SKKN nâng cao hiệu quả ôn thi tốt nghiệp THPT thông phát triển bài toán cộng hưởng điện tại lớp 12b – trường THPT mai anh tuấn

1 MỞ ĐẦU 1.1 Lý chọn đề tài Đất nước ta thời kỳ xây dựng, đổi đẩy mạnh cơng nghiệp hóa - đại hóa đất nước Để đáp ứng nhu cầu xã hội, ngành Giáo dục có thay đổi mặt đặc biệt PPDH Giáo dục phổ thông nước ta thực bước chuyển từ chương trình giáo dục tiếp cận nội dung sang tiếp cận lực người học, nghĩa từ chỗ quan tâm đến việc học sinh học đễn chỗ quan tâm học sinh vận dụng qua việc học Vài năm trở năm trở lại Bộ giáo dục đào tạo áp dụng hình thức thi với thi KHTN kì thi Tốt Nghiệp THPT Quốc Gia Trong đề thi với số lượng 40 câu, thời gian 50 phút Đề ôn tập cho học sinh đạt kết cao kì thi tốt nghiệp thân trăn trở, qua nhiều năm ôn thi lớp 12 tham gia đợt biên soạn câu hỏi Bộ Giáo Dục thân tơi nhận thấy, để em nắm kiến thức làm mức từ điểm đến 8,5 điểm giáo viên nên biết phát triển toán sách giáo khoa thành nhiều câu hỏi xuay quanh kiến thức để học sinh nẵm vững, hiểu rõ chất vật lí từ phát huy kết học tập kĩ làm Để minh chứng cho vấn đề sáng kiến lựa chọn đề tài: “ Nâng cao hiệu ôn thi tốt nghiệp THPT thông phát triển toán cộng hưởng điện lớp 12b – Trường THPT Mai Anh Tuấn’’ Với mục đích giúp em tự học tổ chức hướng dẫn mức giáo viên trình bày theo bước lôgic đề tài chắn phát triển tư độc lập, sáng tạo, góp phần hình thành phương pháp nhu cầu tự học, bồi dưỡng hứng thú học tập, tạo niềm tin niềm vui học tập cho học sinh 1.2 Mục đích nghiên cứu đề tài - Hệ thống lại kiến thức cộng hưởng điện phát triển kiến thức - Từ toán sở phát triển toán xoay quanh kiến thức - Vận dụng hệ thống tập xây dựng vào trình dạy học theo định hướng phát triển lực 1.3 Đối tượng nghiên cứu đề tài - Nội dung kiến thức, kỹ trình dạy học Chương “Điện xoay chiều Vật lí 12” - Xây dựng cách phát mẫu chốt vấn đề tập sở, phát triển lực học sinh - Các tập liên quan đến cộng hưởng điện - Đánh giá hiệu trình vận dụng vào giảng dạy 1.4 Phương pháp nghiên cứu đề tài Để thực nhiệm vụ mục đích đề tài, tơi sử dụng phương pháp sau: - Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: nghiên cứu sách, báo, đề thi qua năm, đề thi thử trường THPT nước… để xây dựng sở lí luận đề tài, cho đề xuất tiến trình dạy học - Phương pháp quan sát sư phạm - Phương pháp điều tra khảo sát thực tiễn, thu thập thông tin - Phương pháp thực nghiệm sư phạm NỘI DUNG 2.1 Cơ sở lí luận 2.1.1 Kiến thức * Dòng điện xoay chiều đoạn mạch có R L C Loại mạch M¹ch chØ cã R Tổng trở Z=R= Định luật ôm: I= Độ lệch pha ϕ =0 u–i ρl S UR R với i M¹ch chØ cã L Z = Z L = ω L I= u pha UL ZL ϕ= π M¹ch chØ cã C Z = ZC = I= UC ZC ϕ=− ;u sớm pha với ωC π ; u trễ i góc Giản đồ véc tơ O ur UR i uur UL π O pha với i i π i O uuu r UC * Đoạn mạch RLC không phân nhánh Z= R + ( Z L − ZC )2 - Tổng trở: - Hiệu điện thế: U = U R2 + (U L − U C ) → U = U 02R + (U L − U 0C ) I= U UR UL Ur UC = = = = Z R ZL r ZC - Định luật ôm: - Độ lệch pha u i: tan ϕ = U L − UC Z L − ZC Z − ZC R R = ;sin