Bài toán tần số biến thiên trong mạch điện xoay chiều

MỤC LỤ 1.LỜI GIỚI THIỆU 2.TÊN SÁNG KIẾN 3.TÁC GIẢ SÁNG KIẾN .2 4.CHỦ ĐẦU TƯ TẠO RA SÁNG KIẾN .3 5.LĨNH VỰC ÁP DỤNG SÁNG KIẾN .3 6.NGÀY SÁNG KIẾN ĐƯỢC ÁP DỤNG LẦN ĐẦU HOẶC ÁP DỤNG THỬ 7.MÔ TẢ BẢN CHẤT SÁNG KIẾN I.NỘI DUNG SÁNG KIẾN I.1.CÁC DẠNG BÀI TẬP VỀ TẦN SỐ BIẾN THIÊN DẠNG 1: W BIẾN THIÊN TRONG MẠCH RLC ĐỂ I, P, UR CÓ GIÁ TRỊ LỚN NHẤT DẠNG 2: CÓ HAI GIÁ TRỊ CỦA W CHO CÙNG P, I W=? ĐỂ I max, Pmax DẠNG 3: BÀI TỐN CĨ HAI GIÁ TRỊ W CHO CÙNG GIÁ TRỊ I=I MAX/n R=? DẠNG 4: BÀI TOÁN W BIẾN THIÊN ĐỂ UL MAX .9 DẠNG 5: BÀI TOÁN W BIẾN THIÊN ĐỂ Uc MAX .13 DẠNG 6: BÀI TỐN CĨ HAI GIÁ TRỊ CỦA W CHO CÙNG GIÁ TRỊ UC W=? ĐỂ UC MAX 17 DẠNG 7: BÀI TỐN CĨ HAI GIÁ TRỊ W CHO CÙNG MỘT GIÁ TRỊ U L W=? ĐỂ UL MAX 19 DẠNG 8: CHO W=W1 THÌ UL MAX, W=W2 THÌ UC MAX W=? ĐỂ P,I MAX 20 DẠNG 9: CÓ HAI GIÁ TRỊ W CHO CÙNG MỘT GIÁ TRỊ CỦA CÔNG SUẤT COSφ COSφ=? 22 DẠNG 10: CÓ HAI GIÁ TRỊ CỦA W CHO CÙNG GIÁ TRỊ HỆ SỐ CÔNG SUẤT W=? ĐỂ UL MAX, UC MAX 23 DẠNG 11: GIÁ TRỊ MIN NHẤT CỦA GÓC 25 I.2.BÀI TẬP LUYỆN TẬP 25 II.KHẢ NĂNG ÁP DỤNG SÁNG KIẾN 32 8.NHỮNG THÔNG TIN CẦN BẢO MẬT NẾU CÓ……………………… 30 CÁC ĐIỀU KIỆN CẦN THIẾT ĐỂ ÁP DỤNG SÁNG KIẾN: .32 10 ĐÁNH GIÁ LỢI ÍCH THU ĐƯỢC HOẶC DỰ KIẾN CÓ THỂ THU ĐƯỢC DO ÁP DỤNG SÁNG KIẾN 33 10.1 ĐÁNH GIÁ LỢI ÍCH THU ĐƯỢC HOẶC DỰ KIẾN CÓ THỂ THU ĐƯỢC DO ÁP DỤNG SÁNG KIẾN THEO Ý KIẾN CỦA TÁC GIẢ: 34 10.2 ĐÁNH GIÁ LỢI ÍCH THU ĐƯỢC HOẶC DỰ KIẾN CÓ THỂ THU ĐƯỢC DO ÁP DỤNG SÁNG KIẾN THEO Ý KIẾN CỦA TỔ CHỨC, CÁ NHÂN: 34 11 DANH SÁCH NHỮNG TỔ CHỨC/CÁ NHÂN Đà THAM GIA ÁP DỤNG THỬ HOẶC ÁP DỤNG SÁNG KIẾN LẦN ĐẦU (NẾU CÓ): 34 BÁO CÁO KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG SÁNG KIẾN 1.Lời giới thiệu Bài toán tần số biến thiên dạng tốn khó hay Dòng điện xoay chiều Các toán xuất nhiều đề thi THPT QG, trải dài từ mức điểm đến mức vận dụng cao Học sinh muốn giải loại toán phải hiểu rõ tượng xảy ra, đồng thời thông thạo phép biến đổi toán học kèm theo Từ thực tế giảng dạy cho thấy, học sinh lúng túng làm khơng hiểu rõ chất vấn đề, kĩ tốn học chưa cao Mặt khác, sách giáo khoa sách tham khảo viết đề tài chưa nhiều, trang mạng có viết nhiều nhiên tính hệ thống chưa cao Làm học sinh hiểu đúng, hiểu rõ, hiểu sâu kiến thức phần này, biết phân tích tượng, mở rộng tốn, giải triệt để xác vấn đề câu hỏi khó giáo viên Bản thân tơi q trình giảng dạy, cố gắng học hỏi qua sách báo, tài liệu, đồng nghiệp để tìm cách dạy phù hợp Đó muốn dạy tốt kiến thức phần phải cung cấp cho em đầy đủ, làm rõ kiến thức phần bản, nắm vững chất tượng xảy Sau đó, với em giỏi tiến hành phân tích mở rộng thêm trường hợp toán Với mong muốn cung cấp cho em kiến thức tổng quát đầy đủ vấn đề mạnh dạn viết sáng kiến kinh nghiệm: “ Bài toán tần số biến thiên mạch điện xoay chiều” Sáng kiến bắt đầu viết áp dụng thử nghiệm từ năm học 2017-2018, tiếp tục sang năm học 2018-2019 chỉnh sửa, bố sung, điều chỉnh đầy đủ, hệ thống tập trình bày rõ ràng 2.Tên sáng kiến Bài toán tần số biến thiên mạch điện xoay chiều 3.Tác giả sáng kiến - Họ tên:Bùi Thị Thắm - Địa tác giả sáng kiến:Trường THPT Nguyễn Viết Xuân, Vĩnh Tường, Vĩnh Phúc - Số điện thoại: 0985367273 E_mail:buithitham.gvnguyenvietxuan@vinhphuc.edu.vn 4.Chủ đầu tư tạo sáng kiến 5.Lĩnh vực áp dụng sáng kiến Áp dụng lĩnh vực giáo dục đào tạo, dùng để giảng dạy môn Vật lý 12, ôn thi học sinh giỏi ôn thi THPT Quốc gia 6.Ngày sáng kiến áp dụng lần đầu áp dụng thử Ngày 15 tháng 12 năm 2018, trường THPT Nguyễn Viết Xuân 7.Mô tả chất sáng kiến I.NỘI DUNG SÁNG KIẾN I.1.CÁC DẠNG BÀI TẬP