PHƯƠNG PHÁP PHÂN LOẠI VÀ GIẢI NHANH CÁC BÀI TOÁN VỀ MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU PHƯƠNGPHÁP PHÂN LOẠI VÀ GIẢI NHANH CÁC BÀI TOÁN VỀ MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU ============ Phần - Mở đầu LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI; Môn Vật lý môn khoa học tự nhiên nghiên cứu vật,hiện tượng đời sống hàng ngày Những thành tựu vật lý ứng dụng vào thực tiễn sản xuất đời sống,khoa học phục vụ cho nhu cầu người,đưa kinh tế giới phát triển khơng ngừng Vì học vật lý không dơn học lý thuyết vật lý mà phải biết vận dụng vật lý vào thực tiễn sản xuất Do trình giảng dạy người giáo viên phải rèn luyện cho học sinh có kỹ năng, kỹ xảo thường xuyên vận dụng hiểu biết học để giải vấn đề thực tiễn đặt Bộ môn vật lý đưa vào giảng dạy nhà trường nhằm cung cấp cho học sinh kiến thức phổ thơng bản, có hệ thống Hệ thống kiến thức phải thiết thực có tính kỹ thuật tổng hợp đặc biệt phải phù hợp với quan điểm vật lý đại Để học sinh hiểu cách sâu sắc ,đủ kiến thức áp dụng vào thực tiễn sống cần phải rèn luyện cho học sinh kỹ năng,kỹ xảo : Kỹ giải tập, kỹ thuật đo lường, quan sát …., có ý nghĩa quan trọng việc thực nhiệm vụ dạy học vật lý Thông qua việc giải tốt tập vật lý học sinh có những kỹ so sánh, phân tích, tổng hợp … góp phần to lớn việc phát triển tư học sinh Đặc biệt tập vật lý giúp học sinh cố kiến thúc có hệ thống vận dụng kiến thức học vào việc giải tình cụ thể, làm cho môn trở nên lôi cuốn, hấp dẫn em Hiện nay, xu đổi toàn diện,căn ngành giáo dục phương pháp giảng dạy phương pháp kiểm tra đánh giá kết giảng dạy thi tuyển Cụ thể phương pháp kiểm tra đánh giá phương pháp trắc nghiệm khách quan với thời lượng ngắn,số câu nhiều “1phut 25 giây câu”.Trắc nghiệm khách quan trở thành phương pháp chủ đạo kiểm tra đánh giá chất lượng dạy học nhà trường THPT Điểm đáng lưu ý nội dung kiến thức kiểm tra tương đối rộng, đòi hỏi học sinh phải học kĩ, nắm vững tồn kiến thức chương trình, tránh học tủ, học lệch để đạt dược kết tốt việc kiểm tra, thi tuyển học sinh phải nắm vững kiến thức mà đòi hỏi học sinh phải có phản ứng nhanh dạng tốn mà em thường gặp Với mong muốn tìm phương pháp giải toán trắc nghiệm cách nhanh chóng đồng thời có khả trực quan hố tư học sinh lôi nhiều học sinh tham gia vào trình giải tập giúp số học sinh khơng u thích không giỏi môn vật lý cảm thấy đơn giản PHƯƠNG PHÁP PHÂN LOẠI VÀ GIẢI NHANH CÁC BÀI TOÁN VỀ MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU việc giải tập trắc nghiệm vật lý, chọn đề tài: “PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH CÁC BÀI TOÁN VỀ MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU ” MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Giúp học sinh làm quen với công tác nghiên cứu khoa học - Tìm phương pháp để tạo khơng khí hứng thú lôi nhiều học sinh tham gia giải tập vật lý, đồng thời giúp em đạt kết cao kỳ thi - Giúp học sinh có phương pháp giải vật lý với quan điểm tiếp cận : “Phương pháp Trắc nghiệm khách quan” ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU Trong đề tài giải vấn đề: - Tìm hiểu sở lý luận chung tập vật lý phương pháp giải tập vật lý nhà trường phổ thông - Nghiên lý thuyết mạch diện xoay chiều - Vận dung lý thuyết để giải số toán PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - Nghiên cứu lý thuyết - Giải tập vận dụng PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH ……… NHỮNG ĐIỂM MỚI CỦA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Trên tinh thần trắc nghiệm khách quan, phải giải tốn thời gian ngắn 1’25’’thì khó học sinh Do tơi hệ thống lại loại thường gặp tinh thần phương pháp giải nhanh để em dễ dàng giải gặp phải Khai thác có hiệu phương pháp góp phần nâng cao chất lượng nắm kiến thúc, vận dụng đạt kết tốt kỳ thi Phần NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM I CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM A/ BÀI TẬP VÀ VAI TRỊ CỦA NĨ TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ Ở TRƯỜNG THPT 1.1 Vai trò tập vật lý việc giảng dạy vật lý Việc giảng dạy tập vật lý nhà trường không giúp học sinh hiểu cách sâu sắc đầy đủ kiến thức quy định chương trình mà giúp em vận dụng kiến thức để giải nhiệm vụ học tập vấn đề mà thực tiễn đặt Muốn đạt diều đó, phải thường xuyên rèn luyện cho học sinh kỹ năng, kỹ xảo vận dụng kiến thức vào sống ngày Kỹ vận dụng kiến thức tập thực tiễn đời sống thước mức độ sâu sắc vững vàng PHƯƠNG PHÁP PHÂN LOẠI VÀ GIẢI NHANH CÁC BÀI TOÁN VỀ MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU kiến thức mà học sinh thu nhận Bài tập vật lý với chức phương pháp dạy học có vị trí đặc biệt dạy học vật lý trường phổ thông Trước hết, vật lý môn khoa học giúp học sinh nắm dược qui luật vận động giới vật chất tập vật lý giúp học sinh hiểu rõ qui luật ấy, biết phân tích vận dụng qui luật vào thực tiễn Trong nhiều trường hợp mặt dù người giáo viên có trình bày tài liệu cách mạch lạc, hợp lơgích, phát biểu định luật xác, làm thí nghiệm yêu cầu, qui tắc có kết xác điều kiện cần chưa đủ để học sinh hiểu nắm sâu sắc kiến thức Chỉ thông qua việc giải tập vật lý hình thức hay hình thức khác nhằm tạo điều kiện cho học sinh vận dụng kiến thức học để giải tình cụ thể kiến thức trở nên sâu sắc hồn thiện Trong qua trình giải tình cụ thể tập vật lý đặt ra, học sinh phải sử dụng thao tác tư phân tích, tổng hợp, so sánh, khái qt hóa , trừu tượng hóa …để giải vấn đề, tư học sinh có điều kiện để phát triển Vì nói tập vật lý phương tiện tốt để phát triển tư duy, óc tưởng tượng, khả độc lập suy nghĩ hành động, tính kiên trì việc khắc phục khó khăn sống học sinh Bài tập vật lý hội để giáo viên đề cập đến kiến thức mà học lý thuyết chưa có điều kiện để đề cập qua nhằm bổ sung kiến thức cho học sinh Đặc biệt, để giải tập vật lý hình thức trắc nghiệm khách quan học sinh ngồi việc nhớ lại kiến thức cách tổng hợp, xác nhiều phần, nhiều chương, nhiều cấp học học sinh cần phải rèn luyện cho tính phản ứng nhanh tình cụ thể, bên cạnh học sinh phải giải thật nhiều dạng tập khác để có kiến thức tổng hợp, xác khoa học 1.2 Phân loại tập vật lý Loại Bài tập vật lý định tính hay tập câu hỏi lý thuyết - Là tập mà học sinh khơng cần phải tính tốn (Hay có phép tốn đơn giản) mà vận dụng định luật, định lý, qui luật để giải tích tượng thơng qua lập luận có cứ, có lơgich - Nội dung câu hỏi phong phú, đòi hỏi phải vận dụng nhiều kiến thức vật lý - Thông thường để giải toán cần tiến hành theo bước: * Phân tích câu hỏi * Phân tích tượng vật lý có đề cập đến câu hỏi để từ xác định định luật, khái niệm vật lý hay qui tắc vật lý để giải câu hỏi * Tổng hợp điều kiện cho với kiến thức tương ứng để trả lời câu hỏi Loại Bài tập vật lý định lượng: Đó loại tập vật lý mà muốn giải ta phải thực loạt phép tính PHƯƠNG PHÁP PHÂN LOẠI VÀ GIẢI NHANH CÁC BÀI TOÁN VỀ MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU Loại Dựa vào mục đích dạy học ta phân loại tập dạng thành loại: a Bài tập tập dượt: Là tập đơn giản sử dụng nghiên cứu khái niệm hay qui tắc vật lý dó để học sinh vật dụng kiến thức vừa tiếp thu b Bài tập tổng hợp: Là tập phức tạp mà muốn giải học sinh vận dụng nhiều kiến thức nhiều phần, nhiều chương, nhiều cấp học thuộc nhiều lĩnh vực Đặc biệt, câu hỏi loại nêu dạng trắc nghiệm khách quan yêu cầu học sinh phải nhớ kết cuối chứng minh trước để giải cách nhanh chóng Vì u cầu học sinh phải hiểu cách sâu sắc để vận dụng kiến thức mức độ cao Loại Bài tập đồ thị: Đó tập mà kiện đề cho dạng đồ thị hay q trình giải ta phải sử dụng dồ thị ta phân loại dạng câu hỏi thành loại: a Đọc khai thác đồ thị cho: Bài tập loại có tác dụng rèn luyện cho học