sáng kiến kinh nghiệm vật lý THPT (115)

THÔNG TIN CHUNG VỀ SÁNG KIẾN 1. Tên sáng kiến: “Xây dựng chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lí 12 phần cực trị có yếu tố ω biến thiên dùng cho mạch RLC nối tiếp và máy phát điện xoay chiều ” 2. Lĩnh vực áp dụng sáng kiến: Môn Vật lí. 3. Thời gian áp dụng sáng kiến: Từ tháng 11 năm 2017 đến tháng 3 năm 2018. 4. Tác giả:

SỞ GIÁO DỤC - ĐÀO TẠO … TRƯỜNG THPT …… BÁO CÁO SÁNG KIẾN XÂY DỰNG CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÍ 12 PHẦN CỰC TRỊ CĨ YẾU TỐ ω BIẾN THIÊN DÙNG CHO MẠCH RLC NỐI TIẾP VÀ MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU Tác giả : … Trình độ chun mơn : Cử nhân sư phạm Chức vụ : Giáo viên Nơi công tác : Trường THPT … Nam Định, tháng 06 năm 2018 THÔNG TIN CHUNG VỀ SÁNG KIẾN Tên sáng kiến: “Xây dựng chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lí 12 phần cực trị có yếu tố ω biến thiên dùng cho mạch RLC nối tiếp máy phát điện xoay chiều ” Lĩnh vực áp dụng sáng kiến: Môn Vật lí Thời gian áp dụng sáng kiến: Từ tháng 11 năm 2017 đến tháng năm 2018 Tác giả: Đơn vị áp dụng sáng kiến: BÁO CÁO SÁNG KIẾN I Điều kiện hoàn cảnh tạo sáng kiến Cực trị điện xoay chiều nội dung kiến thức khó chương trình Vật lí lớp 12 đặc biệt nội dung ôn thi THPT Quốc gia thi học sinh giỏi tỉnh năm Theo phương pháp truyền thống trước công thức nghiệm sau biến đổi phần cực trị đặc biệt phần có biến thiên giá trị ω thấy công thức thiếu thống nhất, thiếu liên kết đại lượng khảo sát dẫn tới khó khăn việc lựa chọn phương pháp biến đổi ghi nhớ Hơn công thức thu từ phương pháp khó nhớ khơng đủ mạnh để giải toán phức tạp giải nhiều thời gian công sức biến đổi thầy trị q trình học tập thiếu phụ hợp với cách thi Hiện nay, số phương pháp tiến nghiên cứu phát triển mạnh mẽ để giải dần vấn đề có phương pháp “ chuẩn hóa số liệu” Phương pháp giúp giáo viên thân người học trang bị kiến thức đủ mạnh, dễ nhớ, thống nhằm giải đa số tập cực trị có biến thiên đại lượng có phần ω biến thiên khó Phần máy phát điện xoay chiều năm gần xuất nhiều khó, nhiên cách giải tập trung chủ yếu vào giải vấn đề trực tiếp toán mà chưa hướng tới triệt để thống Về chúng khảo sát biến thiên đại lượng RLC mắc vào hai đầu máy phát điện xoay chiều khảo sát đại lượng theo biến ω Tuy nhiên khảo sát khó khăn nhiều có phụ thuộc suất điện động hiệu dụng vào tần số mà máy phát tạo Xuất phát từ lý với mong muốn tổng kết lại kinh nghiệm tích lũy q trình vừa dạy, vừa học, vừa phát triển lực cá nhân nên chọn viết sáng kiến kinh nghiệm với đề tài “Xây dựng chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lí 12 phần cực trị có yếu tố ω biến thiên dùng cho mạch RLC nối tiếp máy phát điện xoay chiều ” II.Thực trạng Học sinh phổ thơng chí HSG có tư tưởng ngại động chạm tới phần kiến thức cực trị có ω biến thiên độ phức tạp phép biến đổi công thức toán học thu theo phương pháp cũ cồng kềnh, khó ghi nhớ khơng đủ “độ mạnh” để phát triển giải tập khó Do tập Trang mạch RLC mắc vào điện áp xoay chiều hiệu dụng không đổi mắc vào máy phát điện xoay chiều em thường khó khơng chủ động giải Các công thức xây dựng theo cách cũ thiếu thống nhiều ẩn kèm nên em khơng thể ghi nhớ cách có hệ thống vận dụng phù hơp Các tập phần khó, khơng có phương pháp, cơng thức đủ mạnh gần khơng có đủ thời gian để hồn thành khơng thể hồn thành Đối với giáo viên, có suy nghĩ vấn đề cực trị có biến thiên ω vấn đề gai góc, đưa vào giảng dạy hiệu khơng cao có lại phản tác dụng nên có tư tưởng bỏ qua phần nội dung kiến thức III Các giải pháp (trọng tâm) - Nghiên cứu tài liệu đưa vấn đề lí thuyết đọng phương pháp tìm cực trị sử dụng vật lý - Xây dựng hệ thống chuyên đề kiến thức theo phương pháp “ chuẩn hóa” liên quan tới chủ đề cốt lõi phần cực trị điện xoay chiều - Xây dựng chuyên đề theo xu hướng kiến thức – thực hành – luyện tập đảm bảo phát triển toàn diện lực thân học sinh nội dung kiến thức liên quan - Thực tế nội dung vào công tác giảng dạy bồi dưỡng học sinh giỏi ôn thi THPT Quốc gia từ năm 2016 - 2018 IV Hiệu sáng kiến đem lại: - Xây dựng, tổng hợp nội dung kiến thức mạnh, thống nhất, dễ nhớ giúp giải tốt, nhanh tập cực trị có ω biến thiên dùng cho mạch RLC nối tiếp tập cực trị mắc RLC vào máy phát điện xoay chiều - Là tài liệu tham khảo, tư vấn có ích cho giáo viên học sinh học tập - Là tài liệu tổng hợp nghiên cứu lần đầu phần cực trị đại lượng mắc vào máy phát điện xoay chiều - Góp phần nâng cao chất lượng dạy học nhà trường V Cam kết không chép vi phạm quyền Tôi cam kết sáng kiến thân CƠ QUAN ĐƠN VỊ TÁC GIẢ SÁNG KIẾN ÁP DỤNG SÁNG KIẾN (xác nhận) (Ký tên) (Ký tên, đóng dấu) Bùi Quang Sáng MỤC LỤC BÁO CÁO SÁNG KIẾN .2 MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU I Lý chọn đề tài II Mục tiêu nghiên cứu III Nhiệm vụ nghiên cứu IV Đối tượng nghiên cứu V Phạm vi nghiên cứu VI Phương pháp nghiên cứu .9 PHẦN NỘI DUNG 10 CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 10 I PHƯƠNG PHÁP TOÁN HỌC KHẢO SÁT CÁC ĐẠI LƯỢNG .10 II PHƯƠNG PHÁP CHUẨN HÓA SỐ LIỆU 12 III SƠ ĐỒ NỘI DUNG SÁNG KIẾN .13 CHƯƠNG II: KHẢO SÁT SỰ BIẾN THIÊN CỦA CÁC ĐẠI LƯỢNG TRONG MẠCH RLC NỐI TIẾP KHI Ω BIẾN THIÊN 14 I KHẢO SÁT SỰ BIẾN THIÊN CỦA I, P, UR THEO ω 14 II KHẢO SÁT SỰ BIẾN THIÊN CỦA UC THEO ω 29 III KHẢO SÁT SỰ BIẾN THIÊN CỦA UL THEO ω 32 IV LIÊN HỆ GIỮA CÁC ĐẠI LƯỢNG CỦA R, L, C .35 VI CÁC BÀI TẬP TỰ LUYỆN CHO L,C 49 CHƯƠNG III: KHẢO SÁT SỰ BIẾN THIÊN CỦA CÁC ĐẠI LƯỢNG TRONG KHI NỐI VỚI MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU 61 I KHẢO SÁT SỰ BIẾN THIÊN CỦA DÒNG ĐIỆN 61 II : KHẢO SÁT SỰ BIẾN THIÊN CỦA UR P 63 III KHẢO SÁT SỰ BIẾN THIÊN CỦA UC 64 IV KHẢO SÁT SỰ BIẾN THIÊN CỦA UL 65 V CÁC VÍ DỤ ÁP DỤNG 65 VI BÀI TẬP TỰ LUYỆN 71 PHẦN KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 77 I Kết luận .77 II Kiến nghị đề xuất: .78 LỜI CẢM ƠN 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO 80 PHẦN MỞ ĐẦU I Lý chọn đề tài Cực trị điện xoay chiều nội dung kiến thức khó chương trình Vật lí lớp 12 đặc biệt nội dung ôn thi THPT Quốc gia thi học sinh giỏi tỉnh năm Theo phương pháp truyền thống trước cơng thức nghiệm sau biến đổi phần cực trị đặc biệt phần có biến thiên giá trị ω thấy công thức thiếu thống nhất, thiếu liên kết đại lượng khảo sát dẫn tới khó khăn việc lựa chọn phương pháp biến đổi ghi nhớ Hơn công thức thu từ phương pháp khó nhớ khơng đủ mạnh để giải tốn phức tạp giải nhiều thời gian công sức biến đổi thầy trị q trình học tập thiếu phụ hợp với cách thi Hiện nay, số phương pháp tiến nghiên cứu phát triển mạnh mẽ để giải dần vấn đề có