đoạn mạch RLC Khi ZL= ZC Hay ω = LC dòng điện mach đạt giá trị cực đại Imax = Công suất mạch đạt giá trị cực đại Pmax= U R U2 , u pha với i ( ϕ = ) R Khi ZL > ZC u nhanh pha i (đoạn mạch có tinhs cảm kháng ) Khi ZL< ZC u trể pha i (đoạn mạch có tính dung kháng) R tiêu thụ lượng dạng toả nhiệt , ZL ZC không tiêu thụ lượng nguồn điện xoay chiều + Cách nhận biết cuận dây có điện trở r Xét toàn mạch , : Z ≠ R + ( Z L − Z C ) ; U ≠ U R + (U L − U C ) P ≠ I2R cos ϕ ≠ R cuận dây có điện trở r ≠ Z Xét cuộn dây, nếu: Ud ≠ UL Zd ≠ ZL P ≠ cos ϕ d ≠ π cuộn dây có điện trở r ≠ * Công suất dòng điện xoay chiều U 2R ϕ + Công suất dòng điện xoay chiều : P=UIcos = I R= Z + Hệ số công suất : cos ϕ = R Z + Ý nghĩa hệ số công xuất cos ϕ Trường hợp cos ϕ = tức ϕ =0: mạch có R, mạch RLC có cộng U2 hưởng điện (ZL = ZC ) P= Pmax = UI = R π Trường hợp cos ϕ = tức ϕ = ± : Mạch có L , có C , Hoặc có L C mà R P=Pmin=0 Để nâng cao hệ số công suất mạch cách mắc them vào mạch cuộn cảm tụ điện thích hợp cho cảm kháng dung kháng mạch xấp xỉ để cos ϕ ≈ Đối với động điện , tủ lạnh,… nâng cao hệ số công suất cos ϕ để giảm cường độ dòng điện Lý thuyết phụ vụ đề tài: Mạch điện xoay chiều thường gặp mạch điện RLC không phân nhánh hình vẽ Các thông số mạch điện xoay chiều: - Điện trở R, điện dung C tụ điện độ tự cảm L cuộn dây - Tần số góc ω , chu kì T, tần số f pha ban đầu dòng điện Thông thường giải toán thay đổ thông số để giá trị đạt giá trị cực đại, HS từ trung bình trở xuống nghĩ đến tượng cộng hưởng điện (ZL = ZC ) Nhưng thực tế lúc vậy, phải thấy rõ chất đại lượng, ý nghĩa thay đổi mối quan hệ biện chứng đại lượng 2.1 Các hệ tượng cộng hưởng điện: - Điện uAB pha với cường độ dòng điện i - Hệ số công suất mạch đạt giá trị cực đại cos ϕ = ⇒ P= Pmax = UI = U2 R - Tổng trở điện trở Z= R - uR pha với uAB - Số ampekế giá trị cực đại I= U R 2.2 Các thay đổi liên quan đến tượng cộng hưởng điện : a Giữ nguyên R,L,C thay đổi tần số góc ω ( Dẫn tới thay đổi tần số f) Hiệu điện uAB pha với cường độ dòng điện I ϕ = ; I=Imax…… 10 Vì lúc ta có cos ϕ = R = R=Z => ZL-ZC=0 hay ZL=ZC Z b Giữ nguyên giá trị L, R, ω thay đổi C để I= Imax ( Số ampe kế đạt giá trị cực đại ) U Ta có : I= 1 ; U= const nên I= Imax L ω = => cộng R + ( Lω − ) Cω Cω hưởng điện c giữ nguyên giá trị C, R, ω thay đổi L để I= Imax ( Số ampe kế đạt giá trị cực đại ) U Ta có :I = 1 ; U= const nên I= Imax L ω = => cộng R + ( Lω − ) Cω Cω hưởng điện d giữ nguyên giá trị C, R, ω thay đổi L để hiệu điện hai t ụ điện đạt giá trị cụ đại : UC = UCm ax Ta có : UC=ZCI = ZC ⋅ U R + (Z L − Z C ) Do U= const ZC=const nên để UC= Ucmax ZL- ZC= => có cộng hưởng điện e giữ nguyên giá trị L, R, ω thay đổi C để hiệu điện giữ hai đầu quận dây cảm đạt giá trị cực đại UL=ULmax Ta có UL= ZL.I= ZL ⋅ U R + (Z L − Z C ) 2 U= const ZL= const nên để UL= ULmax ZL-ZC= ⇒ có tượng cộng hưởng điện 2.3 Các thay đổi không liên quan điến tượng cộng hưởng điện: a.Mạch điện R,L,C không phân nhánh có L, C, ω không đổi Thay đổi R để công suất tiêu thụ mạch đạt giá trị cực đại, số Ampe kế cực đại Phân tích 11 Khi L,C, ω không đổi mối liên hệ ZL ZC không thay đổi don thay đổi R không gây tượng cộng hưởng Chứng minh: U2 Ta có P= R.I2= R U = ( Z − ZC ) R + (Z L − Z C ) R+ L R Do U=const nên để P= Pmax ta phải có R + ( Z L − ZC ) R Áp dụng bất đẳng thức Cosi cho số dương R R+ ( Z L − ZC ) R ≥ R ( Z L − ZC ) Vậy giá trị Min R + R Đạt giá trị Min ( Z L − ZC ) R ta được: = Z L − ZC ( Z L − ZC ) R Z L − Z C lúc dấu “=” bất đẳng thức xảy nên ta có R= Z L − Z C => P= Pmax= U U2 I= I max= Z L − ZC Z L − ZC b Mạch điện RLC không phân nhánh có R, C, ω không đổi Thay đổi L để điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây đạt giá trị cực đại Xác địnhgiá trị Ulmax giá trị L Phân tích: U Ta có UL= ZL.I= ZL ⋅ R + ( Z − Z ) Do UL phụ thuộc vào Z mà L C phụ thuộc vào ZL nghĩa UL=f(L) nên trường hợp mạch có cộng hưởng UL không đạt giá trị cực đại Chứng minh: Ta biểu diễn hiệu điện giản đồ vecto U hình vẽ AB Sinβ Sinα Theo định lí hàm số sin ta có U = U 0C AB => U L = Sinβ U AB U ⇒ U L = Sinβ AB Sinα Sinα β U 0L α 12 U 0C U Rt Sin α = = Mặt khác ta lại có: U RC R R2 + ZC = const UAB= const U R + Z 2C Nên để UL=ULmax Sin β =1=> β = 90 Vậy U L max = AB = U AB Sinα U R Z 0C C Theo hình vẽ ta có cos α = U = (1) 2 RC R + ZC Và cos α = U RC = U 0L R2 + ZC (2) ZL R2 + ZC R2 + ZC ⇒L= Từ (1) (2)=> Z L = ZC ωZ C c Mạch điện RLC không phân nhánh có R,L, ω không thay đổi Thay đổi C để hiệu điện hiệu dụng hai tụ điện đạt giá trị cực đại Xác định giá trị Ucmax giá trị C Phân tích: Ta có U C = Z C I = Z C U R2 + ( ZL − ZC ) Do UC phụ thuộc vào Z mà phục thuộc vào ZC nghĩa UC=f(C) nên trường hợp mạch có cộng hưởng UL không đạt giá trị cực đại Chứng minh: Ta biểu diễn hiệu điện giãn đồ vecto hình vẽ Sinβ Sinα U U Theo định lý hàm số sin ta có U = U => U 0C = Sinβ AB ⇒ U C = Sinβ AB Sinα Sinα 0C AB U 0R Sin α = = Mặt khác ta lại có U LR UC=Ucmax Sin β = ⇒ β = 90 Vậy U C max U = AB = U AB Sinα R2 + Z R R R + ZL 2 = const UAB= const nên để U oLR β U 0L α U AB U 0R U 0C 13 U Z 0C C Theo hình vẽ ta có: Cos α = U = (1) RC R + ZL U Và Cos α = RL = U 0L R2 + ZL (2) ZL R2 + ZL Z ω ⇒C = L Từ (1) (2) ⇒ Z C = ZL R + ZL Một số câu hỏi kiểm tra trắc nghiệm ứng dụng đề tài Câu 1: Cho R=100 Ω ; L= H u AB = 141Cos100πt (V ) Cho C thay đổi tìm số cực đại vôn kế? ⇒ U L max R + Z C 100 + 100 2 100 + 100 ⇒ L = = H = = 200 = 200 (V) ωZ C 100π 100 π 100 Vậy chọn đáp án D Phân tích : - Số Vôn kế (V) giá trị hiệu điện hiệu dụng hai tụ => loại toán thay đổi giá trị C để UC = UCmax Giải: Ta có : ZL= L ω = ⋅ 100π = 50 3π (Ω) 2 Ucmax = UAB R + Zl 141 100 + (50 3π ) = ⋅ = 289V R 100 Chọn đáp án C Câu 2: cho mạch điện hinh vẽ : UAB= 120 cos100 πt (V ) R=15 Ω , L= H 25π Phân tích : - số Vôn kế (V) giá trị hiệu điện hiệu dụng giữ hai đầu đoạn mạch chứa R quận dây cảm 2 - ta có : UV= I.ZRL = R + Z L ⋅ U R + (Z L − ZC )2 Trong R,L không đổi U xác định nên để UV= Uvmax => mạch có cộng hưởng điện Giải: 14 = Do có cộng hưởng điện nên : ZL=ZC => C= Lω 2 (100π ) 2,5π = 39,7.10 −6 F Chọn đáp án B Câu 3: π Một mạch điện không phân nhánh gồm biến trở R , cuận cảm L= H tụ có điện dung C= 2.10 −4 F Ghép mạch vào nguồn có u=100 cos(100 πt)V π Thay đổi R để công xuất tiêu thụ mạch đạt giá trị cực đại , gía trị cực đại công xuất : A) 50 W B) 100W C) 400W D) 200W ω Phân tích : toán cho R biến đổi L, C không đổi ZL ≠ ZC không phảim hiên tượng cộng hưởng Giải: Ta có : R= =50 ω , ZL= L ω = 100 Ω ωC 100 = = 100 w 100 − 50 Z L − Z C ;ZC= U2 => P=Pmax= Z − Z L C Chọn đáp án B Câu : đoạn mạch RLC nối tiếp có tính cảm kháng , giảm tần số dòng điện công suất toả nhiệt R : A tăng lên cực đại giảm B không thay đổi C tăng D giảm Phân tích : Mạch có tính cảm kháng có nghĩa ZL>ZC Nếu giảm tần số f dòng điện ZL=L2 πf giảm ZC= C 2πf tăng (ZL – ZC)2 giảm đến giá trị nghĩa xẩy cộng hưởng điện nên công suất tăng lên đến giá trị cực đại sau (ZL – ZC)2 tăng trở lại công suất giảm Vậy đáp án chọn A 10 −4 F mắc nối tiếp với điện Câu : đoạn mạch xoay chiều gồm tụ điên có C= π trở có giá trị không đổi Đặt vào hai đầu đoạn mạch hiệu điện xoay chiều u=200cos(100 π t) V Khi công suất tiêu thụ đạt giá trị cực đại điện trở có giá trị : A R=50 Ω B R=100 Ω C R= 150 Ω D R = 200 Ω Phân tích : Mạch điện quận dây nên ZL = Giá trị R công suất mạch điện đạt giá trị cực đại R= ZC 15 Giải : 1 = −4 = 100Ω R=ZC= Cω 10 ⋅ 100π π Chọn đáp án B Câu : Một mạch điện xoay chiều RLC không phân nhánh có R=100 Ω , L= H , tụ điện có điện dung C thay đổi Đặt vào hai đầu đoạn mạch π π hiệu điện xoay chiều có biểu thức uAB = 200 cos(100 πt + ) Giá trị C công suất tiêu thụ mạch hiệu