VỀ TẦN SỐ BIẾN THIÊN DẠNG 1: W BIẾN THIÊN TRONG MẠCH RLC ĐỂ I, P, UR CÓ GIÁ TRỊ LỚN NHẤT A.LÍ THUYẾT W biến thiên ảnh hưởng đến ZL ZC Khi w biến thiên để I, UR=I.R, P=I2R max giá trị I phải đạt cực đại I  U2 R  (wL  Mặt khác, ta có: mạch đạt giá trị cực đại khi: Với - Pmax  ) wC , từ cơng thức ta thấy cường độ dòng điện L   �   0   LC U2 R Khi Zmin = R hiệu điện giửa hai đầu mạch cường độ dòng điện qua mạch đồng pha Tóm lại: Khi   0  U LC I max= R , Pmax  U2 R , UR max =Imax.R BBÀI TẬP VÍ DỤ Bài 1: Cho mạch điện xoay chiều không phân nhánh gồm phần tử : điện trở R, cuộn cảm có L H π tụ điện có điện dung C Điện áp tức thời hai đầu mạch điện u=90cos( t+   )(V ) i= 2cos(240 t- )( A) 12 Khi   1 cường độ dòng điện qua mạch , t tính s Cho tần số góc  thay đổi đến giá trị mà mạch có cộng hưởng điện , biểu thức điện áp hai tụ điện lúc là:  u C =45 2cos(100 t- )(V ) A  u C =45 2cos(120 t- )(V ) B  u C =60cos(100 t- )(V ) C  u C =60cos(120 t- )(V ) D Giải: Từ biểu thức i  = 1 ta có 1 = 240π rad/s => ZL1 = 240π 4 = 60      ( )  12 => tan = Góc lệch pha u i lúc :  = u - i = R = ZL1 – ZC1; Z1 = U 45  45 I  Z12 = R2 + (ZL – ZC)2 = 2R2 => R = 45  R = ZL1 – ZC1 ZC1 = 1C => ZC1 = ZL1 – R = 15  => C = 1   1 Z C1 240 15 3600  22  Khi mạch có cộng hưởng: (F) 1  (120 ) 1 LC 4 3600 =>2 = 120 π rad/s Do mạch cộng hưởng nên: ZC2 = ZL2 = 2 L = 30 () U 45   45 I2 = R (A); uc chậm pha i2 tức chậm pha u góc π/2      Pha ban đầu uC2 = Ta có : UC2 = I2,ZC2 = 30 (V) Vậy uC = 60cos(120πt –π/3) (V) Chọn D Bài 2: Mạch điện xoay chiều gồm cuộn dây có (R o,L) hai tụ điện C 1, C2 Nếu mắc C1 song song với C2 mắc nối tiếp với cuộn dây tần số cộng hưởng 1 = 48 (rad/s) Nếu mắc C1 nối tiếp với C2 mắc nối tiếp với cuộn dây tần số cộng hưởng 2 = 100(rad/s) Nếu mắc riêng C1 nối tiếp với cuộn dây tần số cộng hưởng A  = 74(rad/s) B. = 60(rad/s C  = 50(rad/s) D  = 70(rad/s) Giải 1: C1 // C2 C = C1 + C2 => ss2  1 1 1      LC LC1  LC2 ss 1 2 (48) (1) C1 nt C2 1   C C1 C2 => 2nt  1 1 1  (  )   LC L C1 C2 LC1 LC => 2nt  12  22  (100) (2) Giải hệ (1) (2) => 1  60 (rad/s) Bài 3:Cho mạch RLC mắc nối tiếp đoạn mạch AM có điện trở R, đoạn MN có cuộn cảm L, đoạn mạch NB có tụ điện C Điện áp đặt vào hai đầu đoạn mạch có giá trị hiệu dụng khơng đổi tần số thay đổi Khi f=f hệ số cơng suất đoạn mạch AN k1=0,6 hệ số cơng suất tồn mạch k=0,8 Khi f=f 2=100Hz cơng suất tồn mạch cực đại f1=? Bài giải Khi f=f1 hệ số cơng suất đoạn mạch AN k1  R R Z 2 L1  0, � Z L1  R Hệ số cơng suất tồn mạch: k  � Z C1  R � R 12  0,8 � � 2 25 R  ( Z L1  Z c1 ) � Z C1  R � 12 Lập tỉ số: � 400 f1  ( Hz ) Z L1 f12  �� � Z C1 f �f1  80( Hz ) _ DẠNG 2: CÓ HAI GIÁ TRỊ CỦA W CHO CÙNG P, I W=? ĐỂ I max, Pmax A.LÍ THUYẾT Nếu có hai giá trị tần số khác cho giá trị cơng suất thì: P1  P2 � R U2 R  (1 L  ) 1C R U2 R  (2 L  ) 2C - 1 � 1 L   2 L  (1) � 1C 2 C � � 1 � 1 L   (2 L  )(2) � 1C 2C � Biến đổi biểu thức ta thu : - Vì 12 nên nghiệm (1) bị loại - Khai triển nghiệm (2) ta thu : Theo kết ta có : 02  12  12  LC LC với 0 giá trị cộng hưởng điện B.BÀI TẬP VÍ DỤ Bài 1: Đặt điện áp xoay chiều u = 220 cos  t ( có  thay đổi ) vào hai đầu đoạn mạch có R,L,C nối tiếp Cho biết L =  (H) Khi  = 25   = 400  cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch Điện dung tụ điện C 10 A  (F) 10 B 2 (F) 10  C 3 (F) Bài giải: Tần số góc dòng điện để mạch cộng hưởng điện là: w  w1w  100  LC 10 D 4 (F) 10 Từ suy ra: C= 4 (F) Bài 2:Cho mạch RLC mắc nối tiếp có tần số thay đổi Khi tần số dòng điện f 4f1 cơng suất mạch 80% cơng suất cực đại