HỘI THẢO MỘT SỐ GIẢI PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG DẠY VÀ HỌC CỦA MÔN VẬT LÍ TRONG KÌ THI THPT QUỐC GIA

UỶ BAN NHÂN DÂN TỈNH SÓC TRĂNG SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO - - KỶ YẾU HỘI THẢO MỘT SỐ GIẢI PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG DẠY VÀ HỌC CỦA MƠN VẬT LÍ TRONG KÌ THI THPT QUỐC GIA Sóc Trăng, ngày 25 tháng 12 năm 2016 MỤC LỤC Trang MỘT SỐ GIẢI PHÁP GIÚP HỌC SINH LÀM BÀI THI TRẮC NGHIỆM MƠN VẬT LÍ ĐẠT HIỆU QUẢ CAO TRONG KÌ THI THPT QUỐC GIA Tổ Vật lí – KTCN, Trường THPT chuyên Nguyễn Thị Minh Khai SỬ DỤNG “TRỤC THỜI GIAN” ĐỂ GIẢI NHANH MỘT SỐ BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM MÔN VẬT LÍ 12 Trần Xn Kế, Trường THPT Hồng Diệu MỘT SỐ LƯU Ý NHẰM GIÚP HỌC SINH ÔN LUYỆN VÀ LÀM TỐT BÀI TRẮC NGHIỆM MƠN VẬT LÍ TRONG KỲ THI THPT QUỐC GIA Nguyễn Quốc Văn, Trường THPT Kế Sách 11 MỘT SỐ KINH NGHIỆM GIÚP HỌC SINH LÀ BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM ĐẠT HIỆU QUẢ CAO TRONG KÌ THI THPT QUỐC GIA MƠN VẬT LÍ Châu Trường Thọ, Trường THPT Mỹ Xun 15 MỘT SỐ GIẢI PHÁP GIÚP HỌC SINH LÀM BÀI THI TRẮC NGHIỆM MÔN VẬT LÍ ĐẠT KẾT QUẢ CAO Nguyễn Q Đạo, Trường THPT Trần Văn Bảy 18 BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC NHỮNG YẾU KÉM TRONG VIỆC DẠY VÀ HỌC BỘ MƠN VẬT LÍ KHỐI 12 Bùi Thanh Nhã, Trường THPT Kế Sách 22 XÂY DỰNG MA TRẬN ĐỀ THI THPT QUỐC GIA Tổ Vật Lí – KTCN, Trường THPT Phan Văn Hùng 27 XÂY DỰNG MA TRẬN ĐỀ THI THPT QUỐC GIA Tổ Vật lí, Trường THPT Vĩnh Hải 36 XÂY DỰNG MA TRẬN ĐỀ THEO HƯỚNG TRẮC NGHIỆM KHÁCH QUAN VẬT LÍ THPT Nguyễn Văn Thắng, Lê Minh Hùng, Trường THPT Thuận Hồ 37 PHÂN TÍCH MA TRẬN ĐỀ THI MẪU MƠN VẬT LÍ KÌ THI THPT QUỐC GIA NĂM 2017 Trần Mộng Thu, Trương Văn Đực, Trường THPT Lương Định Của 49 DẠY HỌC THEO CHỦ ĐỀ CHƯƠNG DAO ĐỘNG CƠ VÀ SÓNG CƠ - VẬT LÍ 12 Tổ Vật lí, Trường THPT Nguyễn Khuyến 60 SỬ DỤNG BẢNG GHI NHỚ THỜI GIAN GIÚP HỌC SINH GIẢI NHANH BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM DẠNG THỜI GIAN, QUÃNG ĐƯỜNG, LI ĐỘ, VẬN TỐC TRONG DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA Đặng Văn Hữu, Trường THPT Kế Sách 67 NHỮNG LỖI THƯỜNG GẶP KHI HỌC SINH LÀM BÀI TRẮC NGHIỆM MƠN VẬT LÍ LỚP 12 Nguyễn Thanh Hồng, Trường THPT Huỳnh Hữu Nghĩa 73 DAY HỌC THEO CHUYÊN ĐỀ CHƯƠNG DAO ĐỘNG CƠ VÀ CHƯƠNG SĨNG CƠ – VẬT LÍ 12 Tổ Vật lí, Trường THPT Phú Tâm 81 BÀI THAM LUẬN VỀ ĐỔI MỚI PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC VÀ KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ Ngô Minh Kết, Trường THPT Mai Thanh Thế 83 DẠY HỌC THEO CHỦ ĐỀ CHƯƠNG DAO ĐỘNG CƠ VÀ SÓNG CƠ VẬT LÍ LỚP 12 Nguyễn Thị Hồng Tươi, Trần Thị Hồng Trang, Trường THPT Mỹ Hương 86 DẠY HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC HỌC SINH QUA CHỦ ĐỀ DỊNG ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ SĨNG ĐIỆN TỪ Giang Vũ Bảo, Trường THPT Ngã Năm 91 DẠY HỌC THEO CHỦ ĐỀ CHƯƠNG DAO ĐỘNG VÀ SĨNG ĐIỆN TỪ – VẬT LÍ 12 Tổ Vật lí, Trường THPT An Lạc Thơn 95 DẠY HỌC THEO CHỦ ĐỀ CHƯƠNG DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU - DAO ĐỘNG VÀ SĨNG ĐIỆN TỪ - VẬT LÍ 12 Tổ Vật lí, Trường THCS&THPT Thạnh Tân 102 CÁC DẠNG BÀI TẬP “LẠ” TRONG CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÍ 12 Dương Văn Trung, Trường THPT Thành Phố Sóc Trăng 108 DẠY HỌC THEO CHỦ ĐỀ GIAO THOA VỚI ÁNH SÁNG ĐƠN SẮC Tổ Vật lí, Trường THPT DTNT Huỳnh Cương 113 DẠY HỌC VẬT LÍ THEO ĐỊNH HƯỚNG ĐỔI MỚI CỦA KÌ THI THPT QUỐC GIA - CHƯƠNG SÓNG ÁNH SÁNG Lâm Thái Nghiệp, Trường THPT Ngọc Tố 118 DẠY HỌC THEO CHỦ ĐỀ CHƯƠNG VẬT LÍ HẠT NHÂN – VẬT LÍ 12 Nguyễn Văn Nhật, Trường THPT Hòa Tú 123 DẠY HỌC THEO CHỦ ĐỀ CHƯƠNG SĨNG ÁNH SÁNG VẬT LÍ HẠT NHÂN Ông Minh Thuyết, Trường THPT An Ninh 129 VẬN DỤNG CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TỒN ĐỂ GIẢI MỘT SỐ BÀI TỐN CHƯƠNG I DAO ĐỘNG CƠ VÀ CHƯƠNG VII VẬT LÍ HẠT NHÂN - VẬT LÍ 12 Nguyễn Bình Kha, Trường THPT Kế Sách 136 DẠY HỌC THEO CHỦ ĐỀ CHƯƠNG V SÓNG ÁNH SÁNG Tổ Vật lí – Tin học – KTCN, Trường THCS&THPT Tân Thạnh 140 DẠY HỌC THEO CHUYÊN ĐỀ CHƯƠNG DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Lâm Phùng Hiệp, Trường THPT Văn Ngọc Chính 149 LỜI NÓI ĐẦU Nhằm quán triệt tổ chức thực Nghị số 29 - NQ/TW đổi bản, toàn diện giáo dục đào tạo, năm học 2016 – 2017 Sở Giáo dục Đào tạo Sóc Trăng tiếp tục xác định tạo đột phá hoạt động việc chủ động, tích cực đổi quản lý đặc biệt đổi hoạt động dạy học trường phổ thông, xác định kỳ thi THPT Quốc gia nhiệm vụ quan trọng Trên tinh thần đó, Sở Giáo dục Đào tạo Sóc Trăng có kế hoạch tổ chức nhiều Hội thảo chuyên đề có mơn Vật lí với nội dung: “Một số giải pháp nâng cao chất lượng dạy học mơn Vật lí kì thi THPT Quốc gia” Lâu giáo viên học sinh quen với cách dạy học mơn Vật lí 12 theo hình thức thi trắc nghiệm Tuy nhiên, kì thi năm có thay đổi “vị trí” mơn Vật lí, thay đổi số lượng câu hỏi đề thi thời gian làm thay đổi tương ứng Do đó, để đạt