thiết kế hệ thống câu hỏi, hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lý chương v dòng điện xoay chiều vật lý 12 nâng cao

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA SƯ PHẠM
BỘ MÔN VẬT LÝ
----*----

THIẾT KẾ HỆ THỐNG CÂU HỎI, HƯỚNG DẪN
HỌC SINH GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ
CHƯƠNG V DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
VẬT LÝ 12 NÂNG CAO

Luận văn tốt nghiệp
Nghành: SƯ PHẠM VẬT LÝ – CÔNG NGHỆ

Giáo viên hướng dẫn:

Sinh viên thực hiện:

ThS – GVC: Lê Văn Nhạn

Phạm Mỹ Duyên
MSSV: 1110267
Lớp: Sp. Vật Lý – Công Nghệ K37

Cần Thơ, năm 2015


LỜI CẢM ƠN
Trước hết, em xin gửi lời cảm ơn đến quý thầy cô khoa Sư phạm,
trường Đại học Cần Thơ đã tận tình giảng dạy, truyền thụ kiến thức, kĩ
năng và phương pháp sư phạm trong suốt bốn năm đại học, cũng như
kinh nghiệm trong học tập và cuộc sống trong thời gian em học tập ở

trường.
Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn đến thầy ThS-GVC Lê Văn Nhạn
đã hướng dẫn và giúp đỡ em rất nhiều trong quá trình thực hiện đề tài.
Em cũng gửi lời cảm ơn đến gia đình và bạn bè đã tạo mọi đều kiện để
em hoàn thành tốt đề tài.
Cuối cùng em gửi lời chúc sức khỏe và công tác tốt đến quý thầy
cô.
Em xin chân thành cảm ơn!
Trân Trọng!
Phạm Mỹ Duyên


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu chính tôi thực hiện. Các số liệu, kết
quả phân tích trong luận văn là hoàn toàn trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ
công trình nghiên cứu nào trước đây.
Mọi tham khảo, trích dẫn đều được chỉ rõ nguồn trong danh mục tham khảo của luận
văn.
Cần Thơ, Ngày … tháng … năm 2015
Sinh viên thực hiện


Nhận Xét Của Giảng Viên Hướng Dẫn
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
………….ngày ……….tháng ………năm 2015

Lê Văn Nhạn


Luận Văn Tốt Nghiệp

GVHD: Th.S Lê Văn Nhạn

MỤC LỤC
PHẦN MỞ ĐẦU....................................................................................................................... 1
I. Đặt vấn đề .............................................................................................................................. 1
II. Mục đích nghiên cứu ............................................................................................................ 2
III. Nhiệm vụ nghiên cứu .......................................................................................................... 2
IV. Phương pháp nghiên cứu .................................................................................................... 2
V. Giới hạn nghiên cứu ............................................................................................................. 2
VI. Các giai đoạn thực hiện đề tài…………………………………………………………… 2
PHẦN LÝ LUẬN CHUNG ...................................................................................................... 3
LÝ LUẬN CHUNG VỀ PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY BÀI TẬP VẬT LÝ Ở TRƯỜNG
TRUNG HỌC PHỔ THÔNG ................................................................................................... 3
I. Những cơ sở lý luận của hoạt động giải bài tập vật lý phổ thông ......................................... 3
1. Mục đích, ý nghĩa của việc giải bài tập ................................................................................ 3
2. Tác dụng của bài tập vật lý trong dạy học vật lý .................................................................. 3
II. Phân loại bài tập vật lý ......................................................................................................... 4
1. Phân loại theo phương thức giải ........................................................................................... 4
2. Phân loại theo nội dung ........................................................................................................ 6
3. Phân loại theo yêu cầu rèn luyện kĩ năng, phát triển tư duy học sinh trong quá trình dạy
học ............................................................................................................................................. 6
4. Phân loại theo cách thể hiện bài tập ...................................................................................... 6
5. Phân loại theo hình thức làm bài........................................................................................... 6
III. Phương pháp giải bài tập .................................................................................................... 7
1. Tìm hiểu đầu bài, tóm tắt các dữ kiện................................................................................... 7
2. Phân tích hiện tượng ............................................................................................................. 8
3. Xây dựng lập luận ................................................................................................................. 8
4. Lựa chọn cách giải cho phù hợp ........................................................................................... 8
5. Kiểm tra, xác nhận kết quả và biện luận ............................................................................... 8
IV. Xây dựng lập luận trong giải bài tập .................................................................................. 9
1. Xây dựng lập luận trong giải bài tập định tính ..................................................................... 9