phương pháp “ chuẩn hóa số liệu” Phương pháp giúp giáo viên thân người học trang bị kiến thức đủ mạnh, dễ nhớ, thống nhằm giải đa số tập cực trị có biến thiên đại lượng có phần ω biến thiên khó Phần máy phát điện xoay chiều năm gần xuất nhiều khó, nhiên cách giải tập trung chủ yếu vào giải vấn đề trực tiếp toán mà chưa hướng tới triệt để thống Về chúng khảo sát biến thiên đại lượng RLC mắc vào hai đầu máy phát điện xoay chiều khảo sát đại lượng theo biến ω Tuy nhiên khảo sát khó khăn nhiều có phụ thuộc suất điện động hiệu dụng vào tần số mà máy phát tạo Xuất phát từ lý với mong muốn tổng kết lại kinh nghiệm tích lũy trình vừa dạy, vừa học, vừa phát triển lực cá nhân nên chọn viết sáng kiến kinh nghiệm với đề tài “Xây dựng chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lí 12 phần cực trị có yếu tố ω biến thiên dùng cho mạch RLC nối tiếp máy phát điện xoay chiều ” II Mục tiêu nghiên cứu - Nghiên cứu tài liệu đưa vấn đề lí thuyết đọng phương pháp tìm cực trị sử dụng vật lý - Nghiên cứu phần cực trị đại lượng mạch RLC nối tiếp tần số ω điện áp hai đầu mạch biến thiên - Nghiên cứu phần cực trị đại lượng mạch RLC nối tiếp mạch mắc vào máy phát điện xoay chiều III Nhiệm vụ nghiên cứu - Xây dựng hệ thống chuyên đề kiến thức theo phương pháp “ chuẩn hóa” liên quan tới chủ đề cốt lõi phần cực trị điện xoay chiều - Xây dựng chuyên đề theo xu hướng kiến thức – thực hành – luyện tập đảm bảo phát triển toàn diện lực thân học sinh nội dung kiến thức liên quan - Thực tế nội dung vào công tác giảng dạy bồi dưỡng học sinh giỏi ôn thi THPT Quốc gia môn Vật lý trường THPT Phạm Văn Nghị từ năm 2016 – 2018 IV Đối tượng nghiên cứu - Chương trình thi THPT Quốc gia mơn Vật lí - Nội dung, sở lý thuyết phương pháp khảo sát cực trị thực tế - Các tập Vật lí từ đề thi thử THPT Quốc gia từ năm 2015 – 2018 - Học sinh giỏi khóa từ 2016 -2018 Vật lí trường THPT Phạm Văn Nghị V Phạm vi nghiên cứu - Phần cực trị có tần số biến thiên mạch RLC mắc vào điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi máy phát điện xoay chiều - Tài liệu nghiên cứu tác giả vấn đề liên quan - Thực tế giảng dạy nội dung kiến thức xây dựng VI Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu lý thuyết - Phương pháp nghiên cứu thực tiễn PHẦN NỘI DUNG CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT I PHƯƠNG PHÁP TOÁN HỌC KHẢO SÁT CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐỊNH LÝ VIET CHO PHƯƠNG TRÌNH BẬC II TRONG VẬT LÝ Xét hàm y d ax 42bx4 3c (1) a, b, c, d số g x  Vì tốn vât lý hệ số a ln dương (a  0) 2 Xét hàm g  x   ax  bx  c � ax  bx  c  g  x   b � x  x   � � a Áp dụng định lý Viet ta có � �x x  c  g  x  �1 a (2) (3) Hàm số y đạt cực đại g  x   ax  bx  c đạt giá trị nhỏ Dễ thấy g  x  nhỏ x   b 2a (4) Từ phương trình (3) (4) ta rút x  y Xét hàm x1  x 2 d b g x � ax   c , hàm số ymin � � � x 14 43 g x  g x  c � x  x  � b �1 2a c  g x x  b � �   Xét g  x   ax   c � ax  � � � � x �x x  b �1 a b g x � Dễ thấy � x  Từ ta rút � � a y max x  x1x � E  2E  200 2V � I0  b n 1   E0  2A R CR  2L Ta có I max  NBS L  n 2 4E  A 7 L  2 � � �n � Khi Imax � � � � n 1  � n max  vòng/s  n � max � � max � Ví dụ 2: Nối hai cực máy phát điện xoay chiều pha có phần cảm gồm cặp cựctừ vào hai đầu đoạn mạch AB gồm điện