mà mạch đạt Khi tần số 3f1 hệ số công suất mạch A.0,96 B 0,8 C 0,6 D.0,69 Giải: U2 R U2  cos2   Pmax cos2  P = Z2 R  12  4  02  1 � 4 L  LC C Tức f1 = f ZC = 4ZL R2 cos2 = 0,8 = R   Z L  4Z L  Khi f3 = 3f � R  9Z2L  1,25R � Z L  Z3L = 3ZL = R/2 R Vậy cos = với f1 f2 ta có cos2 = 0,8 �R 2R � R2  �  � � �2  18 18  25  R  ZC = 2R/3 Z3C = ZC/3 = 2R/9 18 349  0,9635 Bài 3: Đặt vào hai đầu mạch RLC mắc nối tiếp điện áp xoay chiều có U khơng đổi f thay đổi Khi điều chỉnh tần số đến f f2 mạch có giá trị công suất Biết f1+ 104 F f2=125 Hz, độ tự cảm L=  có điện dung C=  Giá trị f1 f2 A.72 Hz 53 Hz B.50 Hz 53 Hz C.50 Hz 75 Hz D.100 Hz 25 Hz HD: Có f1+f2 =125 f1.f2 =f02=1/2π.LC=502 Từ hai phương trình ta có: f1=100(Hz) f2=25(Hz) ngược lại Bài 4:Mạch điện xoay chiều nối tiếp gồm cuộn dây cảm L, điện trở R  150 3 tụ điện C Đặt vào hai đầu đoạn mạch hiệu điện u=Uocos2 (V).Khi f=f1=25 Hz hay f=f2=100 Hz cường độ dòng điện mạch có giá trị hiệu dụng 2 lệch pha Cảm kháng cuộn dây f=f1 là? Bài giải: I1  Đề cho f= f1 thì: U R  ( Z1L  Z1C )2 I  I1  Khi f= f2 thì: Từ (1) (2) => (1) U R  ( Z L  Z 2C ) 2 ( Z1L  Z1C )  ( Z L  Z 2C ) (2) (3) Do f1< f2 nên Z1L< Z2L : 12>0 => Z2L -Z2C = Z1C -Z1L Z2L + Z1L = Z1C +Z2C (2 +1)L = 1 (  ) C 1 2 = 1  2 ( ) C 12 (3’) LC  => 12 = (4) Tần số mạch xảy tượng cộng hưởng là: f= 50Hz -Đề cho: 2 +/- 1 / = 2/3 ; Do tinh chất đối xứng 1= - 2 =>2 =/3 ; 1 = -/3 (5) Và theo đề: f 1=25 Hz; f2=100 Hz=> f2= 4f1 (6) Từ (5) Ta có : tan 1  => Z1C = 4Z1L Z2L = 4Z2C Z1L  Z1C Z  Z 2C    tan( )   tan   L  tan( )  R R Z1L  Z1C Z1L  Z1L 3Z1L      Z1L  R R R R Do (6) => Thế số : Z1L  Z 150 3 L  1L   (H ) 150  150 1 25.2  => _ DẠNG 3: BÀI TỐN CĨ HAI GIÁ TRỊ W CHO CÙNG GIÁ TRỊ I=IMAX/n R=? A.LÍ THUYẾT Bài tốn: Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U không đổi, tần số f thay đổi vào hai đầu đoạn mạch AB gồm điện trở R, cuộn cảm L biết nối tiếp với tụ C Khi tần số thay đổi đến giá trị w1 w2 cường độ dòng điện có giá trị I=Imax/n Hỏi điện trở R có giá trị bao nhiêu? Theo kết chứng minh dạng ta có: 02  12  LC Hay ZC1=ZL2 Mặt khác ta có: I1  R I max U U �  � n R  R  ( Z L1  Z L )2 n Z1 Rn L w1  w n2  Tóm lại: Khi ��   1 � I1 � L 1  2 �� I �� I  I   2 � I � � I1  I  MAX ,  n   � R  �� n n2  �    � I � MAX B.BÀI TẬP VÍ DỤ Bài 1:Đặt điện áp u  U cos(wt ) , w thay đổi vào hai đầu đoạn mạch gồm R, cuộn 2,5 cảm L=  (H) tụ điện C mắc nối tiếp Khi w có giá trị 40π (rad/s) 60π (rad/s) I max cường độ dòng điện mạch có giá trị R=? Bài giải: Áp dụng công thức : R L w1  w n2   2,5.20  25  Bài 2: Đặt điện áp xoay chiều có U khơng đổi tần số dòng điện thay đổi vào mạch RLC mắc nối tiếp, R=60Ω, cuộn cảm tụ điện C Điều chỉnh w thấy w=w w=w2 cường độ dòng điện qua mạch I max/2 Cho w1-w2=200π (rad/s) L=? Bài giải: R L w1  w R n2  �L  0,165( H ) w1  w n2  10 Đặt : n ( R  r)2 C L ta có: cos   1 LC (w1  w ) n  1 (w1  w ) nw1w   1 � cos 1 � � cos 1  cos 2  �   2 � cos 2 �    2  1 L� � ,� ( R  r)2  n � C� � n12 Tóm lại: Khi Chú ý: Cuộn dây cảm cho r=0 B.BÀI TẬP VÍ DỤ Bài 1:Cho mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp, cuộn dây cảm Biết L=4CR2 Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều ổn định, mạch có hệ số cơng suất với hai giá trị tần số f1=25Hz f2=100Hz Giá trị hệ số cơng suất đoạn mạch bao nhiêu? Áp dụng công thức : cos   1  (w1  w ) nw w 10 Bài 2:Cho mạch RLC ,cuộn cảm có điện trở r Điện áp đặt vào hai đầu đoạn mạch có dạng u  125 cos(100 t ) ,ω thay đổi Đoạn mạch AM gồm R C, đoạn mạch MB chứa cuộn dây Biết uAMvuông pha với