GIÚP HỌC SINH GIẢI NHANH BI TẬP VẬT LÝ 12 BẰNG MY TÍNH CASIO fx–570 ES I. MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn sáng kiến kinh nghiệm: Vật Lý biểu diễn các quy luật tự nhiên thông qua toán học, vì vậy các khái niệm, các định luật, thuyết …đều được mô tả bằng ngôn ngữ toán học. Vấn đề đặt ra là số lượng lớn các công thức vật lí trong trường học phổ thông, nhớ và vận dụng là vấn đề khó đối với học sinh. Vì vậy, tôi chọn sáng kiến “Giúp học sinh giải nhanh bài tập Vật Lý 12 bằng máy tính Casio fx–570es”, giúp học sinh nhớ tối thiểu các công thức cơ bản và vận dụng tốt máy tính cầm tay, giải nhanh, chính xác các dạng bài toán trong chương trình. 2. Nhiệm vụ và giới hạn của sáng kiến a. Nhiệm vụ của sáng kiến: + Chỉ ra các công thức cơ bản, trọng tâm nhất trong bài thuộc chương trình Vật Lý 12 với số lượng công thức tối thiểu, giúp học sinh dễ nhớ. + Hướng dẫn học sinh dùng thủ thuật, giải nhanh và chính xác bài tập trắc nghiệm. + Rèn luyện khả năng tư duy và kỹ năng vận dụng máy tính cầm tay của học sinh. b. Giới hạn của sáng kiến Nội dung của sáng kiến, tôi xét trong hai bài của chương trình Vật Lý 12: + Tổng hợp dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số. + Một số dạng bài tập thuộc điện xoay chiều. c. Hướng phát triển của sáng kiến Ứng dụng số phức để giải nhanh các dạng bài tập vật lí hạt nhân. 3. Phương pháp tiến hành + Tìm hiểu, đọc, phân tích và tổng hợp tài liệu trên mạng internet. + Học tập kinh nghiệm từ đồng nghiệp. + Tiến hành giảng dạy, kiểm tra khảo sát, so sánh đánh giá kết quả kiểm tra khảo sát.
Trường THPT Cầu Ngang B Sáng Kiến Kinh Nghiệm GIP HỌC SINH GIẢI NHANH BI TẬP VẬT LÝ 12 BẰNG MY TÍNH CASIO fx–570 ES I MỞ ĐẦU Lý chọn sng kiến kinh nghiệm: Vật Lý biểu diễn cc quy luật tự nhin thơng qua tốn học, cc niệm, cc định luật, thuyết …đều mơ tả ngơn ngữ tốn học Vấn đề đặt số lượng lớn cơng thức vật lí trường học phổ thông, nhớ vận dụng vấn đề khó học sinh Vì vậy, tơi chọn sng kiến “Gip học sinh giải nhanh bi tập Vật Lý 12 my tính Casio fx–570es”, gip học sinh nhớ tối thiểu công thức vận dụng tốt máy tính cầm tay, giải nhanh, xác dạng tốn chương trình Nhiệm vụ v giới hạn sng kiến a Nhiệm vụ sng kiến: + Chỉ công thức bản, trọng tâm thuộc chương trình Vật Lý 12 với số lượng công thức tối thiểu, giúp học sinh dễ nhớ + Hướng dẫn học sinh dùng thủ thuật, giải nhanh xác tập trắc nghiệm + Rèn luyện khả tư kỹ vận dụng máy tính cầm tay học sinh b Giới hạn sng kiến Nội dung sáng kiến, tơi xét hai chương trình Vật Lý 12: + Tổng hợp dao động điều hịa cng phương, tần số + Một số dạng tập thuộc điện xoay chiều c Hướng phát triển sáng kiến Ứng dụng số phức để giải nhanh dạng tập vật lí hạt nhn Phương pháp tiến hành + Tìm hiểu, đọc, phân tích tổng hợp tài liệu mạng internet + Học tập kinh nghiệm từ đồng nghiệp + Tiến hành giảng dạy, kiểm tra khảo sát, so sánh đánh giá kết kiểm tra khảo sát Thời gian tiến hnh Tiến hnh giảng dạy v kiểm tra khảo st vo thng 11 năm 2016, lớp 12/1 v 12/2 trường THPT Cầu Ngang B GVTH : Dương Văn Châu Trường THPT Cầu Ngang B Sáng Kiến Kinh Nghiệm II NỘI DUNG PHẦN MỘT TỔNG HỢP DAO ĐỘNG ĐIỀU HỊA CNG PHƯƠNG, CNG TẦN SỐ Mơ tả tình trạng việc Cho hai dao động điều hịa cng phương, tần số có phương trình: x1 = A1 cos(ωt + ϕ1 ) , x2 = A2 cos(ωt + ϕ ) Viết phương trình dao động tổng hợp: Phương trình dao động tổng hợp có dạng: x = A cos(ωt + ϕ ) Với: A = A12 + A22 + A1 A2 cos(ϕ − ϕ1 ) A sin ϕ1 + A2 sin ϕ tan ϕ = A1 cos ϕ1 + A2 cos ϕ + Nếu ∆ϕ = 2kπ ⇒ AMax = A1 + A2 : hai dao động pha + Nếu ∆ϕ = ( 2k + 1)π ⇒ AMin = A1 − A2 : hai dao động ngược pha Tổng quát: Biên độ dao động: A1 − A2 ≤ A ≤ A1 + A2 • Một số nhược điểm phương pháp: - Mất nhiều thời gian để biểu diễn giản đồ vectơ, không biểu diễn với toán tổng hợp từ ba dao động trở lên, hay tìm dao động thành phần - Việc xác định góc ϕ1 hay ϕ2 làm khó học sinh, gặp trường hợp tan ϕ = ∞ Mơ tả giải php mới: a Cơ sở lý thuyết: Phương trình dao động điều hịa cĩ dạng: x = A cos(ωt + ϕ ) + Trong giản đồ Fresnel, dao động điều hịa biểu diễn vectơ quay có độ dài tỉ lệ với biên độ A tạo với trục hồnh góc pha ban đầu ϕ + Ta biểu diễn dao động điều hịa số phức: a = Ae j (ωt +ϕ ) , dao động tần số góc ω nên người ta thường viết với qui ước a = Ae jϕ Trong my tính Casio fx – 570 es kí hiệu dạng: A∠ϕ + Gĩc ϕ thực phạm vi: − 1800 ≤ ϕ ≤ 1800 , phù hợp với toán tổng hợp dao động điều hịa b Giải php mới: Phương trình dao động điều hịa Biểu diễn dạng số phức x1 = A1 cos(ωt + ϕ1 ) A1∠ϕ1 x2 = A2 cos(ωt + ϕ ) A2∠ϕ x = A cos(ωt + ϕ ) A∠ϕ Lưu ý: Để nhập kí hiệu “ ∠ ” trn my tính, ta nhấn SHIFT (-) Chọn chế độ cho máy tính: - Bấm SHIFT 93 = = để xóa nhớ - Bấm MODE chọn chế độ số phức (CMPLX) GVTH : Dương Văn Châu Trường THPT Cầu Ngang B - Sáng Kiến Kinh Nghiệm Bấm SHIFT MODE chọn chế độ R (Rad) Ví dụ: Cho phương trình dao động có dạng: x = cos(100t + Biểu diễn dạng số phức: 7∠ π 12 Nhập vo my tính Casio fx – 570es: SHIFT (-) π ) cm 12 π 12 Chứng minh tính khả thi giải php mới: a Tìm phương trình dao động tổng hợp: thực php cộng Bi Cho hai phương trình dao động có dạng x1 = cos(2πt + π ) cm, π x2 = cos(2πt − ) cm Phương trình dao động tổng hợp có dạng: π A x = cos(2πt + ) cm 4π C x = cos(2πt + ) cm 2π ) cm 5π D x = cos(2πt + ) cm B x = cos(2πt − Phn tích: Phương trình dao động điều hịa x1 = cos(2πt + π ) cm π x2 = cos(2πt − ) cm Biểu diễn dạng số phức 1∠π π 3∠ − x = A cos(2πt + ϕ ) cm A∠ϕ HƯỚNG DẪN GIẢI Bước 1: - Bấm SHIFT 93 = = để xóa nhớ - Bấm MODE chọn chế độ số phức (CMPLX) - Bấm SHIFT MODE chọn chế độ R (Rad) Bước 2: −π - Bấm: SHIFT (-) π + SHIFT (-) = - Bấm SHIFT 23 = - Kết my tính: 2∠ − 2π Chọn đáp án B Bi 2: Cho ba dao động điều hịa cng phương có phương trình là: X = π π 2π 4cos( πt − ) (cm), X2 = 5cos( πt − ) (cm), X3 = 3cos( πt + ) (cm) Dao động tổng hợp hai dao động có biên độ: A 4,82cm; -1,15rad B 5,82cm; -1,19rad C 2 cm; 1,25rad D cm; 14,23rad Phn tích: Phương trình dao động điều hịa Biểu diễn dạng số phức π −π 4∠ x1 = 4cos( πt − ) (cm) π x2 = 5cos( πt − ) (cm) GVTH : Dương Văn Châu −π 5∠ Trường THPT Cầu Ngang B Sáng Kiến Kinh Nghiệm 2π ) (cm) x = A cos(πt + ϕ ) (cm) 2π A∠ϕ x3 = 3cos( πt + 3∠ GIẢI Bước 1: Nếu bước làm cc bi tốn tổng hợp khơng cần lm lại Bước 2: −π −π 2π - Bấm: SHIFT (-) + SHIFT (-) + SHIFT (-) = - Bấm SHIFT 23 = - Kết my tính: 4.820∠ − 1.15111 Chọn đáp n A Bi 3: Cho hai dao động điều hịa cng phương có phương trình là: π x1 = 5cos(10 πt ) (cm), x2 = 5cos( 10 πt + ) (cm) Dao động tổng hợp hai dao động có phương trình: π A x = 4,12cos(10 πt + ) (cm) π ) (cm) 12 2π D x = 7,82cos(10 πt + )(cm) B x = 9,66cos(10 πt + C x = 6,56cos(10 πt ) (cm) Phn tích Phương trình dao động điều hịa x1 = 5cos(10 πt ) (cm) π x2 = 5cos( 10 πt + ) (cm) Biểu diễn dạng số phức 5∠0 π 5∠ A∠ϕ x = A cos(10πt + ϕ ) (cm) GIẢI Bước 1: - Nếu bước làm cc bi tốn tổng hợp khơng cần lm lại - Nếu pha dao động ta cĩ ϕ = Bước 2: π - Bấm: SHIFT (-) + SHIFT (-) = - Bấm SHIFT 23 = - Kết my tính: 9.65925∠ π 12 Chọn đáp án B b Tìm phương