trở R =69Ω, tụ điện có điện dung 177µF cuộn cảm L mắc nối tiếp Bỏ qua điện trở cuộn dây máy phát Biết rô to máy phát có hai cặp cực Khi rơto máy quay với tốc độ n1 = 22,5 vịng/giây n2 = 30 vịng/giây cường độ dịng điện hiệu dụng đoạn mạch Tìm độ tự cảm cuộn dây? Hướng dẫn Ta có 1  2pn1  90 rad/s; 1  2pn1  120 rad/s Khi rôto máy quay với tốc độ n = 22,5 vòng/giây n2 = 30 vịng/giây cường độ dịng điện hiệu dụng đoạn mạch nên CR �ω0 � �ω0 � �ω0 � CR 1 � + = 2L � L = 0,48H � �+ � �= � �=12L ω1 ω2 LC �ω1 � �ω2 � �ωmax � 2 2 1- Ví dụ 3: Nối hai cực máy phát điện xoay chiều pha vào hai đầu đoạn mạch AB gồm điện trở R, cuộn cảm có độ tự cảm L = 0,8H tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp Bỏ qua điện trở UR,UC (V) cuộn dây máy phát điện trở dây nối Máy phát có cặp cực từ thơng cực đại qua vòng dây mWb 3 dây phần ứng có 1000 vịng dây, tốc độ quay Rơto n n1 n2 v/phút (vịng/phút) thay đổi Đồ thị biểu diễn phụ thuộc điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở UR , hai đầu tụ điện UC vào tốc độ quay n biểu diễn đồ thị hình vẽ Biết đỉnh đồ thị ứng với giá 67 trị n n1 = 1125 vòng/phút n2 = 1300 vịng/phút Khi tốc độ quay có giá trị n1 , cơng suất mạch có giá trị gần A 125W B 123W C 127W D 129W Hướng dẫn Có U R max  I max R  U C max  NBS CR �0 � � n 1 � � 2L � � 1 2L  n 2 NBS � 02 LC  ( cộng hưởng) 2RC 5 Áp dụng: Có ω1 =ω0 =2πpn1 =112,5π rad/s � C  10 F 112,5 � CR ω2 ==2πpn =130π rad/s � � � R  200 � �  2L �130 � � � 112,5.6000 .103 � � � N.B.S �1 3 P1  �  127W � �R  � 200 � � � � � � Chọn D Ví dụ 4: Rô to máy phát điện xoay chiều pha có cực từ quay với tốc độ n vòng/phút Hai cực phần ứng máy mắc với tụ điện có điện dung C = 10 μF Cho điện trở máy không đáng kể Vẽ đồ thị biểu diễn biến thiên cường độ dòng điện hiệu dụng I qua tụ theo tốc độ quay rô to tốc độ quay rô to biến thiên liên tục từ n1 = 150 vòng/phút đến n2 = 1500 vòng/phút Biết với tốc độ quay 1500 vịng/phút suất điện động hiệu dụng hai cực máy phát tương ứng 200 V Hướng dẫn - Rơ to có cực, nên số cặp cực từ p = * Khi n2  1500 (vịng/phút) tần số dịng điện: f = n p 1500.2 = =50Hz 60 60 � ω2 = 2πf = 100π (rad/s) - Vì bỏ qua điện trở máy nên: U = E = 200V 68 - Cường độ dòng điện hiệu dụng qua tụ: I = U2 =U 2Cω2  0,628A ZC * Với vận tốc quay rơto n vịng/phút hiệu điện hiệu dụng xác định NBSω (vì điện trở 0) U NBSC = UCω = ω mà - Cường độ dòng điện hiệu dụng qua tụ : I = ZC cách tổng quát : U=E= ω = 2πf = 2π np 60 I NBSC4π p NBSC �2πnp � NBSC4π p 2 � I= � n =K.n với K= số �= 3600 2 � 60 � 3600 � I = K.n - Với n = : I = - Với n1 =150 v/ph : I1 =K(150) n =1500 v/ph: I =K(1500) =0,628 A I I � 1= � I1 = =0,00628 A I2 100 100 Đồ thị hàm số I theo n nhánh Parabol hình vẽ Ví dụ 5: Nối hai cực máy phát điện xoay chiều pha vào hai đầu đoạn mạch A, B mắc nối tiếp gồm điện trở 50  , cuộn cảm có độ tự cảm L tụ điện có điện dung 138 μF Bỏ qua điện trở cuộn dây máy phát Biết rơto máy phát có hai cặp cực Khi rôto quay với tốc độ n = 600 vòng/phút n2 = 800 vòng/phút cơng suất tiêu thụ đoạn mạch AB a Rôto phải quay với tốc độ cơng suất mạch đạt cực đại b Tìm L cuộn dây tỉ số I1/Imax Hướng dẫn 69 2 �1 � �1 � a Do P1=P2  I1=I2 � � �+ � �= � n max = 679 vòng �n1 � �n1 � n max b Ta có ω1 = 4n1= 40 π rad/s; ω2 = 4n2 = 160 rad/s 3π