kết cao kì thi THPT Quốc gia năm q trình dạy học mơn Vật lí 12 cần có đổi Xuất phát từ thực tế cấp thiết vậy, đòi hỏi đặt phải có trao đổi, thảo luận, chia sẻ kinh nghiệm cuối đến thống chung toàn tỉnh đưa số giải pháp nâng cao chất lượng dạy học mơn Vật lí kì thi THPT Quốc gia, qua giúp học sinh đạt kết cao kì thi THPT Quốc gia mơn Vật lí Trong q trình chuẩn bị cho Hội thảo, Ban tổ chức nhận 27 tham luận từ trường THPT, trường THCS&THPT tỉnh gửi Trong trình biên tập, bước đầu Ban tổ chức đánh giá tham luận có chất lượng, có nhiều tham luận trình bày nội dung lạ, qua thể tâm huyết tinh thần làm việc nghiêm túc tác giả Nội dung tham luận tập trung vào chủ đề sau: - Một số giải pháp giúp học sinh làm thi trắc nghiệm đạt hiệu cao kì thi THPT Quốc gia mơn Vật lí - Xây dựng ma trận đề theo định hướng trắc nghiệm khách quan - Dạy học theo chủ đề Chương Dao động học Chương Sóng học – Vật lí 12 - Dạy học theo chủ đề Chương Dao động điện từ Chương Điện xoay chiều – Vật lí 12 - Dạy học theo chủ đề Chương Sóng ánh sáng, Lượng tử ánh sáng Vật lí hạt nhân – Vật lí 12 BAN BIÊN TẬP Hội thảo “Một số giải pháp nâng cao chất lượng dạy học môn Vật lí kì thi THPT Quốc gia” MỘT SỐ GIẢI PHÁP GIÚP HỌC SINH LÀM BÀI THI TRẮC NGHIỆM MÔN VẬT LÍ ĐẠT HIỆU QUẢ CAO TRONG KÌ THI THPT QUỐC GIA Tổ Vật lí - KTCN Trường THPT chuyên Nguyễn Thị Minh Khai TÓM TẮT Trong năm gần đây, kết kì thi THPT Quốc gia mơn Vật lí trường THPT Chun Nguyễn Thị Minh Khai, Sóc Trăng đạt kết tương đối ổn định, góp phần làm tăng tỷ lệ đậu Đại học cho nhà trường Kết đạt môn Vật lí khơng q cao, đánh giá việc áp dụng giải pháp giúp học sinh làm trắc nghiệm có hiệu Trong viết này, chúng tơi phân tích, đánh giá thuận lợi khó khăn từ đề số giải pháp nhằm nâng cao chất lượng hiệu việc làm thi trắc nghiệm mơn Vật lí cho học sinh kì thi THPT quốc gia ĐẶT VẤN ĐỀ Trắc nghiệm hình thức thi áp dụng kì thi quan trọng nước ta Việc sử dụng tập trắc nghiệm dạy học thi cử thực có hiệu năm gần đây, từ Bộ Giáo dục Đào tạo khuyến nghị trường Đại học sử dụng tập trắc nghiệm việc đề thi tuyển sinh Đại học - Cao đẳng Các câu hỏi trắc nghiệm tập trắc nghiệm có lẽ khơng phải điều q mẻ người dạy học Vật lí Nhưng làm để học sinh làm thi trắc nghiệm đạt hiệu tốt vấn đề quan trọng mà giáo viên cần phải tìm tòi nghiên cứu Mặt khác, qua khảo sát mạng gần cho thấy đa số học sinh lớp 12 chưa có kĩ làm trắc nghiệm hướng, học sinh thường bị chi phối thời gian lượng kiến thức nhiều bao quát Các em băn khoăn phải làm để phát huy hết lực mình, đạt kết ý muốn kì thi tới Vậy, làm để học sinh làm thi trắc nghiệm mơn Vật lí đạt hiệu cao kì thi THPT quốc gia hàng năm điều quan trọng Với mong muốn học sinh làm thi tốt dẫn đến tỷ lệ đỗ đạt vào trường Đại học Cao đẳng cao, mạnh dạn viết tham luận với đề tài: “Một số giải pháp giúp học sinh làm thi trắc nghiệm mơn Vật lí đạt hiệu cao kì thi THPT Quốc gia” GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 2.1 Thực trạng 2.1.1 Thuận lợi Hội thảo “Một số giải pháp nâng cao chất lượng dạy học mơn Vật lí kì thi THPT Quốc gia” - Giáo viên quan tâm việc đổi kiểm tra đánh giá, có nhận thức đắn cần thiết vai trò trắc nghiệm nên áp dụng phương pháp ngày hiệu - Được tập huấn thường xuyên tự nghiên cứu, học hỏi nên phần lớn giáo viên có kĩ sử dụng trắc nghiệm học sinh rèn luyện nhiều - Trắc nghiệm áp dụng tất kiểm tra đảm bảo tính khách quan, bao quát toàn kiến thức cho học sinh 2.1.2 Khó khăn - Mất nhiều thời gian cho việc xây dựng ngân hàng câu hỏi, để có trắc nghiệm có giá trị, đảm bảo độ khó, độ phân biệt, phân hóa trình độ lực học sinh đòi hỏi giáo viên phải nắm vững chun mơn kĩ thuật xây dựng câu hỏi trắc nghiệm - Những khó khăn học sinh làm trắc nghiệm mơn Vật lí STT NỘI DUNG SỐ LƯỢNG Chưa nắm vững hết kiến thức 58/100 Chưa có kĩ làm trắc nghiệm 18/100 Đề kiểm tra khó 12/100 Thời gian ngắn 6/100 Dễ gây căng thẳng mệt mỏi 4/100 Ý kiến khác 2/100 Qua bảng số liệu ta thấy khó khăn lớn mà học sinh gặp phải chưa nắm vững kiến thức, khó khăn phản ánh ý thức, thái độ học tập học sinh Tuy nhiên điều dễ dàng khắc phục học sinh có ý thức tự giác học tập cao, giáo viên thường xuyên trau dồi kiến thức cho em 2.2 Giải pháp làm thi trắc nghiệm có hiệu Hiện nay, hầu hết môn học thi theo phương pháp trắc nghiệm Để làm tốt thi trắc nghiệm, cần phải có hiểu biết đầy đủ đắn hình thức thi phổ biến hiệu Hãy tham khảo vài giải pháp giúp em học sinh làm tốt thi trắc nghiệm 2.2.1 Nắm vững dạng câu trắc nghiệm Thi trắc nghiệm nước ta thi trắc nghiệm viết Trắc nghiệm viết chia thành hai dạng chính: trắc nghiệm tự luận trắc nghiệm khách quan trắc nghiệm khách quan chủ yếu Trong trắc nghiệm khách quan phân chia kiểu câu hỏi: Câu ghép đơi: Cho cột nhóm từ, đòi hỏi thí sinh phải ghép cặp nhóm từ hai cột với cho phù hợp nội dung Câu điền khuyết: Nêu mệnh đề có khuyết phận, thí sinh Hội thảo “Một số giải pháp nâng cao chất lượng