trình dao động thành phần, biết phương trình dao động tổng hợp phương trình cịn lại: ta thực php trừ Bi 1: Cho phương trình dao động thành phần phương trình dao động tổng π π hợp có dạng:x1 = 4sin( πt − ) (cm), x = sin( πt − ) (cm) Phương trình dao động thnh phần thứ hai cĩ dạng: π 2π A X2 = 4sin( πt − ) (cm) B X2 = 7sin( πt − ) (cm) GVTH : Dương Văn Châu Trường THPT Cầu Ngang B C X2 = 9sin( πt + Sáng Kiến Kinh Nghiệm π ) (cm) 12 D X2 = 12sin( πt − Phn tích Phương trình dao động điều hịa π x = sin( πt − ) cm 5π ) (cm) Biểu diễn dạng số phức −π 3∠ 3 −π 4∠ A2∠ϕ π ) cm x2 = A2 sin(πt + ϕ ) cm x1 = 4sin( πt − GIẢI Bước 1: Nếu bước làm cc bi tốn tổng hợp khơng cần lm lại Bước 2: −π −π - Bấm: SHIFT (-) - SHIFT (-) = - Bấm SHIFT 23 = - Kết my tính: 4∠ − π Chọn đáp án A Bi 2: Một vật thực ba dao động điều hịa cĩ phương trình là: x = π π cos(2 πt + ) (cm), x2 = 4cos( πt + ) (cm) phương trình dao động tổng hợp có dạng x= 6cos( πt − dạng: A x3 = 4,12cos(2 πt + C x3 = 8cos(2 πt − π ) (cm) Phương trình dao động thứ ba cĩ π ) (cm) 5π ) (cm) 2π D x3 = 7,82cos(2 πt + ) (cm) B x3 = cos(2 πt + π ) (cm) Phn tích Phương trình dao động điều hịa π x = 6cos( πt − ) cm Biểu diễn dạng số phức −π 6∠ X1 = cos( πt + π 3∠ π 4∠ A3∠ϕ3 π ) cm π ) cm x3 = A3 cos(2πt + ϕ3 ) x2 = cos(2πt + GIẢI Bước 1: Nếu bước làm cc bi tốn tổng hợp khơng cần lm lại Bước 2: GVTH : Dương Văn Châu Trường THPT Cầu Ngang B - Bấm: SHIFT (-) Sáng Kiến Kinh Nghiệm −π π π - SHIFT (-) - SHIFT (-) = 6 - Bấm SHIFT 23 = - Kết my tính: 8∠ − π Chọn đáp án C PHẦN HAI ỨNG DỤNG SỐ PHỨC ĐỂ GIẢI NHANH CÁC DẠNG BÀI TẬP DỊNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Mơ tả tình trạng việc Biểu thức hiệu điện có dạng: u = U cos(ωt + ϕ u ) (V) Biểu thức hiệu điện có dạng: i = I cos(ωt + ϕ i ) (A) a Đoạn mạch có điện trở (r, R): Đặt vào hai đầu đoạn mạch dịng điện: i = I cos(ωt ) (A) ⇒ Biểu thức hiệu điện có dạng: u = U cos(ωt ) (V) ⇒ u v i cng pha b Đoạn mạch có cuộn cảm có độ tự cảm (L): Đặt vào hai đầu đoạn mạch dịng điện có biểu thức: i = I cos(ωt ) (A) π ⇒ Biểu thức hiệu điện có dạng: u = U cos(ωt + ) (V) π c Đoạn mạch có tụ điện có điện dung (C): Đặt vào hai đầu đoạn dịng điện : i = I cos(ωt ) (A) ⇒ u nhanh pha i: góc ⇒ Biểu thức hiệu điện có dạng: u = U cos(ωt − π ) (V) π d Đoạn mạch có R, L C mắc nối tiếp Đặt vào hai đầu đoạn mạch dịng điện : i = I cos(ωt ) (A) ⇒ Biểu thức hiệu điện có dạng: u = U cos(ωt + ϕ ) (V) Trong đó: U + I = với Z = R +( Z L − Z C ) Z Z − ZC + tan ϕ = L R I0 U + I= ,U= 2 Z 〉 Z • Nếu L C : Đoạn mạch có tính cảm kháng • Nếu Z L 〈 Z C : Đoạn mạch có tính dung kháng Mơ tả giải php mới: a Sự tương quan điện xoay chiều số phức * Xét đoạn mạch R, L C mắc nối tiếp: U = U R + U L + U C Biểu thức hiệu điện thế: u = U cos(ωt + ϕ ) (v) Trên giản đồ: ⇒ u chậm pha i: góc GVTH : Dương Văn Châu Trường THPT Cầu Ngang B Sáng Kiến Kinh Nghiệm + Trục hoành biểu diễn vectơ hiệu điện điện trở (r, R) + Trục tung, phần dương biểu diễn vectơ hiệu điện cuộn cảm (L) + Trục tung, phần âm biểu diễn vectơ hiệu điện tụ điện (C) r UL r U LC r U r r I ϕ O UR r UC * Xt số phức bất kì: x = a + bi, số phức ghi dạng lượng giác: X 0∠ϕ Trn giản đồ: + Trục hồnh biểu diễn phần thực (a) + Trục tung biểu diễn phần ảo (b) b X0 ϕ a * Như vậy, R xem phần thực (a) số phức, nằm trn trục hồnh Cịn ZL v ZC cĩ thể xem phần ảo (b) số phức, nằm trục tung Nhưng chúng khác l: - ZL nằm phần dương trục ảo (bi), đoạn mạch có tính cảm kháng - ZC nằm phần m trục ảo l (-bi), đoạn mạch