uMB r=R.Với hai giá trị tần số góc ω1=100πrad/s ω2=40πrad/s mạch có hệ số cơng suất Giá trị hệ số công suất A 0,72 mạch B 0,85 C 0,96 D 0,9 Bài giải: Do uAMvuông pha với uMB Z L ZC L  � Z L Z C  rR  R  C nên r R ( R  r )2 C 4R n  4 L R Hệ số công suất mạch có giá trị: 23 cos   (w  w ) 1 nw w  0,9 DẠNG 10: CÓ HAI GIÁ TRỊ CỦA W CHO CÙNG GIÁ TRỊ HỆ SỐ CÔNG SUẤT W=? ĐỂ UL MAX, UC MAX A.LÍ THUYẾT Từ cơng thức tính hệ số công suất: cos   R R2 � cos   L Z R  w L2   2 C wC  tan g  R  w L2  R2 L  2 C wC Sau biến đổi ta thu được: ( w CR w ) ( tan g )( )   0(*) w0 L w0 Phương trình (*) có hai nghiệm phân biệt nên theo hệ thức Viet ta có: w1 w 2 CR ( ) ( )  tan g (1) w0 w0 L w1w  w 02 (2) Thay(2) vào phương trình (1) ta thu hệ thức: w1 w CR   tan g w2 w1 L B.BÀI TẬP VÍ DỤ Bài 1: Đặt điện áp u  U cos(wt )V (w thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch theo thứ tự cuộn cảm thuẩn, điện trở R tụ điện C Khi w=w 4w1 mạch tiêu thụ cơng suất 4/13 Pmax Khi w=xw1 điện áp hiệu dụng tụ đạt cực đại x=? Bài giải: Áp dụng công thức: cos   P U2 U R2 R   Pmax cos  2 Z RZ suy � tan g  13 24 Theo công thức chứng minh ta có: w1 w CR CR   tan g �  �n2 w2 w1 L L wC  w0  n w1 4w1 n  w1 Vậy x  DẠNG 11: GIÁ TRỊ MIN NHẤT CỦA GĨC A.LÍ THUYẾT Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có biểu thức u = U 0cos ωt (V) đó, U0 có giá trị khơng đổi, ω thay đổi vào đoạn mạch mắc theo thứ tự điện trở R, cuộn cảm L tụ điện C Điều chỉnh ω để điện áp hiệu dụng tụ có giá trị cực đại, uRL lệch pha góc α so với u hai đầu đoạn mạch Tìm giá trị nhỏ α Giải: Khi UC đạt cực đại giản đồ véc tơ mạch hình vẽ Ta có: tana 1.tana = 0,5 tana = tan( a + a 2) = tana + tana 1- tana 1.tana = tana + tana 1- 0,5 = 2.( tana + tana 2) Vì α1, α2 góc nhọn, nên tan chúng số dương URL Theo bất đẳng thức Cosi ta có: tana + tana �2 tana 1.tana = = 2 O x v Vậy thay vào biểu thức ta có: tana �2 � a �70,530 Vậy UC đạt giá trị cực đại u RL sớm pha uAB góc tối thiểu 70,530 25 U y I.2.BÀI TẬP LUYỆN TẬP Câu 1: Cho đoạn mạch không phân nhánh RLC, r  20    R  80    cuộn dây có điện trở   , tụ điện có điện dung   Đặt vào hai đầu có độ tự cảm mạch điện dòng điện xoay chiều có tần số f thay đổi có hiệu điện hiệu dụng 200  V  C  15,9  F L  0, 318 H Khi cơng suất tồn mạch đạt giá trị cực đại giá trị f P là: � �f  70, 78  Hz  � P  400  W  A � � �f  444,  Hz  � P  2000  W  C � � �f  70, 78  Hz  � P  500  W  B � � �f  31, 78  Hz  � P  400  W  D � Câu 2: Cho đoạn mạch không phân nhánh RLC, tự cảm L  1, 59  H  , tụ điện có điện dung R  100    C  31,8   F  cuộn dây có cảm, có độ Đặt vào hai đầu mạch điện 200  V  dòng điện xoay chiều có tần số f thay đổi có hiệu điện hiệu dụng Khi hiệu điện hiệu dụng hai đầu cuộn dây đạt giá trị cực đại tần số f có giá trị A f  148,  Hz  B 7,11 Hz  C 44, 696  Hz  Câu 3: Cho mạch điện gồm R, L, C mắc nối tiếp Cho D 23,  Hz  L  1 H  , C  60   F  � u  130 cos � 2 � Đặt vào hai đầu mạch điện hiệu điện xoay chiều f  f0 R  50    � ft  � V  � , tần số f thay đổi Khi hiệu điện hiệu dụng hai đầu R đạt giá trị cực đại Khi độ lệch pha hiệu điện hai tụ so với hiệu điện u góc A 90 B 60 C 120 D 150 Câu 4: 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 0   C   Để mạch xảy cảm kháng dung kháng có giá trị L cộng hưởng, phải thay đổi tần số góc dòng điện đến giá trị  : A 40 B 20 C 0,50 D 0, 250 Z  20  Z  80  Câu 5: Đặt điện áp xoay chiều có tần số f thay đổi vào hai đầu đoạn mạch RLC, cuộn dây     cơng suất đoạn mạch Để cảm Khi cơng suất đoạn mạch đạt cực đại tần số dòng điện phải