i


Luận Văn Tốt Nghiệp

GVHD: Th.S Lê Văn Nhạn

2. Xây dựng lập luận trong giải bài tập định lượng ................................................................ 10
V. Lựa chọn và sử dụng bài tập trong dạy học vật lý ............................................................. 11
1. Lựa chọn bài tập.................................................................................................................. 11
2. Sử dụng hệ thống bài tập: ................................................................................................... 12
PHẦN VẬN DỤNG ............................................................................................................... 13
CHƯƠNG 1: HỆ THỐNG KIẾN THỨC CHƯƠNG V: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU....... 13
I. Suất điện động xoay chiều:.................................................................................................. 13
II. Điện áp xoay chiều – Dòng điện xoay chiều...................................................................... 13
III. Các giá trị hiệu dụng: ........................................................................................................ 14
IV. Đoạn mạch chỉ có R, chỉ có C, chỉ có L: .......................................................................... 15
V. Mạch có R, L, C mắc nối tiếp - Cộng hưởng điện ............................................................. 16
VI. Máy phát điện: .................................................................................................................. 18
VII. Động cơ không đồng bộ .................................................................................................. 19
VIII. Máy biến áp .................................................................................................................... 19
CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG V
DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU................................................................................................. 21
I. BÀI TẬP ĐỊNH TÍNH. ....................................................................................................... 21
II. BÀI TẬP ĐỊNH LƯỢNG. ................................................................................................. 25
CHƯƠNG 3: MỘT SỐ BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM RÈN LUYỆN ...................................... 83
KẾT LUẬN ............................................................................................................................. 94
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................................... 95

ii

Luận Văn Tốt Nghiệp

GVHD: Th.S Lê Văn Nhạn

PHẦN MỞ ĐẦU
I. Đặt vấn đề
Chúng ta đang sống trong sống trong thời đại của sự bùng nổ tri thức khoa học và công
nghệ. Xã hội mới phồn vinh ở thế kỉ 21 phải là một xã hội dựa vào tri thức, vào tư duy sáng
tạo, vào tài năng sáng chế của con người. Trong xã hội biến đổi nhanh chóng như hiện nay,
người lao động cũng phải biết luôn tìm tòi kiến thức mới và trau dồi năng lực của mình cho
phù hợp với sự phát triển của khoa học và kĩ thuật. Lúc đó người lao động phải có khả năng
tự định hướng và tự học để thích ứng với đòi hỏi mới của xã hội. Chính vì vậy, mục đích
giáo dục hiện nay ở nước ta và trên thế giới không chỉ dừng lại ở việc truyền thụ cho học
sinh những kiến thức, kĩ năng loài người đã tích lũy được trước đây, mà còn đặc biệt quan
tâm đến việc bồi dưỡng cho họ năng lực sáng tạo ra những tri thức mới, phương pháp mới,
cách giải quyết vấn đề mới sao cho phù hợp.
Rèn luyện năng lực tự suy nghĩ và truyền thụ kiến thức cho học sinh là vấn đề quan trọng
trong dạy học nói chung và dạy học môn Vật lý nói riêng. Để việc dạy và học đạt kết quả
cao thì người giáo viên phải biết phát huy tính tích cực của học sinh, chọn lựa phương thức
tổ chức hoạt động, cách tác động phù hợp giúp học sinh vừa học tập, vừa phát triển nhận
thức. Việc giải bài tập Vật lý không những nhằm mục đích giải toán, mà nó còn có ý nghĩa
to lớn trong việc rèn luyện cho học sinh khả năng vận dụng kiến thức, kĩ năng tính toán, suy
luận logic để giải quyết những vấn đề trong thực tế cuộc sống. Trong quá trình dạy học bài
tập vật lý, vai trò tự học của học sinh là rất cần thiết. Để giúp học sinh khả năng tự học,
người giáo viên phải biết lựa chọn bài tập sao cho phù hợp, sắp xếp chúng một cách có hệ
thống từ dễ đến khó, từ đơn giản đến phức tạp và hướng dẫn cho học sinh cách giải để tìm ra
được bản chất vật lý của bài toán vật lý.
Trong đó chương dòng điện xoay chiều là một dao động điện từ cưỡng bức, đổi chiều liên

tục hằng trăm lần trong một giây, làm từ trường do nó sinh ra cũng thay đổi theo. Chính điều
đó đã làm cho dòng điện xoay chiều có một số tác dụng to lớn mà dòng điện một chiều
không có. Do đó mà dòng điện xoay chiều được ứng dụng rộng rãi trong thực tế cuộc sống.
Chương “Dòng điện xoay chiều” là một trong những chương quan trong của chương trình
vật lý 12. Việc nắm vững kiến thức, vận dụng kiến thức để giải các bài tập định tính, bài tập
định lượng của chương này đối với học sinh thật không dễ dàng. Chính vì vậy, đề tài “thiết
kế hệ thống bài giảng, giải bài tập vật lý (chương “Dòng điện xoay chiều” lớp 12 chương
trình nâng cao)” sẽ giúp học sinh có một hệ thống bài tập, có phương pháp giải cụ thể của
từng dạng với hướng dẫn giải chi tiết từng bài, từ đó giúp học sinh có thể hiểu rõ hơn về
chương dòng điện xoay chiều. Đồng thời thông qua việc giải bài tập, học sinh có thể được
rèn luyện về kĩ năng giải bài tập, phát triển tư duy sáng tạo và năng lực tự làm việc của bản
thân.
SVTH: Phạm Mỹ Duyên

