Giúp học sinh lớp 12 trường THPT quảng xương 4 hiểu rõ bản chất mạch r l c mắc nối tiếp thông qua việc xây dựng hệ thống câu hỏi và bài tập ở bốn mức độ khác nhau
Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 23 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Thông tin cơ bản
Định dạng
Số trang
23
Dung lượng
0,99 MB
Nội dung
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA TRƯỜNGTHPTQUẢNGXƯƠNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM GIÚPHỌCSINHLỚP12TRƯỜNGTHPTQUẢNGXƯƠNGHIỂURÕBẢNCHẤTMẠCH R,L,C MẮCNỐITIẾPTHÔNGQUAVIỆCXÂYDỰNGHỆTHỐNGCÂUHỎIVÀBÀITẬPỞBỐNMỨCĐỘKHÁCNHAU Người thực hiện: Hà Văn Mai Chức vụ: Giáo viên SKKN thuộc môn : Vật lý THANH HÓA, NĂM 2017 MỤC LỤC A Phần mở đầu ………………………………………………… …………3 B Phần nội dung…………………………………………………………4 - 21 I Cơ sở lí luận…………………………………………………………….….4 - II.Thực trạng…………… …………………………………………………… III Giải pháp thực hiện.………………………………………….…… … - 20 IV Kết …………………………………………………………………20-21 C Phần kết luận ……………………………………… ………………… 22 Tài liệu tham khảo …………………….………………………………………23 Danh mục SKKN đạt giải……….………………………………………24 A PHẦN MỞ ĐẦU Mạch R,L,C mắcnốitiếp phần kiến thức trọng chương trình Vật lý lớp12nói chung phân điện xoay chiều nói riêng.Phần kiến thức thiếu đề kiểm tra định kì đề thi THPT quốc gia Quá trình giảng dạy phần kiến thức chia phần kiến thức lí thuyết ,phần tập phần thực hành Trong năm giảng dạy TrườngTHPTQuảngXương nhận thấy học snh học xong mạch R,L,C mắcnối tiếp, họcsinhhiểuchất chưa sâu Khi học xong lý thuyết, họcsinh toàn hiểu kiến thức cách mơ màng chưa sâu sắc, việc vận dụng kiến thức để giải tập chưa linh hoạt tập nâng cao Mặt khác thực đổi chương trình giáo dục THPT để chuyển việchọchọcsinh từ tiếp cận nộidung sang tiếp cận lực đòi hỏi người giáo viên tổ chức dạy học, phân hóa phù hợp với đối tượng họcsinhkhác Xuất phát từ lý chọn đề tài: “GIÚP HỌCSINHLỚP12TRƯỜNGTHPTQUẢNGXƯƠNGHIỂURÕBẢNCHẤTMẠCH R,L,C MẮCNỐITIẾPTHÔNGQUAVIỆCXÂYDỰNGHỆTHỐNGCÂUHỎIVÀBÀITẬPỞBỐNMỨCĐỘKHÁC NHAU” B.PHẦN NỘIDUNG I CƠ SỞ LÍ LUẬN Hệthống kiến thức mạch 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 góc ω gọi dòng điện xoay chiều Khi khung dây quay vòng (một chu kì) dòng điện khung dây đổi chiều lần * Hiệu điện xoay chiều, cường độ dòng điện xoay chiều Nếu i = Iosinωt u = Uosin(ωt + ϕ) Nếu u = Uosinωt i = Iosin(ωt - ϕ) U Với Io = o ; Z = Z R + (Z L - Z C ) 2 Z L − ZC ωL − ; tgϕ = = ωC RR * Các giá trị hiệudụng dòng điện xoay chiều I= Io ;U= Uo E = Eo * Lý sử dụng giá trị hiệudụng 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 gian 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 độhiệudụnghiệu điện hiệudụng dòng điện xoay chiều * Các loại đoạn mạch xoay chiều + Đoạn mạch có điện trở + Đoạn mạch có tụ điện + Đoạn mạch có cuộn dây cảm + Đoạn mạch có R, L, Cmắcnốitiếp (không phân nhánh) + Công suất dòng điện xoay chiều Mạch điện xoay chiều thường gặp mạch điện RLC không phân nhánh hình vẽ A A B Các thông số mạch điện xoay chiều: Điện trở R, điện dungC tụ diện độ tự cảm L cuộn dây - Tần số góc ω , chu kỳ T, tần số f pha ban đầu dòng điện Độ lệch pha ϕ u i xác định theo biểu thức: Z L − ZC ωL + tgϕ = = ωC RR Cường độhiệudụng 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 mạch đạt giá trị cực đại Imax = U U2 , công suất mạch đạt giá trị cực đại Pmax = , u pha với i (ϕ = 0) RR Khi ZL > ZC u nhanh pha i (đoạn mạch có tính 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 cuộn dây có điện trở r Xét toàn mạch, nếu: Z ≠ R + ( Z L − Z C ) ; U ≠ U R2 + (U L − U C ) P ≠ I2R cosϕ ≠ R cuộn dây có