sinh ký đọc đồ thị, biết cách đoán nhận thay đổi trạng thái vật thể, hệ vật lý, tượng hay q trình vật lý Biết cách khai thác từ đồ thị để giải vấn đề cụ thể b Vẽ đồ thị theo liệu cho : tập rèn luyện cho học sinh kỹ vẽ đồ thị, biết cách chọn hệ tọa độ tỉ lệ xích thích hợp để vẽ đồ thị xác Loại Bài tập thí nghiệm: loại tập cần phải tiến hành thí nghiệm để kiểm chứng cho lời giải lý thuyết, để tìm số liệu, kiện dùng việc giải tập.Tác dụng cụ thể loại tập Giáo dục, giáo dưỡng giáo dục kỹ thuật tổng hợp Đây loại tập thường gây cho học sinh cảm giác lí thú đặc biệt đòi hỏi học sinh nhiều tính sáng tạo II LÝ THUYẾT MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU * Cách tạo dòng điện xoay chiều Khung dây kim loại kín quay với vận tốc góc ω quanh trục đối xứng nó, ur từ trường có véc tơ cảm ứng từ B vng 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 = Iosin ω t u = Uosin( ω t + ϕ ) * Nếu u = Uosin ω t i = Iosin( ω t + ϕ ) Với Io = UO Z ; Z= R + (Z L - Z C ) ; tan ϕ = Z L - Z C / R PHƯƠNG PHÁP PHÂN LOẠI VÀ GIẢI NHANH CÁC BÀI TOÁN VỀ MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU Các giá trị hiệu dụng dòng điện xoay chiều I = I/ U =U / E = E / * 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, khơng thể 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 khơng phụ thuộc vào chiều dòng điện + Ampe kế vơn 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 thuần: uR pha với i ; I = U R /R + Đoạn mạch có tụ điện C: uC trể pha i góc π /2 I= UC /Z C với ZC = Z dung kháng tụ điện C + Đoạn mạch có cuộn dây cảm: u L sớm pha i góc π /2 I =U L / ZL dây ; với ZL = ω L cảm kháng cuộn + Đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp (không phân nhánh): Độ lệch pha ϕ u i xác định theo biểu thức: ; tan ϕ = Z L - Z C / R Cường độ hiệu dụng xác định theo định luật Ôm: I = Z Với Z = R + (ZL - ZC) tổng trở đoạn mạch 2 + Cộng hưởng đoạn mạch RLC U PHƯƠNG PHÁP PHÂN LOẠI VÀ GIẢI NHANH CÁC BÀI TOÁN VỀ MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU Khi ZL = ZC hay ω = dòng điện mạch đạt giá trị cực đại Imax =U/R LC ⇒ công suất mạch đạt giá trị cực đại Pmax = U /R , u pha với i 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, Z L ZC không tiêu thụ lượng nguồn điện xoay chiều + Cách nhận biết cuộn dây có điện trở r Xét toàn mạch, nếu: Z ≠ ≠ I2R R2 + (ZL - ZC)2 ;U ≠ UR2 + (UL - UC)2 P Cos ϕ ≠ R/Z cuộn dây có điện trở r ≠ Xét cuộn dây, nếu: Ud ≠ UL Zd ≠ ZL Pd ≠ cos ϕ d ≠ ϕ d ≠ π /2 cuộn dây có điện trở r ≠ * Cơng suất dòng điện xoay chiều + Cơng suất dòng điện xoay chiều: P = UIcos ϕ = I2R = U R/Z + Hệ số công suất: cos ϕ = R/Z + Ý nghĩa hệ số công suất cos ϕ * Trường hợp cos ϕ = tức ϕ = 0: mạch có R, mạch RLC có cộng U2 hưởng điện (ZL = ZC) P = Pmax = UI = /R * Trường hợp cos ϕ = tức ϕ = ± π /2: Mạch có L, có C, có L C mà khơng có R P = Pmin = - Để nâng cao hệ số công suất mạch cách mắc thêm vào mạch cuộn cảm tụ điện thích hợp cho cảm kháng dung kháng mạch xấp xỉ để cos ϕ ≈ - Đối với động điện, tủ lạnh, … nâng cao hệ số công suất cos ϕ để giảm cường độ dòng điện LÝ THUYẾT PHỤC VỤ ĐỀ TÀI Mạch điện xoay chiều thường gặp mạch điện RLC không phân nhánh hình vẽ PHƯƠNG PHÁP PHÂN LOẠI VÀ GIẢI NHANH CÁC BÀI TOÁN VỀ MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU 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 diện Thơng thường giải tốn thay đổi thơng số để đại lượng đạt giá trị cực đại học sinh (Từ trung bình trở xuống) nghĩ đến tượng cộng hưởng điện (Z L=ZC) thực tế lúc vậy, cần phải thấy rõ chất đại lượng, ý nghĩa thay đổi mối quan hệ biện chứng đại lượng 1.