1

Sp.Vật Lý – Công Nghệ


Luận Văn Tốt Nghiệp

GVHD: Th.S Lê Văn Nhạn

II. Mục đích nghiên cứu
Xây dựng hệ thống bài tập, hướng dẫn phương pháp giải các dạng bài tập của chương
“Dòng điện xoay chiều”. Từ đó vạch ra tiến trình hướng dẫn hoạt động dạy học (gồm hoạt
động của giáo viên và hoạt động của học sinh) nhằm giúp học sinh nắm vững kiến thức về
chương này, trên cơ sở đó học sinh có thể tự lực vận dụng kiến thức để giải các bài tập cùng
dạng theo phương pháp đã đưa ra.

III. Nhiệm vụ nghiên cứu
Nghiên cứu lý luận dạy học về bài tập vật lý để vận dụng vào hoạt động dạy học.
Nghiên cứu nội dung chương “Dòng điện xoay chiều” chương trình sách giáo khoa vật lý
12 nâng cao nhằm xác định nội dung kiến thức cơ bản học sinh cần nắm vững và các kĩ năng
giải bài tập cơ bản học sinh cần rèn luyện.
Soạn thảo hệ thống bài tập của chương này, đưa ra phương pháp giải theo từng dạng, đề xuất
tiến trình hướng dẫn học sinh giải bài tập trong hệ thống bài tập này

IV. Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu lý luận về dạy học bài tập vật lý.
Nghiên cứu chương trình vật lý trung học phổ thông: bao gồm sách giáo khoa vật lý 12,
sách bài tập, một số sách tham khảo vật lý 12 về phần dòng điện xoay chiều.
Lựa chọn các dạng bài tập trong sách giáo khoa, sách bài tập, sách tham khảo phù hợp với
nội dung, kiến thức của chương.

V. Giới hạn nghiên cứu
Do hạn chế về thời gian, kiến thức và phương pháp giảng dạy thực tế nên hệ thống bài tập
được lựa chọn còn mang tính chủ quan và chưa thật sự phong phú, nhất là phần bài tập định
tính.
Do chưa có kinh nghiệm về phương pháp giảng dạy nên tiến trình hướng dẫn học sinh giải
có thể vẫn chưa hay.
Vật lý học là khoa học thực nghiệm, tuy nhiên trong đề tài vẫn chưa thể đưa ra các bài tập
thực nghiệm, cũng như chưa thực hiện được phần thực nghiệm sư phạm.
VI. Các giai đoạn thực hiện đề tài.
 Bước 1: Trao đổi với thầy hướng dẫn và nhận đề tài.
 Bước 2: Viết đề cương.
 Bước 3: Nghiên cứu cơ sở lý thuyết.
 Bước 4: Nghiên cứu chương Dòng Điện Xoay Chiều vật lý 12 nâng cao và soạn giáo
án.
 Bước 5: Chỉnh sửa, hoàn tất đề tài.

 Bước 6: Bảo vệ luận văn.

SVTH: Phạm Mỹ Duyên

2

Sp.Vật Lý – Công Nghệ


Luận Văn Tốt Nghiệp

GVHD: Th.S Lê Văn Nhạn

PHẦN LÝ LUẬN CHUNG
LÝ LUẬN CHUNG VỀ PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY BÀI TẬP
VẬT LÝ Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG
I. Những cơ sở lý luận của hoạt động giải bài tập vật lý phổ thông
1. Mục đích, ý nghĩa của việc giải bài tập
- Quá trình giải một bài tập vật lý là quá trình tìm hiểu điều kiện của bài toán, xem xét hiện
tượng vật lý đề cập, dựa vào kiến thức vật lý để tìm ra những cái chưa biết trên cơ sở những
cái đã biết. Thông qua hoạt động giải bài tập, học sinh không những củng cố lý thuyết và tìm
ra lời giải một cách chính xác, mà còn hướng cho học sinh cách suy nghĩ, lập luận để hiểu rõ
bản chất của vấn đề, và có cái nhìn đúng đắn khoa học. Vì thế, mục đích cơ bản đặt ra khi
giải bài tập vật lý là làm cho học sinh hiểu sâu sắc hơn những quy luật vật lý, biết phân tích
và ứng dụng chúng vào những vấn đề thực tiễn, vào tính toán kĩ thuật và cuối cùng là phát
triển được năng lực tư duy, năng lực tư giải quyết vấn đề.
- Muốn giải được bài tập vật lý, học sinh phải biết vận dụng các thao tác tư duy, so sánh,
phân tích, tổng hợp, khái quát hóa…để xác định được bản chất vật lý. Vận dụng kiến thức
vật lý để giải quyết các nhiệm vụ học tập và những vấn đề thực tế của đời sống chính là
thước đo mức độ hiểu biết của học sinh. Vì vậy, việc giải bài tập vật lý là phương tiện kiểm

tra kiến thức, kĩ năng của học sinh. [3, tr 10]