điện trở r ≠ Z Xét cuộn dây, nếu: Ud ≠ UL Zd ≠ ZL Pd ≠ cosϕd ≠ - ϕd ≠ π cuộn dây có điện trở r ≠ Các hệ tượng cộng hưởng điện: Hiệu điện uAB pha với cường độ dòng điện i Hệ số Công suất mạch đạt giá trị cực đại Cosϕ = => P=Pmax=UI Tổng trở điện trở thuần: Z=R uR pha với uAB - Số Ampe kế giá trị cực đại I = U R Các thay đổi liên quan đến tượng cộng hưởng điện: Giữ nguyên R,L,C thay đổi tần số góc ω ( Dẫn tới thay đổi tần số f) Hiệu a điện uAB pha với cường độ dòng điện i ϕ = ; I=Imax……… Vì lúc ta có Cosϕ = R = R=Z =>ZL-ZC=0 hay ZL=ZC Z Giữ nguyên giá trị L,R, ω thay đổi C để I=Imax ( Số ampe kế đạt giá trị cực đại) b Ta có I= U ; U=const nên I=I max Lω = R + ( Lω − ) Cω => cộng Cω hưởng điện Giữ nguyên giá trị C,R, ω thay đổi L để I=Imax ( Số ampe kế c đạt giá trị cực đại) Ta có I= U ; U=const nên I=Imax Lω = R + ( Lω − ) Cω => cộng Cω hưởng điện Giữ nguyên giá trị C,R, ω thay đổi L để hiệu điện hai d tụ đạt giá trị cực đại: UC=UCmax Ta có U C = Z C I = Z C U R + (Z L − Z C ) 2 U=const Zc=const nên để UC=UCmax Thì ta phải có ZL-ZC=0 => có cộng hưởng điện nguyên giá trị L,R, ω thay đổi C để hiệu điện hai hai đầu e cuộn dây cảm đạt giá trị cực đại: UL=ULmax Ta có U L = Z L I = Z C U R + (Z L − Z C ) U=const ZL=const nên để UL=ULmax Thì ta phải có ZL-ZC=0 => có cộng hưởng điện Các thay đổi không liên quan đến tượng cộng hưởng điện: a Mạch điện RLC 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: Khi L,C, ω không đổi mối liên hệ ZL ZC không thay đổi đổi thay đổi R không gây tượng cộng hưởng Chứng minh: U2 = (Z − Z C ) , R+ LR (Z − Z C ) ta phải có R + L đạt giá trị R U2 Ta có P=RI =R R + (Z L − Z c ) Do U=Const nên để P=Pmax Áp dụng bất dẳng thức Cosi cho số dương R (ZL-ZC)2 ta được: R+ (Z L − Z C ) (Z − Z C ) 2 Z − Z = L ≥ RLCRR (Z L − Z C ) Z L − Z C lúc dấu “=” bất đẳng thức Rxảy nên ta có R= Z L − Z C U U2 Vậy giá tri R + P=Pmax= I=Imax= ZL − ZC Z L − ZC b Mạch điện RLC không phân nhánh có R,C, ω không đổi Thay đổi L để hiệu điện hiệudụng hai đầu cuộn dây đạt giá trị cực đại Xác định giá trị ULmax giá trị L Phân tích: Ta có U L = Z L I = Z L U R + (Z L − Z C ) 2 Do UL phụ thuộc vào Z mà 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 véc tơ hình vẽ Sinβ Sinα Theo định lý hàm số sin ta có U = U 0L AB U AB U => U L = Sinβ oAB Sinα Sinα U 0R R Mặt khác ta lại có Sinα = U = =const R + Z C2 RC => U L = Sinβ UAB = const nên để UL=ULmax Sinβ = => β = 90 Vậy ULmax= U AB = U AB Sinα U RC = U 0L R + Z C2 Từ (1) (2)=> Z L = ZL U 0L R + Z C2 R U 0C Theo hình vẽ ta có Cosα = U = RC Và Cosα = U AB ZC R + Z C2 β U 0R (1) α U 0C (2) U LC R + Z C2 R + Z C2 L = => ZC ωZ CcMạch điện RLC không phân nhánh có R,C, ω không đổi Thay đổi C để hiệu điện hiệudụng hai tụ đạt giá trị cực đại Xác định giá trị U Cmax giá trị C Phân tích: Ta có U C = Z C I = Z C U R + (Z L − Z C ) Do UC phụ thuộc vào Z mà phụ 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 giản đồ véc tơ hình vẽ Sinβ Sinα Theo định lý hàm số sin ta có U = U 0C AB U AB U => U C = Sinβ AB Sinα Sinα U 0R R Mặt khác ta lại có Sinα = U = =const R + Z L2 LR UAB = const nên để UC=UCmax Sinβ = => U 0C = Sinβ U LR => β = 90 R + Z L2 U AB Vậy UCmax= = U AB Sinα R U 0C ZC Theo hình vẽ ta có Cosα = U = (1) R + Z L2 RC U Và Cosα = RL = U 0L R + Z L2 Từ (1) (2)=> Z C = ZL (2) U 0L α β U 0R U AB U 0C Z Lω R + Z C2 => C = R + Z L2 ZL II.THỰC TRẠNG Thực tế dạy học phần tồn khó khăn *Về phía học sinh:Học sinhtiếp thu kiến theo hướng lối mòn,thụ động Khi học xong lí thuyết họcsinh nắm kiến thức mơ màng,việc vận dụng kiến