Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập trong dạy học chương Điện xoay chiều Vật lí lớp 12 nâng cao nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi : Luận văn ThS. Giáo dục học: 60 14 10

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC VŨ VĂN PHONG XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP TRONG DẠY HỌC CHƢƠNG “ĐIỆN XOAY CHIỀU” VẬT LÝ 12 NÂNG CAO NHẰM BỒI DƢỠNG HỌC SINH GIỎI LUẬN VĂN THẠC SĨ SƢ PHẠM VẬT LÝ HÀ NỘI - 2013 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC VŨ VĂN PHONG XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP TRONG DẠY HỌC CHƢƠNG “ĐIỆN XOAY CHIỀU” VẬT LÝ 12 NÂNG CAO NHẰM BỒI DƢỠNG HỌC SINH GIỎI Chuyên ngành: LÝ LUẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP DẠY HỌC (BỘ MÔN VẬT LÝ) Mã số : 60 14 10 LUẬN VĂN THẠC SĨ SƢ PHẠM VẬT LÝ Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: GS TS TÔN TÍCH ÁI HÀ NỘI - 2013 LỜI CẢM ƠN Luận văn kết trình học tập nghiên cứu trường Đại học Giáo dục – ĐHQG Hà Nội Ngoài cố gắng thân, nhận nhiều ủng hộ, động viên giúp đỡ người thân, thầy bạn bè Với tình cảm chân thành, tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Thầy, Cô trường Đại học Giáo dục – ĐHQG Hà Nội quan tâm, giúp đỡ trình học tập thực đề tài Đặc biệt tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo GS.TS Tơn Tích Ái tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tơi q trình hồn thành luận văn Nhân dịp xin gửi lời cảm ơn đến Sở Giáo dục Đào tạo Hà Nam, cảm ơn Ban giám hiệu, tổ Lý trường THPT B Thanh Liêm – Hà Nam, cảm ơn bạn học viên Thạc sĩ Lý luận phương pháp dạy học Vật Lí khóa 7, em học sinh, người thân gia đình tạo điều kiện thuận lợi, động viên thực đề tài Cuối cùng, dù tâm huyết cố gắng song luận văn chắn cịn nhiều thiếu sót Kính mong dẫn nhà khoa học bạn đồng nghiệp Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng 11 năm 2013 Học viên Vũ Văn Phong i DANH MỤC MỘT SỐ KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT GV Giáo viên HS Học Sinh GD Giáo dục PT Phổ thông HSG Học sinh thông THPT Trung học phổ thông NCKH Nghiên cứu khoa học BTVL Bài tập Vật Lí ĐC Đối chứng TN Thực nghiệm ii MỤC LỤC Trang Lời cảm ơn i Danh mục viết tắt ii Mục lục iii Danh mục bảng v Danh mục sơ đồ vi MỞ ĐẦU Chƣơng 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Lịch sử vấn đề 1.2 Quan điểm đại dạy học 1.2.1 Bản chất trình dạy học 1.2.2 Nhiệm vụ dạy học 1.3.Quan niệm lực, tư sáng tạo học sinh 1.3.1 Khái niệm lực 1.3.2 Khái niệm tư sáng tạo 1.4 Bài tập Vật lí phân loại tập Vật lí 1.4.4 Vai trị tác dụng tập Vật lí dạy học 12 1.4.5 Phương pháp giải tập 13 1.4.6 Lựa chọn tập dạy học vật lý 14 1.4.7 Hướng dẫn hoạt động giải tập Vật lí 15 1.5 Phát triển tư Vật lí cho học sinh 16 1.6 Quan