2. Tác dụng của bài tập vật lý trong dạy học vật lý
2.1. Bài tập giúp cho việc ôn tập, đào sâu, mở rộng kiến thức
Trong giai đoạn xây dựng kiến thức, học sinh đã nắm được cái chung, cái khái quát của
các khái niệm, định luật và cũng là cái trừu tượng. Trong bài tập, học sinh phải vận dụng
những kiến thức khái quát, trừu tượng đó vào những trường hợp cụ thể rất đa dạng, nhờ thế
mà học sinh nắm được những biểu hiện cụ thể của chúng trong thực tế. Ngoài những ứng
dụng quan trọng trong kĩ thuật, bài tập vật lý sẽ giúp học sinh thấy được những ứng dụng
muôn hình, muôn vẻ trong thực tiễn của các kiến thức đã học
Các khái niệm, định luật vật lý thì rất đơn giản, còn biểu hiện của chúng trong tự nhiên thì
rất phức tạp, bởi vì các sự vật, hiện tượng có thể bị chi phối bởi nhiều định luật, nhiều
nguyên nhân đồng thời hay liên tiếp chồng chéo lên nhau. Bài tập sẽ giúp luyện tập cho học
sinh phân tích để nhận biết được những trường hợp phức tạp đó
Bài tập vật lý là một phương tiện củng cố, ôn tập kiến thức sinh động. Khi giải bài tập, học
sinh phải nhớ lại các kiến thức đã học, có khi phải sử dụng tổng hợp các kiến thức thuộc
nhiều chương, nhiều phần của chương trình.

SVTH: Phạm Mỹ Duyên

3

Sp.Vật Lý – Công Nghệ


Luận Văn Tốt Nghiệp

GVHD: Th.S Lê Văn Nhạn

2.2. Bài tập có thể là điểm khởi đầu để dẫn dắt đến kiến thức mới

Các bài tập nếu được sử dụng khéo léo có thể dẫn học sinh đến những suy nghĩ về một
hiện tượng mới hoặc xây dựng một khái niệm mới để giải thích hiện tượng mới do bài tập
phát hiện ra
2.3. Giải bài tập vật lý rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo vận dụng lý thuyết vào thực tiễn, rèn
luyện thói quen vận dụng kiến thức khái quát
Bài tập vật lý là một trong những phương tiện rất quý báu để rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo vận
dụng lý thuyết vào thực tiễn, rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức khái quát đã thu nhận
được để giải quyết các vấn đề của thực tiễn. Có thể xây dựng nhiều bài tập có nội dung thực
tiễn, trong đó học sinh phải biết vận dụng lý thuyết để giải thích hoặc dự đoán các hiện
tượng xảy ra trong thực tiễn ở những điều kiện cho trước.
2.4. Giải bài tập là một trong những hình thức làm việc tự lực cao của học sinh
Trongkhi làm bài tập, do phải tự mình phân tích các điều kiện của đầu bài, tự xây dựng
những lập luận, kiểm tra và phê phán những kết luận mà học sinh rút ra được nên tư duy học
sinh được phát triển, năng lực làm việc tự lực của họ được nâng cao, tính kiên trì được phát
triển.
2.5. Giải bài tập vật lý góp phần làm phát triển tư duy sáng tạo của học sinh
Việc giải bài tập vật lý đòi hỏi phải phân tích bài toán để tìm bản chất vật lý với mức độ
khó được nâng dần lên giúp học sinh phát triển tư duy.
Có nhiều bài tập vật lý không chỉ dừng lại trong phạm vi vận dụng những kiến thức đã học
mà còn giúp bồi dưỡng cho học sinh tư duy sáng tạo. Đặc biệt là những bài tập giải thích
hiện tượng, bài tập thí nghiệm, bài tập thiết kế dụng cụ rất có ích về mặt này.
2.6. Giải bài tập vật lý để kiểm tra mức độ nắm vững kiến thức của học sinh
Bài tập vật lý cũng là một phương tiện có hiệu quả để kiểm tra mức độ nắm vững kiến
thức của học sinh. Tùy theo cách đặt câu hỏi kiểm tra, ta có thể phân loại được các mức độ
nắm vững kiến thức của học sinh, khiến cho việc đánh giá chất lượng kiến thức của học sinh
được chính xác. [3, tr 2]

II. Phân loại bài tập vật lý
1. Phân loại theo phương thức giải
1.1. Bài tập định tính

- Bài tập định tính là những bài tập mà khi giải học sinh không cần thực hiện các phép tính
phức tạp hay chỉ làm những phép tính đơn giản, có thể tính nhẩm được. Muốn giải những
bài tập định tính, học sinh phải thực hiện những phép suy luận logic, do đó phải hiểu rõ bản
chất của các khái niệm, định luật vật lý, nhận biết được những biểu hiện của chúng trong
những trường hợp cụ thể. Đa số các bài tập định tính yêu cầu học sinh giải thích hoặc dự
đoán một hiện tượng xảy ra trong những điều kiện cụ thể.