thức giải tập lúng túng tập nâng cao *Về phía giáo viên:Chưa đặt họcsinh vào tình có vấn đề,giáo viên tiến hành dạy theo hướng truyền thống.liệt kê kiến thức III GIẢI PHÁP THỰC HIỆN Phân loại câu hỏi,bài tập theo mức độ: * Nhận biết: yêu cầuhọcsinh phải nhắc lại mô tả kiến thức,kĩ học; * Thônghiểu :yêu cầuhọcsinh phải diễn đạt kiến thức mô tả kĩ học ngôn ngữ theo cách riêng ,có thể thêm hoạt động phân tích ,giải thích ,so sánh áp dụng trục tiếp (làm theo mẫu )kiến thức kĩ biết để giải tình ,vấn đề học tập; * Vận dụng:yêu cầuhọcsinh phải kết nối xếp lại kiến thức ,kĩ học để giải thành công tình ,vấn đề tương tự tình huống,vấn đề học; * Vận dụng cao: yêu cầuhọcsinh vận dụng kiến thức ,kĩ học để giải tình ,vấn đề không giống với tình ,vấn đề hướng dẫn;đưa phản hồi hợp lí trước tình ,vấn đề họctập sống Vận dụng vào dạy * Bài dạy lý thuyết: Để giúphọcsinh thực cac nhiệm vụ họctập mình, họcsinh nắm kiến thức trọng tâm từ vận dụng kiến thức để giải câuhỏitậphọcdùnghệthốngcâuhỏi nhận biết, thônghiểu vận dụng * Với tập: để giúphọcsinhhiểurõchấtmạch điện xoay chiều dùnghệthốngcâuhỏitậpmứcđộthônghiểu vận dụng * Với ôn tậpdùnghệthốngcâuhỏitậpmứcđộ vận dụng vận dụng cao CÂU HỎI, BÀITẬP VỀ MẠCH R, L, CNỐITIẾPMứcđộ nhận biết Câu Đặt hiệu u = U√2 cos ωt (với U ω không đổi) vào hai đầu đoạn mạch R,L,C mắcnối tiếp, dòng điện chạy mạch có A Giá trị tức thời phụ thuộc vào thời gian quy luật hàm số sin cosin B Cường độhiệudụng thay đổi theo thời gian C Giá trị tức thời thay đổi chiều không đổi theo thời gian, D Chiều thay đổi giá trị tức thời không đổi theo thời gian Câu Trong đoạn mạch xoay chiều R, L, C dòng điện hiệu điện pha A đoạn mạch có điện trở B đoạn mạch sảy tượng cộng hưởng điện C đoạn mạch có điện trở có xảy cộng hưởng D đoạn mạchdung kháng lớn cảm kháng CâuMạch điện xoay chiều R, L, Cmắcnối tiếp, có điện trở R, cảm kháng ZL, dung kháng ZC Tổng trở đoạn mạch tính theo công thức A Z = R + ( Z L + Z C ) B Z = R − (Z L + Z C )2 C Z = R + ( Z L − Z C ) D Z = R + Z L + Z CCâu Phát biểu sau không đúng? Trong mạch điện xoay chiều không phân nhánh R, L, C điện dung tụ điện thay đổi thoả mãn điều kiện ω = LC A cường độ dòng điện pha với điện áp hai đầu đoạn mạch B cường độ dòng điện hiệudụngmạch đạt cực đại C công suất tiêu thụ trung bình mạch đạt cực đại D hiệu điện hiệudụng hai đầu tụ điện đạt cực đại Câu Trong đoạn mạchnốitiếp RLC, ω = ý sau không LC A Công suất đạt cực đại P=UI B Cường độ dòng điện hiệudụng I đạt cực đại U/R CHiệu điện biến thiên vuông pha với dòng điện D Tổng trở Z = RCâu Cho đoạn mạch không phân nhánh gồm điện trở thuần, cuộn dây cảm tụ điện Khi xảy tượng cộng hưởng điện đoạn mạch khẳng định sau sai? A Cường độ dòng điện hiệudụngmạch đạt giá trị lớn B Hiệu điện hiệudụng hai đầu điện trở nhỏ hiệu điện hiệudụng hai đầu đoạn mạchC Cảm kháng dung kháng mạch D Hiệu điện tức thời hai đầu đoạn mạch pha với hiệu điện tức thời hai đầu điện trở RCâu Trong đoạn mạch điện có R, LCmắcnốitiếp điểm có điện áp hiệudụng U, có wL=1/Cω kết luận đưới SAI? A Tổng trở đoạn mạch Z = R B i pha với u C Cường độhiệudụng I = U / ZL D Công suất tiêu thụ trung bình P = U I Câu Chọn câu sai Khi mạch R,L,C nốitiếpxảy cộng hưởng A Cường độhiệudụng dòng điện không phụ thuộc điện trở RC Tổng trở nhỏ (Z=R) B Cường độhiệudụng dòng điện mạch đạt cực đại D Hệ số công suất cosϕ = Câu Điều kiện để xảy tượng cộng hưởng điện diễn tả theo công thức: A ω = LC B ω = LC C f = 2π LC D f = 2πLC Câu 10 Cho mạch điện RLC mắcnốitiếp Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều mạchxảy