dạy học mơn Vật lí kì thi THPT Quốc gia” phải nghĩ nội dung thích hợp để điền vào trống Câu trả lời ngắn: Là câu trắc nghiệm đòi hỏi trả lời câu ngắn Câu sai: Đưa nhận định, thí sinh phải lựa chọn hai phương án trả lời để khẳng định nhận định hay sai Câu nhiều lựa chọn: Đưa nhận định - phương án trả lời, thí sinh phải chọn để đánh dấu vào phương án phương án tốt 2.2 Nhận diện nhanh câu dễ - câu khó Trong đề thi có câu dễ, câu khó, đó, trước đặt bút làm thí sinh nên dành vài phút để xác định xem câu dễ hơn, câu khó Ưu tiên câu dễ làm trước, câu khó giải sau Nếu đề thi trắc nghiệm việc không nhiều thời gian công sức, nhiên khối A, 2/3 môn áp dụng hình thức thi trắc nghiệm việc xác định câu dễ, câu khó khó khăn nhiều Ngồi kiến thức vững vàng thí sinh cần phải nhanh nhạy nắm bắt câu để phân bổ thời gian làm cách hợp lý 2.2.3 Phân bổ thời gian Thông thường, thi trắc nghiệm tuyển sinh ĐH, CĐ có 40 - 60 câu Thời gian làm 50- 90 phút Như vậy, thí sinh có khoảng chưa đầy phút để trả lời câu hỏi Nên bắt đầu làm từ câu số 1, lướt nhanh, định làm câu cảm thấy dễ chắn, đồng thời đánh dấu đề thi câu chưa làm Lần lượt thực đến câu trắc nghiệm cuối đề Sau đó, quay trở lại giải tiếp nốt câu “tạm thời” bỏ qua Nên làm câu tương đối dễ hơn, bỏ lại câu khó để giải lượt thứ ba, thời gian Thơng thường, số điểm dành cho câu hỏi khó câu hỏi dễ Vì vậy, thí sinh khơng nên dành q nhiều thời gian cho câu hỏi khó mà khơng thời gian để trả lời câu hỏi dễ 2.2.4 Đọc kĩ câu hỏi Mặc dù cần phải đọc nhanh câu hỏi để làm khơng có nghĩa thí sinh phép đọc lướt cách cẩu thả Nhiều bẫy nhỏ đề thi, đọc kĩ thí sinh tìm Chẳng hạn câu hỏi “Hãy tìm câu trả lời khơng câu đây” Như vậy, bạn đọc lướt qua mà khơng ý bỏ sót chữ “không”, “không đúng” = “sai”, ý tới chữ “đúng” cộng với kiến thức không bạn điểm câu cách dễ dàng Đáng tiếc chưa Do đó, luyện tập cách nhìn câu hỏi nhanh mà bao quát câu hỏi Nếu cần thí sinh đánh dấu từ quan trọng đề, điều giúp bạn tránh sai sót trình làm Hội thảo “Một số giải pháp nâng cao chất lượng dạy học mơn Vật lí kì thi THPT Quốc gia” 2.2.5 Tránh tỉ mẩn, cần cù cách giải Nếu tỉ mẩn, cần cù cách làm giúp em đạt điểm cao thi tự luận lại bất lợi thi trắc nghiệm Với số lượng câu hỏi nhiều, cộng với thời gian có hạn, em cẩn thận viết hẳn giấy cách giải tốn thời gian Đề thi trắc nghiệm không đòi hỏi em cách làm mà cần biết kết cuối mà bạn tô vào ô đáp án Với 40 câu hỏi, 50 phút, em nhẩm đầu tốc kí viết nháp không cần theo bước giải hay chữ phải đẹp mà cần ngắn gọn, dễ hiểu, tránh làm thời gian 2.2.6 Phương pháp đoán loại trừ Phỏng đoán phương pháp phù hợp với câu không chắn câu trả lời, việc đốn lơgic kho học nhiều cho bạn câu trả lời xác Trong trường hợp thí sinh có thời gian để suy nghĩ khơng chắn câu trả lời dùng phương pháp loại trừ Trong câu trả lời, thí sinh phân tích tìm câu trả lời sai Như câu trả lời nằm số lại Nếu loại trừ nhiều phương án trả lời sai xác suất trả lời cao 2.2.7 Phương châm làm “Thà tơ nhầm bỏ sót” Khi khơng thể trả lời câu nào, cộng với thời gian đừng nên dự Do khơng bị trừ điểm thí sinh chọn câu sai, nên trước hết thi, bạn cần chọn nhanh đáp án hợp lý cho câu chưa trả lời Không nên để trống câu nào, phải trả lời tất câu Mỗi câu có điểm, bỏ câu điểm câu Để có hội giành điểm cao nhất, bạn phải tô phương án trả lời theo phương châm tơ nhầm bỏ sót Ví dụ: bạn điền tất đáp án B Như vậy, 10 câu, có 1->3 câu có đáp án B, bạn hồn tồn ghi điểm cách may mắn 2.2.8 Quan trọng thường xuyên làm đề thi trắc nghiệm Hiện thị trường có nhiều loại sách nâng cao, tham khảo, đề thi, em học sinh tới hiệu sách mua rèn cho thói quen thường xuyên luyện đề Điều giúp bạn nắm rõ kiểu đề nào, trọng tâm nên học đâu hay đơn giản biết cách gài bẫy đề Tuy nhiên, em nên tránh tình trạng học lan man Khi tự giải xong kiểm tra lại đáp án đằng sau, cảm thấy kiến thức quan trọng chưa biết nên ghi học lại không nên tham lam thấy phần đề thi rơi vào phần na ná, liên quan đến mà ơm đồm lúc mớ kiến thức với quan niệm “thừa thiếu” Điều khiến bạn bị rối loạn, không tập trung vào phần mà thơi Hội thảo “Một số giải pháp nâng cao chất lượng dạy học mơn Vật lí kì thi THPT Quốc gia” KẾT LUẬN Hầu hết tất giáo viên có nhận thức đắn cần thiết vai trò phương pháp trắc nghiệm, hiểu thuận lợi khó khăn cho học sinh làm thi trắc nghiệm, từ đưa giải pháp phù hợp nhằm nâng cao hiệu làm thi trắc nghiệm mơn Vật lí cho học sinh kì thi THPT Quốc gia Với giải pháp trên, năm gần mơn Vật lí trường THPT chuyên đạt kết tương đối cao, nhiều em đỗ vào trường Đại học, nâng tỷ lệ đỗ đại học toàn trường lên so với năm trước Trên số giải pháp vài kinh nghiệm nhỏ mà chúng tơi rút q trình giảng dạy, ôn luyện cho em thi Đại học Chắc chắn nhiều đồng nghiệp có ý kiến giải pháp khác quí giá Rất mong nhận trao đổi giúp đỡ đồng nghiệp, để chúng tơi làm tốt cơng việc góp phần vào thành tích nhà trường nghiệp giáo dục địa phương