điện hai đầu R pha với hiệu điện hai đầu đoạn mạch nhận cặp giá trị sau : A C= 10 −4 F , p = 400 W π C C = 10 −3 F , P = 400 W π B C = 10 −4 F , P = 300 W π D C = 10 −4 F , P = 400 w 2π Phân tích : Ta nhận thấy uR pha với uAB nghĩa uAB pha với cường độ dòng điện mạch i Vậy mạch xảy cộng hưởng điện ZL= ZC Giải 10−4 ω F Khi có cộng hưởng C= Z ω Với ZL= L = 100 Ω => C= π L U 200 = = 400 W Lúc công suất P= P max = R 100 Vậy chọn đáp án A Câu 7: Mạch điện R,L,C nối tiếp , hiệu điện hai đầu mạch u=120 2Cosωt (V) thay đổi Tính hiệu điện hiệu dụng hai đầu R biểu thức dòng điện có dạng i=I0cos ωt : A 120 (V) B 120(V) C 240(V) D 60 (V) Phân tích : Dựa vào dạng phương trình cường độ dòng điện ta thấy u i pha Nếu mạch xẩy cộng hưởng điện Giải: Khi có cộng hưởng điện uR= u = 120 cos ωt (V ) ⇒ UR= 120 = 120V ⇒ Vậy chọn đáp án B Câu 8: Một mạch điện xoay chiều RLC không phân nhánh có R= 100 Ω , C= 10−4 F , cuộn dây cảm có độ tự cảm thay đổi Đặt vào hai đầu đoạn π 16 π mạch hiệu điện xoay chiều có biểu thức uAB= 200 cos(100πt + ) Thay đổi giá trị L để hiệu điện hiệu dụng hai đầu cuận dây đạt giá trị cực đại Giá trị L Ulmax nhận cặp giá trị say : π A H ,200V π B H ,100V C H ,200V 2π D H ,200 2V π Phân tích Tất thông số R, C , ω không thay đổi Thay đổi L để UL=ULmax nên R2 + ZC ta có : ULmax = UAB= R ZL= R + ZC ZC =>L= R + ZC ωZ C Giải: ULmax= UAB= R2 + ZC R Với R=100 Ω , Z C = = 100Ω Cω Vậy chọn đáp án D Câu 9: Một mạch điện klhông phân nhánh gồm điện trở R= 100Ω , cuộn cảm H tụ có điện dung C thay đổi Ghép mạch vào nguồn có π π u= 100 cos100πt + V Thay đổi C để hiệu điện hai đầu điện trở có giá 6 L= trị hiệu dụng UR= 100V Biểu thức sau cho cường độ dòng điện qua mạch : π A i= cos100πt + A π B i= cos100πt + A C i= D i= cos(100πt ) A 6 π cos100πt + A 4 6 Phân tích : Theo đề ta thấy hiệu điện hiệu dụng hai đầu đoạn mạch U= 100V, mà UR= 100V Vậy UR=U mạch xảy tượng cộng hưởng điện Lúc i pha với u I= U =1A R Giải: i pha với u π I0= I = A => i= cos100πt + A Vậy chọn đáp án A Câu 10: Cho đoạn mạch RLC nối tiếp Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có tần số thay đổi Khi tần số góc dòng điện ω cảm 17 kháng dung kháng có giá trị ZL= 20 Ω ZC= 80 Ω Để mạch xảy cộng hưởng, phải thay đổi tần số góc dòng điện đến giá trị ω A ω B ω C 0,5ω D 0.25ω Phân tích: Khi mạch có cộng hưởng điện ω = Giải: Ban đầu tần số góc dòng điện ω ta có LC ZL 1 = LCω = ⇒ LC = ZC 4ω = 4ω ⇒ ω = 2ω Khi tần sốgóc ω có cộng hưởng điện ω = LC Vậy chọn đáp án B C KẾT LUẬN : Như nói, tập vật lý phần thiếu trình giảng dạy môn