cộng hưởng Kết luận sau sai: A Điện áp hiệudụng điện trở R đạt giá trị cực đại B Điện áp hiệudụng hai đầu đoạn mạchkhác với điện áp hiệudụngRC Điện áp hiệudung URC điện áp hiệudụng URL D Hệ số công suất tiêu thụ mạch đạt cực đại Câu 11 Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm điện trở R, L , Cmắcnối tiếp, đặt vào hai đầu mạch điện hiệu điện xoay chiều u= U0cos100 π t(V), cường độ dòng điện quamạch có biểu thức : i=I0cos(100 π t + ϕ )( A) Góc lệch pha hiệu điện dòng điện xác định công thức Lω − A tg ϕ = R Cω LCω − C tg ϕ = RCω Lω − ϕ B tg = Cω R Lω − ϕ D tg = Cω RCâu12 Đặt vào hai đầu đoạn mạch RLC không phân nhánh hiệu điện xoay chiều u = U0sinωt dòng điện mạch i = I sin(ωt + π/6) Đoạn mạch điện có A ZL < ZC B ZL = ZC C ZL = R D ZL > ZC 10 Câu 13 Phát biểu sau sai nóimạch điện xoay chiều có R, L, Cmắcnốitiếpxảy tượng cộng hưởng điện ? A Cường độ dòng điện quamạch pha với điện áp hai đầu đoạn mạch B Cường độhiệudụngmạch có giá trị không phụ thuộc vào điện trở RC Điện áp hiệudụng hai đầu cuộn cảm tụ điện có giá trị D Cường độhiệudụng dòng điện quamạch có giá trị cực đại Câu 14 Trong đoạn mạch xoay chiều RLC mắcnối tiếp, dòng điện điện áp hai đầu đoạn mạch pha A công suất đoạn mạch đạt cực đại B đoạn mạchxảy tượng cộng hưởng điện C điện trở dung kháng D điện trở cảm kháng Câu 15 Trong đoạn mạch điện xoay chiều R, L, Cmắcnối tiếp, phát biểu sau ? A Điện áp hiệudụng hai đầu đoạn mạch không nhỏ điện áp hiệudụng điện trở R B Điện áp hiệudụng hai đầu đoạn mạch nhỏ điện áp hiệudụng phần tử C Điện áp hiệudụng hai đầu đoạn mạch lớn điện áp hiệudụng phần tử D Cường độ dòng điện chạy mạch lệch pha với hiệu điện hai đầu đoạn mạchCâu 16 Đoạn mạch R, L, Cmắcnốitiếp có dòng điện xoay chiều tần số f chạy qua Khi 2π fC = 2π fL A hệ số công suất đoạn mạch không B tổng trở đoạn mạch không C cảm kháng nhỏ dung kháng D có tượng cộng hưởng điện Câu 17 Đặt điện áp u = U0cos (ωt) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R tụ điện Cmắcnốitiếp Biết điện áp hai đầu điện trở điện áp hai tụ điện có giá trị hiệudụng Phát biểu sau sai ? A Cường độ dòng điện quamạch sớm pha mạch B Điện áp hai đầu cực tụ điện trễ pha π so với điện áp hai đầu đoạn π so với điện áp hai đầu đoạn mạchC Điện áp hai đầu điện trở sớm pha π so với điện áp hai đầu đoạn mạch 11 D Cường độ dòng điện quamạch trễ pha π so với điện áp hai đầu đoạn mạchCâu 18 Trong đoạn mạch xoay chiều RLC mắcnối tiếp, u i pha khi: A ZL = ZC B ZL > ZC C ZL < ZC D R = ZC Câu 19 Đặt vào hai đầu đoạn mạch RLC không phân nhánh hiệu điện xoay chiều u = U0sin(ωt) dòng điện mạch i = I0 sin(ωt) Đoạn mạch điện có A ZL < ZC B ZL = ZC C ZL = R D ZL > ZC MứcđộthônghiểuCâu 20 Đặt điện áp u = Uocosωt (V) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R, cuộn dây cảm có độ tự cảm L tụ điện có điện dungCmắcnốitiếp Gọi i cường độ dòng điện tức thời mạch; u1, u2 u3 điện áp tức thời hai đầu điện trở, hai đầu cuộn cảm hai đầu tụ điện Hệ thức B i = A i = u2/ωL u R + (Z L − ZC )2 C i = u3ωC D i = u1/R Câu 21 Đoạn mạch điện xoay chiều RC nốitiếp Đặt vào hai đầu đoạn mạchhiệu điện u=Uocos(ωt+ϕ) Cường độhiệudụng dòng điện mạch xác định Uo A I = 2R + Uo ω C2 B I = Uo C I = R − 2 ωC D I= 2R + ω C2 Uo R + ω2 CCâu 22.Trong đoạn mạch điện xoay chiều RL nốitiếp mang dòng điện i=Iocos(ωt+ϕ) Hiệu điện hiệudụng đầu đoạn mạch A U = Io R L2ω + 2 2 C U = I oR + ω L2 B U = Io R + 2ω L2 D U = I oR + ω L2 Câu 23 Trong đoạn mạch điện xoay chiều gồm điện trở mắcnốitiếp với cuộn cảm thuần, so với điện áp hai đầu đoạn mạch cường độ dòng điện mạch A