niệm học sinh giỏi 17 1.6.1 Quan niệm học sinh giỏi .17 1.7 Vị trí tầm quan trọng công tác bồi dưỡng học sinh giỏi dạy học Vật lí trường trung học phổ thơng , 19 1.8 Khảo sát phân tích thực trạng bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lí trường trung học phổ thông 20 Kết luận chương 23 iii Chƣơng 2: XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP CHƢƠNG ĐIỆN XOAY CHIỀU VẬT LÍ 12 NÂNG CAO NHẰM BỒI DƢỠNG HỌC SINH GIỎI .24 2.1 Vị trí ,cấu trúc nội dung chương “Điện xoay chiều” Vật lí lớp 12 nâng cao 24 2.1.1 Sơ đồ cấu trúc nội dung 24 2.1.2 Vị trí, vai trị .24 2.2 Mục tiêu dạy học chương “Điện xoay chiều” Vật lí lớp 12 nâng cao .25 2.2.1 Kiến thức 25 2.2.2 Kĩ 26 2.2.3 Nội dung kiến thức trọng tâm 26 2.3 Xây dựng sử dụng hệ thống tập dạy học chương 31 “Điện xoay chiều ” Vật lí lớp 12 nâng cao 2.3.1 Hệ thống tập trắc nghiệm khách quan 31 2.3.3 Hệ thống tập định lượng 47 2.3.4 Hệ thống tập thí nghiệm liên hệ thực tế 53 2.4 Xây dựng tiến trình dạy học kiến thức thuộc chương “Điện xoay chiều” với việc sử dụng hệ thống tập xây dựng nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi 54 2.4.1 Bài soạn có sử dụng hệ thống tập chương điện xoay chiều 55 2.4.2 Sử dụng hệ thống tập chương “Điện xoay chiều ” ôn luyện học sinh giỏi 66 Kết luận chương .82 Chƣơng 3: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 84 3.1 Mục đích nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 84 3.2 Đối tượng thực nghiệm sư phạm 84 3.3 Phương pháp nội dung tiến hành thực nghiệm sư phạm 84 3.4 Kết thực nghiệm sư phạm 85 iv 3.5 Phân tích đánh giá kết thực nghiệm sư phạm 86 Kết luận chương .90 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 91 Kết luận 91 Khuyến nghị 92 TÀI LIỆU THAM KHẢO 93 PHỤ LỤC 97 v DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 2.1: Ma trận câu hỏi đề trắc nghiệm 31 Bảng 2.2: Ma trận câu hỏi hệ thống tập định lượng 53 Bảng 3.1 Kết thực nghiệm sư phạm 85 Bảng 3.2 Kết điểm kiểm tra 86 Bảng 3.3 Bảng giá trị tham số đặc trưng 88 Bảng 3.4 Bảng phân phối tần suất (Wi%) số học sinh đạt điểm Xi 88 Bảng 3.5 Phân phối tần suất (wi%) số học sinh đạt điểm Xi trở xuống 88 vi DANH MỤC CÁC HÌNH, ĐỒ THỊ Trang Hình 1.1 Sơ đồ cấu trúc hệ tập ………………………………………9 Hình 1.2 Phân loại tập vật lí ………………………………………… 10 Hình 1.3 Hướng dẫn hoạt động giải tập……………………………… 15 Hình 2.1 Cấu trúc nội dung chương điện xoay chiều……………………… 24 Đồ thị 3.1 Phân bố tần suất………………………………………………… 89 Đồ thị 3.2 Phân bố tần suất lũy tích……………………………………… 89 vii MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Chúng ta sống giới diễn bùng nổ khoa học cơng nghệ nghiệp giáo dục đào tạo nước ta đóng vai trị, chức quan trọng việc “nâng cao dân trí, đào tạo nhân lực, bồi dưỡng nhân tài” để thực thành