SVTH: Phạm Mỹ Duyên

4

Sp.Vật Lý – Công Nghệ


Luận Văn Tốt Nghiệp

GVHD: Th.S Lê Văn Nhạn

- Bài tập định tính làm tăng sự hứng thú của học sinh đối với môn học, tạo điều kiện phát
triển óc quan sát ở học sinh, là phương tiện rất tốt để phát triển tư duy của học sinh, và dạy
cho học sinh biết áp dụng kiến thức vào thực tiễn.
1.2. Bài tập định lượng
- Bài tập định lượng là loại bài tập mà khi giải học sinh phải thực hiện một loạt các phép
tính để xác định mối liên hệ phụ thuộc về lượng giữa các đại lượng và kết quả thu được là
một đáp định lượng. Có thể chia bài tập định lượng làm hai loại: bài tập tính toán tập dợt và
bài tập tính toán tổng hợp.
- Bài tập tính toán tập dợt: là loại bài tập tính toán đơn giản, trong đó chỉ đề cập đến một
hiện tượng, một định luật và sử dụng một vài phép tính đơn giản nhằm củng cố kiến thức cơ
bản vừa học, làm học sinh hiểu rõ ý nghĩa của các định luật và các công thức biểu diễn
chúng.

- Bài tập tính toán tổng hợp: là loại bài tập mà khi giải thì phải vận dụng nhiều khái niệm,
định luật, nhiều công thức. Loại bài tập này có tác dụng đặc biệt giúp học sinh đào sâu, mở
rộng kiến thức, thấy rõ những mối liên hệ khác nhau giữa các phần của chương trình vật lý.
Ngoài ra bài tập tính toán tổng hợp cũng nhằm mục đích làm sáng tỏ nội dung vật lý của các
định luật, quy tắc biểu hiện dưới các công thức. Vì vậy, giáo viên cần lưu ý học sinh chú ý
đến ý nghĩa vật lý của chúng trước khi đi vào lựa chọn các công thức và thực hiện phép tính
toán.
1.3. Bài tập thí nghiệm
- Bài tập thí nghiệm là bài tập đòi hỏi phải làm thí nghiệm để kiểm chứng lời giải lý thuyết
hoặc để tìm những số liệu cần thiết cho việc giải bài tập. Những thí nghiệm này thường là
những thí nghiệm đơn giản. Bài tập thí nghiệm cũng có thể có dạng định tính hoặc định
lượng.
- Bài tâp thí nghiệm có nhiều tác dụng về cả ba mặt giáo dưỡng, giáo dục, và giáo dục kĩ
thuật tổng hợp, đặc biệt giúp làm sáng tỏ mối quan hệ giữa lý thuyết và thực tiễn
- Lưu ý: trong các bài tập thí nghiệm thì thí nghiệm chỉ cho các số liệu để giải bài tập, chứ
không cho biết tại sao hiện tượng lại xảy ra như thế. Cho nên phần vận dụng các định luật
vật lý để lý giải các hiện tượng mới là nội dung chính của bài tập thí nghiệm.
1.4. Bài tập đồ thị
- Bài tập đồ thị là bài tập trong đó các số liệu được dùng làm dữ kiện để giải phải tìm trong
các đồ thị cho trước hoặc ngược lại, đòi hỏi học sinh phải biểu diễn quá trình diễn biến của
hiện tượng nêu trong bài tập bằng đồ thị.
- Bài tập đồ thị có tác dụng rèn luyện kĩ năng đọc, vẽ đồ thị, và mối quan hệ hàm số giữa
các đại lượng mô tả trong đồ thị. [5, tr 245]

SVTH: Phạm Mỹ Duyên

5

Sp.Vật Lý – Công Nghệ

Luận Văn Tốt Nghiệp

GVHD: Th.S Lê Văn Nhạn

2. Phân loại theo nội dung
Người ta dựa vào nội dung chia các bài tập theo các đề tài của tài liệu vật lý. Sự phân
chia như vậy có tính chất quy ước vì bài tập có thể đề cập tới những kiến thức của những
phần khác nhau trong chương trình vật lý. Theo nội dung, người ta phân biệt các bài tập có
nội dung trừu tượng, bài tập có nội dung cụ thể, bài tập có nội dung thực tế, bài tập vui.
- Bài tập có nội dung trừu tượng là trong điều kiện của bài toán, bản chất vật lý được nêu
bật lên, những chi tiết không bản chất đã được bỏ bớt.
- Bài tập có nội dung cụ thể có tác dụng tập dợt cho học sinh phân tích các hiện tượng vật lý
cụ thể để làm rõ bản chất vật lý.
- Bài tập có nội dung thực tế là loại bài tập có liên quan trực tiếp tới đời sống, kỹ thuật, sản
xuất và đặc biệt là thực tế lao động của học sinh, có tác dụng rất lớn về mặt giáo dục kĩ thuật
tổng hợp.
- Bài tập vui là bài tập có tác dụng làm giảm bớt sự khô khan, mệt mỏi, ức chế ở học sinh,
nó tạo sự hứng thú đồng thời mang lại trí tuệ cao. [5, tr 247]
3. Phân loại theo yêu cầu rèn luyện kĩ năng, phát triển tư duy học sinh trong