ϕ = L ; cosϕ = = UR R Z Z (Z L − ZC )2 + R = - Công suất: P = UIcosϕ = I2R I = I max * Mạch cộng hưởng Z L = ZC Điều kiện : ω2 = ( LC Z = R ⇒ I max Khi + + + + U L = UC ⇒ U = U R ϕ =0⇔ ) U = R U 2R ( Z L − ZC )2 + R ur UL ur U LC O ur UC ϕ ur U ur UR i u pha i cosφ = P = Pmax + U2 = UI = R 2.2 Thực trạng vấn đề Từ thực tế trực tiếp giảng dạy học sinh lớp, với cấu trúc đề thi nay: 18 câu nhận biết 10 câu thông hiểu, câu vận dụng thấp câu vận dụng cao xếp theo thứ tự từ dễ đến khó Việc học sinh có học lực trung bình, tunh bình làm đến điểm, học sinh có học lực làm đến điểm cịn học sinh có học lực giỏi, xuấ sắc làm 8,5 đến 10 điểm Để đạt kết học sinh phải bám sát kiến thức sách giáo khoa, kiến thức lí thuyết xuất năm thi trở lại bản, em nhìn thấy có sách giáo khoa mức độ nhận biết, mức thông hiểu bước tư tức từ kiến thức học sinh phải có bước biến đổi, mức vận dụng thấp học sinh phải suy nghĩ hai bước tư đến ba bước, mức vận dụng cao học sinh phải suy nghĩ từ ba bước tư trở lên Như với việc làm để ôn tập cho học sinh nắm kiến thức từ hiểu chất vật lí tượng vật lí khâu định đến kết ôn thi học sinh Để học sinh ôn tập hiệu khâu quan trọng biên soạn cho học sinh câu hỏi ôn tập mức độ tơi trình bày Nhưng thực tế nhiều giáo viên hiểu chưa mức độ, qua chưa hệ thống nội dung câu hỏi ôn tập cho học sinh chưa phát triển từ câu khỏi có trước dẫn đến việc ơn tập cho em đạt hiệu chưa cao… Sở dĩ có thực trạng theo tơi số nguyên nhân sau: - Thứ phân phối chương trình theo chuẩn kiến thức kỹ có giới hạn nên dạy lớp giáo viên khơng thể sâu vào phân tích cách chi tiết dạng bại tập - Thứ hai phận giáo viên chưa hiểu bốn mực độ thông hiểu, nhận biết, vận dụng vận dung cao đề thi tốt nghiệp THPT Học sinh ham tìm câu tập khó để ơn luyện mà lơ đà kiến thức lí thuyết học lơ mơ dấn đến điểm câu đễ - Thứ ba phương pháp ôn tập trước thi THPT Quốc Gia không phù hợp với đề thi Từ vấn đề dẫn đến học sinh gặp nhiều khó khăn việc ơn tập, luyện thi, dẫn đến kết thi không cao 2.3 Các giải pháp giải vấn đề Xuất phát từ sở lí luận từ thực trạng dẫn đến hạn chế nêu trên, áp dụng số giải pháp để khắc phục hạn chế Cụ thể + Giải pháp thứ là: Qua củng cố kiến thức cho học sinh thấy từ điều kiện cộng hưởng suy tính chất + Giải pháp thứ hai là: Từ toán sở ta phát triển toán sở kiến thức nào? + Giải pháp thứ ba là: Xây dựng hệ thống dạng tập liên quan đến tượng cộng điện dạng thông hiểu vận dụng thấp 2.3.1 BÀI TẬP CƠ SỞ Ví dụ (THPT QG 2019): Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp Biết dung kháng ZC = 20Ω Ω A 10 R = 10Ω , cuộn cảm có cảm kháng ZL = 20Ω tụ điện có Tổng trở đoạn mạch Ω Ω B 30 C 50 Ω D 20 Hướng dẫn giải ZL = ZC = 20(Ω) ⇒ Trong mạch có cộng hưởng điện Ω Tổng trở mạch là: Z = R = 10( ) Đáp án A Ví dụ (THPT QG 2017): Đặt điện áp xoay chiều được) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở 100 3Ω u = 200 6cosωt(V) ω ( thay đổi , cuộn cảm tụ điện mắc nối tiếp Điều chỉnh ω để cường độ dòng điện hiệu dụng đoạn mạch đạt I max Giá