Hội thảo “Một số giải pháp nâng cao chất lượng dạy học mơn Vật lí kì thi THPT Quốc gia” số công suất Theo qui định nhà nước hệ số cơng suất cos sở điện tối thiểu phải 0,85 Với điện áp U dụng cụ dùng điện tiêu thụ cơng suất P I = P , tăng hệ số công suất cos để giảm cường độ hiệu dụng I từ giảm hao U cos phí tỏa nhiệt dây Truyền tải điện – Máy biến áp * Truyền tải điện + Cơng suất hao phí đường dây tải: Php = rI2 = r( + Hiệu suất tải điện: H = P  Php P P r ) = P2 U U + Độ giảm điện đường dây tải điện: U = Ir + Biện pháp giảm hao phí đường dây tải: giảm r, tăng U l S Vì r =  nên để giảm ta phải dùng loại dây có điện trở suất nhỏ bạc, dây siêu dẫn, với giá thành cao, tăng tiết diện S Việc tăng tiết diện S tốn kim loại phải xây cột điện lớn nên biện pháp không kinh tế Trong thực tế để giảm hao phí đường truyền tải người ta dùng biện pháp chủ yếu tăng điện áp U: dùng máy biến áp để đưa điện áp nhà máy phát điện lên cao tải đường dây cao áp Gần đến nơi tiêu thụ lại dùng máy biến áp hạ áp để giảm điện áp bước đến giá trị thích hợp Tăng điện áp đường dây tải lên n lần cơng suất hao phí giảm n lần * Máy biến áp: Máy biến áp thiết bị biến đổi điện áp xoay chiều Cấu tạo + Một lõi biến áp hình khung sắt non có pha silic để tăng độ từ thẩm  lõi sắt + Hai cuộn dây có số vòng dây N1, N2 khác có điện trở nhỏ độ tự cảm lớn quấn lõi biến áp Cuộn nối vào nguồn phát điện gọi cuộn sơ cấp, cuộn nối sở tiêu thụ điện gọi cuộn thứ cấp Nguyên tắc hoạt động Dựa vào tượng cảm ứng điện từ Nối hai đầu cuộn sơ cấp vào nguồn phát điện xoay chiều, dòng điện xoay chiều chạy cuộn sơ cấp tạo từ trường biến thiên lõi biến áp Từ thông biến thiên từ trường qua cuộn thứ cấp gây suất điện động cảm ứng cuộn thứ cấp Sự biến đổi điện áp cường độ dòng điện máy biến áp Với máy biến áp làm việc điều kiện lí tưởng: U2 I N = 1= U1 I N1 * Công dụng máy biến áp + Dùng để thay đổi điện áp dòng điện xoay chiều + Sử dụng việc truyền tải điện để giảm hao phí đường dây truyền tải 151 Hội thảo “Một số giải pháp nâng cao chất lượng dạy học mơn Vật lí kì thi THPT Quốc gia” + Sử dụng máy hàn điện, nấu chảy kim loại Máy phát điện xoay chiều * Máy phát điện xoay chiều pha + Các phận chính: Phần cảm nam châm vĩnh cửu hay nam châm điện Đó phần tạo từ trường Phần ứng cuộn dây, xuất suất điện động cảm ứng máy hoạt động Một hai phần đặt cố định, phần lại quay quanh trục Phần cố định gọi stato, phần quay gọi rôto + Hoạt động: rôto quay, từ thông qua cuộn dây biến thiên, cuộn dây xuất suất điện động cảm ứng, suất điện động đưa để sử dụng + Nếu từ thông qua cuộn dây (t) suất điện động cảm ứng cuộn dây là: e = - d = - ’(t) dt + Tần số dòng điện xoay chiều: Máy phát có cuộn dây nam châm (gọi cặp cực) rơto quay n vòng giây tần số dòng điện f = n Máy có p cặp cực rơ to quay n vòng giây f = np Máy có p cặp cực, rơto quay n vòng phút f = np 60 * Dòng điện xoay chiều ba pha Dòng điện xoay chiều ba pha hệ thống ba dòng điện xoay chiều, gây ba suất điện động xoay chiều có tần số, biên độ lệch pha đôi 2 * Cấu tạo hoạt động máy phát điện xoay chiều pha Dòng điện xoay chiều ba pha tạo máy phát điện xoay chiều ba pha Máy phát điện xoay chiều ba pha cấu tạo gồm stato có ba cuộn dây riêng rẽ, hoàn toàn giống quấn ba lõi sắt đặt lệch 1200 vòng tròn, rơto nam châm điện Khi rôto quay đều, suất điện động cảm ứng xuất ba cuộn dây có biên độ, tần số lệch pha 2 Nếu nối đầu dây ba cuộn với ba mạch (ba tải tiêu thụ) giống ta có hệ ba dòng điện biên độ, tần số lệch pha 2 * Ưu điểm dòng điện xoay chiều pha + Tiết kiệm dây nối từ máy phát đến tải tiêu thụ; giảm hao phí điện đường dây 152 Hội thảo “Một số giải pháp nâng cao chất lượng dạy học mơn Vật lí kì thi THPT Quốc gia” + Cung cấp điện cho động ba pha, dùng phổ biến nhà máy, xí nghiệp Động không đồng ba pha * Sự quay không đồng Quay nam châm hình chữ U với tốc độ góc  từ trường hai nhánh nam châm quay với tốc độ góc  Đặt từ trường quay khung dây dẫn kín quay quanh trục trùng với trục quay từ trường khung dây quay với tốc độ góc ’ <  Ta nói khung dây quay không đồng với từ trường B CÁC DẠNG BÀI TẬP Đại cương dòng điện xoay chiều * Các công thức: Biểu thức i u: I0cos(t + i); u = U0cos(t + u) Độ lệch pha u i:  = u - i I0 U ;U= 2 2  Chu kì; tần số: T = ;f=  2 Các giá trị hiệu dụng: I = Trong giây dòng điện xoay chiều có tần số f (tính Hz) đổi chiều 2f lần   Từ thông qua khung dây máy phát điện:  = NBScos( n, B ) = NBScos(t + ) = 0cos(t + ) Suất động khung dây máy phát điện: e = NBSsin(t + ) = E0cos(t +  -  d = - ’ = dt ) * Bài tập minh họa: Câu Dòng điện xoay chiều có cường độ i = 4cos120t (A) Xác định cường độ hiệu dụng dòng điện cho biết thời gian s dòng điện đổi chiều lần? Câu Một đèn ống làm việc với điện áp xoay chiều u = 220 cos100t (V) Tuy nhiên đèn sáng điệu áp đặt vào đèn có |u| = 155 V Hỏi trung bình s có lần đèn sáng? Câu Dòng điện chạy qua đoạn mạch có biểu thức i = I 0cos100t