CR 2 I1=I2 � �ω0 �+ �ω0 �= �ω0 �=1- CR � + = 2L � L = 0,36H � � � � � � 2L ω12 ω22 LC �ω1 � �ω2 � �ω max � 1- 2 ω0 =  32 2π rad/s mà LC 2 �ω0 ��ω0 � 576 -2 -2 � �� � 1- k (1-n )  625 �ω1 ��ω2 � CR 25 I n =1 � k -2  1,26 � k = = 0,8 2L 48 I max -1 Ví dụ 6: Nối hai cực máy phát điện xoay chiều pha vào hai đầu đoạn mạch A, B mắc nối tiếp RLC Bỏ qua điện trở cuộn dây máy phát Biết rơto máy phát có cặp cực Khi rơto quay với tốc độ n = 60 vòng/phút dung kháng R Khi n2 = 80 vịng/phút điện áp hiệu dụng tụ cực đại Tìm tốc độ quay Rơ to để cường độ dịng điện mạch cực đại Hướng dẫn Ta có ω1  2πpn  2π rad/s 2   RC  (1)  2π  8π �  2πpn  rad/s � LC  � Khi Ucmax ω0 = ωC  � � (2) LC �8π � Từ (1) (2) suy CR 1ω � 1 =ω � 2L 9ω � max � 3ω� 8π  n � maxrad/s � 240 � max  Ví dụ 7: Cho đoạn mạch AB nối tiếp gồm điện trở R, cuộn cảm có độ tự cảm L tụ điện có điện dung C cho CR < 2L Nối hai đầu AB với máy phát điện xoay chiều pha có hai cặp cực Khi tốc độ quay rơ to 30 vịng/s 45 vịng/s cơng suất tiêu thụ mạch Khi tốc độ quay rô to 15 70 vịng/s 60 vịng/s điện áp hiệu dụng hai đầu tụ có giá trị Tìm tốc độ quay rô to để hệ số công suất đoạn RC 1/ Hướng dẫn Khi 30 vòng/s 45 vịng/s cơng suất tiêu thụ mạch nên ta có 2 �1 � �1 � � � 90 26 � �+ � �=2 � �� n max  13 �n1 � �n � �n max � Khi tốc độ quay rô to 15 vịng/s 60 vịng/s điện áp hiệu dụng hai đầu tụ có giá trị nên n n  n � n =30 � Ta có cosφ =  120π LC 1 � =R �   CR  ωC ω 2 �nω � � CR � 13 CR CR2 0 � � � � �=1-ω =  ω � 72 5π 2L 18 L LC max � � max � �nω 2 ω  ω � �3  � �� � �  � n  18 vịng/s Ví dụ 8: Đặt điện áp xoay chiều có tần số biến thiên vào hai đầu đoạn mạch AB nối tiếp gồm điện trở R, cuộn cảm có độ tự cảm L tụ điện có điện dung C cho CR2 < 2L Khi ω = ω0 cơng suất tiêu thụ mạch đạt cực đại Khi ω = ωL = 48π rad/s ULmax Ngắt mạch khỏi điện áp nối với máy phát điện xoay chiều pha có cặp cực Khi tốc độ quay rơ to 20 vịng/s 60 vịng/s điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm có giá trị Tìm ω0 Hướng dẫn 2 NBSL U L  I.ZL   2Z NBS  1 0 L  2.n     Ta có ω1 = 40π rad/s, ω1 = 120π rad/s mà theo Viet ta có 71 1 2.n -1 + + = = ω12 ω22 ω32 ω02 ωL2 1 1 + 2+ 2= ω ω2 ω2ω3 ω1 ω3 ω0 Giải hệ ta ω0  156,2 rad/s VI BÀI TẬP TỰ LUYỆN Câu 1: Một máy phát điện xoay chiều pha có điện trở khơng đáng kể, mắc với mạch đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở R, tụ điện C cuộn cảm L Khi tốc độ quay roto n1 n2 cường độ dịng điện hiệu dụng mạch có giá trị Khi tốc độ quay n0 cường độ dịng điện hiệu dụng mạch đạt cực đại Mối liên hệ n1, n2 n0 A n =n1.n 2 B n = 2n 21 n 22 2 n +n C n = n 21 +n 22 2 2 D n =n +n Câu 2: Cho đoạn mạch AB nối tiếp gồm điện trở R, cuộn cảm có độ tự cảm L tụ điện có điện dung C cho CR < 2L Nối hai đầu AB với máy phát điện xoay chiều pha Khi tốc độ quay rơ to n cơng suất tiêu thụ mạch P1 hệ số công suất mạch Khi tốc độ quay rô to 2n cơng suất tiêu thụ mạch là16P1/13 Tìm cơng suất cực đại mạch? A 4/3P1 B 1,75P1 C 2,5P1 D 7P1/3 Câu 3: Một máy phát điện xoay chiều pha có điện trở khơng đáng kể nối với mạch ngồi mạch RLC nối tiếp, biết 2L>R 2C.Khi roto quay với tốc độ n = 30 vòng/phút n2 = 40 vịng/phút cường độ dịng điện mạch có giá trị hiệu dụng Khi roto quay với tốc độ n vịng/ phút cường độ dịng điện mạch có giá trị hiệu dụng cực đại