quá trình dạy học
Có thể phân biệt thành bài tập luyện tập, bài tập sáng tạo, bài tập nghiên cứu, bài tập
thiết kế
- Bài tập luyện tập: là loại bài tập mà việc giải chúng không đòi hỏi tư duy sáng tạo của học
sinh, chủ yếu chỉ yêu cầu học sinh nắm vững cách giải đối với một loại bài tập nhất định đã
được chỉ dẫn
- Bài tập sáng tạo: trong loại bài tập này, ngoài việc phải vận dụng một số kiến thức đã học,
học sinh bắt buộc phải có những ý kiến độc lập, mới mẻ, không thể suy ra một cách logic từ
những kiến thức đã học

- Bài tập nghiên cứu: là dạng bài tập trả lời những câu hỏi “tại sao”
- Bài tập thiết kế: là dạng bài tập trả lời cho những câu hỏi “phải làm như thế nào”.
[6, tr 248]
4. Phân loại theo cách thể hiện bài tập: người ta phân biệt bài tập thành
- Bài tập bài khóa
- Bài tập lựa chọn câu trả lời đúng nhất trong các câu trả lời cho sẵn (test). Loại này có hạn
chế là không kiểm tra được con đường suy nghĩ của người giải nhưng vẫn có hiệu quả nhất
định trong việc kiểm tra trình độ kiến thức, kĩ năng,kĩ xảo của học sinh
5. Phân loại theo hình thức làm bài
5.1. Bài tập tự luận : đó là những bài yêu cầu học sinh giải thích, tính toán và hoàn
thành theo một logic cụ thể. Nó bao gồm những loại bài đã trình bày ở trên.

SVTH: Phạm Mỹ Duyên

6

Sp.Vật Lý – Công Nghệ


Luận Văn Tốt Nghiệp

GVHD: Th.S Lê Văn Nhạn

5.2. Bài tập trắc nghiệm khách quan : là loại bài tập cho câu hỏi và đáp án. Các đáp án
có thể là đúng, gần đúng hoặc sai. Nhiệm vụ của học sinh là tìm ra câu trả lời đúng nhất,
cũng có khi đó là những câu bỏ lửng yêu cầu điền vào những chỗ trống để có câu trả lời
đúng. Bài tập loại này gồm:
- Câu đúng – sai: câu hỏi là một phát biểu, câu trả lời là một trong hai lựa chọn
- Câu nhiều lựa chọn: một câu hỏi, nhiều phương án lựa chọn, yêu cầu học sinh tìm câu trả
lời đúng nhất

- Câu điền khuyết: nội dung trong câu bị bỏ lửng, yêu cầu học sinh điền từ ngữ hoặc công
thức đúng vào chỗ bị bỏ trống
- Câu ghép hình thức: nội dung của các câu được chia thành hai phần, học sinh phải tìm
các phần phù hợp để ghép thành câu đúng. [5, tr 250]

III. Phương pháp giải bài tập
Đốivới học sinh phổ thông, vấn đề giải và sửa bài tập gặp không ít khó khăn vì học sinh
thường không nắm vững lý thuyết và kĩ năng vận dụng kiến thức vật lý. Vì vậy các em giải
một cách mò mẫm, không có định hướng rõ ràng, áp dụng công thức máy móc và nhiều khi
không giải được. Có nhiều nguyên nhân:
- Học sinh chưa có phương pháp khoa học để giải bài tập vật lý.
- Chưa xác định được mục đích của việc giải bài tập là xem xét, phân tích các hiện tượng
vật lý để đi đến bản chất vật lý.
Việc rèn luyện cho học sinh biết cách giải bài tập một cách khoa học, đảm bảo đi đến kết
quả một cách chính xác là một việc rất cần thiết. Nó không những giúp học sinh nắm vững
kiến thức mà còn rèn luyện kĩ năng suy luận logic, làm việc một cách khoa học, có kế hoạch.
Quá trình giải một bài tập vật lý thực chất là quá trình tìm hiểu điều kiện của bài tập, xem
xét hiện tượng vật lý, xác lập được những mối liên hệ cụ thể dựa trên sự vận dụng kiến thức
vật lý vào điều kiện cụ thể của bài tập đã cho. Từ đó tính toán những mối liên hệ đã xác lập
được để dẫn đến lời giải và kết luận chính xác. Sự nắm vững những mối liên hệ này sẽ giúp
cho giáo viên định hướng phương pháp dạy bài tập một cách hiệu quả.
Bài tập vật lý rất đa dạng, cho nên phương pháp giải cũng rất phong phú. Vì vậy không thể
chỉ ra được một phương pháp nào cụ thể mà có thể áp dụng để giải được tất cả bài tập. Từ
sự phân tích như đã nêu ở trên, có thể vạch ra một dàn bài chung gồm các bước chính như
sau:

1. Tìm hiểu đầu bài, tóm tắt các dữ kiện
- Đọc kĩ đề bài, tìm hiểu ý nghĩa của những thuật ngữ quan trọng, xác định đâu là ẩn số,
đâu là dữ kiện.
- Dùng kí hiệu tóm tắt đề bài cho gì? Hỏi gì? Dùng hình vẽ mô tả lại tình huống, minh họa

nếu cần.

SVTH: Phạm Mỹ Duyên

7

Sp.Vật Lý – Công Nghệ


Luận Văn Tốt Nghiệp

GVHD: Th.S Lê Văn Nhạn

2. Phân tích hiện tượng
- Nhận biết các dữ liệu đã cho trong đề bài có liên quan đến những kiến thức nào, khái
niệm nào, hiện tượng nào, quy tắc nào, định luật nào trong vật lý.
- Xác định các giai đoạn diễn biến của hiện tượng nêu trong đề bài, mỗi giai đoạn bị chi
phối bởi những đặc tính nào, định luật nào. Có như vậy học sinh mới hiểu rõ được bản chất
của hiện tượng, tránh sự áp dụng máy móc công thức.

3. Xây dựng lập luận
Thực chất của bước này là tìm quan hệ giữa ẩn số phải tìm với các dữ kiện đã cho. Đối
chiếu các dữ kiện đã cho và cái phải tìm liên hệ với nhau như thế nào, qua công thức, định
luật nào để xác lập mối liên hệ. Thành lập các phương trình nếu cần với chú ý có bao nhiêu
ẩn số thì có bấy nhiêu phương trình.
Đối với những bài tập tổng hợp phức tạp, có hai phương pháp xây dựng lập luận để giải:
- Phương pháp phân tích: xuất phát từ ẩn số cần tìm, tìm ra mối liên hệ giữa ẩn số đó với
một đại lượng nào đó theo một định luật đã xác định ở bước 2, diễn đạt bằng một công thức
có chứa ẩn số. Sau đó tiếp tục phát triển lập luận hoặc biến đổi công thức này theo các dữ
kiện đã cho. Cuối cùng đi đến công thức sau cùng chứa ẩn số và các dữ kiện đã cho.

- Phương pháp tổng hợp: xuất phát từ dữ kiện đã cho của đầu bài, xây dựng lập luận hoặc
biến đổi công thức diễn đạt mối quan hệ giữa các dữ kiện đã cho với các đại lượng khác để
tiến dần đến công thức cuối cùng có chứa ẩn số và các dữ kiện đã cho.
Đối với bài tập định tính: ta không cần tính toán nhiều mà chủ yếu sử dụng lập luận, suy
luận logic dựa vào kiến thức vật lý để giải thích hoặc dự đoán hiện tượng xảy ra.
Đối với bài tập trắc nghiệm trách quan: cần nắm thật vững kiến thức trong sách giáo khoa,
nếu không sẽ không nhận biết được trong các phương án để lựa chọn đâu là phương án
đúng. Để làm tốt bài thi trắc nghiệm, ta nên chia quỹ thời gian phù hợp với thời gian làm bài,
đọc lướt qua toàn bộ câu trắc nghiệm câu nào chắc chắn thì trả lời luôn, và theo nguyên tắc
dễ làm trước, khó làm sau. Quay lại những câu chưa làm, đọc kĩ lại phần đề và gạch dưới
những chữ quan trọng, và không nên dừng lại tìm lời giải cho một câu quá lâu. Cần lưu ý là
không nên bỏ trống câu nào vì ta sẽ được xác suất ¼ số câu trả lời đúng trong số đó.

4. Lựa chọn cách giải cho phù hợp
5. Kiểm tra, xác nhận kết quả và biện luận
- Từ mối liên hệ cơ bản, lập luận giải để tìm ra kết quả.
- Phân tích kết quả cuối cùng để loại bỏ những kết quả không phù hợp với điều kiện đầu
bài tập hoặc không phù hợp với thực tế. Việc biện luận này cũng là một cách để kiểm tra sự

SVTH: Phạm Mỹ Duyên

8

Sp.Vật Lý – Công Nghệ


Luận Văn Tốt Nghiệp

GVHD: Th.S Lê Văn Nhạn

đúng đắn của quá trình lập luận. Đôi khi, nhờ sự biện luận này mà học sinh có thể tự phát
hiện ra những sai lầm của quá trính lập luận, do sự vô lý của kết quả thu được. [3, tr 42]