Trong khoảng thời gian từ đến 0,02 s, xác định thời điểm cường độ dòng điện có giá trị tức thời có giá trị bằng: a) 0,5 I0; b) I0 Câu Tại thời điểm t, điện áp u = 200 cos(100πt -  ) (trong u tính V, t tính s) có giá trị 100 V giảm Xác định điện áp sau thời điểm s 300 153 Hội thảo “Một số giải pháp nâng cao chất lượng dạy học mơn Vật lí kì thi THPT Quốc gia” Câu Điện áp xoay chiều hai điểm A B biến thiên điều hòa với biểu thức u = 220 cos(100πt +  ) (trong u tính V, t tính s) Tại thời điểm t1 có giá trị tức thời u1 = 220 V có xu hướng tăng Hỏi thời điểm t2 sau t1 ms có giá trị tức thời u2 bao nhiêu? * Hướng dẫn giải đáp số: Ta có: I = I0  = 2 A; f = = 60 Hz Trong giây dòng điện đổi chiều 4f 2 = 240 lần Đèn sáng điện áp đặt vào đèn có |u|  155 V, chu kì có lần đèn sáng Trong giây có = 50 chu kì nên có 100 lần đèn sáng 2    a) Ta có: 0,5I0 = I0cos100t  cos100t = cos(± ) 100t = ± + 2k  t 3 =± + 0,02k; với k  Z Các nghiệm dương nhỏ 0,02 s 300 1 họ nghiệm t = s t = s 60 300   b) Ta có: I0 = I0cos100t  cos100t = cos(± ) 100t = ± + 2k  t 4 =± + 0,02k; với k  Z Các nghiệm dương nhỏ 0,02 s 400 họ nghiệm t = s t = s 400 400   Tại thời điểm t: u =100 = 200 cos(100πt - )  cos(100πt - ) = = 2    cos(± ) Vì u giảm nên ta nhận nghiệm (+)  100πt - =  t = (s) 3 120  1 Sau thời điểm s, ta có: u = 200 cos(100π( + ) - ) = 200 cos 300 120 300 2 = - 100 (V)    Ta có: u1 = 220 = 220 cos(100πt1 + )  cos(100πt1 + ) = = cos( ) Vì 6   u tăng nên ta nhận nghiệm (-)  100πt1 + = -  t1 = s  t2 = t1 + 240 0,  0,005 = s  u2 = 220 cos(100πt2 + ) = 220 V 240 Tìm đại lượng đoạn mạch xoay chiều có R, L, C * Các cơng thức: Cảm kháng, dung kháng, tổng trở: ZL = L; ZC = 154 ; Z = R  (Z L - ZC ) C Hội thảo “Một số giải pháp nâng cao chất lượng dạy học mơn Vật lí kì thi THPT Quốc gia” U U U U = R = L = C R ZL ZC Z Z  ZC Góc lệch pha u i: tan = L R R U 2R Công suất: P = UIcos = I2R = Hệ số công suất: cos = Z Z Định luật Ôm: I = Điện tiêu thụ mạch điện: W = A = Pt * Phương pháp giải: Để tìm đại lượng đoạn mạch xoay chiều ta viết biểu thức liên quan đến đại lượng biết đại lượng cần tìm từ suy tính đại lượng cần tìm Trong số trường hợp ta dùng giản đồ vectơ để giải toán Trên đoạn mạch khuyết thành phần ta cho thành phần Nếu mạch vừa có điện trở R vừa có cuộn dây có điện trở r điện trở mạch (R + r) * Bài tập minh họa: Câu Nếu đặt vào hai đầu cuộn dây điện áp chiều V cường độ dòng điện cuộn dây 0,5 A Nếu đặt vào hai đầu cuộn dây điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng V cường độ hiệu dụng dòng điện qua cuộn dây 0,3 A Xác định điện trở cảm kháng cuộn dây Câu Một điện trở R = 30  cuộn dây mắc nối tiếp với thành đoạn mạch Khi đặt điện áp không đổi 24 V vào hai đầu đoạn mạch dòng điện qua có cường độ 0,6 A; đặt điện áp xoay chiều tần số 50 Hz vào hai đầu đoạn mạch, dòng điện qua lệch pha 45 so với điện áp Tính độ tự cảm cuộn dây, tổng trở cuộn dây tổng trở đoạn mạch Câu Một ấm điện hoạt động bình thường nối với mạng điện xoay chiều có điện áp hiệu dụng 220 V, điện trở ấm 48,4  Tính nhiệt lượng ấm tỏa thời gian phút Câu Một đoạn mạch gồm điện trở R, cuộn cảm L tụ điện C mắc nối tiếp Cường độ dòng điện tức thời qua mạch có biểu thức i = 0,284cos120t (A) Khi điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở, cuộn dây tụ điện có giá trị tương ứng UR = 20 V; UL = 40 V; UC = 25 V Tính R, L, C, tổng trở Z đoạn mạch điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch  Câu Đặt điện áp u  100cos(t  ) (V) vào hai đầu đoạn mạch RLC dòng  điện qua mạch i  2cos(t  ) (A) Tính công suất tiêu thụ điện trở mạch điện 155 Hội thảo “Một số giải pháp nâng cao chất lượng dạy học mơn Vật lí kì thi THPT Quốc gia” * Hướng dẫn giải đáp số: U 1c U = 18 ; Zd = xc = 30 ; ZL = Z d2  R = 24  I I' Z Ta có: R + r =40   r = 10 ; L = tan =  ZL = R + r = 40   L = Rr ZL =0,127 H; Zd = r  Z L2 = 41,2 ; Z = ( R  r )  Z L2 = 40  2f Ta có: R = U2 U = 4,55 A; P = I2R = = 1000 W; Q = Pt = 60000 J = 60 kJ R R I U U Z Ta có: I = = 0,2 A; R = R = 100 ; ZL = L = 200 ; L = L = 0,53 H; ZC I I  U = C = 125 ; C = = 21,2.10-6 F; Z = = 125 ; U = IZ = 25 V Z C I  P Ta có:  = u - i = - ; P = UIcos = 50 W; R = = 25  I Ta có: I = Viết biểu thức u i đoạn mạch xoay chiều * Các công thức: Biểu thức u i: Nếu i = I0cos(t + i) u = (t + i + ) Nếu u = U0cos(t + u) i = I0cos(t + u - ) Với: I = U U Z Z ; I0 = ; I0 = I ; U0 =U ; tan = L C ; ZL >ZC u nhanh R Z Z pha i; ZL < ZC u chậm pha i Đoạn mạch có điện trở R: u pha với i; đoạn mạch có cuộn cảm L: u sớm pha i góc góc   ; đoạn mạch có tụ điện u trễ pha i Trường hợp điện áp hai đầu đoạn mạch u = U0cos(t + ) Nếu đoạn mạch có tụ điện thì: i = I0cos(t +  + cuộn cảm thì: i = I0cos(t +  -   ) = - I0sin(t + ) hay mạch có ) = I0sin(t + ) mạch có cuộn cảm tụ điện mà khơng có điện trở R thì: i =  I0sin(t + ) Khi ta có: i2 u2  = I 02 U 02 * Phương pháp giải: Để viết biểu thức cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch viết biểu thức điện áp hai đầu đoạn mạch ta tính giá trị cực đại cường độ dòng điện điện áp cực đại tương ứng góc lệch pha điện áp cường độ dòng điện thay vào biểu thức tương ứng Chú ý: Nếu đoạn mạch có nhiều phần tử R, L, C mắc nối tiếp Khi tính tổng trở độ lệch pha  u i ta đặt R = R1 + R2 + ; ZL = ZL1 + ZL2 + ; ZC = ZC1 + ZC2 + Nếu mạch điện trở ta cho R = 0; khơng có cuộn cảm ta cho ZL = 0; khơng có tụ điện ta cho ZC = 156 Hội thảo “Một số giải pháp nâng cao chất lượng dạy học mơn Vật lí kì thi THPT Quốc gia” * Bài tập minh họa: Câu Một tụ điện có điện dung C = 31,8 F, mắc vào mạch điện dòng điện chạy qua tụ điện có cường độ i = 0,5cos100t (A) Viết biểu thức điện áp hai tụ điện Câu Cho đoạn mạch RLC gồm R = 80 , L = 318 mH, C = 79,5 F Điện áp hai đầu đoạn mạch là: u = 120 cos100t (V) Viết biểu thức cường độ dòng điện chạy mạch tính điện áp hiệu dụng hai đầu dụng cụ Câu Cho đoạn mạch xoay chiều RLC có R = 50 ; L =  H; C = 10 3 F 5 Điện áp hai đầu đoạn mạch có biểu thức u AB = 120cos100t (V) Viết biểu thức cường độ dòng điện mạch tính cơng suất tiêu thụ mạch Câu Một mạch điện AB gồm điện trở R = 50 , mắc nối tiếp với cuộn dây có độ tự cảm L =  H điện trở R0 = 50  Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều uAB = 100 cos100t (V) Viết biểu thức điện áp tức thời hai đầu cuộn dây  Câu Đặt điện áp u  U cos  100 t   (V) vào hai đầu tụ điện có điện  dung 2.104  3 (F) Ở thời điểm điện áp hai đầu tụ điện 150 V cường độ dòng điện mạch A Viết biểu thức cường độ dòng điện chạy mạch * Hướng dẫn giải đáp số:  = 100 ; U0C = I0ZC = 50 V; uC = 50cos(100t - ) (V) C U Ta có: ZL = 100 ; ZC = 40 ; Z = 100 ; I = = 1,2 A; Z 37  37 Z L  ZC tan = = tan370   = rad; i = 1,2 cos(100t ) (A); 180 180 R Ta có: ZC = UR = IR = 96 V; UL = IZL = 120 V; UC = IZC = 48 V Ta có: ZL = 100 ; ZC = 50 ; Z = 100 ; Z L  ZC = tan300 R U0  = 1,2 A; i = 1,2cos(100t - ) (A); P = I2R = 62,4 W 6 Z U  ZL Ta có: ZL =100 ; Z = 100 ; I = = A; tan = = tan R  R0 Z 63  Z   = ; Zd =112 ; Ud = IZd = 56 V; tand = L = tan630  d = 180 R0 63   Vậy: ud = 112cos(100t - + ) = 112cos(100t + ) (V) 180 10 =  rad; I0 = 157 Hội thảo “Một số giải pháp nâng cao chất lượng dạy học mơn Vật lí kì thi THPT Quốc gia”    = 50 ; i = Iocos(100t + ) = - Iosin(100t - ) Khi 3 C 2 u i u  đó:  2 =  I0 = i  ( ) = A Vậy: i = cos(100t + ) (A) ZC I0 I0 ZC Ta có: ZC = Bài toán cực trị đoạn mạch xoay chiều * Các cơng thức: U2 U Z = Zmin = R; Imax = ; Pmax = ;=0 R R LC Khi ZL = ZC hay  = (u pha với i) Đó cực đại cộng hưởng điện Công suất: P = I2R = U 2R Z2 Điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm: UL = IZL = Điện áp hiệu dụng hai tụ: UC = IZC = UZ L Z UZC Z * Phương pháp giải: + Viết biểu thức đại lượng cần xét cực trị (I, P, UL, UC) theo đại lượng cần tìm (R, L, C, ) + Xét điều kiện cộng hưởng: mạch xảy tượng cộng hưởng lập luận để suy đại lượng cần tìm + Nếu khơng có cộng hưởng biến đổi biểu thức để đưa dạng bất đẳng thức Côsin dạng tam thức bậc hai có chứa biến số để tìm cực trị Sau giải tập loại ta rút số cơng thức sau để sử dụng cần giải nhanh câu trắc nghiệm dạng này: U2 U2 Cực đại P theo R: R = |ZL – ZC| Khi Pmax = = | Z L  Z C | 2R U R  Z C2 R  Z C2 Cực đại UL theo ZL: ZL = Khi ULmax = ZC R Cực đại UC theo ZC: ZC = U R  Z L2 R  Z L2 Khi UCmax = ZL R Cực đại UL theo : UL = ULmax  = LC  R 2C Cực đại UC theo : UC = UCmax  = R2  LC L * Bài tập minh họa: Câu Cho mạch điện hình vẽ Trong R = 60 , cuộn dây cảm có độ tự cảm L = H, tụ điện có điện dung C 2 thay đổi Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều ổn định: uAB = 120 cos100t (V) Xác định điện dung tụ điện công suất tiêu thụ đoạn mạch đạt giá trị cực đại Tính giá trị cực đại 158 Hội thảo “Một số giải pháp nâng cao chất lượng dạy học mơn Vật lí kì thi THPT Quốc gia” Câu Một đoạn mạch gồm R = 50 , cuộn cảm có độ tự cảm L tụ điện có điện dung C = 2.10 4  F mắc nối tiếp Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có điện áp hiệu dụng 110 V, tần số 50 Hz Thì thấy u i pha với Tính độ tự cảm cuộn cảm công suất tiêu thụ đoạn mạch Câu Cho mạch điện hình vẽ Trong điện trở R = 50 , cuộn dây cảm có độ tự cảm L = 159 mH, tụ điện có điện dung C = 31,8 F, điện trở ampe kế dây nối không đáng kể Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều u AB = 200cost (V) Xác định tần số điện áp để ampe kế giá trị cực đại số ampe kế lúc Câu Đặt điện áp u  100 cos t (V), có  thay đổi vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở 200 , cuộn cảm có độ tự cảm 25 H tụ điện 36 104 F mắc nối tiếp Công suất tiêu thụ đoạn mạch 50 W  có điện dung Xác định tần số dòng điện Câu Cho mạch điện xoay chiều gồm biến trở R, cuộn cảm L = tụ điện C = 10 4  H, 2 F mắc nối tiếp với Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều u = 220 cos100t (V) Xác định điện trở biến trở để công suất tiêu thụ đoạn mạch đạt