công công cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước hội nhập với quốc tế, sánh vai nước tiên tiến giới Trong năm qua, với quan tâm Đảng, Nhà nước, toàn xã hội nỗ lực phấn đấu ngành giáo dục, nghiệp giáo dục có số tiến mới: ngân sách đầu tư cho giáo dục nhiều hơn, sở vật chất kĩ thuật tăng cường, quy mơ giáo dục mở rộng, trình độ dân trí nâng cao Những tiến góp phần quan trọng vào công đổi mới, xây dựng bảo vệ Tổ quốc Từ thực tế đặt cho ngành giáo dục đào tạo khơng có nhiệm vụ “giúp học sinh phát triển toàn diện đạo đức, trí tuệ, thể chất, thẩm mĩ kĩ bản, phát triển lực cá nhân, tính động sáng tạo, hình thành nhân cách người Việt Nam xã hội chủ nghĩa, xây dựng tư cách trách nhiệm cơng dân” mà cịn phải có nhiệm vụ phát hiện, bồi dưỡng học sinh có khiếu, có tư sáng tạo nhằm đào tạo em trở thành nhà khoa học, nhà quản lý, doanh nhân giỏi trở thành cán lãnh đạo cấp Đảng, Nhà nước Vì vậy, việc phát bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật Lí trường phổ thơng có vị trí quan trọng đặc biệt, công tác mũi nhọn trọng tâm Nó có tác dụng thiết thực mạnh mẽ nâng cao trình độ chun mơn nghiệp vụ đội ngũ thầy cô giáo, nâng cao chất lượng giáo dục góp phần khẳng định thương hiệu nhà trường, tạo khí hăng say vươn lên học tập giành đỉnh cao học sinh Là học viên cao học mơn Vật Lí, tơi nhận thấy trình dạy học giáo viên Vật lí việc bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lí học gặp số khó khăn như: giáo viên chưa có nhiều kinh nghiệm việc phát khiếu học sinh mơn, chưa có định hướng đắn cho em để em có thêm niềm đam mê học mơn Vật lí Bản thân giáo viên chưa định hướng rõ phẩm chất lực cần có học sinh giỏi gì? Cần làm b Để cơng suất tiêu thụ đạt cực đại, người ta mắc thêm tụ điện có điện dung C với tụ điện Co để có tụ điện có điện dung C thích hợp Xác định cách mắc giá trị C1 Hƣớng dẫn a Cảm kháng: Z L   L  100 2,5   250 cos  0,8 Theo bài:  R  Ro  R  Ro    Z L  ZCo   0,8   2   R  Ro   0,64  R  Ro   Z L  ZCo      0,36  R  Ro   0,64 Z L  ZCo   Z L  ZCo  0,75  R  Ro  Vì điện áp u sớm pha dòng điện i nên ZL > ZCo  Z L  ZCo  0,75  R  Ro   ZCo  Z L  0,75  R  Ro   250  0,75 100  100   100 1 104  Co    (F)  ZCo 100 100  b Vì P = I2(R+Ro) nên để Pmax Imax  Z L  ZC ( cộng hưởng điện)  ZC  Z L  250 , ZCo = 100 Ta có ZC > ZCo  C < Co  C1 mắc nối tiếp với Co  1   C Co C1  ZC  ZCo  ZC1  ZC1  ZC  ZCo  250  100  150 C1  1 103   (F)  ZC1 100 150 15 102 Bài 19: Cho vào mạch điện hình 2.7 dịng điện xoay chiều có cường độ i  I o cos100 t (A) Khi uMB uAN vng pha nhau,   uMB  100 cos 100 t   (V) Hãy viết biểu thức 3  Hình 2.7 uAN tìm hệ số cơng suất mạch MN Hƣớng dẫn Do pha ban đầu i nên MB  uMB  i   0  rad Dựa vào giản đồ vec-tơ, ta có giá trị hiệu dụng UL, UR, UC là: UR = UMBcosMB 