trị Imax A 2A B 6A C 3A D 2A Hướng dẫn giải Điều chỉnh ω để cường độ dòng điện hiệu dụng đoạn mạch đạt I max xảy ZL = ZC ⇒ I max = cộng hưởng U 200 = ⇒ I max = 2(A) R 100 Đáp án A Ví dụ (Sở GD Hà Nội 2019): Cho mạch điện hình vẽ: điện trở R, cuộn dây cảm L tụ điện có điện dung thay đổi được, vơn kế V V2 lí tưởng Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có tần số điện áp hiệu dụng không đổi Nếu điện dung tụ giảm xuống từ giá C= trị L ω2 A Số hai vôn kế giảm B Số V1 tăng, số V2 giảm C Số hai vôn kế tăng D Số V1 giảm, số V2 tăng Hướng dẫn giải C= Xét giá trị: → 1 ⇒ ωL = ⇒ ZL = ZC Lω ωC hay mạch cộng hưởng I max = Cường độ dòng điện mạch cực đại: U R Vôn kế đo điện áp đầu đoạn mạch gồm R L: Sau thay đổi C I giảm Mà U V1 = I R2 + Z2L → Số Vôn kế giảm Vôn kế đo điện áp đầu đoạn mạch gồm L C Số Vơn kế là: Khi cộng hưởng UV = I ZL − ZC ZL − ZC = Sau thay đổi C , Vơn kế 0(V) ZL − ZC ≠ , số Vơn kế tăng Đáp án D Ví dụ (Thử nghiệm THPT 2017): Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 200V tần số f thay đổi vào hai đầu đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp Biết cuộn cảm có độ tự cảm H π Khi f=50Hz f = 200Hz cường độ dịng điện hiệu dụng đoạn mạch 0,4A Điều chỉnh f để cường độ dòng điện hiệu dụng đoạn mạch có giá trị cực đại Giá trị cực đại A 0,75A B 0,5A C 1A D 1,25A Hướng dẫn giải Khi   ff=       ff=   = 50(Hz) ⇒ = 200(Hz) ⇒ ZL1 = 2πf1L = 2π.50 = 100(Ω) π ZC1 = 2πf1C ZL = 2πf2L = 2π.200 = 400(Ω) π ZC f2 = 4f1 ZC2 =  → ZC2 = 2πf2C I = I = 0,4(A) ⇒ ZL1 − ZC1 = ZL − ZC2 ⇔ 100− ZC1 = 400− ZC1 ⇒ ZC1 = 400(Ω) U I1 = R2 + (ZL1 − ZC1 )2 ⇔ 0,4 = 200 R2 + (100− 400)2 ⇒ R = 400(Ω) Điều chỉnh f để cường độ dòng điện hiệu dụng đoạn mạch có giá trị cực đại tức mạch xảy cộng hường điện, ta có: I max = U 200 = = 0,5(A) R 400 Đáp án B Ví dụ (THPT QG 2017): Đặt điện áp uAB = 30cos100πt(V) vào hai đầu đoạn mạch AB hình vẽ bên, cuộn cảm có độ tự cảm L tụ điện có điện dung C thay đổi Khi C = C o điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch MN đạt giá trị cực đại điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch AN 30 2V Khi C = 0,5Co biểu thức điện áp giữ hai đầu cuộn cảm A C 5π   uMN = 15 3cos 100πt + ÷V 6  B 5π   uMN = 30 3cos 100πt + ÷V 6  D π  uMN = 15 3cos 100πt + ÷V 3  π  uMN = 30 3cos 100πt + ÷V 3  Hướng dẫn giải + Khi ⇒ C = Co : U MNmax = U L max ⇔ I = I max Z = R nên mạch có cộng hưởng điện ZL = ZCo uAN = 30 2(V) ⇔ U R2 + Z2L = 30 2(V) R U =15 2(V ) → 15 R + Z2L = 30 2(V) ⇔ ZL = R R ZC = ωC C = 0,5Co → ZC = 2ZCo = 2ZL = 3R + Khi Độ lệch pha u i tanϕ = Khi , ta có: ZL − ZC R − 3R π = = − 3→ ϕ = − R R ϕU L = ϕi + U oL = ϕ π π π 5π = ϕi + + = U o.ZL 30.R = = 15 3(V) Z R2 + (R − 3R)2 C = 0,5Co biểu thức điện áp hai đầu cuộn cảm là: 5π   uMN = 15 3cos 100πt + ÷ V 6  2.3.2 Bài tập vận dụng π  u = 100 cos 100π t − ÷ 6  Câu1: Đặt điện áp (V) vào hai đầu đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp hình bên Biết điện áp hai đầu cuộn cảm có biểu thức π  uL = 100 cos 100π t + ÷ 