giá trị cực đại Tính giá trị cực đại * Hướng dẫn giải đáp số: Ta có: ZL = 50  Để P = Pmax ZC = ZL = 50   C = 2.10 4  F U2 = 240 W R 1 Ta có: ZC = = 50  Để u i pha ZL = ZC = 50   L = 2 fC 2 Khi đó: Pmax = H Khi đó: P = Pmax = U2 = 242 W R Ta có: I = Imax ZL = ZC  f =70,7 Hz Khi I = Imax = 2 A Ta có: P = I2R  I = U P = 0,5 A = = Imax có cộng hưởng điện R R 1 Khi có cộng hưởng điện  = 2f = LC f= 2 LC = 60 Hz 159 Hội thảo “Một số giải pháp nâng cao chất lượng dạy học mơn Vật lí kì thi THPT Quốc gia” Ta có: ZL=50 ; ZC = 100 ; P = I2R = U 2R U 2R   Z2 R  (Z L  ZC )2 Vì U, ZL ZC khơng đổi nên để P = Pmax R = 50  Khi đó: Pmax = U2 ( Z L  ZC )2 R R ( Z L  ZC )  R = |ZL – ZC| = R U2 = 484 W 2R Bài toán nhận biết thành phần đoạn mạch xoay chiều * Kiến thức liên quan: Các dấu hiệu để nhận biết nhiều thành phần đoạn mạch xoay chiều (thường gọi hộp đen): Dựa vào độ lệch pha x điện áp hai đầu hộp đen dòng điện mạch: + Hộp đen phần tử: - Nếu x = 0: hộp đen R  : hộp đen L  - Nếu x = - : hộp đen C - Nếu x = + Hộp đen gồm hai phần tử: - Nếu < x <  : hộp đen gồm R nối tiếp với L  < x < 0: hộp đen gồm R nối tiếp với C  - Nếu x = : hộp đen gồm L nối tiếp với C với ZL > ZC  - Nếu x = - : hộp đen gồm L nối tiếp với C với ZL < ZC - Nếu - - Nếu x = 0: hộp đen gồm L nối tiếp với C với ZL = ZC Dựa vào số dấu hiệu khác: + Nếu mạch có R nối tiếp với L R nối tiếp với C thì: U2 = U 2R + U 2L U2 = U 2R + U C2 + Nếu mạch có L nối tiếp với C thì: U = |UL – UC| + Nếu mạch có cơng suất tỏa nhiệt mạch phải có điện trở R cuộn dây phải có điện trở r + Nếu mạch có  = (I = Imax; P = Pmax) mạch có điện trở R mạch có L C với ZL = ZC * Bài tập minh họa: Câu Trên đoạn mạch xoay chiều không phân nhánh gồm hai phần tử (điện trở R, cuộn cảm L tụ điện C), cường độ dòng điện sớm pha  (với <  <  ) so với điện áp hai đầu đoạn mạch Xác định loại phần tử đoạn mạch 160 Hội thảo “Một số giải pháp nâng cao chất lượng dạy học mơn Vật lí kì thi THPT Quốc gia” Câu Đặt vào hai đầu đoạn mạch RLC không phân nhánh điện áp xoay chiều u = U0cost dòng điện chạy mạch i = I0cos(t +  ) Có thể kết luận xác điều điện trở R, cảm kháng ZL dung kháng ZC đoạn mạch Câu Trên đoạn mạch xoay chiều không phân nhánh gồm hai phần tử (điện trở R, cuộn cảm L tụ điện C) khác loại Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp u1 = 100 cos(100t + 3 ) (V) cường độ dòng điện qua mạch i1 = cos(100t   + ) (A) Nếu đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp u2 = 100 cos(50t + ) (V) cường độ dòng điện i2 = cos50t (A) Xác định hai thành phần đoạn mạch Câu Cho điện hình vẽ Trong X hộp đen chứa phần tử (điện trở R, cuộn cảm L tụ điện C) R = 50  Khi đặt vào hai đầu AB điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 200 V điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở R 120V điện áp hai đầu hộp đen trễ pha điện áp hai đầu điện trở Xác định loại linh kiện hộp đen trở kháng Câu Cho điện hình vẽ Trong X hộp đen chứa hai ba phần tử (điện trở R, cuộn cảm L tụ điện C) Biết đặt điện áp xoay chiều uAB = 220  ) (V) vào hai đầu đoạn mạch cường độ dòng điện chạy  mạch i = cos(100t + ) (A) Xác định loại linh kiện hộp đen cos(100t + * Hướng dẫn giải đáp số: Đoạn mạch có i sớm pha u nên có tính dung kháng, tức có tụ điện C Vì <  <  ) nên đoạn mạch có điện trở R Vậy đoạn mạch có R C 2 Đoạn mạch có i sớm pha u nên có tính dung kháng tức ZC > ZL Ta có tan =  Z L  ZC = tan(- ) = R= R 3 (ZC – ZL) Khi  = 1 = 100 hay  = 2 = 50 u i lệch pha góc  Vậy đoạn mạch có L C mà khơng có R Vì uMB trễ pha uR tức trễ pha i nên uMB có tính dung kháng tức hộp đen chứa tụ điện Ta có: UAB = IZ = I R  ZC2  U 2AB = U 2R + U C2  UC = 160 V  ZC = Độ lệch pha u i là:  =      12 200  , hộp đen chứa R C 161 Hội thảo “Một số giải pháp nâng cao chất lượng dạy học mơn Vật lí kì thi THPT Quốc gia” Máy biến áp – Truyền tải điện * Các công thức: Máy biến áp: U2 I N = 1= U1 I N1 Cơng suất hao phí đường dây tải: Php = rI2 = r( Độ giảm điện áp đường dây tải điện: U = Ir Hiệu suất tải điện: H = P  Php P P r ) = P2 U U * Phương phái giải: Để tìm đại lượng máy biến áp đường dây tải điện ta viết biểu thức liên quan đến đại lượng biết đại lượng cần tìm từ suy tính đại lượng cần tìm * Bài tập minh họa: Câu Một máy biến áp có số vòng dây cuộn sơ cấp số vòng dây cuộn thứ cấp 2000 vòng 500 vòng Điện áp hiệu dụng cường độ dụng mạch thứ cấp 50 V A Xác định điện áp hiệu dụng cường độ hiệu dụng mạch sơ cấp Câu Cuộn sơ cấp thứ cấp máy biến áp có số vòng N = 600 vòng, N2 = 120 vòng Điện trở cuộn dây không đáng kể Nối hai đầu cuộn sơ cấp với điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 380 V a) Tính điện áp hai đầu cuộn thứ cấp b) Nối đầu cuộn thứ cấp với bóng đèn có điện trở 100  Tính cường độ dòng điện hiệu dụng chạy cuộn sơ cấp Bỏ qua hao phí máy biến áp Câu Một máy phát điện có công suất 120 kW, điện áp hiệu dụng hai cực máy phát 1200 V Để truyền đến nơi