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

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA TRƯỜNG THPT QUẢNG XƯƠNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM GIÚP HỌC SINH LỚP 12 TRƯỜNG THPT QUẢNG XƯƠNG 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 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 mắc nối tiếp phần kiến thức trọng chương trình Vật lý lớp 12 nói 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 Trường THPT Quảng Xương nhận thấy học snh học xong mạch R,L,C mắc nối tiếp, học sinh hiểu chất chưa sâu Khi học xong lý thuyết, học sinh 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 việc học học sinh từ tiếp cận nội dung sang tiếp cận lực đòi hỏi người giáo viên tổ chức dạy học, phân hóa phù hợp với đối tượng học sinh khác Xuất phát từ lý chọn đề tài: “GIÚP HỌC SINH LỚP 12 TRƯỜNG THPT QUẢNG XƯƠNG 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” B.PHẦN NỘI DUNG I CƠ SỞ LÍ LUẬN Hệ thống 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 R R * Các giá trị hiệu dụng dòng điện xoay chiều I= Io ;U= Uo E = Eo * 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 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 độ hiệu dụng hiệu điện hiệu dụng 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, C mắc nối tiếp (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 dung C 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 R 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 mạch đạt giá trị cực đại Imax = U U2 , công suất mạch đạt giá trị cực đại Pmax = , u pha với i (ϕ = 0) R R 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+ L R (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 ≥ R L C R R (Z L − Z C ) Z L − Z C lúc dấu “=” bất đẳng thức R xảy 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 hiệu dụng 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 C c Mạch điện RLC không phân nhánh có R,C, ω không đổi Thay đổi C để hiệu điện hiệu dụng 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 sinh tiếp thu kiến theo hướng lối mòn,thụ động Khi học xong lí thuyết học sinh nắm kiến thức mơ màng,việc vận dụng kiến thức giải tập lúng túng tập nâng cao *Về phía giáo viên:Chưa đặt học sinh 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 cầu học sinh phải nhắc lại mô tả kiến thức,kĩ học; * Thông hiểu :yêu cầu học sinh 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 cầu học sinh 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 cầu học sinh 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 học tập sống Vận dụng vào dạy * Bài dạy lý thuyết: Để giúp học sinh thực cac nhiệm vụ học tập mình, học sinh nắm kiến thức trọng tâm từ vận dụng kiến thức để giải câu hỏi tập học dùng hệ thống câu hỏi nhận biết, thông hiểu vận dụng * Với tập: để giúp học sinh hiểu rõ chất mạch điện xoay chiều dùng hệ thống câu hỏi tập mức độ thông hiểu vận dụng * Với ôn tập dùng hệ thống câu hỏi tập mức độ vận dụng vận dụng cao CÂU HỎI, BÀI TẬP VỀ MẠCH R, L, C NỐI TIẾP Mức độ nhận biết Câu Đặt hiệu u = U√2 cos ωt (với U ω không đổi) vào hai đầu đoạn mạch R,L,C mắc nối tiếp, dòng điện chạy mạch có A Giá trị tức thời phụ thuộc vào thời gian quy luật hàm số sin cosin B Cường độ hiệu dụng 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 mạch dung kháng lớn cảm kháng Câu Mạch điện xoay chiều R, L, C mắc nối 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 C Câu 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 hiệu dụng mạch đạt cực đại C công suất tiêu thụ trung bình mạch đạt cực đại D hiệu điện hiệu dụng hai đầu tụ điện đạt cực đại Câu Trong đoạn mạch nối tiếp RLC, ω = ý sau không LC A Công suất đạt cực đại P=UI B Cường độ dòng điện hiệu dụng I đạt cực đại U/R C Hiệu điện biến thiên vuông pha với dòng điện D Tổng trở Z = R Câu 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 hiệu dụng mạch đạt giá trị lớn B Hiệu điện hiệu dụng hai đầu điện trở nhỏ hiệu điện hiệu dụng hai đầu đoạn mạch C Cảm kháng dung kháng mạch D Hiệu điện tức thời hai đầu đoạn mạch pha với hiệu điện tức thời hai đầu điện trở R Câu Trong đoạn mạch điện có R, L C mắc nối tiếp điểm có điện áp hiệu dụng U, có wL=1/Cω kết luận đưới SAI? A Tổng trở đoạn mạch Z = R B i pha với u C Cường độ hiệu dụng I = U / ZL D Công suất tiêu thụ trung bình P = U I Câu Chọn câu sai Khi mạch R,L,C nối tiếp xảy cộng hưởng A Cường độ hiệu dụng dòng điện không phụ thuộc điện trở R C Tổng trở nhỏ (Z=R) B Cường độ hiệu dụng 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 mắc nối tiếp Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều mạch xảy cộng hưởng Kết luận sau sai: A Điện áp hiệu dụng điện trở R đạt giá trị cực đại B Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch khác với điện áp hiệu dụng R C Điện áp hiệu dung URC điện áp hiệu dụng 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 , C mắc nối tiếp, đặt vào hai đầu mạch điện hiệu điện xoay chiều u= U0cos100 π t(V), cường độ dòng điện qua mạch 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 R Câu 12 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 nói mạch điện xoay chiều có R, L, C mắc nối tiếp xảy tượng cộng hưởng điện ? A Cường độ dòng điện qua mạch pha với điện áp hai đầu đoạn mạch B Cường độ hiệu dụng mạch có giá trị không phụ thuộc vào điện trở R C Điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm tụ điện có giá trị D Cường độ hiệu dụng dòng điện qua mạch có giá trị cực đại Câu 14 Trong đoạn mạch xoay chiều RLC mắc nối tiếp, dòng điện điện áp hai đầu đoạn mạch pha A công suất đoạn mạch đạt cực đại B đoạn mạch xảy tượng cộng hưởng điện C điện trở dung kháng D điện trở cảm kháng Câu 15 Trong đoạn mạch điện xoay chiều R, L, C mắc nối tiếp, phát biểu sau ? A Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch không nhỏ điện áp hiệu dụng điện trở R B Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch nhỏ điện áp hiệu dụng phần tử C Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch lớn điện áp hiệu dụng phần tử D Cường độ dòng điện chạy mạch lệch pha với hiệu điện hai đầu đoạn mạch Câu 16 Đoạn mạch R, L, C mắc nối tiếp 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 C mắc nối tiếp Biết điện áp hai đầu điện trở điện áp hai tụ điện có giá trị hiệu dụng Phát biểu sau sai ? A Cường độ dòng điện qua mạch 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 mạch C Điện áp hai đầu điện trở sớm pha π so với điện áp hai đầu đoạn mạch 11 D Cường độ dòng điện qua mạch trễ pha π so với điện áp hai đầu đoạn mạch Câu 18 Trong đoạn mạch xoay chiều RLC mắc nối 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 Mức độ thông hiểu Câu 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 dung C mắc nối tiếp 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 nối tiếp Đặt vào hai đầu đoạn mạch hiệu điện u=Uocos(ωt+ϕ) Cường độ hiệu dụng 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 C Câu 22.Trong đoạn mạch điện xoay chiều RL nối tiếp mang dòng điện i=Iocos(ωt+ϕ) Hiệu điện hiệu dụng đầu đoạn mạch A U = Io R L2ω + 2 2 C U = I o R + ω L2 B U = Io R + 2ω L2 D U = I o R + ω L2 Câu 23 Trong đoạn mạch điện xoay chiều gồm điện trở mắc nối tiếp 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, C mắc nối tiếp 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 mắc nối tiếp, tần số f thay đổi tích số sau số ? A ZL.R B ZL.ZC C ZC.R D Z.R Mức độ vận dụng Câu 27 Cho đoạn mạch RLC mắc nối tiếp 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 mạch xảy 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 nối tiếp với tụ điện đoạn mạch C mắc thêm tụ điện có điện dung 3C song song với tụ điện đoạn mạch D mắc thêm tụ điện có điện dung 3C nối tiếp với tụ điện đoạn mạch Câu 28 Cho đoạn mạch điện xoay chiều gồm phần tử R, cuộn dây cảm L, tụ C mắc nối tiếp 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 R L B R C C L C D R L L C Câu 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 dung C = F mắc nối tiếp Tần số dòng π π điện qua mạch 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 nối tiếp với cuộn cảm L = 2/π H ; đặt vào hai đầu mạch điện áp u = 400 cos100π t (V) Điện áp hiệu dụng 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 nối tiếp với cuộn cảm L Điện áp hiệu dụng hai đầu mạch 100 V, hai đầu cuộn cảm 60 V Cường độ hiệu dụng mạch 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 ) mắc nối tiếp Đặt vào hai đầu đoạn π mạch điện áp u = 200cos100π t ( V ) Cường độ hiệu dụng mạch C= A 0,5 (A) B 1,4 (A) C (A) D (A) Câu 34 Đoạn mạch xoay chiều RLC mắc nối tiếp Khi điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở U R = 120 V , điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm U L = 100 V , điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện U C = 150 V , điện áp hiệu dụng 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, C