3  A C L C R M N B (V) Điện áp hai đầu đoạn mạch MB có biểu thức π  uMB = 200 cos 100π t − ÷ 4  uMB A 5π   = 200 cos 100π t − ÷ 12   (V) B 5π   uMB = 100 cos 100π t − ÷ 12   uMB (V) D π  = 100 cos 100π t − ÷ 4  (V) (V) 200 cos100π t (V ) Câu 2: Đặt điện áp xoay chiều u = vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở 100 Ω, cuộn cảm tụ điện mắc nối tiếp Điện áp hai đầu tụ điện A 400 W π uc = 100 cos(100π t − ) B 200 W Bai Toan co so : Đặt điện áp (V) Công suất tiêu thụ điện đoạn mạch C 100 W D 300 W π  u = 100 cos  100π t − ÷ 6  R = 50 Ω hai đầu đoạn mạch có bên Bieetsrong mach A (V) B (V) C (V) D (V) (V) vào L A C R M N B , L, C mắc nối tiếp hình u = 60 2cos100πt( V ) Câu 3: (MH lần 1-2020) Đặt điện áp xoay chiều s) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở 30Ω, (t tính tụ điện có điện −3 10 F 4π dung cuộn cảm có độ tự cảm L thay đôi Điều chỉnh L để cường độ hiệu dụng dòng điện đoạn mạch đạt cực đại Khi đó, điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm 80 2V 80V 60 2V 60V A B C D Câu 4: (THPT QG 2019): Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp Biết dung kháng Ω A 10 ZC = 20Ω R = 10Ω , cuộn cảm có cảm kháng ZL = 20Ω tụ điện có Tổng trở đoạn mạch Ω B 30 Ω C 50 Câu 5: (THPT QG 2017): Đặt điện áp xoay chiều được) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở 100 3Ω Ω D 20 u = 200 6cosωt(V) ω ( thay đổi , cuộn cảm tụ điện mắc 10 nối tiếp Điều chỉnh ω để cường độ dòng điện hiệu dụng đoạn mạch đạt I max Giá trị Imax A 2A B 6A C 3A D 2A Câu 6: (Sở GD Hà Nội 2019): Cho mạch điện hình vẽ: điện trở R, cuộn dây cảm L tụ điện có điện dung thay đổi được, vơn kế V V2 lí tưởng Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có tần số điện áp hiệu dụng không đổi Nếu điện dung tụ giảm xuống từ giá C= trị L ω2 A Số hai vơn kế giảm B Số V1 tăng, số V2 giảm C Số hai vôn kế tăng D Số V1 giảm, số V2 tăng Câu 7: (Thử nghiệm THPT 2017): Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 200V tần số f thay đổi vào hai đầu đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp Biết cuộn cảm có độ tự cảm H π Khi f=50Hz f = 200Hz cường độ dịng điện hiệu dụng đoạn mạch 0,4A Điều chỉnh f để cường độ dịng điện hiệu dụng đoạn mạch có giá trị cực đại Giá trị cực đại A 0,75A B 0,5A Câu 8: (THPT QG 2017): Đặt điện áp C 1A uAB = 30cos100πt(V) D 1,25A vào hai đầu đoạn mạch AB hình vẽ bên, cuộn cảm có độ tự cảm L tụ điện có điện dung C thay đổi Khi C = C o 11 điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch MN đạt giá trị cực đại điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch AN 30 2V Khi C = 0,5Co biểu thức điện áp giữ hai đầu cuộn cảm A C 5π   uMN = 15 3cos 100πt + ÷V 6  5π   uMN = 30 3cos 100πt + ÷V 6  B D π  uMN = 15 3cos 100πt + ÷V 3  π  uMN = 30 3cos 100πt + ÷V 3  2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm hoạt động giáo dục, với thân, đồng nghiệp nhà trường Với việc triển khai thực nêu tiến hành lấy ý kiến đồng nghiêp, học sinh, theo dõi tinh thần thái độ học sinh trình học tập qua kiểm tra khảo sát đánh giá đại phận học sinh lớp dạy năm vững phương pháp, kỹ giải nhanh - Thực tế giảng dạy tơi cảm thấy tự tin tất toán giải cụ thể, dễ hiểu gắn gọn ví dụ minh hoạ rõ ràng Và đạt kết định: học sinh tích cực tham gia giải tập, nhiều em tiến nhanh, nắm vững kiến thức tạo hứng thú say mê học tập mơn Vật lý Từ phát huy khả tự giác, tích cực học sinh, giúp em bồi dưỡng khả tự học sáng tạo phương pháp giải nhanh cho dạng toán khác chương trình - Với sở lý thuyết xây dựng tỉ mỉ, khoa học, xác giúp cho đồng nghiệp, học sinh hiểu sâu sắc số kiến thức mà lâu thừa nhận chưa tự chứng minh - Sáng kiến giúp học sinh tự tin, u thích mơn vật lý đặc biệt phần tập đồ thị nói chung đồ thị dao động sóng học nói riêng, học sinh khơng chịu khuất phục tốn khó Kết luận, kiến nghị 3.1.Kết luận 12 Từ việc vận dụng Sáng kiến giúp cho học sinh hiểu rõ chất toán dạng đồ thị, nắm vững phương pháp, có kỹ giải nhanh Từ phát huy khả tự giác, tích cực học sinh, giúp em bồi dưỡng khả tự học sáng tạo phương pháp giải nhanh cho dạng toán khác chương trình Ngồi mục đích giải nhanh tốn đồ thi sóng cơ, từ học sinh tư mở rộng sang dạng tập đồ thị dao động cơ, điện xoay chiều sáng kiến tài liệu bổ ích giúp cho học sinh, đồng nghiệp tham khảo cách nhanh Tóm lại: Tuy qúa trình thực cịn gặp khó khăn nêu trên, đồng thời việc tổ chức thực với số tiết học thời gian chưa nhiều Nhưng với kết bước đầu đạt với đóng góp ý kiến đồng nghiệp tin tưởng sáng kiến thời gian tới tài liệu bổ ích học sinh đồng nghiệp, góp phần nâng cao hiệu quả trình giảng dạy bậc THPT Rất mong đóng góp ý kiến bổ sung bạn đồng nghiệp 3.2 Kiến nghị 3.2.1 Đối với tổ chun mơn + Trong q trình hướng dẫn học sinh sử dụng sáng kiến thiết học sinh phải chứng minh kết cho sử dụng, tránh kiểu học thuộc lòng + Do số tiết lớp không nhiều mà nội dung kiến thức lại lớn đồng thời để bồi dưỡng khả tự học học sinh giáo viên cần hướng dẫn cho học sinh nội dụng cốt lõi cho học sinh nhà tự nghiên cứu tiếp sau cần trả lời vấn đề học sinh khúc mắc 3.2.2 Đối với Sở Giáo Dục + Đối với sở giáo dục nên triển khai rộng rãi sáng kiến ngành xếp giải cho anh chị em giáo viên tỉnh tham khảo, mở mang thêm kiến thức kỹ 13 XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ Nga Sơn, ngày 25 tháng 05 năm 2021 Tôi xin cam đoan SKKN viết, khơng chép nội dung người khác Người viết SKKN Mai Đăng Ngọc 14 ... trước thi THPT Quốc Gia khơng cịn phù hợp với đề thi Từ vấn đề dẫn đến học sinh gặp nhiều khó khăn việc ôn tập, luyện thi, dẫn đến kết thi không cao 2.3 Các giải pháp giải vấn đề Xuất phát từ... kiện cộng hưởng suy tính chất + Giải pháp thứ hai là: Từ tốn sở ta phát triển toán sở kiến thức nào? + Giải pháp thứ ba là: Xây dựng hệ thống dạng tập liên quan đến tượng cộng điện dạng thông. .. trình dạy học Chương ? ?Điện xoay chiều Vật lí 12” - Xây dựng cách phát mẫu chốt vấn đề tập sở, phát triển lực học sinh - Các tập liên quan đến cộng hưởng điện - Đánh giá hiệu trình vận dụng vào