tiêu thụ, người ta dùng dây tải điện có điện trở tổng cộng  a) Tính hiệu suất tải điện điện áp hai đầu dây nơi tiêu thụ b) Để tăng hiệu suất tải điện, người ta dùng máy biến áp đặt nơi máy phát có tỉ số vòng dây cuộn thứ cấp sơ cấp 10 Bỏ qua hao phí máy biến áp, tính cơng suất hao phí dây hiệu suất tải điện lúc Câu Điện tải từ trạm tăng áp tới trạm hạ áp đường dây tải điện pha có điện trở R = 30  Biết điện áp hai đầu cuộn sơ cấp thứ cấp máy hạ áp 2200 V 220 V, cường độ dòng điện chạy cuộn thứ cấp máy hạ áp 100 A Bỏ qua tổn hao lượng máy biến áp Tính điện áp hai cực trạm tăng áp hiệu suất truyền tải điện Coi hệ số công suất Câu Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp máy biến áp lí tưởng (bỏ qua hao phí) điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng khơng đổi điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp để hở 100 V Ở cuộn thứ cấp, giảm bớt n vòng dây điện áp hiệu dụng hai đầu để hở U, tăng thêm n vòng dây điện áp 2U Tính điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp để hở tăng thêm 3n vòng dây cuộn thứ cấp * Hướng dẫn giải đáp số: 162 Hội thảo “Một số giải pháp nâng cao chất lượng dạy học mơn Vật lí kì thi THPT Quốc gia” U1 I N N N = =  U1 = U2 = 200 V; I1 = I2 = 1,5 A U2 I1 N2 N2 N1 N a) Ta có: U2 = U1 = 76 V N1 U N b) Ta có: I2 = = 0,76 A I1 = I2 = 0,152 A N1 R Ta có: a) Ta có: P = RI2 = R P2 P  P = 60000 W = 60 kW; H = = 0,5 = 50%; U P P R = 600 V  U1 = U – U = 600 V U P2 P  P' b) U’ = 10U = 12000 V; P’ = RI’2 = R '2 = 600 W; H’ = = 99,5% I P U I Ta có: I1 = 2 = 10 A; U = I1R = 300 V; U = U1 + U = 2500 V U1 N U Ta có:  ; với U2 = 100 V N1 U N  n N2 n U n U n U U Vì: = 2- = (1)  = (1’)   N1 N N1 U N U N1 U1 N  n N2 n U n 2U Tương tự: = 2+ = (2)   N1 N N1 U N1 U1 200 2U 3U Từ (1) (2) => =  U= V U1 U1 N  3n N 3n U 3n U Mặt khác: = + = (3)   N1 N N1 U N U U 4U  3U Từ (1’) (3) ta có: =  U3 = 4U2 – 3U = 200 V U1 U1 U = IR = Máy phát điện – Động điện * Các công thức: Tần số dòng điện máy phát điện xoay chiều pha phát (tính Hz): Máy có cặp cực, rơto quay với tốc độ n vòng/giây: f = n Máy có p cặp cực, rơto quay với tốc độ n vòng/giây: f = pn Máy có p cặp cực, rơto quay với tốc độ n vòng/phút: f = pn 60 Công suất tiêu thụ động điện: I2r + P = UIcos * Bài tập minh họa: Câu Một máy phát điện xoay chiều pha có phần cảm rơto gồm cặp cực (8 cực nam cực bắc) Rôto quay với tốc độ 300 vòng/phút a) Tính tần số suất điện động cảm ứng máy phát b) Để tần số suất điện động cảm ứng máy phát 50 Hz rơto phải quay với tốc độ bao nhiêu? 163 Hội thảo “Một số giải pháp nâng cao chất lượng dạy học mơn Vật lí kì thi THPT Quốc gia” Câu Một máy phát điện xoay chiều pha có cặp cực Biểu thức suất điện động máy phát là: e = 220 cos(100t – 0,5) (V) Tính tốc độ quay rơto theo đơn vị vòng/phút Câu Nối hai cực máy phát điện xoay chiều pha vào hai đầu đoạn mạch AB gồm điện trở R mắc nối tiếp với cuộn cảm Bỏ qua điện trở cuộn dây máy phát Khi rôto máy quay với tốc độ n vòng/phút cường độ dòng điện hiệu dụng đoạn mạch A Khi rơto máy quay với tốc độ 3n vòng/phút cường độ dòng điện hiệu dụng đoạn mạch A Tính cảm kháng đoạn mạch AB theo R rôto máy quay với tốc độ 2n vòng/phút Câu Trong học thực hành, học sinh mắc nối tiếp quạt điện xoay chiều với điện trở R mắc hai đầu đoạn mạch vào điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 380 V Biết quạt điện có giá trị định mức: 220 V - 88 W hoạt động cơng suất định mức độ lệch pha điện áp hai đầu quạt cường độ dòng điện qua φ, với cosφ = 0,8 Tính R để quạt chạy cơng suất định mức Câu Một động điện xoay chiều có điện trở dây 32 , mắc vào mạch có điện áp hiệu dụng 200 V sản công suất 43 W Biết hệ số công suất 0,9 Tính cường độ dòng điện chạy qua động * Hướng dẫn giải đáp số: 60 f pn = 40 Hz b) n’ = = 375 vòng/phút 60 p 60  pn Ta có: f = = n= = 750 vòng/phút 60 p.2 2 a) f = Tần số dòng điện xoay chiều máy phát ra: f = np 60 Suất điện động cực đại máy phát ra: E0 = NBS = 2fNBS Điện áp hiệu dụng đặt vào đầu đoạn mạch: U = E = E0 = fNBS Cảm kháng đoạn mạch: ZL = L = 2fL + Khi rôto máy quay với tốc độ n1 = n thì: f1 = np ; U1 = 60 f1NBS; ZL1 = 2f1L; I1 = U1 R  Z L21 =1 (1) + Khi rôto máy quay với tốc độ n3 = 3n thì: f3 = f3NBS = 3U1; ZL3 = 2f3L=3ZL1; I3= Từ (1) (2) suy ra: R  Z L21 = R  9Z L21 U3 R Z 2 L3  ZL1 = = 3U1 R  9Z L21 3np = 3f1; U3 = 60 = (2) R + Khi rôto máy quay với n2 = 2n thì: f2 =2f1; ZL2 = 2f2L = 2ZL1 = 164 2R Hội thảo “Một số giải pháp nâng cao chất lượng dạy học mơn Vật lí kì thi THPT Quốc gia” Ta có: PQ = UQIcos  I = RQ = ZQcos = 352 ; Z = PQ U Q cos = 0,5 A; ZQ = UQ I = 440 ; U = 760 ; Z2 - Z Q2 = 384000 I (R + RQ)2 +(ZLQ - ZCQ)2 - (R Q2 + (ZLQ - ZCQ)2) = (R + RQ)2 - R Q2 = 384000  (R + RQ)2 = 384000 + R Q2 = 712,672  R = 712,67 – RQ = 360,67  361 () Ta có: I2r + Pđ = UIcos  32I2 - 180I + 43 =  I = 43 A (loại cơng suất hao phí lớn, không phù hợp thực tế) I = 0,25 A (nhận) 165