có tính dung kháng * Qui đổi đại lượng: Các đại lượng điện xoay chiều Biểu diễn dạng số phức R = 70 Ω 70 ZL = 50 Ω 50i ZC = 100 Ω - 100i π π i = cos(100πt + ) A 5∠ π u = 200 cos(100πt − )V 12 GVTH : Dương Văn Châu 200∠ − π 12 Trường THPT Cầu Ngang B - Sáng Kiến Kinh Nghiệm b Công thức bản: Giải toán điện xoay chiều R, L C mắc nối tiếp số phức, xem đoạn mạch chiều với phần tử R, L C nối tiếp - Sử dụng định luật Ôm cho đoạn mạch chiều: I = U Trong đó, khơng R riêng điện trở R mà cịn cho tất vật cĩ trở khng (ZL, ZC) - Cơng thức lin quan: cc phần tử trở khng mắc nối tiếp: R = R1 + R2 + + R N U = U1 + U2 + + UN I = I1 = I2 = IN • Lưu ý: - Vẫn tiến hành cài đặt cho máy tính cầm tay Bước phần tổng hợp dao động điều hịa - Để cĩ dấu “ ∠ ” ta phải bấm phím SHIFT (-) Chứng minh tính khả thi giải php Dạng 1: Mạch điện có phần tử R,L C mắc nối tiếp Biết biểu thức cường độ dịng điện, viết biểu thức hiệu điện thế? (hoặc cho biểu thức hiệu điện thế, viết biểu thức cường độ dịng điện) Ta áp dụng định luật Ơm: TH1: Tìm biểu thức u? Đặt vào hai đầu đoạn mạch dịng điện xoay chiều có biểu thức: i = I cos(ωt + ϕ ) Tìm biểu thức hiệu điện hai đầu đoạn mạch? (tức l tìm U ∠ϕ ' ) Cch lm: U = I ∠ϕ × ( R + i ( Z L − Z C )) ⇒ U ∠ϕ ' TH2: Tìm biểu thức i? Đặt vào hai đầu đoạn mạch hiệu điện xoay chiều có biểu thức: u = U cos(ωt + ϕ ) Tìm biểu thức cường độ dịng điện hai đầu đoạn mach? (tức tìm I 0∠ϕ ' ) Cch lm: U 0∠ϕ I0 = R + i( Z L − Z C ) ⇒ I 0∠ϕ ' Vận dụng: Cho mạch điện gồm R L mắc nối tiếp Đặt vào hai đầu đoạn điện áp u Biết: u = 120 cos(100πt )V ; R = 30Ω; Z L = 30Ω Biểu thức qua cường độ dịng điện có dạng: π π A i = 40 cos(100πt − ) A B i = cos(100πt − ) A π C i = 400 cos(100πt − ) A D i = 0,4 cos(100πt − Phn tích: GVTH : Dương Văn Châu π )A 12 Trường THPT Cầu Ngang B Sáng Kiến Kinh Nghiệm u = 120 cos(100πt )V tìm U 0∠ϕ ⇔ 120 2∠0 Thiếu đại lượng đại lượng Nhớ : Chọn chế độ mặc định cho máy Bấm: SHIFT 93 = = Xĩa nhớ Bấm: MODE my tính dạng số phức (CMPLX) Bấm: SHIFT MODE máy tính chế độ rad (R) GIẢI: 120 2∠0 = 30 + 30i Bước 1: Nhập vo my tính: Bước 2: Bấm SHIFT 23 = Kết my tính: 4∠ − π Chọn đáp án B Dạng 2: Biết R, L,C v uL uC uR Tìm biểu thức u tồn mạch, ngược lại TH 1: Biết: R, ZL, ZC v biểu thức uc = U0Ccos( ωt + ϕ ) Tìm biểu thức u tồn mạch (tức l tìm U 0∠ϕ ' ) Cch lm: Bước 1: Tìm I 0∠ϕi U ∠ϕ I = 0C ⇒ I 0∠ϕi (− Z C i ) Bước 2: Tìm U 0∠ϕ U = I 0∠ϕi ( R + i ( Z L − Z C )) ⇒ U 0∠ϕ Tương tự cho trường hợp: uL v uR TH2: Biết: R, ZL, ZC v biểu thức u = U0cos( ωt + ϕ ) Tìm biểu thức u thnh phần (tức l tìm U R ∠ϕ R U L ∠ϕ L U 0C ∠ϕC ) Cch lm: Bước 1: Tìm I 0∠ϕi U 0∠ϕ I0 = ⇒ I 0∠ϕi R + i( Z L − Z C ) Bước 2: - Tìm U R ∠ϕ R U R = I 0∠ϕi ( R ) ⇒ U R ∠ϕ R - Tìm U L ∠ϕ L U L = I 0∠ϕi ( Z Li ) ⇒ U L ∠ϕ L - Tìm U 0C ∠ϕC U 0C = I 0∠ϕi (− Z C i ) ⇒ U 0C ∠ϕC Vận dụng: Cho mạch điện gồm R, L, C mắc nối tiếp Đặt vào hai đầu đoạn mạch hiệu điện xoay chiều π Biết: u = 220 cos(100πt − )V , R = 100Ω, Z C = 200Ω, Z L = 100Ω 12 GVTH : Dương Văn Châu Trường THPT Cầu Ngang B Sáng Kiến Kinh Nghiệm Biểu thức hiệu điện hai đầu tụ điện: π π A uC = 440 cos(100πt − )V B uC = 340 cos(100πt − )V 12 π π C uC = 540 cos(100πt − )V D uC = 240 cos(100πt − )V Phn tích: −π π u = 220 cos(100πt − )V tìm U 0C ∠ϕC ⇔ 220 2∠ 12 12 GIẢI: Bước 1: Tìm biểu thức uc −π 220 2∠ U ∠ ϕ u 12 - Nhập vo my tính: × (− Z C i ) ⇔ × (−200i ) R + ( Z L − Z C )i 100 + (100 − 200)i - Bấm SHIFT 23 = Kết my tính: 440∠ − π Chọn đáp án A Dạng 3: Biết biểu thức u v i, tìm R, ZL, ZC Ta