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 Cos ϕ = => P=Pmax=UI - Tổng trở điện trở thuần: Z=R - uR pha với uAB - Số Ampe kế giá trị cực đại I = U/R 2.Các thay đổi liên quan đến tượng cộng hưởng điện: a Giữ nguyên R,L,C thay đổi tần số góc ω ( Dẫn tới thay đổi tần số f) Hiệu điện uAB pha với cường độ dòng điện i ⇒ ϕ = 0; I=Imax……… Vì lúc ta có Cos ϕ = R = R=Z => ZL-ZC=0 hay ZL=ZC Z b.Giữ nguyên giá trị L,R, ω thay đổi C để I=Imax ( Số ampe kế đạt giá trị cực đại) Ta có I = U/Z ; U=const nên I=Imax L ω = 1/C ω => cộng hưởng điện C.Giữ nguyên giá trị C,R, ω thay đổi L để I=Imax ( Số ampe kế đạt giá trị cực đại) Ta có I = U/Z ; U=const nên I=Imax L ω = 1/C ω => cộng hưởng điện d.Giữ nguyên giá trị C,R, ω thay đổi L để hiệu điện hai tụ đạt giá trị cực đại: UC=UCmax U Ta có UC = ZC.I = ZC R + U=const Zc=const nên để UC=UCmax (ZL - ZC ) Thì ta phải có ZL-ZC=0 => có cộng hưởng điện e Giữ nguyên giá trị L,R, ω thay đổi C để hiệu điện hai hai đầu cuộn dây cảm đạt giá trị cực đại: UL=ULmax PHƯƠNG PHÁP PHÂN LOẠI VÀ GIẢI NHANH CÁC BÀI TOÁN VỀ MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU U Ta có UL = ZL.I = ZC U=const ZL=const nên để UL=ULmax R + (ZL - ZC ) Thì ta phải có ZL-ZC=0 => có cộng hưởng điện 3.Các thay đổi không liên quan đến tượng cộng hưởng điện: a Mạch điện RLC khơng phân nhánh có L,C, ω khơng 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 khơng đổi mối liên hệ Z L ZC không thay đổi thay đổi R khơng gây tượng cộng hưởng Chứng minh: Ta có P=RI =RU /R +(ZL - ZC ) Do U=Const nên để P=Pmax ta phải có R +(ZL - ZC ) đạt giá trị ;Áp dụng bất đẳng thức Cosi cho số dương R (ZL - ZC ) ta R + (ZL - ZC ) / R ≥ R ( Z L − ZC R )2 =2 ZL - ZC Vậy giá trị R+ ta có R= ( Z L − ZC ) R ZL - ZC ; P=Pmax = U2 Z L − ZC lúc dấu “=” bất đẳng thức xảy nên ZL - ZC VÀ I = I max = U Z L − ZC b.Mạch điện RLC khơng phân nhánh có R,C, ω khơng 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: U Ta có UL = ZL.I = ZL.X R + (ZL - ZC ) Do UL phụ thuộc vào Z mà phụ thuộc vào ZL nghĩa UL= f(L) nên trường hợp mạch có cộng hưởng UL khơng đạt giá trị cực đại Chứng minh: Ta biểu diễn hiệu điện giản đồ véc tơ hình vẽ Theo định lý hàm số sin ta có Sin β U0 L = Sinα U AB PHƯƠNG PHÁP PHÂN LOẠI VÀ GIẢI NHANH CÁC BÀI TOÁN VỀ MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU => U0L = Sin β U0AB /sin α =>UL = Sin β UAB /sin α Sin α = U LR = R U0 R Mặt khác ta lại có = cont R + Z L2 U UAB = const nên để UL=ULmax Sin β = AB U 0L => β = 900 U 0R ZC Vậy U L max = UAB / sin α = U AB α R + Z C2 U 0C ZC U RC Theo hình vẽ ta có Cos α = U = 0L Và Cos α = U RL = U0L Từ (1)và (2) ⇒ Z L = (1) R + Z L2 R + Z L2 (2) ZL R + Z C2 R + Z C2 ⇒ L= ZC ω ZC C.Mạch điện RLC không phân nhánh có R,C, ω khơng đổi Thay đổi C để hiệu điện hiệu dụng hai tụ đạt giá trị cực đại Xác định giá trị UCmax giá trị C Phân tích: U Ta có UC = ZC.I = ZC R + Do UC khơng phụ thuộc vào Z mà (ZL - ZC ) phụ thuộc vào ZC nghĩa UC= f(C) nên trường hợp mạch có cộng hưởng UL khơng đạt giá trị cực đại Chứng minh: Ta biểu diễn hiệu điện giản đồ véc tơ hình vẽ Sinβ Sinα ⇒ U C = Sin β UAB /sin α Theo định lý hàm số sin ta có: U = U 0C AB Mặt khác ta lại có Sin α = Sin α = U U0 R LR = R R + Z L2 = cont PHƯƠNG PHÁP PHÂN LOẠI VÀ GIẢI NHANH CÁC BÀI TOÁN VỀ MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU U AB = Cont nên để U C = U C max Sin β = ⇒ β = 900 U U 0L LR UAB Vậy Ucmax = Sin α = UAB Theo hình vẽ ta có Cos α = U0C U0RC Và Cos α = U RL = U0L Từ (1) (2)=> Z C R + Z L2 R ZC = R2 + U 0R (1) Z L U AB U 0C R + Z L2 (2) ZL Z ω R + Z C2 ⇒ C= 2L = ZL R + ZL 3.MỘT SỐ CÂU HỎI KIỂM TRA TRẮC NGHIỆM ỨNG DỤNG ĐỀ TÀI Câu 1:Cho mạch điện hình vẽ uAB = 120 sin100 π t (V); R =15 Ω ; L = H; 25π C tụ điện biến thiên ; R 1→∞ Tìm C để V có số lớn nhất? A) 72,4 µ F ; B) 39,7 µ F ; C) 35,6 µF ; D) 34,3 µ F Phân tích: -Số Vơn Kế (V) giá trị hiệu điện hiệu dụng hai đầu đoạn mạch chứa R cuộn dây cảm -Ta có: UV= I.ZRL = R + Z L2 U R + (Z L − ZC )2 -Trong dó R, L khơng đổi U xác định nên để U V=UVmax=> Trong