vật lý trường phổ thông Nó phương tiện để nghiên cứu tài liệu mới, để ôn tập, để rèn luyện kỹ , kỹ xảo vận dụng kiến thức bồi dưỡng phương pháp nghiên cứu khoa học Bài tập vật lý phương tiện để giúp học sinh rèn luyện đức tính tốt đẹp tính cảm nhận, tinh thần chịu khó đặc biết giúp em có giới quan khoa học chủ nghĩa vật biện chứng Để tập vật lý thực mục đích điều người giáo viên phải phân loại có phương pháp tốt để học sinh dễ hiểu phù hợp với trình độ học sinh Trong đề tài tìm cho phương pháp áp dụng cho dạng toán , tất nhiên không trọn vẹn, để giúp học sinh giải toán mang tính lối mòn nhằm mục đích giúp em có kết tốt kỳ thi, đặc biệt thi hình thức trắc nghiệm khách quan Tuy nhiên phương pháp mang tính chủ quan nhân tôi, thật thử áp dụng cho nhiều loại đối tượng học sinh thấy em thích làm tương đối có kết tốt( tất nhiên giới hạn dạng toán này) 18 [...]... tăng lên đến giá trị cực đại sau đó (ZL – ZC)2 sẽ tăng trở lại và công suất giảm Vậy đáp án chọn là A 10 −4 F mắc nối tiếp với điện Câu 5 : đoạn mạch xoay chiều gồm tụ điên có C= π trở thuần có giá trị không đổi Đặt vào hai đầu đoạn mạch một hiệu điện thế xoay chiều u=200cos(100 π t) V Khi công suất tiêu thụ đạt giá trị cực đại thì điện trở có giá trị là : A R=50 Ω B R=100 Ω C R= 150 Ω D R = 200 Ω Phân... suất của mạch điện đạt giá trị cực đại là R= ZC 15 Giải : 1 1 = −4 = 100Ω R=ZC= Cω 10 ⋅ 100π π Chọn đáp án B Câu 6 : Một mạch điện xoay chiều RLC không phân nhánh có R=100 Ω , L= 1 H , tụ điện có điện dung C thay đổi được Đặt vào hai đầu đoạn mạch một π π hiệu điện thế xoay chiều có biểu thức uAB = 200 2 cos(100 πt + ) Giá trị của C 4 và công suất tiêu thụ của mạch khi hiệu điện thế giữa hai đầu R... Giải: Khi có cộng hưởng điện thì uR= u = 120 2 cos ωt (V ) ⇒ UR= 120 2 = 120V ⇒ Vậy chọn đáp án B 2 Câu 8: Một mạch điện xoay chiều RLC không phân nhánh có R= 100 Ω , C= 10−4 F , cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm thay đổi được Đặt vào hai đầu đoạn π 16 π 4 mạch một hiệu điện thế xoay chiều có biểu thức uAB= 200 2 cos(100πt + ) Thay đổi giá trị của L để hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu cuận dây... Lúc này i cùng pha với u và I= U =1A R Giải: i cùng pha với u π I0= I 2 = 2 A => i= 2 cos100πt + A 6 Vậy chọn đáp án A Câu 10: Cho đoạn mạch RLC nối tiếp Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều có tần số thay đổi Khi tần số góc của dòng điện bằng ω 0 thì cảm 17 kháng và dung kháng có giá trị ZL= 20 Ω và ZC= 80 Ω Để trong mạch xảy ra cộng hưởng, phải thay đổi tần số góc của dòng điện