cĩ R, L, C mắc nối tiếp, ta chia thnh nhĩm + Nhóm 1: Điện trở (r, R) + Nhóm 2: Cuộn cảm tụ điện (L, C “C ghép nối tiếp song song”) Cch lm: U 0∠ϕu Lấy u chia i: I 0∠ϕi Ta được: kết dạng a + bi ( a – bi ) * a: l gi trị nhĩm (điện trở) * bi: l gi trị nhĩm (cảm khng v dung khng) Vận dụng: Một mạch điện xoay chiều gồm R mắc nối tiếp với hai phần tử C L Biểu thức điện áp cường độ dịng điện tức thời cĩ biểu thức π u = 100 cos(100πt )(V ) ; i = cos(100πt − )( A) Đoạn mạch gồm: A R = 30 Ω , ZC = 30 Ω B R = 40 Ω , ZL = 30 Ω C R = 50 Ω , ZC = 50 Ω D R = 50 Ω , ZL = 50 Ω Phn tích: u = 100 cos(100πt )(V ) tìm U ∠ϕ u ⇔ 100 2∠0 −π π i = cos(100πt − ) A tìm I ∠ϕ i ⇔ 2∠ 4 GIẢI: lấy u chia i 100 2∠0 = - Nhập vo my tính: −π 2∠ - Kết my dạng số phức: 50 + 50i ⇒ R = 50Ω, Z L = 50Ω Chọn đáp án D GVTH : Dương Văn Châu 10 Trường THPT Cầu Ngang B Sáng Kiến Kinh Nghiệm Dạng 4: Biết biểu thức u i, biết gi trị u i thời điểm t1; tìm gi trị u i điểm t2 Cch lm: i1 ) + ω.∆t ) = i I0 Vận dụng: Cho dịng điện i = cos(20πt )( A) Ở thời điểm t1: dịng điện có cường độ −1 Nhập theo dạng: I cos(± cos ( i = i1 = -2A giảm, hỏi thời điểm t2 = t1 + 0,025s i = i2 =? A i2 = −2 A B i2 = A C i2 = A D i2 = − A Hướng dẫn: Nhập: cos( SHIFT cos( −2 ) + 20π 0,025) = Kết my tính: − Chọn đáp án A Dạng 5: Biết R, L,C v uL; uC; uR Tìm hệ số cơng suất cos ϕ Cch lm: Bước 1: Tìm I 0∠ϕi U L ∠ϕ U ∠ϕ U ∠ϕ I = 0C I = R I = (− Z C i ) ( Z L i) R ⇒ I 0∠ϕi Nhớ gi trị ϕ i Bước 2: Bấm SHIFT 21 (U R ∠ϕ R + U L ∠ϕ L + U C ∠ϕ C ) = Kết my tính gi trị ϕ u ϕ u − ϕ i bấm phím cos Ans = Lấy Vận dụng: Đoạn mạch AB gồm hai đoạn AM MB mắc nối tiếp Đoạn AM gồm điện trở R = 100Ω mắc nối tiếp với cuộn cảm L = H Đoạn MB tụ điện π có điện dung C Biểu thức điện áp hai đầu đoạn AM MB là: π π u AM = 100 cos(100πt + )(V ) v u MB = 200 cos(100πt − )(V ) Hệ số công suất đoạn mạch AB A cos ϕ = 2 B cos ϕ = C cos ϕ = Hướng dẫn π SHIFT 23 = Nhập I = U AM ∠ϕ ⇔ R + Z Li 100 + 100i Kết my tính: 1∠0 cĩ nghĩa l ϕ i = π −π )= Bấm SHIFT 21 (100 2∠ + 200∠ −π Kết my tính: −π − bấm phím cos Ans = Lấy 100 2∠ GVTH : Dương Văn Châu 11 D cos ϕ = Trường THPT Cầu Ngang B 2 Kết my tính: Sáng Kiến Kinh Nghiệm Chọn đáp án A PHẦN BA BI TẬP VẬN DỤNG Bi 1: Cho hai dao động điều hịa cng phương có phương trình là: π π x1 = 4sin( πt − ) (cm), x2 = 4sin( πt − ) (cm) Dao động tổng hợp hai dao động có biên độ: A cm B cm C 2 cm D cm Chọn đáp án D Bi 2: Cho bốn dao động điều hịa cng phương có phương trình là: π 4π x1 = 3cos(2 πt ) (cm), x2 = 3 cos(2 πt + ) (cm), x3 = 6cos(2 πt + ) (cm), x4 =6cos(2 πt + 2π ) (cm) Dao động tổng hợp hai dao động có phương trình: 2π ) (cm) 4π C x = 9cos(2 πt + ) (cm) A x = 6cos(2 πt + 2π ) (cm) π D x = 12cos(2 πt − ) (cm) B x = 7cos(2 πt − Chọn đáp án A Bi 3: Một vật thực đồng thời hai dao động điều hịa cng phương, tần số Biết phương trình li độ dao động tổng hợp 5π x = cos(10πt − )(cm) , thành phần dao động thứ l π x1 = cos(10πt + )(cm) Phương trình li độ thành phần dao động thứ hai là: π π A x = cos(10πt + )(cm) B x = cos(10πt + )(cm) 6 5π 5π C x = cos(10πt − )(cm) D x = cos(10πt − )(cm) 6 Chọn đáp án C rad , với s π cm pha ban đầu tương ứng ϕ1 = , Bi 4: Cho hai dao động điều hịa cng phương tần số góc ω = 5π biên độ: A1 = cm, A2 = 5π Phương trình dao động tổng hợp là: 2π 21 A x = 6cos(5 πt + ) (cm) B x = cos(5 πt + 2,84 ) (cm) π π C x = 7cos(5 πt + ) (cm) D x = 12cos(5 πt − ) (cm) 3 ϕ2 = Chọn đáp án B Bi 5: Cho hai dao động điều hịa cng phương có phương trình là: GVTH : Dương Văn Châu 