trễ pha π/4 B sớm pha π/4 C sớm pha π/2 D trễ pha π/2 Câu 24 Đặt vào hai đầu đoạn mạch có R, L, Cmắcnốitiếp điện áp u = U o cos ( ωt − π / 3) dòng điện mạch i = I o cos ( ωt − π / ) Đoạn mạch có 12 A ωC = ωL B ω = LC C ω L < ωC D ω L > ωC Câu 25 Nếu đoạn mạch điện xoay chiều không phân nhánh, cường độ dòng điện trễ pha so với hiệu điện hai đầu đoạn mạch, đoạn mạch gồm A tụ điện biến trở B cuộn dây cảm tụ điện với cảm kháng nhỏ dung kháng C điện trở tụ điện D điện trở cuộn cảm Câu 26 Trong mạch điện RLC mắcnối tiếp, tần số f thay đổi tích số sau số ? A ZL.R B ZL.ZC C ZC.R D Z.R Mứcđộ vận dụngCâu 27 Cho đoạn mạch RLC mắcnốitiếp Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp u Biết dung kháng tụ điện lần cảm kháng cuộn dây Điện dung tụ điện C, muốn mạchxảy tượng cộng hưởng điện người ta dùng biện pháp A mắc thêm tụ điện có điện dung 2C song song với tụ điện đoạn mạch B mắc thêm tụ điện có điện dung 2C nốitiếp với tụ điện đoạn mạchCmắc thêm tụ điện có điện dung 3C song song với tụ điện đoạn mạch D mắc thêm tụ điện có điện dung 3C nốitiếp với tụ điện đoạn mạchCâu 28 Cho đoạn mạch điện xoay chiều gồm phần tử R, cuộn dây cảm L, tụ Cmắcnốitiếp Điện áp hai đầu mạch cường độ dòng điện mạch có biểu thức : u = 220 cos ( 100 πt - π/3 ) (V) ; i = 2 cos (100 πt - π/6) (A) Hai phần tử A RL B RCCLC D RLLCCâu 29 Một mạch điện không phân nhánh gồm hai phần tử điện trở R = 100 Ω , cuộn dây cảm có hệ số tự cảm L= 2/ π (H) Giữa hai đầu đoạn mạch có điện áp xoay chiều có tần số 50Hz Tổng trở mạch A 200 Ω B 100 Ω C 100 Ω D 100 Ω Câu 30 Một mạch điện xoay chiều gồm điện trở R, cuộn cảm có độ tự cảm L = 0,16 2,5.10−5 H , tụ điện có điện dungC = F mắcnốitiếp Tần số dòng π π điện quamạch có cộng hưởng xảy ra? A 60 Hz B 25 Hz C 250 Hz D 50 Hz 13 Câu 31 Đoạn mạch gồm điện trở R = 200 Ω nốitiếp với cuộn cảm L = 2/π H ; đặt vào hai đầu mạch điện áp u = 400 cos100π t (V) Điện áp hiệudụng hai đầu điện trở R B 200 V D 100 V A 200 V C 100 V Câu 32 Mạch điện xoay chiều gồm điện trở R = 40 Ω nốitiếp với cuộn cảm L Điện áp hiệudụng hai đầu mạch 100 V, hai đầu cuộn cảm 60 V Cường độhiệudụngmạch có giá trị A (A) B (A) C 2,5 (A) D 1,5 (A) Câu 33 Cho đoạn mạch xoay chiều AB gồm điện trở R = 100 Ω , tụ điện 10−4 F cuộn cảm L = / π ( H ) mắcnốitiếp Đặt vào hai đầu đoạn π mạch điện áp u = 200cos100π t ( V ) Cường độhiệudụngmạch C= A 0,5 (A) B 1,4 (A) C (A) D (A) Câu 34 Đoạn mạch xoay chiều RLC mắcnốitiếp Khi điện áp hiệudụng hai đầu điện trở U R = 120 V , điện áp hiệudụng hai đầu cuộn cảm U L = 100 V , điện áp hiệudụng hai đầu tụ điện U C = 150 V , điện áp hiệudụng hai đầu đoạn mạch A 164 V B 170 V C 370 V D 130 V Câu 35 Đặt điện áp xoay chiều u = 100 2cos100π t ( V ) vào hai đầu đoạn mạch có R, L, Cmắcnốitiếp Biết R = 50 Ω , cuộn cảm có độ tự cảm L= 2.10−4 H tụ điện có điện dungC = F Cường độhiệudụng dòng π π điện đoạn mạch A 2 (A) B (A) C (A) D (A) Câu 36 Một đoạn mạch gồm bong đèn mắcnốitiếp với cuộn dây cảm Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch ta thấy đèn sáng bình thường Khi mắcnốitiếpmạch với hộp X, ta thấy đèn sáng mức bình thường, hộp X chứa A Cuộn dây cảm B Tụ điện C Điện trở D Cuộn dây Câu 37 Đặt vào đầu đoạn mạch R, L, Cmắcnốitiếp điện áp xoay chiều có giá trị hiệudụng tần số ổn định Nếu tăng dần điện dungC tụ cường độ dòng điện hiệudụngmạch lúc đầu tăng sau giảm Như ban đầu mạch phải có: A ZL = R B ZL < Z C ZL = ZC D ZL > ZC Câu 38 Một cuộn dây cảm, có độ tự cảm L=2/πH, mắcnốitiếp với tụ điện có dạng u=100sin(100πt+π/6) (V) Biểu thức hiệu điện đầu tụ điện A