100cos  U L  U R tan MB  50 tan Vì uMB MB   AN   uAN  50 (V)   50 (V) vuông   AN    pha nên rad  tan MB tan  AN  1   U MB  UL MB O  UC  MN U L U C  1 UR UR U AN  UR  cos  AN Vậy biểu thức u AN  100 50 100   U oAN  100 (V)   cos     6   cos 100 t   (V) 6  Hệ số cơng suất tồn mạch: 103  I  UR U R2 502 50 (V)  UC    U L 50 3 Ta có:  U MN  U AN cos   R UR UR    2 Z U U R  U L  U C  50 50   50   50   3   Bài 20 : Cho mạch điện xoay chiều nối tiếp R, L, C hình 2.8 Cuộn dây có L   H, tụ điện có điện Hình 2.8 dung C thay đổi Điện áp hai đầu đoạn mạch u  200cos100 t (V) Biết C = 0,159.10-4F cường độ dòng điện i mạch nhanh pha điện áp u hai đầu đoạn mạch góc  a Tìm biểu thức giá trị tức thời i b Tìm cơng suất P mạch Khi cho điện dung C tăng dần cơng suất P thay đổi nào? Hƣớng dẫn a Ta có: Z L   L  100 ZC    100 () 1   200 (V) C 100 0,159.104 Vì u nhanh pha i góc   nên i  4    u   i      rad    Z  ZC tan   tan     L  R  ZC  Z L R  4  R  200  100  100 Tổng trở: Z  R   Z L  ZC   1002  100  200   100  2 104 Io  Uo 200   (A) Z 100   Vậy biểu thức i  cos 100 t    (A) 4 b Công suất P = RI2 = 100.12 = 100W U2 P  RI  R  Z U R   R   ZL  C    RU Đạo hàm P’ theo C: 2  P'    Z    L C  C      R   ZL   C     2 RU   P 0 Z  0  L C  C  ' C  1   0,318.104 F  L 100     Pmax U2   200 W R Bảng biến thiên: Đồ thị P theo C: Vậy: C tăng từ  0,318.10-4F P tăng từ  200W Khi C tăng từ 0,318.10-4F   P giảm từ 200W  100W 105 Bài 21: Ý nghĩa của hệ số công suất ? Tại ta lại nên nâng cao hệ số công suất cos  Hƣớng dẫn Nâng cao hệ số công suất cos  biện pháp quan trọng để tiết kiệm điện Phần lớn thiết bị điện tiêu thụ công suất tác dụng P công suất phản kháng Q Những thiết bị tiêu thụ nhiều công suất phản kháng là: - Máy biến áp, tiêu thụ khoảng (20¸25)% tổng công suất phản kháng truyền tải mạng điện - Đường dây không, điện kháng thiết bị khác tiêu thụ khoảng 10% tổng công suất phản kháng truyền tải mạng - Công suất tác dụng P cơng suất biến thành cơng hữu ích năng, quang năng, nhiệt cịn cơng suất phản kháng Q cơng suất để từ hố tạo từ thông tản máy điện xoay chiều, khơng sinh cơng Q trình chao đổi công suất phản kháng máy phát điện hộ dùng điện trình dao động Mỗi chu kì dịng điện, Q đổi chiều lần, việc tạo cơng suất phản kháng khơng địi hỏi tiêu tốn lượng động sơ cấp kéo máy phát điện Công suất tổng hợp cho loại công suất gọi công suất biểu kiến, đơn vị VA KVA : S2 = P2 +Q2 Nếu xét phương diện nguồn cung cấp (máy phát điện máy biến áp) Rõ ràng dung lượng máy biến áp công suất máy phát điện (tính KVA) Hệ số cơng suất cao thành phần cơng suất tác dụng cao máy sinh nhiều cơng hữu ích Sẽ có người nói "Nếu ta ta khơng trì cos  ~ để máy phát máy biến áp hoạt động hiệu quả" Sự thật hệ số công suất phụ thuộc vào tải (thiết bị sử