12 Trường THPT Cầu Ngang B Sáng Kiến Kinh Nghiệm π ) (cm), X2 = 2cos( 10 πt + π ) (cm) Dao động tổng hợp hai dao động có phương trình: π 5π A x = 4,12cos(10 πt + ) (cm) B x = cos(10 πt + ) (cm) 6 2π C x = 6,56cos(10 πt ) (cm) D x = 7,82cos(10 πt + ) (cm) Chọn đáp án B Bi 6: Cho mạch điện xoay chiều ba pha mắc hình cĩ dy trung hịa Cường độ dịng điện tức thời qua dây pha là: i1 = cos(100 πt ) (cm), 2π 2π i2 = cos( 100 πt + ) (cm), i3 = cos( 100 πt − ) (cm) Cường độ tức 3 thời qua dây trung hịa l: π A i = 4,12cos(100 πt + 2,09 ) (cm) B i = 9,66cos(100 πt + ) (cm) 12 π t π t + , 05 C i = 6,56cos(100 ) (cm) D i = 6,97cos(100 ) (cm) Chọn đáp án D 0,5 Bi 7: Cho mạch điện gồm R=50 Ω mắc nối tiếp với L= H Đặt vào hai đầu π π đoạn mạch hiệu điện xoay chiều u =100 sin(100 πt − )V Viết biểu thức cường độ dịng điện qua mạch là: π 5π A i = 2cos(100 πt − ) (A) B i = cos(100 πt + ) (A) 2π C i = 6cos(100 πt ) (A) D i = 72cos(100 πt + ) (A) Chọn đáp án A 0,4 Bi Cho mạch điện gồm R=30 Ω mắc nối tiếp với L= H ampe kế mắc π nối tiếp Biết ampe kế có điện trở không đáng kể Đặt vào hai đầu đoạn mạch hiệu điện xoay chiều u =125 cos(100 πt )V Số ampe kế l: A A B 2A C 2 A D 2,5A Chọn đáp án D Bi Cho mạch điện gồm R=80 Ω mắc nối tiếp với L= H, cuộn dây có điện π 50 µF Đặt vào hai đầu đoạn mạch hiệu điện trở r = 20 Ω tụ điện C = π π xoay chiều u = 400cos(100 πt + )V Pha ban đầu dịng điện: 7π π 7π π rad rad A B rad C D rad 12 12 Chọn đáp án C Bi 10 Cho mạch điện gồm R= 100 Ω mắc nối tiếp với cuộn cảm L= 0,318H Đặt vào hai đầu đoạn mạch hiệu điện xoay chiều u=200 cos(100 πt )V Biểu thức điện áp u hai đầu cuộn dây là: X1 = cos(10 πt + GVTH : Dương Văn Châu 13 Trường THPT Cầu Ngang B A uL = 210cos(100 πt − Sáng Kiến Kinh Nghiệm π ) (V) C uL = 5,6cos(100 πt ) (V) B uL = 100 cos(100 πt + D uL = 80cos(100 πt + π ) (V) 2π ) (V) Chọn đáp án B 10−3 F Đặt vào π 3π hai đầu đoạn mạch hiệu điện xoay chiều u C=50 cos(100 πt − )V Bi 11 Cho mạch điện gồm R mắc nối tiếp với L tụ điện C = Viết biểu thức cường độ dịng điện qua mạch là: π π A i = 21cos(100 πt − ) (A) B i = cos(100 πt − ) (A) 2π D i = 8cos(100 πt + ) (A) C i = 56cos(100 πt ) (A) Chọn đáp án B 20 Ω mắc nối tiếp với cuộn dy cĩ 10−3 F mắc nối tiếp Đặt vào hệ số tự cảm L= H tụ điện có điện dung C = 5π 4π hai đầu cuộn dây điện áp uL = 100 cos(100 πt )V Điện áp hai đầu đoạn mạch Bi 12 Cho mạch điện gồm điện trở R= có biểu thức: A u = 163,29cos(100 πt − 5π ) (V) π ) (V) 2π D u = 85,7cos(100 πt + ) (V) B u = 200cos(100 πt + C u = 25,6cos(100 πt ) (V) Chọn đáp án A Bi 13 Đặt vào hai đầu cuộn dây có độ tự cảm L điện trở r hiệu điện u π = 120 cos(100 πt + )V, dịng điện mạch có biểu thức i = 2cos(100 πt − π )A Điện trở r có giá trị: 12 B 70 Ω C 80 Ω A 60 Ω D 90 Ω Chọn đáp án A Bi 14 Đặt vào hai đầu cuộn dây có độ tự cảm L điện trở r hiệu điện π u= 80cos(100 πt + )V, dịng điện mạch có biểu thức π i= cos(100 πt − )A Điện trở r v L cĩ gi trị: A 40 Ω v 0,127H B 70 Ω v 0,345H C 80 Ω v 0,047H D 90 Ω v 0,318H Chọn đáp án A Bi 15 Cho mạch gồm điện trở R tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp Đặt điện áp vào hai đầu đoạn mạch u = 100 cos(100 πt )V, bỏ qua điện trở GVTH : Dương Văn Châu 14 Trường THPT Cầu Ngang B Sáng Kiến Kinh Nghiệm dây nối Biết cường độ dịng điện mạch có giá trị hiệu dụng π pha so với điện áp hai đầu đoạn mạch Gía trị R C là: v lệch −3 50 Ω v C= 10 F 5π −3 10 F C R= 7Ω v C= π A R= −4 50 Ω v C= 10 F 5π 10 10−3 F D R= Ω v C= 7π B R= Chọn đáp án A Bi 16 Cho mạch