u=50sin(100πt - 5π/6) B u=50sin(100πt + 5π/6) C u=50sin(100πt - π/3) D u=50sin(100πt + π/3) 14 Câu 39 Đặt điện áp u = 220 cos100π t (V) vào hai đầu đoạn mạchmắcnốitiếp gồm điện trở R = 100Ω , tụ điện có C = 10−4 F cuộn cảm có L = H π 2π Biểu thức cường độ dòng điện đoạn mạch π A i = 2, 2 cos 100π t + ÷ (A) π B i = 2, cos 100π t − ÷ (A) π C i = 2, cos 100π t + ÷ (A) π D i = 2, 2 cos 100π t − ÷ (A) 4 4 4 4 Câu 40 Đặt điện áp u = 220 cos100π t (V) vào hai đầu đoạn mạchmắcnốitiếp gồm điện trở 20Ω, cuộn cảm có độ tự cảm dung 0,8 H tụ điện có điện π 10−3 F Khi điện áp tức thời hai đầu điện trở 110 V điện áp 6π tức thời hai đầu cuộn cảm có độ lớn A 330V B 440V C 440 V Câu 41 Khi đặt vào hai đầu cuộn dây có độ tự cảm D 330 V 0, H hiệu điện π chiều 12 V cường độ dòng điện qua cuộn dây 0,4 A Sau đó, thay hiệu điện điện áp xoay chiều có tần số 50 Hz giá trị hiệudụng12 V cường độ dòng điện hiệudụngqua cuộn dây A 0,30 A B 0,40 A C 0,24 A D 0,17 A Câu 42 Đặt điện áp ổn định u = U cosωt vào hai đầu đoạn mạchmắcnốitiếp gồm điện trở 40 3Ω tụ điện có điện dungC Biết điện áp hai đầu đoạn mạch trễ pha π so với cường độ dòng điện đoạn mạchDung kháng tụ điện A 20 3Ω B 40Ω C 40 3Ω D 20Ω Câu 43 Khi đặt hiệu điện không đổi 30 V vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở mắcnốitiếp với cuộn cảm có độ tự cảm (H) dòng điện đoạn mạch dòng điện chiều có cường độ A Nếu đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp u=150 cos120πt (V) biểu thức cường độ dòng điện đoạn mạch A i=5 cos(120πt + ) (A) B i=5 cos(120πt - ) (A) 15 C i=5cos(120πt + ) (A) D i=5cos(120πt- ) (A) Câu 44 Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch có R, L, Cmắcnốitiếp Biết R = 10 Ω, cuộn cảm có L=1/(10π) (H), tụ điện có C = (F) điện áp hai đầu cuộn cảm u L= 20 cos(100πt + π/2) (V) Biểu thức điện áp hai đầu đoạn mạch A u = 40cos(100πt + π/4) (V) B u = 40 cos(100πt – π/4) (V) C u = 40 cos(100πt + π/4) (V) D u = 40cos(100πt – π/4) (V) Câu 45 Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm điện trở Rmắcnốitiếp với cuộn cảm có cảm kháng với giá trị RĐộ lệch pha điện áp hai đầu đoạn mạch với cường độ dòng điện mạch A π B C π D π Câu 46 Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở mắcnốitiếp với tụ điện Biết điện áp hiệudụng hai đầu điện trở hai tụ điện 100V 100 V Độ lệch pha điện áp hai đầu đoạn mạch điện áp hai tụ điện có độ lớn A π B π C π D π Câu 47 Đặt điện áp u = 220 cos100 π t (V) vào hai đầu đoạn mạch gồm bóng đèn dây tóc loại 110V – 50W mắcnốitiếp với tụ điện có điện dungC thay đổi Điều chỉnh C để đèn sáng bình thường Độ lệch pha cường độ dòng điện điện áp hai đầu đoạn mạch lúc A π B π C π D π 4Mứcđộ vận dụng cao Câu 48 Đặt điện áp u=150 cos100πt (V) vào đầu đoạn mạchnốitiếp gồm điện trở 60Ω, cuộn dây (có điện trở thuần) tụ điện Công suất tiêu thụ điện đoạn mach 250W Nối tụ dây dẫn có điện trở không đáng kể Khi đó, điện áp hiệudụng đầu điện trở điện áp hiệudụng đầu cuộn dây 50 V Dung kháng tụ có giá trị A 50 Ω B 30 Ω C 30Ω D 45 Ω 16 Câu 49 Đặt điện áp u=U0cos100πt vào hai đầu đoạn mạch AB gồm cuộn dây có tự cảm L điện trở R = 100 Ω mắcnốitiếp với tụ điện có điện dung π 10−4 F Điện áp hai đầu cuộn dây AM lệch pha so với điện áp đầu đoạn 2π mạch AB Giá trị L A H π B H π C H π D HD: Tính đc ZC= 200Ω Biết R = 100 Ω , uAM lệch pha π so với H π uAB Cách Ta vẽ dc giản đồ vec tơ M AH · = Từ giản đồ véc tơ : MAB = 60o ⇒MH=MB/2⇒ ZL=ZC/2= MB A 60o 100Ω Cách Dùng công thức: tan(ϕAM B Z ⇒ L= L = H ω π tan ϕAM − tan ϕ − ϕ) = + tan ϕAM t an ϕ Câu 50 Đặt điện áp u=U cosωt vào hai