dụng điện) Nhu cầu tải công suất tác dụng công suất phản kháng cần phản đáp ứng đủ tải 106 hoạt động tốt Giải pháp trung hòa nguồn cung cấp cho tải phần công suất phản kháng, phần thiếu lại, khách hàng tự trang bị thêm cách gắn thêm tụ bù Nếu xét phương diện đường dây truyền tải ta lại quan tâm đến dòng điện truyền đường dây Dòng điện làm nóng dây tạo lượng sụt áp đường dây truyền tải Nếu xét hệ thống pha, cơng suất biểu kiến tính công thức : S=U.I Nếu xét hệ thống pha, cơng suất biểu kiến tính cơng thức : S= U.I , U điện áp dây, I dịng điện dây Hệ số cơng suất cos  nâng lên đưa đến hiệu sau đây: Giảm tổn thất công suất Q mạng điện Khi giảm Q truyền tải đường dây giảm thành phần tổn thất cơng suất công suất phản kháng gây Giảm tổn thất điện áp mạng Bài 32: Cho mạch điện hình 2.11 , A ampekế nhiệt, điện trở R0 = 100, X hộp kín chứa phần tử (R, L, K C) mắc nối tiếp Đặt vào hai đầu M, N mạch điện mộtđiện áp xoay chiều có M biểu thức : R0 A uMN = 200 cos2ft (V), tần số f thay C0 D X Hình 2.11 đổi Bỏ qua điện trở ampekế, khoá K dây nối 1) a Với f = 50Hz đóng K, ampekế 1A Tính điện dung C0 tụ điện b Ngắt K, thay đổi tần số thấy f = 50Hz, ampekế giá trị cực đại điện áp tức thời hai đầu X lệch pha /2 so với điện áp điểm M D Hỏi hộp X chứa phần tử nào? Tính giá trị chúng 107 N 2) Khoá K ngắt, thay đổi f thấy ampekế trị số f = f1 f = f2 Biết f1 + f2 = 125Hz Tính f1, f2 viết biểu thức cường độ dịng điện qua mạch Hƣớng dẫn 1) a Khi đóng K mạch điện thành : Ampeke 1A  I = 1A; ZND= 200  200   R20 + Z2C0 = 2002  ZC0 = 100 ()  C0 = 10 4 (F) 3 b) Khi K ngắt: U MD  U DN U MD trễ pha so với i góc MD -Z C0 = -   = - π tgMD= MD R0 Vậy DN sớm pha 30 so với i  X chứa RB ZL tgDN= Z C = R= 3Z L R *CĐDĐ mạch cực đại nên xảy cộng hưởng :  2LC0 = ωC 1 L= (H) = = -4 π ω2Co 10 1002π π 3 R = 3Z = 3.ω.L = 3.100.π = 300  L π ZL = ZC0  L = c) Khi thay đổi tần số, có giá trị cường độ hiệu dụng : I = I  Z1 = Z  (ZL - Z1c0)2 = (Z2L - Z2co)2  Z1L - Z1co = (Z2L - Z2co) Z1L - Z1co = Z2L - Z2co = Z1L - Z2L= Z1co - Z2c (1  2 ) C 1 2  2(f1 - f2)(L + ) = (1) (f1  f2  f1 - f2  0) 4 f1 f2 C L+ = (vơ lí)  loại 4 f1 f2 C  L (1 + 2) = 108 1  2 ) ( C 12 *TH2: Z1L- Z1co = - (Z2L - Z2co) L(1 + 2) = 1 f f = 4π 2LC LC o Thay số f1f2 = = 2000 4π + π 3π  12 = Theo đầu f1 + f2 = 125 suy ra: f1 = 25Hz; f2 = 100Hz * Khi f = f1 = 25Hz Z1L = 2Z2L = 50  Z1co = I= U = Z = 200 ; 2πL1C0 200 4002 + 3.1502  0,42A  tg = 3 = 0,65 * Khi f = f2 = 100Hz Z2L = 2f2L = 200 ; Z2c6 = = 50  2πf 2C0 tg = 33π Z2L - C0 3 = 0,05  u/i = = R + R0 180 * Kết luận: i1 = 0,42 cos(50t + 0,58)(A); i2 = 0,42 cos(200t - 0,58)(A) Bài 33: Một mạch điện XC gồm cuộn dây cảm có L1 mắc nối tiếp với cuộn dây L2 = H; điện trở r = 50  Điện áp XC hai đầu đoạn mạch 2 có dạng u = 130 