Giá trị n A 24 vòng/phút B 18 vòng/phút C 36 vòng/phút D 20 vòng/phút 72 Câu 4: Nối hai đầu máy phát điện xoay chiều pha có cặp cực vào hai đầu đoạn mạch AB gồm đoạn mạch AM mắc nối tiếp với đoạn mạch MB Đoạn mạch AM gồm điện trở R mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C, đoạn mạch MB có cuộn cảm có độ tự cảm L Biết 2L > R 2C Gọi tốc độ quay roto n Khi n = 60 vịng/s n = 90 vịng/s cường độ dịng điện hiệu dụng mạch có giá trị Khi n = 30 vòng/s n = 120 vịng/s điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện có giá trị Khi n = n điện áp hai đầu đoạn mạch MB lệch pha góc 135 so với điện áp hai đầu đoạn mạch AM Giá trị n1 A 60 vòng/s B 80 vòng/s C 50 vòng/s D 120 vòng/s Câu 5: Nối hai cực máy phát điện xoay chiều pha vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở R  100 2 , cuộn cảm L  H tụ điện 3 5.104 C F mắc nối tiếp Bỏ qua điện trở cuộn dây máy phát điện trở 6 dây nối Máy phát có số cặp cực khơng đổi, tốc độ quay rôto thay đổi Khi tốc độ quay rơto n (vịng /phút) cơng suất mạch đạt giá trị lớn P Khi tốc độ quay rơto 2n (vịng /phút) cơng suất mạch 136W Giá trị P A 161,5W B 125W C 114,5W D 170W Câu 6: Một máy phát điện xoay chiều pha có điện trở khơng đáng kể Nối hai cực máy phát với đoạn mạch gồm cuộn cảm mắc nối tiếp với điện trở Khi rôto máy quay với tốc độ 3n vịng/s dịng điện mạch có cường độ hiệu dụng A hệ số công suất đoạn mạch 0,5 Nếu rơto quay với tốc độ góc n vịng/s cường độ dịng điện hiệu dụng mạch A 3A B A C 2 A D A Câu 7:Nếu tốc độ quay roto tăng thêm 60 vịng/phút tần số dịng điện xoay chiều máy phát tăng từ 50Hz đến 60Hz suất điện động hiệu dụng 73 máy thay đổi 40V so với ban đầu Hỏi tiếp tục tăng tốc độ roto thêm 60 vòng/phút suất điện động hiệu dụng máy phát A 320V B 240V C 400V D 280V Câu 8: Cho mạch R-L-C mắc nối tiếp, cuộn dây cảm Khi rơto quay với tốc độ n(vịng/phút) cường độ dịng điện mạch I, độ lệch pha hiệu điện cường độ dòng điện mạch π/6 Khi rôto quay với tốc độ 2n(vịng/phút) cường độ dịng điện mạch 2I Hỏi rơto quay với tốc độ n (vịng/phút) cường độ dịng điện mạch bao nhiêu? A I' = 2I B I' = I C I' = I D I' = 3I Câu 9: Một máy phát điện xoay chiều pha có roto nam châm điện có cặp cực quay với tốc độ n (bỏ qua điện trở cuộn dây phần ứng) Một đoạn mạch RLC mắc vào hai cực máy Khi roto quay với tốc độ n1=50vịng/s dung kháng tụ điện R; cịn roto quay với tốc độ n2=100 /3vịng/s điện áp hiệu dụng tụ điện đạt giá trị cực đại Để cường độ hiệu dụng qua mạch đạt giá trị cực đại roto phải quay với tốc độ: A 120vòng/s B 100vòng/s C 76,37vòng/s D 53,7vòng/s Câu 10: Nối hai cực máy phát điện xoay chiều pha có phần cảm gồm cặp cựctừ vào hai đầu đoạn mạch AB gồm điện trở R = 72Ω, tụ điện C = 10-3 F cuộn cảm L mắc nối tiếp Bỏ qua điện trở cuộn dây máy phát 250π Khi rôto máy quay vớitốc độ n = 45 vòng/giây n2 = 60 vịng/giây cường độ dịng điện hiệu dụng đoạn mạch Cuộn dây L có hệ số tự cảm là: A 2/π H B 1/2π H C 5/4π H D 1/π H Câu 11: Nối hai cực máy phát điện xoay chiều pha vào hai đầu đoạn mạch A, B mắc nối tiếp gồm điện trở Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp Biết cuộn dây cảm có độ tự cảm L= H, 5π 74 10-3 C= F Bỏ qua điện trở cuộn dây máy phát Biết rơ to máy 2π phát có hai cặp cực Khi rô to quay với tốc độ n 1=1350 