đầu đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AN NB mắcnốitiếp Đoạn AN gồm biến trở Rmắcnốitiếp với cuộn cảm có độ tự cảm L, đoạn NB có tụ điện với điện dungC Đặt ω 1= LC Để điện áp hiệudụng hai đầu đoạn mạch AN không phụ thuộc R LC tần số góc ω : A HD: ω1 U AN = B ω1 2 U R + (ZL − ZC ) R + Z2L = C 2ω1 D ω1 U Z (2Z − Z ) 1+ CLCR + ZL Để UAN không phụ thuộc vào R thí: 2ZL-ZC=0 ⇒ ω = H 2ω = = 2ω1 2LC 17 i Câu 51 Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệudụng 200 V tần số không đổi vào hai đầu A B đoạn mạchmắcnối thứ tự gồm biến trở R, cuộn cảm có độ tự cảm L tụ điện có điện dungC thay đổi Gọi N điểm nối cuộn cảm tụ điện Các giá trị R, L, C hữu hạn khác không Với C = C1 điện áp hiệudụng hai đầu biến trở R có giá trị không đổi khác không thay đổi giá trị R biến trở Với C=C1/2 điện áp hiệudụng A N A 200 V B 100 V C 200 V D 100 V HD: UR UR = R + (ZL − ZC ) 2 = U (Z − Z ) 1+ LCR = U = 200V Để UR không đổi ZC1= ZL Với C=C1/2 ⇒ ZC = 2ZL ⇒ U AN = U R + (ZL − ZC ) 2 R + Z2L = U = U = 200V ZC (2ZL − ZC ) 1+ R + Z2L Câu 52 Cho mạch điện R, L , Cnốitiếp Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện π áp u = U0cos100πt (V) U0 , ω, C không đổi; L= H; C= 10−4 F Khi điều chỉnh R π có giá trị R1 R2 cho công suất tiêu thụ mạch Biết điện áp hiệudụng đầu cuộn dây R = R1 gấp lần điện áp hiệudụng đầu cuộn dây R = R2 Tìm R1 R2 A R1 = 50Ω; R2=200Ω B R1 = 50Ω; R2=100Ω C R1 = 200Ω; R2=50Ω D R1 = 40Ω; R2=250Ω R1R = (ZL − ZC ) = 100 (1) U1L = 2U 2L ⇒ I1 = 2I HD: Do : P = I12 R1 = I 22 R ⇒ R I12 = = (2) R1 I Tu(1)và(2) ⇒ R = 50Ω; R = 200Ω Câu 53 Mạch điện hình vẽ R=40Ω Đặt vào A M B đầu A B điện áp x/c 200V-50Hz Khi C=Cm điện áp hiệudụng đầu đoạn mạch MB đạt cực tiểu 75 V Điện trở cuộn dây A 16 Ω B 24 Ω C 40 Ω D 30Ω 18 U r + ( Z L − ZC ) U MB = I.ZMB = Giải: R + 2Rr + r + ( Z L − ZC ) 2 U = R + 2Rr r + ( Z L − ZC ) 2 +1 ⇒ U MB ⇔ r + ( ZL − ZC ) ⇔ ZL = ZC ⇒ U MBmin = U R + 2Rr +1 r2 ⇒ 75 = 200 402 + 240r +1 r2 ⇒ r = 24Ω Câu 54 Đặt điện áp u=U0cosωt vào hai đầu đoạn mạch AB R, L, Cnốitiếp L= H Thay đổi ω, ω=ω0 cường độhiệudụng dòng điện quamạch 5π đạt cực đại Im ; ω=ω1 ω=ω2 cường độ dòng điện cực đại quamạch Im Biết ω1- ω2 = 200π rad/s Giá trị R A 50Ω B 100Ω C 150Ω D 160Ω HD: Áp dụng công thức: Câu 55 Đặt vào hai đầu đoạn mạch RLC nốitiếp (cuộn dây cảm, 2L > CR ) điện áp u = 45 26 cos ωt (V ) với ω thay đổi Điều chỉnh ω đến giá trị cho Z L / Z C = /11 điện áp hiệudụng hai tụ đạt cực đại Giá trị cực đại A 180 V B 205 V C 165 V D 200 V Giải: UC = UCmax khi ω = Khi ZL= - L R2 − C UCmax = 2UL R LC − RCL ZL CL R2 CR L R2 − ; ZC = LR - = ( ) = 1= ZC C − LC 11 2L CC 18 CR CR = - = (*) 11 11 2L L UCmax = = L 2UL R LC − RC 2.45 13.11 36.13 2U = R = (4 LC − RC ) L 2U 2.45 13 4R CRC = −( ) LL 2 18 18 −( ) 11 11 = 165V Đáp số UCmax = 165 V Đáp án C 19 Câu 56 Cho mạch xoay chiều RLC nối tiếp, AM R, MN C, NB cuộn dây không cảm R=80Ω, uAB = 240 cosωt (V) Cường độ dòng điện hiệudụngmạch A Biết điện áp hai đầu MB nhanh pha điện áp hai đầu AB 30o Điện áp hai đầu AB AN vuông pha Tính giá trị cảm kháng α A 80 Ω B 120 Ω C 60 Ω UAB D 20 Ω UMB UL-UC Giải: Vẽ giãn đồ véc tơ hình vẽ ϕ UR ϕMB Ta có UR = IR = 80 (V) ϕMB - ϕ = α = 300 U2R = U2AB+U2MB – 2UABUMBcosα UMB = 80 (V) UMB = UR - ϕ = α = 300 - UC UL – UC = UAB/2 = 120 (V) 0 UC = URtan( 90 - ϕ) = URtan(60 ) =240V UL = 120V + 240V = 360V ZL = UL/I = 120 Ω Đáp án B Câu 57 Đặt điện áp u = U0cosωt (U0 ωkhông đổi) vào hai đầu đoạn mạchmắcnốitiếp gồm điện trở R, cuộn cảm có độ tự cảm L , tụ điện có điện dungC thay đổi Khi C =C1 C = C2 điện áp hiệudụng hai đầu tụ điện có giá trị độ lệch pha điện áp hai đầu đoạn mạch so với cường độ dòng điện ϕ1 rad ϕ2 rad Khi C = C0 điện áp hai đầu tụ điện đạt cực đại độ lệch pha điện áp hai đầu đoạn mạch so với cường độ dòng điện ϕ0 Giá trị ϕ0 là: 1 A ϕ + ϕ = ϕ ϕ0 Z −Z Giải: tanϕ1 = L C1 -> ZC1 = ZL - Rtanϕ1 (1) R Z − ZC2 tanϕ2 = L -> ZC2 = ZL - Rtanϕ2 (2) RC ϕ + ϕ = B ϕ1 + ϕ2 = ϕ0 D ϕ21 + ϕ22= 2ϕ20 (1) + (2) -> ZC1 + ZC2 = 2ZL – R(tanϕ1 +tanϕ2) (1).