cos 100t (V) Cường độ hiệu dụng mạch 1A Phải mắc thêm tụ có điện dung C để điện áp hai đầu cuộn (L , r) đạt giá trị cực đại Hƣớng dẫn Ta có: Z = U/I = 130  Mặt khác: r  (Z L1  Z L )  Z  ( L1  L2 )  Z  r2 Khi mắc thêm tụ C vào mạch, lúc này: U day2  I Z day2  U Z day2  Z U r  ( Z L*  Z C ) 2 109 Z day2   L1  L2  1,2  Để điện áp hai đầu cuộn dây đạt cực tiểu, tức mạch có cộng hưởng  ( L1  L2 ) C Z L*  Z C  103 Thay số tìm C= F 12 U=100V A D Bài 34: Mạch điện có sơ đồ hình vẽ 2.12 ~ Cuộn dây cảm L Người ta thay đổi L C để công suất mạch tuân theo biểu f=50Hz L thức: P  K Z L ZC a)Khi L   C R B E Hình 2.12 ( H ) K  , dịng điện mạch cực đại Tính C R b)Tính độ lệch pha uAE uBD Imax Tìm liên hệ R, C, L để I = K Lúc độ lệch pha uAE uBD bao nhiêu? Hƣớng dẫn a)+ Ta có : Z L  L.2 f    2  50  100 + Khi K   P  Z L  ZC (1) + Vì mạch RLC  Z L  ZC  100 Do nối tiếp có Imax nên hưởng xảy +Từ (1) : (2), P  4Z L  400(W) +Từ (1) (2), : P  4Z L  400(W) + Mặt I  I max  khác : (2) 1 104 C   (F ) ZC   100 100  : cộng P  R I2, U U  Z R với nên U2 U 1002 P R   25 R P 400  U AE O 1  U BD b)+ Giản đồ véc tơ vẽ : 110  UL i 2  UC +Từ giản đồ véc tơ suy : 1  2 Với : tan 1  U L Z L 100     1  760 +Suy : UR R 25 +Suy : u  u AE 38 + Ta biết :  1  2  152  45 BD  P  R  I nên I = K,    P  K  Z L  ZC ta suy : R  Z L  ZC  R  Z L  ZC  R  +Suy ra:   u  u  1  2  AE BD L C  ZL   tan 1  R Z Z +Lúc có:   tan 1  tan 2  L C  R  tan   ZC  R +Suy ra:   u  u  1  2  AE BD  Câu 35: Cho đoạn mạch AB gồm R, L, C mắc nối tiếp hình vẽ 2.16 Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều u AB  220 cos 100t (V ) , R  50 3 , L  H, C  10 3 F 5 A R M L N C B a) Viết biểu thức cường độ dịng điện, biểu Hình 2.16 thức điện áp uAN uMB b) Điều chỉnh C để công suất đoạn mạch đạt cực đại Tìm C giá trị cực đại công suất c) Giữ nguyên L  C1   H , thay điện trở R R1  1000, điều chỉnh tụ điện C F Giữ nguyên điện áp hiệu dụng nguồn, thay đổi tần số f đến 9 111 giá trị f0 cho điện áp hiệu dụng UC1 hai cực tụ điện đạt cực đại Tìm f0 giá trị cực đại UC1 Hƣớng dẫn a, Tổng trở : Z  R  (Z L  Z C )  100 () Z L  L  200; Z C  I0  Cường độ dòng điện : Độ lệch pha : tan    50 C U0  1,8 A Z Z L  ZC     R i  u       i  1,8 cos(100t  ) A - Biểu thức cường độ dòng điện : - Biểu thức uAN : Z AN  R  Z L2  218 tan  AN  U0AN = I0ZAN  392,4V ZL 200    AN  1,16rad  uAN  i R 50  uAN  0,11rad u AN  392,4 cos(100t  0,11)(V ) - Biểu thức uMB : Z AN  Z L  Z C  150 U0MB = I0ZMB = 1,8.150 = 270(V) Vì ZL > ZC nên  MB  uMB  270 cos(100t      )(V )  270 cos(100t   )(V ) -b,Công suất đoạn mạch đạt cực đại : Z C  Z L  200 , - Điện dung tụ : C ,  10 4  F .Z C , 2 - Công suất cực đại : Pmax  I max  220  R    50  558,7(W )  50  C, - Điện áp hiệu dụng hai tụ: U C1  I Z C1  U Z C1 R  (Z