điện AB gồm R, L C mắc nối tiếp M điểm đoạn AB π với uAM=cos(100 πt )(V ) v uMB= cos(100πt − )(V ) Tìm biểu thức uAB? π )(V ) 12 A uAB= cos(100πt )(V ) B uAB= cos(100πt + π C uAB= cos(100πt + )(V ) π D uAB= cos(100πt − )(V ) Chọn đáp án D π Bi 17: Đặt điện áp xoay chiều u = 60 cos(100πt + )(V ) vào hai đầu cuộn dây Cường độ dịng điện tức thời chạy qua cuộn dây π i = 2 cos(100πt + )( A) Kết luận nêu sau cuộn dy ny? A Cuộn dy cĩ cảm khng 30 Ω v l cuộn cảm B Cuộn dy cĩ cảm khng 30 2Ω v l cuộn cảm C Cuộn dy cĩ cảm khng 15 3Ω v khơng phải l cuộn cảm D Cuộn dy cĩ cảm khng 15Ω v khơng phải l cuộn cảm Chọn đáp án C Bi 18: Cho đoạn mạch RLC mắc nối tiếp, biết cuộn dây cảm Biểu thức π điện áp hai đầu R, L C u R = 50 cos(40πt − )(V ) ; π 5π u L = 100 cos(40πt + )(V ) ; u C = 50 cos(40πt − )(V ) Viết biểu thức hai đầu 6 đoạn mạch π π A u = 100 cos(40πt − )(V ) B u = 100 cos(40πt + )(V ) 12 12 π π C u = 200 cos(40πt − )(V ) D u = 200 cos(40πt + )(V ) 12 12 Chọn đáp án A Bi 19: Cho mạch điện gồm điện trở R= 40 Ω mắc nối tiếp với cuộn dy khơng cảm cĩ r = 20 3Ω ; Z L = 60Ω Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều, điện áp hai đầu điện trở R có biểu thức π u R = 120 cos(100πt + )(V ) Biểu thức hai đầu cuộn dây là: 7π π A u cd = 120 cos(100πt + )(V ) B u cd = 120 cos(100πt + )(V ) 12 GVTH : Dương Văn Châu 15 Trường THPT Cầu Ngang B Sáng Kiến Kinh Nghiệm π B u cd = 120 cos(100πt − )(V ) D u cd = 120 cos(100πt − 7π )(V ) 12 Chọn đáp án A Cu 20: Đoạn mạch AB gồm hai đoạn AM MB mắc nối tiếp Đoạn AM gồm điện trở R mắc nối tiếp với cuộn cảm L Đoạn MB gồm có R2 = 50Ω nối tiếp tụ 200µF 7π điện có điện dung C = Biểu thức điện áp u AM = 200 cos(100πt + )(V ) v π 12 u MB = 80 cos(100πt )(V ) Hệ số công suất đoạn mạch AB l A cos ϕ = 0,81 B cos ϕ = 0,72 C cos ϕ = 0,67 D cos ϕ = 0,48 Chọn đáp án B Cu 21: Một đoạn mạch xoay chiều gồm ba phần tử mắc nối tiếp: điện trở R; cuộn dây có L r, tụ điện C Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều, π điện áp tức thời hai đầu cuôn dây hai đầu tụ điện u d = 80 cos(ωt + )(V ) v u C = 40 cos(ωt − 2π )(V ) , điện náp hiệu dụng hai đầu điện trở U R = 60 3V Hệ số công suất đoạn mạch A cos ϕ = 0,862 B cos ϕ = 0,908 C cos ϕ = 0,664 D cos ϕ = 0,753 Chọn đáp án B Cu 22: Điện áp hai đầu đoạn mạch là: u = 160 cos(100πt )(V ) Tại thời điểm t1, điện áp hai đầu đoạn mạch có giá trị 80V giảm, đến thời điểm t2 = t1 + 0,015s, điện áp hai đầu đoạn mạch có giá trị A 40 3V B 80V C 40V D 80 3V Chọn đáp án D π Cu 23: Tại thời điểm t, điện áp u = 200 cos(100πt − )(V ) cĩ gi trị 100 (V ) s , điện áp có giá trị bao nhiêu? 300 B 100 2V C − 200 2V D 200 2V giảm Sau thời điểm A − 100 2V Chọn đáp án A III KẾT QUẢ V THẢO LUẬN Kết kiểm tra khảo st: Trong năm học 2016 - 2017, giúp đỡ, tạo điều kiện Ban giám hiệu trường THPT Cầu Ngang B, hỗ trợ quý thầy tổ Lý – Tin, đ tiến hnh giảng dạy v kiểm tra khảo st lớp 12/1 v 12/2, với thời lượng giảng dạy 45 pht, kiểm tra khảo st 45 pht Kết điểm thống kê phân loại sau: BẢNG THỐNG K ĐIỂM BI KIỂM TRA KHẢO ST MƠN LÝ 12 (Theo số liệu kiểm tra khảo st sng kiến kinh nghiệm) Lớp Số lượng Km Yếu Trung bình Kh Giỏi (0 → 3.4) (3.5 → 4.9) 12/1 27 12/2 25 (%) 11,1% 20% GVTH : Dương Văn Châu (%) 22,2% 32% 16 (5.0 → 6.4) (6.5 → 7.9) (8.0 → 10) (%) 22,2% 24% (%) 18,5% 20% (%) 25,9% 4% Trường THPT Cầu Ngang B Sáng Kiến Kinh Nghiệm Nhận xt: - Về mặt học tập hai lớp 12/4 v 12/2 cc em cĩ kết học tập gần Chính thế, tơi chọn hướng dẫn “Gip học sinh giải nhanh bi tập Vật Lý 