(2) > ZC1 ZC2 = ZL2 – RZL(tanϕ1 +tanϕ2) + R2tanϕ1.tanϕ2 −R R + Z L2 Z L − ZC0 tanϕ0 = = Z Với ZC0 = ZL RL 1 Z C1 + Z C 2Z L 2Z L UC1 = UC2 -> Z + Z = Z = = -> Z C1 Z CR + ZL R + Z L2 C1 C2 C0 2Z L − R (tan ϕ1 + tan ϕ ) 2Z L Từ (1); (2) (3) : = 2 Z L − RZ L (tan ϕ1 + tan ϕ ) + R tan ϕ1 tan ϕ R + Z L2 (3) 20 R ZL tan ϕ tan ϕ1 + tan ϕ 2 RZ L = = 2 = R - tan ϕ1 tan ϕ R − ZL - tan ϕ −1 Z L2 > tan(ϕ1+ϕ2)) = tan2ϕ0 > ϕ1+ϕ2) = 2ϕ0 Chọn đáp án C IV KẾT QUẢ THU ĐƯỢC -Với việc sử dụnghệthốngcâuhỏimứcđộkhác vào dạy áp dụng cho nhiều đối tượng họcsinh ,kết em nắm vững lí thuyết vận dụng giải tập tốt -Với đề tài trên, năm học 2016 - 2017 mang áp dụng thử nghiệm để đối chứng với lớp không áp dụng đề tài Năm học Số Lớp HS 2015-2016 43 12E Kết kiểm tra HS hiểu HS không hiểu 69% 31% 81% 19% 62% 38% 82% 18% (không sử dụng đề tài) 41 12G ( sử dụng đề tài ) 2016-2017 45 12C ( không sử dụng đề tài ) 40 12D ( sử dụng đề tài ) 21 C.PHẦN KẾT LUẬN Với việc sử dụnghệthốngcâuhỏibốnmứcđộkhácgiúphọcsinhhiểurõchấtmạch RLC mắcnốitiếp từ học lý thuyết, tập ôn tậpHọcsinh lĩnh hội ghi nhớ kiến thức lý thuyết, hình thành kỹ giải tập Từ hình thành cho họcsinh đức tính cần cù, chịu khó, động, sáng tạo Từ giúphọcsinh tự nghiên cứu, sưu ầm, tự tìm kiếm thông tin, hình thành kỹ phân tịch tổng hợp, thực hành, đánh giá quan trọng phát triển lực nhận thức, tiếp cận thực tiễn để từ vận dụng kiến thức học vào thực tế sống Sáng kiến góp phần nào, đáp ứng yêu cầu đổi phương pháp dạy học, phương pháp kiểm tra đánh giá lực họcsinh để hoàn thiện mong nhận ý kiến đóng góp đồng nghiệp Xác nhận thủ trưởng đơn vị Xin chân thành cảm ơn! Quảng xương, ngày 21 tháng năm 2017 Tôi xin cam đoan sáng kiến làm không chép hình thức Người làm sáng kiến 22 Hà Văn Mai TÀI LIỆU THAM KHẢO SGK, SGV vật lí 12 nâng cao – NXB giáo dục Bàitập vật lí 12 nâng cao – NXB giáo dục Một số phương pháp chọn lọc giải toán vật lí sơ cấp – Vũ Thanh Khiết – NXB Hà Nội Cơ sở vật lí - Tập IV - V – David Halliday – NXB giáo dục Trắc nghiệm vật lí : Điện xoay chiều – Lê Gia Thuận - Hồng Liên – NXB Đại học Quốc gia Hà Nội Đề thi tuyển sinh vào Đại học cao đẳng từ năm học 2009 - 2010 đến năm 2015 -2016 23 DANH MỤC CÁC ĐỀ TÀI SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐÃ ĐẠT GIẢI TT Tên đề tài SKKN Nâng cao hiệuhọc Vật lí thôngquaviệc sử dụng thiết bị dạy họctrườngTHPTQuảngXương Cấp đánh giá Kết đánh xếp loại giá xếp loại Sở Giáo Dục Đào Tạo Thanh Hóa C Năm học đánh giá xếp loại 2014 - 2015 24 ... “GIÚP H C SINH L P 12 TRƯỜNG THPT QUẢNG XƯƠNG HIỂU R BẢN CHẤT MẠCH R, L, C M C NỐI TIẾP THÔNG QUA VI C XÂY DỰNG HỆ THỐNG C U HỎI VÀ BÀI TẬP Ở BỐN M C ĐỘ KH C NHAU B.PHẦN NỘI DUNG I C SỞ L LUẬN Hệ. .. ZL= - L R2 − C UCmax = 2UL R LC − R C L ZL C L R2 CR L R2 − ; ZC = L R - = ( ) = 1= ZC C − L C 11 2L C C 18 CR CR = - = (*) 11 11 2L L UCmax = = L 2UL R LC − R C 2 .45 13.11 36.13 2U = R. .. 2016-2017 45 1 2C ( không sử dụng đề tài ) 40 12D ( sử dụng đề tài ) 21 C. PHẦN KẾT LUẬN Với vi c sử dụng hệ thống c u hỏi bốn m c độ kh c giúp h c sinh hiểu r chất mạch RLC m c nối tiếp từ h c l thuyết,