mắc nối tiếp Biết R = 50 Ω , cuộn cảm có độ tự cảm L= 2.10−4 H tụ điện có điện dung C = F Cường độ hiệu dụng dòng π π điện đoạn mạch A 2 (A) B (A) C (A) D (A) Câu 36 Một đoạn mạch gồm bong đèn mắc nối tiếp với cuộn dây cảm Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch ta thấy đèn sáng bình thường Khi mắc nối tiếp mạch 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, C mắc nối tiếp điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng tần số ổn định Nếu tăng dần điện dung C tụ cường độ dòng điện hiệu dụng mạch 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, mắc nối tiếp 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 mạch mắc nối tiếp 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 mạch mắc nối tiếp 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 hiệu dụng 12 V cường độ dòng điện hiệu dụng qua 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 mạch mắc nối tiếp gồm điện trở 40 3Ω tụ điện có điện dung C Biết điện áp hai đầu đoạn mạch trễ pha π so với cường độ dòng điện đoạn mạch Dung 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 mắc nối tiếp 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, C mắc nối tiếp 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 R mắc nối tiếp với cuộn cảm có cảm kháng với giá trị R Độ 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 mắc nối tiếp với tụ điện Biết điện áp hiệu dụng 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 mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C 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 4 Mức độ vận dụng cao Câu 48 Đặt điện áp u=150 cos100πt (V) vào đầu đoạn mạch nối tiếp 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 hiệu dụng đầu điện trở điện áp hiệu dụng 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 mắc nối tiếp 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 mắc nối tiếp Đoạn AN gồm biến trở R mắc nối tiếp với cuộn cảm có độ tự cảm L, đoạn NB có tụ điện với điện dung C Đặt ω 1= LC Để điện áp hiệu dụng 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+ C L C R + 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 hiệu dụng 200 V tần số không đổi vào hai đầu A B đoạn mạch mắc nối thứ tự gồm biến trở R, cuộn cảm có độ tự cảm L tụ điện có điện dung C 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 hiệu dụng 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 hiệu dụng 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+ L C R = 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 , C nối tiếp 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 hiệu dụng đầu cuộn dây R = R1 gấp lần điện áp hiệu dụng 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 hiệu dụng 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, C nối tiếp L= H Thay đổi ω, ω=ω0 cường độ hiệu dụng dòng điện qua mạch 5π đạt cực đại Im ; ω=ω1 ω=ω2 cường độ dòng điện cực đại qua mạch 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 nối tiếp (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 hiệu dụng 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 − 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 = (4 LC − R C ) L 2U 2.45 13 4R C R C = −( ) L L 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 hiệu dụng mạch 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 mạch mắc nối tiếp gồm điện trở R, cuộn cảm có độ tự cảm L , tụ điện có điện dung C thay đổi Khi C =C1 C = C2 điện áp hiệu dụng 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) R C 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 R L 1 Z C1 + Z C 2Z L 2Z L UC1 = UC2 -> Z + Z = Z = = -> Z C1 Z C R + 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 dụng hệ thống câu hỏi mức độ khác vào dạy áp dụng cho nhiều đối tượng học sinh ,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 dụng hệ thống câu hỏi bốn mức độ khác giúp học sinh hiểu rõ chất mạch RLC mắc nối tiếp từ học lý thuyết, tập ôn tập Học sinh lĩnh hội ghi nhớ kiến thức lý thuyết, hình thành kỹ giải tập Từ hình thành cho học sinh đức tính cần cù, chịu khó, động, sáng tạo Từ giúp học sinh 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 học sinh 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 Bài tập 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 hiệu học Vật lí thông qua việc sử dụng thiết bị dạy học trường THPT Quảng Xương 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,