mạch có cộng hưởng điện 10 PHƯƠNG PHÁP PHÂN LOẠI VÀ GIẢI NHANH CÁC BÀI TỐN VỀ MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU Giải: Do có cộng hưởng điện nên Z L=ZC => C= = Lω 2 (100π ) = 2,5π 39,7.10 F Chọn đáp án B Câu 2: Một mạch điện Không phân nhánh gồm biến trở R,cuộn cảm L= tụ có điện dung C = 2.104 F Ghép mạch vào nguồn có u =100 π H π sin(100 π t)V Thay đổi R để công suất tiêu thụ mạch đạt giá trị cực đại,tính giá trị cực đại cơng suất là: A) 50W B) 100W C) 400W D) 200W Phân tích: Bài toán cho R biến đổi L, C ω khơng đổi ZL = ZC khơng phải tượng cộng hưởng Giải U2 Z L − ZC Ta có:R= ZL - ZC ; ZC = = 50 Ω , ZL=L ω = 100 Ω ωc ⇒ P=Pmax = Chọn đáp án B = 100W Câu 3: Một đoạn mạch RLC nối tiếp có tính cảm kháng, giảm tần số dòng điện cơng suất toả nhiệt R A tăng lên cực đại giảm B không thay đổi C tăng D giảm Phân tích: Mạch có tính cảm kháng nghĩa Z L>ZC Nếu giảm tần số f dòng điện thi ZL =L2 π f giảm ZC= C 2π f tăng (ZL-ZC )2 giảm đến giá trị nghiã xảy cộng hưởng điện nên công suất tăng lên đến giảtị cực đại sau (ZL-ZC )2 tăng trở lại công suất giảm Vậy đáp án chọn A Câu 4: Đoạn mạch xoay chiều gồm tụ điện có C = 10−4 F mắc nối tiếp với điện π trở có giá trị khơng đổi Đặt vào đầu đoạn mạch hiệu điện xoay chiều u = 200sin(100 π t) V Khi công xuất tiêu thụ đạt giá trị cực đại điện trở có giá trị là: A: R = 50 Ω ; B: R = 100 Ω ; C: R = 150 Ω ; D:R=200 Ω Phân tích: Mạch điện khơng có cuộn dây nên ZL=0 Giá tri R công suất mạch đạt giá trị cực đại R=ZC 11 PHƯƠNG PHÁP PHÂN LOẠI VÀ GIẢI NHANH CÁC BÀI TOÁN VỀ MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU 1 −4 Giải: R=ZC= = 10 100π = 100 Ω ⇒ Chọn đáp án B Cω π Câu Một mạch điện xoay chiều RLC khơng phân nhánh có R=100 Ω , L= π H, tụ điện có điện dung C thay đổi Đặt vào hai đầu đoạn mạch hiệu điện xoay chiều có biểu thức uAB = 200 Sin(100 π t+ π )V Giá trị C công suất tiêu thụ mạch hiệu điện hai đầu R pha với hiệu điện hai đầu đoạn mạch nhận giá cặp giá trị sau đây: A)C= 10−4 F , P=400W π B C= 10 −3 C)C= , P=400W π 10−4 F ; P=300W π 10−4 D) C= F , P=400W 2π Phân tích: Ta nhận thấy uR pha với uAB nghĩa uAB pha với cường độ dòng điện mạch i Vậy mạch xảy cộng hưởng điện ZL=ZC 10 −4 ⇒ Giải: Khi có cộng hưởng C = C= Lω π F Lúc công suất P=Pmax= U2 ⇒ P= 400W ⇒ Vậy chọn đáp án A R Câu : Mạch điện R,L,C nối tiếp, hiệu điện hai đầu mạch u = 120 sin ω t(V) ω thay đổi Tính hiệu điện hiệu dụng đầu R biểu thức dòng điện có dạng i = I0Sin ω t (A) : A 120 (V) B.120(V) C.240(V) D.60 (V) Phân tích: Dựa vào dạng phương trình cường độ dòng điện ta thấy lúc u i pha Nên mạch xảy cộng hưởng điện Giải: Khi có cộng hưởng điện uR=u=120 sin ω t(V) ⇒ U R = 120 = 120V Vậy chọn đáp án B Câu7: Một mạch điện xoay chiều RLC khơng phân nhánh có R=100 Ω , C= 12 10−4 F, π PHƯƠNG PHÁP PHÂN LOẠI VÀ GIẢI NHANH CÁC BÀI TOÁN VỀ MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU cuộn dây cảm có độ tự cảm thay đổi Đặt vào hai đầu đoạn mạch hiệu điện xoay chiều có biểu thức uAB = 200 Sin(100 π t + π ) Thay đổi giá trị L để hiệu điện hiệu dụng hai đầu cuộn dây đạt giá trị cực đại Giá trị L ULmax nhận cặp giá trị sau đây: A) π H ,200V 10−4 B) π H ,100V C) 2π H ,200V D) π H ,200 V Phân tích Tất thơng số R,C, ω không thay đổi Thay đổi L để UL=ULmax ⇒ ULmax=U AB R + Z C2 R + Z C2 R + Z C2 ⇒ L R Z = Z C L = ω ZC GiẢI : ULmax=U AB R + Z C2 R = 200 v ⇒ L = π H Vậy chọn đáp án D π C)i = Sin(100 ω t + ) D) i = Sin(100 ω t) Câu Cho đoạn mạch RLC nối tiếp có giá trị phần tử cố định Đặt vào hai đầu đoạn hiệu điện xoay chiều có tần số thay đổi Khi tần số góc dòng điện ω cảm kháng dung kháng có giá trị ZL = 20 Ω ZC = 80 Ω Để mạch xảy cộng hưởng, phải thay đổi tần số góc dòng điện đến giá trị ω A ω B ω C 0,5 ω D 0,25 ω Phân tích Khi mạch có cộng hưởng điện : ω = LC Z 1 L Giải Ban đầu tần số