L  Z C ) 2  U  R12  Z L     Z C21  Z C1  - Ta thấy UC1 đạt cực đại mẫu số cực tiểu Biến đổi biểu thức mẫu số ta được: MS = L2C12  (C12 R12  2LC1 )  112 - Mẫu số cực tiểu khi: 0  2C1 L  C12 R12  1000 (rad / s) 2C12 L2 U - Giá trị cực đại UC1 là: U C1Max  0C1    R12   0 L  0C1    f0  0  500 Hz 2  480,2(V ) Bài 37: Cho dụng cụ sau: Một hộp điện trở mẫu cho phép tuỳ chọn điện trở có trị số nguyên từ 10  đến vài M.Một nguồn điện xoay chiều có tần số f biết có hiệu điện hiệu dụng hai cực khơng đổi Một nguồn điện chiều Một máy đo điện cho phép đo cường độ dòng điện hiệu điện (một chiều, xoay chiều) Các dây nối, ngắt điện có điện trở khơng đáng kể Một đồng hồ đo thời gian Hãy lập bốn phương án xác định điện dung tụ điện Yêu cầu nêu: nguyên tắc lí thuyết phép đo, cách bố trí thí nghiệm, cách tiến hành thí nghiệm, cơng thức tính tốn, điều cần ý để giảm sai số phép đo Hướng dẫn  Nêu phương án sau: Phƣơng án 1: Mắc tụ với nguồn chiều cho tích điện đầy cho phóng điện qua điện trở lớn Đo K C A hiệu điện U0 nguồn hiệu điện tụ vôn kế, đo t đồng hồ đọc trị số R R hộp điện trở Từ u = U0 e  t RC ta tính C Nếu chọn u =U0/e C = t/R Cần chọn R lớn ( cỡ M) để thời gian phóng điện đủ lớn ( cỡ s) 113 Phƣơng án 2:Lắp mạch gồm tụ nối tiếp với hộp điện trở nối với nguồn Lần lượt đo hiệu điện UR điện trở, UC tụ ( điều chỉnh cho hai hiệu điện gần nhau), suy có: RC2f  UR UR ; C UC R 2fU C Phƣơng án 3: Dùng máy đo vạn (Để nấc đo cường độ ) mắc nối tiếp với tụ để đo I qua tụ, tính C = I 2fU Phƣơng án 4: Mắc sơ đồ hình vẽ Dùng hộp điện trở biến trở điều chỉnh cho chuyển khoá K hai chốt kim ampe kế Lúc dung kháng tụ điện trở R.(Bỏ qua điện trởcủa dụng cụ đo) Vậy C = R 2f Câu 38: Trình bày phương án đo hệ số công suất cosφ mạch điện với tải tiêu tụ vơn-kế,ampe-kế watt-kế Hƣớng dẫn Mắc vôn kế, ampe-kế watt-kế để đo cosφ hình vẽ Khi :Cosφ = Pe /Pa ; A W Pe: công suất hiệu dụng tải đo watt-kế, Pa = U.I: Công suất biểu kiến đo vôn kế ampe-kế 114 V T ả i PHỤ LỤC 3: PHIẾU ĐIỀU TRA GIÁO VIÊN Xin q thầy, vui lịng cho biết số vấn đề sau cách đánh dấu X vào ô Q thầy nhận thấy kiến thức chương điện xoay chiều chương trình phổ thơng - Rất hợp lý phù hợp với học sinh - Chưa hợp lí - Cần chỉnh sửa số nội dung Các thầy cô thường lựa chọn tập chương “ Điện xoay chiều ” - Sách giáo khoa - Sách giáo khoa sách tập - Sách giáo khoa , sách tập sách thâm khảo - Tự soạn thảo - Không cần thiết sử dụng tập Lựa chọn thầy, cô với lí - Rất cần thiết vời học sinh - Có tiết tập lí thuyết q dài - Khơng cần thiết chương khơng quan trọng - Hướng dẫn để học sinh tự tìm tập nghiên cứu Q thầy có ý kiến cơng tác bồi dưỡng HSG trường THPT ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… 115 ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… 116