là: f  25 Hz A 125  Hz  f  100 Hz B 75  Hz  C 50  Hz  D 20  Hz  u  U 0cost  V  Câu 6: Đặt điện áp xoay chiều có  thay đổi, vào hai đầu đoạn mạch RLC nối tiếp Thay đổi  thấy cường độ dòng điện hiệu dụng mạch   1 cường độ dòng điện hiệu dụng mạch   2 Hệ thức đúng: 26 A 1  2  LC B 12  LC C 1  2  12  LC D LC Câu 7: Cho đoạn mạch xoay chiều không phân nhánh RLC có tần số dòng điện thay đổi Gọi f , f1 , f giá trị tần số dòng điện làm cho U R max, UL max, UC max Chọn hệ thức đúng: f1 f  f f2 A f0  C f1 f2 B f  f1  f D f0  f2 f1 Câu 8: Cho mạch điện nối tiếp AB gồm hai đoạn mạch AM MB Đoạn AM gồm cuộn cảm có điện trở tụ điện, đoạn MB chứa điện trở Đặt vào hai đầu đoạn mạch AB điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng khơng đổi, có tần số thay đổi Lúc tần số điện áp đặt vào 30  Hz  60  Hz  điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch AM có giá trị U1 , lúc tần số điện áp 40Hz điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn AM có giá trị U So sánh U1 U A U1  U B U1  U C U1  U D U1  0,5U u  U cos  2 ft   V  Câu 9: Đặt điện áp (U không đổi, tần số f thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở R, cuộn cảm có độ tự cảm L tụ điện có điện dung C Khi tần số f1 cảm kháng dung kháng đoạn mạch có giá trị       Khi tần số f hệ số cơng suất đoạn mạch Hệ thức liên hệ f1 f A C f2  f2  f1 f1 B D f2  f1 f2  f1 u  U cos  t   V  Câu 10: Đặt điện áp xoay chiều (U không đổi  thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R, cuộn cảm có độ tự cảm L tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp, với CR  L Khi   1   2 điện áp hiệu dụng hai tụ điện có giá trị Khi   0 điện áp hiệu dụng hai tụ điện đạt cực đại Hệ thức liên hệ 1 , 2 0 A 02   1  22  1 �1 �  �2 2�  �1 2 � C B D 0  12 0   1  2  27 Câu 11: Một đoạn mạch nối tiếp gồm điện trở R, cuộn cảm L tụ điện có điện dung C với CR  L Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng khơng đổi, tần số thay đổi Khi tần số góc điện áp đặt vào 1 2 điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm có giá trị Khi tần số góc điện áp 0 điện áp hai đầu cuộn cảm đạt cực đại Mối liên hệ 1 , 2 0 1  2 2 A 0 1 2 2 C 20  1  2 1  2 2 B 0 1 2 2 D 0  1 2 u  U cos  t   V  Câu 12: Đặt điện áp vào hai đầu đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AN NB mắc nối tiếp Đoạn AN gồm biến trở R mắc nối tiếp với cuộn cảm có độ tự 1  LC Để điện áp hiệu dụng cảm L, đoạn NB có tụ điện với điện dung C Đặt hai đầu đoạn mạch AN không phụ thuộc R tần số góc  1 1 B 1 A 2 C D 21 u  U cos  t   V  (U không đổi,  thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp Khi   1 cảm kháng dung kháng đoạn mạch Z1L Z1C Khi   2 đoạn mạch xảy tượng cộng hưởng Hệ thức Câu 13: Đặt điện áp xoay chiều 1  2 Z1L Z1C 1  2 Z1L Z1C 1  2 Z1C Z1L 1  2 Z1C Z1L A B C D Câu 14: Mạch điện xoay chiều R, L, C mắc nối tiếp Điện áp hai đầu đoạn mạch u  U cos  t   V  (U không đổi,  thay đổi được) Điều chỉnh  thấy giá trị    1  1  dòng điện hiệu dụng nhỏ cường độ hiệu dụng cực đại n n  1 lần  Biểu thức tính R A R 1  2 L n 1 R L  1  2  B n 1 C R L12 L  1  2  R n2  n 1 D u  U cos  t   V  (U không đổi,  thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần, cuộn cảm tụ điện mắc nối tiếp Điều chỉnh   1 đoạn mạch có tính cảm kháng, cường độ dòng điện hiệu dụng hệ số cơng suất đoạn mạch I1 k1 Sau đó, tăng tần số góc đến giá trị   2 cường độ dòng điện Câu 15: Đặt điện áp hiệu dụng hệ số công suất đoạn mạch I k2 Khi ta có A �I  I1 � k2  k1 � B �I  I1 � k2  k1 � C �I  I1 � k2  k1 � 28 D �I  I1 � �k2  