góc dòng điện ω ta có Z = LC ω02 = ⇒ LC= 4ω C Khi tần số góc la ω có cộng hưởng điện ω = LC =4 ω0 Nên ω = ω0 Vậy chọn đáp án B IV/ĐỀ THI THỬ TỐT NGHIỆP THPT 2008 Câu 1: Một âm thoa gồm hai nhánh dao động với tần số 100Hz, chạm vào mặt nước hai điểm S1, S2 Khoảng cách S1S2 = 9,6 cm Vận tốc truyền sóng nước 1,2 m/s Có gợn sóng khoảng S 1, S2 ? ( Khơng tính S1, S2 ) A 14 gợn sóng B gợn sóng C 17 gợn sóng D 15 gợn sóng 13 PHƯƠNG PHÁP PHÂN LOẠI VÀ GIẢI NHANH CÁC BÀI TOÁN VỀ MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU Câu 2: Mạch chọn sóng máy thu vơ tuyến điện gồm tụ điện C = 800pF cuộn cảm L=20 µ H Bước sóng điện từ mà mạch thu là: A λ = 138,4 m B λ = 119,2 m C λ = 238,4 m D λ = 19,2 m Câu 3: Cơng suất toả nhiệt trung bình dòng xoay chiều tính theo cơng thức sau ? A P = u.i.cos ϕ B P = U.I.sin ϕ C P = u.i.sin ϕ D ϕ P = U.I.cos Câu 4: Một máy phát điện xoay chiều pha có rơto gồm cặp cực từ, muốn tần số dòng điện xoay chiều phát 50 H Z rơto phải quay với tốc độ bao nhiêu? A 750 vòng/phút B 3000 vòng/phút C 500 vòng/phút D 1500 vòng/phút Câu 5: Cho mạch điện gồm R, L, C mắc nối tiếp Biết R = 30 Ω , ZL = 40 Ω , Cthay đổi Đặt vào hai đầu mạch điện hiệu điện u = 120sin(100t - π )V Khi C = Co hiệu điện hiệu dụng hai tụ đạt giá trị cực đại UCmax bằng: A UCmax = 200 V B UCmax = 1002 V C UCmax = 120V D UCmax = 36 V 10 −4 Câu 6: Đặt vào đầu tụ điện C = π (F) hiệu điện xoay chiều u =100 Sin 100 π t (V) Cường độ dòng điện qua tụ điện là: A I = 1,00(A) B I = 100(A) C I = 2,00(A) D I = 1,41(A) Câu 7: Phát biểu sau ? A Hiện tượng cộng hưởng xảy với dao động điều hoà B Hiện tượng cộng hưởng xảy với dao động cưỡng C Hiện tượng cộng hưởng xảy với dao động riêng D Hiện tượng cộng hưởng xảy với dao động tắt dần Câu 8: Một sóng học lan truyền môi trường vật chất đàn hồi với vận tốc v, bước sóng tính theo cơng thức v A λ = f v C λ = 2v.fD λ = f f 14 PHƯƠNG PHÁP PHÂN LOẠI VÀ GIẢI NHANH CÁC BÀI TOÁN VỀ MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU Câu Cho mạch điện hình vẽ : A B R L,r Von kế có điện trở vơ lớn uAB = 200 ( ) Sin100πt (V) L = 1/2 π (H), r = 20 ( Ω ), C = 31,8.10-6 (F) Để công suất mạch cực đại R A 30 ( Ω ); B 40 ( Ω ); C 50 ( Ω ); D.60( Ω ) Câu 10: Hiệu điện cường độ dòng điện đoạn mạch có cuộn dây cảm có dạng u = U0 sin( ω t + t + ϕ ) (A) I0 ϕ có giá trị sau đây? Lω U π 2π A.I = U ϕ = rad; B I = ϕ = rad Lω U π π C .I =U ϕ = - rad ;D I = ϕ = - rad Lω π ) (V) i = I0 sin( ω Câu 11: Vận tốc truyền âm khơng khí 340m/s, khoảng cách điểm gần phương truyền sóng dao động ngược pha 0,85m Tần số âm là: A f = 170 HZ B f = 200 HZ C f = 225 HZ D f = 85 HZ Câu 12: Một vật dao động điều hồ theo phương trình x = 3cos( π t + π ) cm, pha dao động chất điểm thời điểm t = 1s A π (rad) B 1,5 π (rad) C π (rad) D 0,5 π (rad) Câu 13: Mạch dao động LC gồm cuộn cảm có độ tự cảm L = mH tụ điện có điện dung C = pF, lấy π = 10 Tần số dao động mạch là: A f = 2,5 MHZ B f = 1MHZ C f = 2,5 HZ D f = HZ Câu 14: Cho lắc lò xo dao động điều hoà mặt phẳng nghiêng so với mặt phẳng ngang góc α Đầu cố định , đầu gắn vật nơi có gia tốc trọng trường g Khi vật vị trí cân , độ giãn lò xo ∆ l Chu kì dao động lắc tính công thức: A.T=2 π K ; m B T=2 K ; m C T=2 π 15 ∆l ; g D.T= π ∆l g sin α C V PHƯƠNG PHÁP PHÂN LOẠI VÀ GIẢI NHANH CÁC BÀI TOÁN VỀ MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU Câu 15: Một chất điểm thực đồng thời hai dao động điều hoà phương tần số x1= sin2t (cm) x2 = 2,4cos2t (cm) Biên độ dao động tổng hợp A A = 2,60 cm B A = 1,84 cmC A = 6,76 cm D A = 3,40 cm Câu 16: Một máy biến có số vòng cuộn sơ cấp cuộn thứ cấp 2200 vòng 120 vòng Mắc cuộn sơ cấp với mạng điện xoay chiều 220 V- 50 HZ Khi hiệu điện hiệu dụng đầu cuộn thứ cấp để hở : A 24 V B 8,5 V C 12 V D 17 V Câu 17: Tại điểm A nằm cách nguồn âm N ( nguồn điểm ) khoảng NA = 1m, có mức cường độ âm LA= 90dB Biết ngưỡng nghe âm I0 = 10-10 W/m2 Cường độ âm A là: A IA = 108 W/m2 B IA = 10-10 W/m2 C IA = 0,1 W/m2D IA = 10-4 W/m2 Câu 18: Pha dao động dừng để xác định: A Chu kì dao động B Tần số dao động C Biên độ dao động D Trạng thái dao động Câu 19: Trong phương trình dao động điều hồ x = sin( ω t + ϕ ), radian(rad) đơn vị đo đại lượng A Tần số góc ω B Pha dao động ( ω t + ϕ ) C Biên độ A D Chu kì dao động T Câu 20: Một khối lượng 750g dao động điều hoà với biên độ 4cm, chu kì 2s (lấy π = 10 ) Năng lượng dao động vật là: A E = 60 J B E = mJ C E = 60 kJ D E = J Câu 21: Cho mạch điện nối tiếp gồm cuộn dây có điện trở r = 20 ( Ω ) độ tự cảm L = 0,19 (H).Tụ điện có điện dung C = 2π (mF), biến trở R Hiệu điện đặt vào đầu đoạn mạch u = 100 Sin(100 π t) (V) Xác định giá trị cực đại cơng suất tiêu thụ tồn mạch A 20 W B 100 W C 125 W D 200 W Câu 22: Sóng điện từ chân khơng có tần số f = 150 kHZ , bước sóng sóng điện từ là: A λ = 100 kmB λ = 2000 m C λ = 1000 m D λ = 2000 km 16 PHƯƠNG PHÁP PHÂN LOẠI VÀ GIẢI NHANH CÁC BÀI TOÁN VỀ MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU Câu 23: Đặt vào đầu cuộn cảm L = π (H) hiệu điện xoay chiều u =100Sin100 π (V) Cường độ dòng điện hiệu dụng qua cuộn cảm là: A I = (A) B I = 1(A) C I = 2(A) D I = 100 (A) Câu 24: Một đèn nêon đặt hiệu điện xoay chiều có giá trị hiệu dụng 220V tần số 50 Hz Biết đèn sáng hiệu điện cực không nhỏ 155V Trong giây đèn sáng lên tắt lần? A 50 lần B 150 lần C 100 lần D 200 lần Câu 25: Chu kì dao động điện từ tự mạch LC xác định hệ thức sau đây: C.T= π L ; C D.T= A.T= π 2π LC C ; L B.T= π LC ; Câu26: Con lắc lò xo nằm ngang dao động với biên độ A = cm, chu kì T = 0,5 s, khối lượng vật m = 0,4 kg (lấy π = 10 ) Giá trị cực đại lực đàn hồi tác dụng vào vật là: A Fmax= 5,12 N B Fmax= 525 N C Fmax= 256 N D Fmax= 2,56 N Câu 27: Một vật dao động điều hồ với chu kì 0,2s Khi vật cách vị trí cân 2 cm có vận tốc 20 π cm/s Chọn gốc thời gian lúc vật qua vị trí cân theo chiều âm phương trình dao động vật là: A x = 4sin(10 π t+ π ) (cm) B x = 4sin(0,1 π t) (cm) C x = 0,4sin(10 π t)(cm) D x = - 4sin(10 π t + π ) (cm) C©u28: Mét thÊu kÝnh ph¼ng låi b»ng thđy tinh cã n=1,5 Bán kính mặt lồi 10cm, đặt không khí Tiêu cự thấu kính là: A f=5cm B f=-20cm C f=-5cm D f=20cm Câu29: Hệ hai thấu kính đồng trục có tiêu cự lần lợt f1=40cm f2=-20cm Tia tíi song song víi trơc chÝnh cho tia lã khái quang hƯ còng song song víi trơc chÝnh Khoảng cách hai thấu kính là: A 60 cm B 20 cm C 40 cm D 10 cm C©u30: Một ngời cận thị có điểm cực viễn cách mắt 40cm Độ tụ kính phải đeo sát mắt để ngời nhìn vật mà điều tiết là: A -2dp B 2,5dp C -2,5dp D 0,5dp 17 PHƯƠNG PHÁP PHÂN LOẠI VÀ GIẢI NHANH CÁC BÀI TỐN VỀ MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU C©u31: Trong thí nghiệm Iâng giao thoa ánh sáng đơn sắc Cho a=1mm, D=1m, khoảng cách từ vân sáng bậc đến vân sáng bậc 10 phía 3,6mm Bức xạ đơn sắc có bớc sóng là: A 0,58m B 0,44m C 0,6m D 0,68m C©u32: Trong thÝ nghiệm Iâng giao thoa ánh sáng đơn sắc Cho a=1mm, D=2m, =0,6 m Tọa độ vân tèi thø lµ: A ± 4,2mm B ± 2,4mm.C ± 3,6mm D ± 4,8mm C©u33: Trong thÝ nghiƯm I©ng giao thoa ánh sáng đơn sắc Cho a=1,5 mm, D=2m, rọi đồng thời hai xạ 1=0,5 m 2=0,6 m Tại vị trí vân sáng hai xạ trùng gần vân trung tâm cách vân trung tâm khoảng là: A 4mm B 3,2mm C 5,4mm D 3,6mm Câu34: Trong thí nghiệm Iâng giao thoa ánh sáng đơn sắc Cho a=1mm, D=2,5m, =0,6 m Bề rộng trờng giao thoa 1,25cm Số vân quan sát đợc là: A 19 vân B 17 vân C 15 vân D 21 vân Câu35: Po 210 chất phóng xạ có chu kì bán rã T=138 ngày Ban đầu có khối lợng m0=0,168g, số nguyên tử lại sau t=414 ngày là: A 4,186.1020 B 4,816.1020C 6,02.1019 D 6,02.1020 Câu36: Cho phơng trình phản ứng 84 Po + ZAX Giá trị A Z lần lợt là: A 210 vµ 85 B 208 vµ 82 C 210 vµ 