vịng/phút n2=1800 vịng/phút cơng suất tiêu thụ đoạn mạch AB Điện trở R gần giá trị giá trị sau: A Ω B 5,3 Ω C 199 Ω D 15 Ω Câu 12: Nối hai cực máy phát điện xoay chiều pha vào hai đầu đoạn mạch AB gồm điện trở R cuộn cảm L mắc nối tiếp Bỏ qua điện trở cuộn dây máy phát Khi rôto máy quay với tốc độ n vịng/phút cường độ dòng điện hiệu dụng chạy qua mạch A Khi rôto máy quay với tốc độ 3n vịng/phút cường độ dịng điện hiệu dụng chạy qua mạch A Nếu rôto máy quay với tốc độ 2n vịng/phút cường độ dịng điện hiệu dụng chạy qua mạch có giá trị A A B A C A D A Câu 13: Nối hai cực máy phát điện xoay chiều pha có cặp cực từ vào hai đầu đoạn mạch AB gồm điện trở R=100, cuộn cảm có độ tự 41 10  cảm L= H tụ điện có điện dung C = F Tốc độ rơto máy thay 6 3 đổi Khi tốc độ rơto máy n 3n cường độ dịng điện hiệu dụng mạch có giá trị I Giá trị n bao nhiêu? A vòng/s B 10 vòng/s C 25 vòng/s D 300 vòng/s Câu 14: Nối hai cực máy phát điện xoay chiều pha vào hai đầu cuộn dây khơng cảm có điện trở r = 10π Ω độ tự cảm L Biết rôto máy phát có cặp cực, stato máy phát có 20 vòng dây điện trở cuộn dây khơng đáng kể Cường độ dịng điện mạch đo đồng hồ đo điện đa 75 số Kết thực nghiệm thu đồ thị hình vẽ Giá trị L A 0,35 H B 0,20 H C 0,25 H D 0,30 H Câu 15: Cho đoạn mạch AB nối tiếp gồm điện trở R, cuộn cảm có độ tự cảm L tụ điện có điện dung C cho CR < 2L Nối hai đầu AB với máy phát điện xoay chiều pha có cặp cực Khi tốc độ quay rơ to 1125 vịng/phú dung kháng tụ R Khi tốc độ quay rơ to 1500 vịng/ phút điện áp hiệu dụng tụ cực đại Để cường độ dòng điện qua mạch cực đại tốc độ quay rơ to A 4500 vịng / phút C 3000 vòng/phút B 1500 vòng/phút D 750 vòng/phút ĐÁP ÁN THAM KHẢO Câu Câu Câu Câu Câu Câu Câu B A A B B A D Câu Câu 10 Câu 11 Câu 12 Câu 13 Câu 14 Câu 15 B C B D A A A Câu A Câu 16 A 76 PHẦN KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ I Kết luận Việc phát triển phương pháp vào giải tốn điện xoay chiều cơng việc quan trọng có ý nghĩa phương pháp dạy học thi Các thầy cô giáo cần phải dạy cho học sinh biết cách tư xử lý tốn nhanh thơng qua nội dung kiến thức đủ mạnh đề hoàn thành làm cách nhanh chóng xác Trong q trình xây dựng nội dung chun đề tơi thấy rằng: Việc áp dụng kết thu từ phương pháp chuẩn hóa số liệu đưa tới kết nhanh chóng nhiều so với cách xây dựng cũ Các công thức biến đổi cách giản ước tối đa kết đem lại phủ nhận Các tập điện xoay chiều phần cực trị có ω biến thiên học sinh tiếp nhận hào hứng Đặc biệt số học sinh tiếp cận sớm với phương pháp chuẩn hóa giải gần tồn khó phần ω biến thiên, điều mà trước nỗi ám ảnh học sinh giáo viên Công thức gọn nhẹ, thống nhất, xuyên suốt dễ nhớ giúp học sinh có tư chất tốt hồn thiện kĩ tính tốn xử lý tập cách nhanh Nội dung máy phát điện xoay chiều hướng nghiên cứu mà thực thực nhằm đưa kết ban đầu, có hệ thống thống 77 nội dung liên quan điện xoay chiều phần cực trị Thông qua cách đặt ẩn phương pháp chuẩn hóa, cơng thức phần khảo sát đưa dạng ngắn gọn dễ nhớ học sinh giáo viên giúp giải nhanh chóng tập mức độ vận dụng cao Trong thời gian xây dựng muốn đưa vào nội dung khảo sát điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch RL đoạn mạch RC xong độ phức tạp nội dung cao, phương pháp toán học khảo sát cho hai hàm số không giống với phương pháp cực trị