k1 Câu 16: Mắc vào đoạn mạch RLC khơng phân nhánh gồm nguồn điện xoay chiều có tần số thay đổi Ở tần số f1  60  Hz  f  120  Hz  , hệ số công suất đạt cực đại cos   Ở tần số   , giá trị hệ , hệ số công suất nhận giá trị cos   0, 707 Ở tần số số công suất mạch gần giá trị sau nhất? A 0,900 B 0,486 C 0,625 D 0,700 f  90 Hz Câu 17: Cho mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp, cuộn dây cảm Biết L = CR Đặt vào đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều ổn định, mạch có hệ số công suất với hai giá trị tần số 1  50  rad / s  A 2  100  rad / s  Hệ số công suất B D C Câu 18: Cho đoạn mạch xoay chiều RLC mắc nối tiếp.Đặt vào đầu mạch điện áp xoay   điện áp chiều có tần số thay đổi được.Khi tần số điện áp đầu mạch hiệu dụng đầu cuộn cảm đạt cực đại.Khi tần số điện áp đầu mạch u  U L cos  100 t  1   V  f  50  Hz  điện áp đầu cuộn cảm L Khi f  f ' f  60 Hz điện áp đầu cuộn cảm A 160  rad / s  B uL  U L cos   ' t     V  130  rad / s  C UL  Biết 144  rad / s  D U0L Giá trị  ' bằng: 20 30  rad / s  Câu 19: Cho đoạn mạch RLC mắc nối tiếp, cuộn dây cảm Đặt vào hai đầu đoạn u  120 2cos  t   V    1  100  rad s  mạch điện áp Khi dòng điện sớm pha  A   1  100  rad s  điện áp góc có giá trị hiệu dụng   Khi   2  400  rad s  dòng điện mạch có giá trị hiệu dụng Giá trị L 0,  H A  0,3  H B  0, 0, H  H C  D  Câu 20: Cho mạch điện R, L, C nối tiếp, điện áp hai đâu đoạn mạch u  220 2cos  t   V  ; R  100    ; L cuộn cảm thuần, L H  ; Tụ điện có điện dung C f  fx tần số f thay đổi Điều chỉnh C  Cx , sau điều chỉnh tần số, điện áp hiệu dụng hai đầu tụ C đạt cực đại; giá trị lớn gấp lần điện áp hiệu Cx fx dụng hai đầu đoạn mạch Giá trị 4.10 A  5 tần số bằng: 4.105  F  ;50  Hz  B   F  ;50  Hz  3, 6.104  F  ;50  Hz   3, 6.104  F  ;50  Hz   D C 29 u  100 cos  t   V  Câu 21: Đặt điện áp xoay chiều [100] ) vào hai đầu đoạn mạch 4 10  H  ,C    R  300    , L   F có R, L, (có  thay đổi đoạn C mắc nối tiếp Cho biết Điện áp hiệu dụng hai đầu L có giá trị lớn nhỏ tương ứng 400 100 V  ; V  A C 50  V  ; 100 V  B 100  V  ;50  V  D 50  V  ;50  V  Câu 22: Một mạch điện RLC nối tiếp, cuộn dây cảm mắt vào hiệu điện u  U cos  2 ft   V  f  f1  36  Hz  xoay chiều , U khơng đổi f thay đổi Khi f  f  64  Hz  f  f  48  Hz  công suất tiêu thụ mạch P1  P2 , f  f  50  Hz  công suất tiêu thụ mạch P3 , cơng suất tiêu thụ mạch P4 So sánh cơng suất ta có: A P3  P1 B P4  P2 C P4  P3 D P4  P3 Câu 23: Cho đoạn mạch AB gồm ba đoạn mạch AM, MN NB mắc nối tiếp Đoạn AM 10 3 C L  F  H r  10    10 6 chứa tụ , đoạn MN chứa cuộn dây có , độ tự cảm , đoạn NB chứa biến trở R Đặt vào A, B điện áp xoay chiều có tần số thay đổi Khi cố định định f  50  Hz  R  30    , thay đổi R điện áp hiệu dụng đoạn AM đạt giá trị cực đại U1 Khi cố , thay đổi tần số f điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn AM đạt giá trị cực đại U1 U Khi U A 1,58 B 3,15 C 0,79 D 6,29 u  U cos  t   V  Câu 24: Đặt điện áp vào đầu đoạn mạch RCL nối tiếp, có cuộn dây cảm, tần số góc  thay đổi đến giá trị 1 41 thấy dòng điện mạch có R giá trị hiệu dụng pha trường hợp sai lệch 90 Tỉ số Z L trường   1 hợp A B D C Câu 25: Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm điện trở R, cuộn dây cảm (cảm thuần) có độ tự cảm L tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp, R, L C có giá trị u  U cos  t   V  không đổi Đặt vào hai đầu đoạn mạch hiệu điện , với  có giá trị thay đổi Ukhơng đổi Khi   1  200  rad / s  30   2  50  rad / s  dòng điện qua mạch có giá trị hiệu dụng Để cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch đạt cực đại tần số ω A 100  rad / s  B 40  rad / s  C 125  rad / s  D 250  rad / s  Câu 26:Một mạch điện xoay chiều RLC có hiệu điện hiệu dụng hai đầu mạch khơng đổi, tần số góc thay đổi Biết L=C.R2 Điều chỉnh w đến giá trị w1 w2=9w1 mạch có hệ số cơng suất Giá trị hệ số cơng suất A 73 B 73 C 21 D 67 Câu 27:Cho mạch RLC mắc nối tiếp, biết R = 200  , L = /  H, C = 100 / F Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có biểu thức: u 100 cos t , có tần số thay đổi Khi tần số góc  1 200 (rad/s) cơng cơng suất 32W A 100  (rad/s) C 50  (rad/s) Câu 28:Đoạn mạch xoay chiều gồm điện trở suất mạch 32W Xác định  2 để B 300  (rad/s) D 150  (rad/s) R, L, C mắc nối tiếp cuộn dây cảm Đặt vào hai đầu đoạn mạch hiệu điện xoay chiều u = 200cosωt V, với ω thay đổi Khi ω = ω1 = 100π rad/s cường độ dòng điện mạch sớm pha π/6 so với hiệu điện hai đầu mạch có giá trị hiệu dụng A Khi ω = ω = 3ω1 dòng điện mạch có giá trị hiệu dụng A.Tính hệ số tự cảm cuộn dây A B C D Câu 29:Cho mạch điện AB gồm điện trở R, cuộn cảm L tụ C nối tiếp với theo thứ tự trên., có CR 2< 2L Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có biểu thức u = U cos(t) , U khơng đổi,  biến thiên Điều chỉnh giá trị  để điện áp hiệu dụng hai tụ đạt cực đại Gọi M điểm nối cuộn cảm tụ Người ta dùng vôn kế V1 để theo dõi giá trị U AM, vôn kế V2 để theo dõi giá trị U MN giá trị lớn mà V2 90V Khi V2 giá trị lớn V1 giá trị 30 V Tính U A 70,1V B 60 V C 60 D 60 V Câu 30:Cho mạch điện AB gồm điện trở R, cuộn cảm L tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp với theo thứ tự trên, có CR  L Đặt vào hai đầu mạch điện áp xoay chiều có biểu thức u  U 2cos  2 ft   V  31 U khơng đổi f biến thiên Điều chỉnh giá trị f để điện áp hiệu dụng hai đầu tụ đạt cực đại Gọi M điểm nối L C, 1 ,  độ lệch pha điện áp hai đầu đoạn AM hai đầu đoạn mạch với dòng điện Biểu thức sau xác A tan  1      tan 1  tan   B tan  1      sin 1  cos   C tan  tan   1 D sin 1    tan   2 Câu 31: Cho mạch điện xoay chiều gồm điện trở thuần, cuộn cảm tụ điện mắc nối tiếp Đặt vào hai đầu mạch điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng khơng đổi tần số góc ω thay đổi Điện áp hiệu dụng hai tụ điện điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm UC, UL phụ thuộc vào ω, chúng biểu diễn đồ thị hình vẽ, tương ứng với đường UC, UL Khi ω = ω1 UC đạt cực đại Um, Khi ω = ω2 UL đạt cực đại Um Giá trị Um gần giá trị sau : A 140V C 147V B 160V D 130V Câu 31: (Thư viện vật lý – 2016).Người ta thực thí nghiệm khảo sát phụ thuộc điện áp hiệu dụng UL ,UC đoạn mạch RLC mắc nối tiếp (cuộn dây cảm) theo tần số góc w (từ rad/s đến 222 rad/s) vẽ đồ thị hình bên Đồ thị (1) biểu thị phụ thuộc UC vào w, đồ thị (2) biểu thị phụ thuộc UL Giá trị hiệu dụng điện áp xoay chiều đặt vào hai đầu đoạn mạch thí nghiệm xấp xỉ A 200 (V) B 220 (V) C 110 (V) D.160 (V) II.KHẢ NĂNG ÁP DỤNG SÁNG KIẾN Sáng kiến áp dụng tốt cho học sinh q trình học tập Vật lý 12 ơn tập thi THPT Quốc gia, đồng thời sáng kiến tài liệu tham khảo hữu ích cho giáo viên u thích mơn Vật lý 32 Những thơng tin cần bảo mật (nếu có): Các điều kiện cần thiết để áp dụng sáng kiến: *Giáo viên  Giáo viên phải am hiểu kiến thức phần điện xoay chiều, có kĩ giảng dạy, kích thích niềm đam mê cho học sinh  Giáo viên đọc nghiên cứu, tùy đối tượng học sinh để áp dụng cách phù hợp cho học sinh *Học sinh  Có niềm đam mê, có ý thức trách nhiệm với việc học, có kiến thức vừng toán phần tử biến thiên mạch RLC, có kiến thức tốn học tương đối