12 my tính Casio fx–570es” lớp 12/1 v tiến hnh kiểm tra khảo st Cịn lớp 12/2 không hướng dẫn, mà cho kiểm tra khảo sát chung đề - Qua kết kiểm tra khảo st hai lớp 12/1 v 12/2 : Chng ta thấy; + Tỉ lệ điểm yếu – km học sinh lớp 12/2 cao tỉ lệ điểm yếu – km học sinh lớp 12/1 tới 18,7% + Tỉ lệ điểm kh – giỏi học sinh 12/1 cao tỉ lệ điểm – giỏi học sinh lớp 12/2 tới 20,4% Ưu điểm phương pháp: - Ưu điểm phương pháp thực nhanh toán tổng hợp với nhiều dao động v pha ban đầu dao động - Về thời lượng, tính giản đồ Fre-nen việc sử dụng my tính cầm tay tốn thời gian - Sử dụng việc giải nhanh bi tập Vật Lý 12 my tính Casio fx–570es cho kết nhất, xc, tốn thao tc Nhược điểm phương pháp – khắc phục: a Nhược điểm: - Học sinh chưa học số phức chương trình tốn học lớp 12 vo cng thời điểm - Khơng dng cho cc loại my tính cĩ cấu hình yếu - Gi my tính cầm tay CASIO fx – 570 ES tương đối cao vào khoảng 300.000đ đến 400.000đ; khĩ thực với học sinh cĩ hồn cảnh khó khăn b Khắc phục: - Khi sử dụng “giải nhanh bi tập Vật Lý 12 my tính Casio fx–570es”, tảng áp dụng số phức dù chưa học, giáo viên hướng dẫn giới thiệu cho học sinh biết, chủ yếu phương pháp thao tác my tính cầm tay - Gi my tính CASIO fx – 570 ES cĩ cao, nhin gio vin mơn Tốn, mơn Lý mơn Hóa định hướng cho em nên mua từ đầu năm học lớp 10 nĩ cần cho giải trắc nghiệm, việc học mơn Tốn cho năm học phổ thông đặc biệt thi tốt nghiệp THPT quốc gia năm 2017 theo tình thức trắc nghiệm mơn Tốn Cc em cĩ thể mang vo phịng thi cc kì thi tốt nghiệp, tuyển sinh My tính CASIO fx– 570 ES cĩ nhiều ưu điểm so với máy tính CASIO fx – 500 MS, CASIO fx– 570 MS Đề xuất – kiến nghị: Kiến nghị mơn Lý – Tin cần tổ chức hội thảo chuyên môn, tập trung phương pháp để đúc kết kinh nghiệm từ quý thầy huyện, từ phổ biến cho học sinh học tập, nhằm mục đích khơng ngừng nâng cao chất lượng mơn MỤC LỤC GVTH : Dương Văn Châu 17 Trường THPT Cầu Ngang B Sáng Kiến Kinh Nghiệm Trang I MỞ ĐẦU Lý chọn sng kiến kinh nghiệm Nhiệm vụ v giới hạn sng kiến Phương pháp Thời gian tiến hnh II NỘI DUNG PHẦN MỘT: TỔNG HỢP DAO ĐỘNG ĐIỀU HỊA CNG PHƯƠNG, CÙNG TẦN SỐ Mơ tả tình trạng việc Mơ tả nội dung giải php Chứng minh tính khả thi giải php PHẦN HAI: ỨNG DỤNG SỐ PHỨC ĐỂ GIẢI NHANH CÁC DẠNG BÀI TẬP ĐIỆN XOAY CHIỀU Mơ tả tình trạng việc Mơ tả nội dung giải php Chứng minh tính khả thi giải php PHẦN BA: BI TẬP VẬN DỤNG III KẾT QUẢ V THẢO LUẬN Kết kiểm tra khảo st Ưu điểm phương pháp Nhược điểm phương pháp – khắc phục Đề xuất – kiến nghị TI LIỆU THAM KHẢO Nguồn ti liệu trn mạng internet Hướng dẫn sử dụng giải tốn máy tính CASIO fx-570ES Tác giả: Nguyễn Trường Chấn - Ngyễn Thế Thạch – NXB Giáo Dục Sch gio khoa Vật Lí 12 Nng cao Tc giả: Nguyễn Thế Khơi (Tổng chủ bin) – NXB Gio Dục Sách giáo khoa Vật Lí 12 Cơ Tác giả: Lương Duyên Bình (Tổng chủ bin) – NXB Gio Dục GVTH : Dương Văn Châu 18 01 01 01 01 02 02 02 03 06 06 06 08 11 15 15 15 16 ... LỤC GVTH : Dương Văn Châu 17 Trường THPT Cầu Ngang B Sáng Kiến Kinh Nghiệm Trang I MỞ ĐẦU Lý chọn sng kiến kinh nghiệm Nhiệm vụ v giới hạn sng kiến Phương pháp Thời gian tiến hnh II NỘI DUNG PHẦN... nhớ - Bấm MODE chọn chế độ số phức (CMPLX) GVTH : Dương Văn Châu Trường THPT Cầu Ngang B - Sáng Kiến Kinh Nghiệm Bấm SHIFT MODE chọn chế độ R (Rad) Ví dụ: Cho phương trình dao động có dạng: x =... πt − ) (cm) π x2 = 5cos( πt − ) (cm) GVTH : Dương Văn Châu −π 5∠ Trường THPT Cầu Ngang B Sáng Kiến Kinh Nghiệm 2π ) (cm) x = A cos(πt + ϕ ) (cm) 2π A∠ϕ x3 = 3cos( πt + 3∠ GIẢI Bước 1: Nếu bước