tơi đưa phía nên nội dung đặt chuyên đề cực trị Trong sáng kiến xây dựng nội dung kiến thức đặt mục đích nghiên cứu nhiệm vụ nghiên cứu Các nội dung có ba phần: Kiến thức – Thực hành – Áp dụng đảm bảo cho công tác giảng dạy thực tế đồng chí trực tiếp ôn thi THPT Quốc gia bồi dưỡng học sinh giỏi tỉnh II Kiến nghị đề xuất: 2.1 Đối với tổ chuyên môn - Xây dựng hoàn thiện chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi ơn thi THPT Quốc gia nhằm mục đích nâng cao lực chuyên môn giáo , giúp học sinh tiếp cận với kiến thức đủ mạnh, tăng cường lực tư duy, phẩm chất góp phần tăng chất lượng đầu mạnh cho trường kỳ thi - Chỉ đạo tổ nhóm chun mơn, sinh hoạt, thảo luận nghiêm túc, định kỳ nội dung kiến thức khó nhằm trao đổi kinh nghiệm xây dựng nội dung kiến thức hoàn chỉnh phục vụ công tác giảng dạy - Tổ chức tuyên truyền phổ biến rộng rãi phong trào viết sáng kiến kinh nghiệm hàng năm thực chất, làm thi đua, bình xét danh hiệu hàng năm Tạo điều kiện cho đồng chí trẻ học tập nâng cao lực chun mơn từ giúp đỡ đồng chí trước tạo đồng công tác chun mơn, tạo nên tập thể mạnh đồn kết 2.2 Đối với giáo viên - Tích cực cơng tác chun mơn, xây dựng chun đề có chất lượng, vấn đề thiết thực giúp tiến 78 - Ln có tinh thần học tập phấn đấu không ngừng công tác để giúp đỡ học sinh tiếp cận với phương pháp đủ mạnh, đủ rộng nhằm tăng cường chất lượng đầu mạnh lớp, trường… LỜI CẢM ƠN Sáng kiến kinh nghiệm thân viết chủ đề vừa vừa cũ nội dung khó chương trình Vật lý phổ thơng, thân tơi giáo viên trẻ nên q trình thực hoàn thiện nội dung hình thức sáng kiến chắn khơng thể tránh khỏi thiếu sót đáng tiếc Hạn chế sáng kiến chưa hoàn chỉnh nội dung cực trị yếu tố ω biến thiên đoạn mạch RL RC Chính thân tơi mong nhận xét đóng góp ý kiến quý thầy thầy cô, anh, chị, bạn bè đồng nghiệp để sáng kiến hoàn thiện thời gian tới 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tuyển chọn dạng toán khó mơn Vật lí dùng cho kì thi THPT Quốc gia,Chu Văn Biên, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội, 2017 Tài liệu chun mơn "Tám định lí làm thay đổi tư lạc hậu" , Hoàng Sư Điểu, 2016 Phương pháp chuẩn hóa số liệu, Nguyễn Đình Yên, 2015 Hướng dẫn chuẩn kiến thức kĩ mơn Vật lí 12 THPT, NXB giáo dục, 2010 Chương trình giáo dục phổ thơng mơn Vật lí Bộ Giáo dục Đào tạo Sách giáo khoa Vật lí lớp 12 Nhiều tác giả Nhà xuất Giáo dục Việt Nam Sách giáo viên Vật lí lớp 12 Nhiều tác giả Nhà xuất Giáo dục Việt Nam Tài liệu bồi dưỡng giáo viên môn Vật lí lớp 10, 11,12 Nhiều tác giả http://www.Thuvienvatly.com Nam Định, ngày 26 tháng năm 2018 Tác giả sáng kiến 80 CƠ QUAN ĐƠN VỊ ÁP DỤNG SÁNG KIẾN (Xác nhận, đánh giá, xếp loại) SỞ GIÁO DỤC – ĐÀO TẠO NAM ĐỊNH 81 ... dụng sáng kiến: Mơn Vật lí Thời gian áp dụng sáng kiến: Từ tháng 11 năm 2017 đến tháng năm 2018 Tác giả: Đơn vị áp dụng sáng kiến: BÁO CÁO SÁNG KIẾN I Điều kiện hoàn cảnh tạo sáng kiến Cực trị... quyền Tôi cam kết sáng kiến thân CƠ QUAN ĐƠN VỊ TÁC GIẢ SÁNG KIẾN ÁP DỤNG SÁNG KIẾN (xác nhận) (Ký tên) (Ký tên, đóng dấu) Bùi Quang Sáng MỤC LỤC BÁO CÁO SÁNG KIẾN .2... số mà máy phát tạo Xuất phát từ lý với mong muốn tổng kết lại kinh nghiệm tích lũy trình vừa dạy, vừa học, vừa phát triển lực cá nhân nên chọn viết sáng kiến kinh nghiệm với đề tài “Xây dựng chuyên