vững  Có kiến thức tảng tốn học : vecto, cực trị, đạo hàm…  Học sinh phải có trình độ khá, giỏi 10 Đánh giá lợi ích thu dự kiến thu áp dụng sáng kiến Khi thực đề tài, tơi thực hai lớp có trình độ tương đối đồng lớp 12A1 lớp 12A2,trường THPT Nguyễn Viết Xuân Sau thực nghiệm kết có so sánh đối chứng,lớp 12A2 thực dạy học toán tần số biến thiên theo cách chia dạng thống kê thành công thức cụ thể, lớp 12A 1, thực dạy học khơng chia dạng Kết thu được, lớp 12A có khả tiếp thu kiến thức làm nhanh hẳn lớp 12A1, em hứng thú say mê với chủ đề Bài kiểm tra đánh giá kiến thức, kĩ năng, thái độ, lực hai lớp tiến hành Để tạo tính khách quan nhằm kiểm tra nhận thức, nhờ giáo viên tổ thầy Tô Thế Long đề kiểm tra với thời gian 15 phút Sau nhờ hai thầy thầy Tơ Thế Long thầy Lê Tiến Thanh chấm  Kết thu sau: Lớp Thực nghiệm(12A2) Số sinh 36 học Loại giỏi Loại TB Loại yếu (9-10 điểm ) (7-8 điểm) (5 – điểm) ( 3-4 điểm) 20 HS HS HS (5,7%) 0% (55,5%) Loại Khá 14 HS (38.8%) 33 Đối chứng (12A1) 35 14 HS (40%) 16HS (42,9%) HS HS (0%) (17,1%) Qua kết thực nghiệm quan sát học nhận thấy :  +Lớp học áp dụng cách chia dạng cụ thể, tóm tắt thành cơng thức nhớ nhanh khiến em thấy sôi nổi, hứng thú nhiểu so với lớp đối chứng Khi làm tập em hiểu vận dụng nhanh Nhiều em đáp ứng tốt với w biến thiên khó  +Lớp đối chứng lớp 12A1, trình độ học sinh tương đương với lớp dạy thử nghiệm, không áp dụng phương pháp chia dạng công thức gọn nhẹ, dễ nhớ, em nắm vững kiến thức Tuy nhiên, kiến thức em nhớ chưa sâu, chưa thực hiểu chất vấn đề 10.1 Đánh giá lợi ích thu dự kiến thu áp dụng sáng kiến theo ý kiến tác giả: Sáng kiến tài liệu tham khảo hữu ích cho giáo viên, học sinh q trình dạy học ơn thi THPT Quốc gia 10.2 Đánh giá lợi ích thu dự kiến thu áp dụng sáng kiến theo ý kiến tổ chức, cá nhân: Sáng kiến thầy cô tổ mơn tham khảo, dùng q trình giảng dạy, đặc biệt thầy Lê Tiến Thanh đanh giảng dạy khối 12, nhận phản hồi tích cực 11 Danh sách tổ chức/cá nhân tham gia áp dụng thử áp dụng sáng kiến lần đầu (nếu có): Số TT Tên tổ chức/cá nhân 12A1 Địa Phạm vi/Lĩnh vực áp dụng sáng kiến THPT Nguyễn Viết Xuân Lĩnh vực giáo dụcBộ môn Vật lý 12A2 THPT Nguyễn Viết Xuân Lĩnh vực giáo dụcBộ môn Vật lý 34 Thầy Lê Tiến Thanh THPT Nguyễn Viết Xuân Lĩnh vực giáo dục- Thầy Tô Thế Long THPT Nguyễn Viết Xuân Lĩnh vực giáo dục- TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.Sách giáo khoa sách giáo viên Vật lý 12-Bộ giáo dục đào tạo 2.Tài liệu thầy Nguyễn Văn Đạt, Lạng Giang, Bắc Giang thầy Hoàng Sư Điểu, thành phố Huế, thầy Đoàn Văn Lượng 3.www.google.com 35 Vĩnh Tường, ngày 31 tháng 01 năm 2019 Vĩnh Tường, ngày 31 tháng 01 năm 2019 Vĩnh Tường, ngày 29 tháng 01 năm 2019 Thủ trưởng đơn vị CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG SÁNG KIẾN CẤP CƠ SỞ Tác giả sáng kiến (Ký tên, đóng dấu) (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký tên, đóng dấu) Bùi Thị Thắm 36 37 ... trị cực đại tần số dòng điện xoay chiều bằng: A 58,3Hz B 85Hz C 50Hz D 53,8Hz Bài giải Khi w biến thiên để UL max tần số góc có giá trị:  C L R2  C =53,8Hz Bài 3: Cho mạch điện xoay chiều RLC... B.BÀI TẬP VÍ DỤ Bài 1: Cho mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp, cuộn dây cảm(2L>CR2) Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều ổn định u=U0 cos(wt), có tần số thay đổi Khi tần số dòng điện. .. mắc nối tiếp.Đặt vào đầu mạch điện áp xoay   điện áp chiều có tần số thay đổi được.Khi tần số điện áp đầu mạch hiệu dụng đầu cuộn cảm đạt cực đại.Khi tần số điện áp đầu mạch u  U L cos  100