84 D 206 82 Câu37: Một lợng chất phóng xạ có khối lợng m0 Sau chu kì bán 210 rã khối lợng chất phóng xạ lại là:A m0 m m m ;B ;C ;D 16 32 25 → 2211Na + α X Câu38: Cho phản ứng hạt nhân: 12 Mg + X hạt: A p B + C D Câu 39: Hai vạch quang phổ có bớc sóng dài dãy Laiman lần lợt 1=0,1216 µ m vµ λ 2=0,1026 µ m V¹ch cã bíc sãng dµi nhÊt cđa d·y Banme cã bíc sãng lµ: 18 PHƯƠNG PHÁP PHÂN LOẠI VÀ GIẢI NHANH CÁC BÀI TỐN VỀ MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU µ m A 0,5975 µ m B 0,6566 µ m C 0,6162 µ m D 0,6992 Câu40: Các vạch thuộc dãy Banme ứng với chuyển e - từ quỹ đạo về: A quỹ đạo K B quỹ đạo M C quỹ đạo L D quỹ đạo N Phn KT LUN, KIN NGHỊ Trên phương pháp giải tập vật lý mạch điện xoay chiều tích lũy rút kinh nghiệm q trình giảng dạy mơn vật lý trường THPT Bài tập vật lý phần khơng thể thiếu q trình giảng dạy môn vật lý trường phổ thông Nó phương tiện để nghiên cứu tài liệu mới, để ôn tập, để rèn luyện kỹ , kỹ xảo vận dụng kiến thức bồi dưỡng phương pháp nghiên cứu khoa học Bài tập vật lý phương tiện để giúp học sinh rèn luyện đức tính tốt đẹp tính cảm nhận, tinh thần chịu khó đặc biết giúp em có giới quan khoa học chủ nghĩa vật biện chứng Để tập vật lý thực mục đích điều người giáo viên phải phân loại có phương pháp tốt để học sinh dễ hiểu phù hợp với trình độ học sinh Trong đề tài tìm cho phương pháp áp dụng cho dạng toán , tất nhiên không trọn vẹn, để giúp học sinh giải tốn mang tính lối mòn nhằm mục đích giúp em có kết tốt kỳ thi, đặc biệt thi hình thức trắc nghiệm khách quan Tuy nhiên phương pháp mang tính chủ quan nhân tơi, thật thử áp dụng cho nhiều loại đối tượng học sinh thấy em thích làm tương đối có kết tốt( tất nhiên giới hạn dạng toán này) Rất mong quan tâm giúp đỡ, chia kinh nghiệm q đồng nghiệp • Một số kiến nghị: -Tới trình SGK đề nghị thầy cô viết sách nên giảm tải nhiều nữa,giảm độ khó tốn cho phù hợp với lực học sinh miền núi - Đề nghị đưa môn vật lý môn thi bắt buộc thi THPTQG * Trên SKKN tích lũy q trình giảng dạy tôi,rất mong quan tâm giúp đỡ thầy cơ,để SKKN hồn thiện Xin chân thành cảm ơn% 19 PHƯƠNG PHÁP PHÂN LOẠI VÀ GIẢI NHANH CÁC BÀI TOÁN VỀ MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU Van Xuân, ngày 17 tháng năm 2019 Người viết sáng kiến Giáo viên Bùi Thị Phượng Phụ lục Phần – Mở đầu 1.1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI; 1.2 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU 1.3 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 1.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1.5 NHỮNG ĐIỂM MỚI CỦA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Phần 20 PHƯƠNG PHÁP PHÂN LOẠI VÀ GIẢI NHANH CÁC BÀI TOÁN VỀ MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1 CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.2 LÝ THUYẾT MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU I DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU II LÝ THUYẾT PHỤC VỤ ĐỀ TÀI III.MỘT SỐ CÂU HỎI KIỂM TRA TRẮC NGHIỆM ỨNG DỤNG ĐỀ TÀI IV.ĐỀ THI THỬ TỐT NGHIỆP THPT 2008 Phần KẾT LUẬN,KIẾN NGHỊ 21 ...PHƯƠNG PHÁP PHÂN LOẠI VÀ GIẢI NHANH CÁC BÀI TOÁN VỀ MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU việc giải tập trắc nghiệm vật lý, chọn đề tài: “PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH CÁC BÀI TOÁN VỀ MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU ”... TÀI Mạch điện xoay chiều thường gặp mạch điện RLC khơng phân nhánh hình vẽ PHƯƠNG PHÁP PHÂN LOẠI VÀ GIẢI NHANH CÁC BÀI TOÁN VỀ MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU A B Các thông số mạch điện xoay chiều: - Điện. .. câu hỏi Loại Bài tập vật lý định lượng: Đó loại tập vật lý mà muốn giải ta phải thực loạt phép tính PHƯƠNG PHÁP PHÂN LOẠI VÀ GIẢI NHANH CÁC BÀI TOÁN VỀ MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU Loại Dựa vào mục đích