IV. Xây dựng lập luận trong giải bài tập
Xây dựng lập luận trong giải bài tập là một bước quan trọng của quá trình giải bài tập vật
lý. Trong bước này, ta phải vận dụng những định luật vật lý, những quy tắc, những công
thức để thiết lập mối quan hệ giữa đại lượng cần tìm, hiện tượng cần giải thích hay dự đoán
với những dữ kiện cụ thể đã cho trong đầu bài. Muốn làm được điều đó, cần phải thực hiện
những suy luận logic hoặc những biến đổi toán học thích hợp. Có rất nhiều cách lập luận tùy
theo loại bài tập hay đặc điểm của từng bài tập. Tuy nhiên, tất cả các bài tập mà ta đã nêu ra
trong mục phân loại bài tập ở trên đều chứa đựng một số yếu tố của bài tập định tính và bài
tập tính toán tổng hợp. Dưới đây, ta xét đến phương pháp xây dựng lập luận giải hai loại bài
tập đó. [4, tr 15]

1. Xây dựng lập luận trong giải bài tập định tính
Bài tập định tính thường có hai dạng: giải thích hiện tượng và dự đoán hiện tượng sẽ xảy
ra

1.1. Bài tập giải thích hiện tượng
Giải thích hiện tượng thực chất là cho biết một hiện tượng và lý giải xem vì sao hiện tượng
lại xảy ra như thế. Nói cách khác là biết hiện tượng và phải giải thích nguyên nhân của nó.
Đối với học sinh, nguyên nhân đó là những đặc tính, những định luật vật lý. Như vậy, trong
các bài tập này, bắt buộc phải thiết lập được mối quan hệ giữa một hiện tượng cụ thể với một
số đặc tính của sự vật hiện tượng hay với một số định luật vật lý. Ta phải thực hiện phép suy
luận logic (luận ba đoạn), trong đó tiên đề thứ nhất là một đặc tính chung của sự vật hoặc
định luật vật lý có tính tổng quát, tiên đề thứ hai là những điều kiện cụ thể, kết luận là hiện
tượng nêu ra.
Thông thường những hiện tượng thực tế rất phức tạp mà các định luật vật lý lại rất đơn
giản, cho nên mới nhìn thì khó có thể phát hiện ra mối liên hệ giữa hiện tượng đã cho với
những định luật vật lý đã biết. Ngoài ra, ngôn ngữ dùng trong lời phát biểu các định nghĩa,

định luật vật lý nhiều khi lại không hoàn toàn phù hợp với ngôn ngữ thông thường dùng để
mô tả hiện tượng. Vì vậy cần phải mô tả hiện tượng theo ngôn ngữ vật lý và phân tích hiện
tượng phức tạp ra các hiện tượng đơn giản chỉ tuân theo một định luật, một quy tắc nhất
định.
Có thể đưa ra một quy trình sau đây để định hướng cho việc tìm lời giải bài tập định tính giải
thích hiện tượng:
 Tìm hiểu đầu bài, đặc biệt chú trọng diễn đạt hiện tượng mô tả trong đầu bài bằng ngôn
ngữ vật lý (dùng các khái niệm vật lý thay cho khái niệm dùng trong đời sống hằng ngày).
 Phân tích hiện tượng.
SVTH: Phạm Mỹ Duyên

9

Sp.Vật Lý – Công Nghệ


Luận Văn Tốt Nghiệp

GVHD: Th.S Lê Văn Nhạn

 Xây dựng lập luận:
- Tìm trong đầu bài những dấu hiệu có liên quan đến một tính chất vật lý, một định luật
vật lý đã biết.
- Phát biểu đầy đủ tính chất đó, định luật đó.
- Xây dựng một luận ba đoạn để thiết lập mối quan hệ giữa định luật đó với hiện tượng đã
cho, nghĩa là giải thích được nguyên nhân của hiện tượng. Trong trường hợp hiện tượng
phức tạp thì phải xây dựng nhiều luận ba đoạn liên tiếp. [4, tr 16]

1.2. Bài tập dự đoán hiện tượng
Dự đoán hiện tượng thực chất là căn cứ vào những điều kiện cụ thể của đầu bài, xác định

những định luật chi phối hiện tượng và dự đoán được hiện tượng gì xảy ra và xảy ra như thế
nào. Từ đó tìm quy luật chung chi phối hiện tượng cùng loại và rút ra kết luận. Về mặt logic,
ta phải thiết lập một luận ba đoạn, trong đó ta mới biết tiên đề thứ hai (phán đoán khẳng định
riêng), cần phải tìm tiên đề thứ nhất (phán đoán khẳng định chung) và kết kuận (phán đoán
khẳng định riêng). [4, tr 17]

2. Xây dựng lập luận trong giải bài tập định lượng
Muốn giải được bài tập định lượng, trước hết phải hiểu rõ hiện tượng xảy ra, diễn biến của
nó từ đầu đến cuối. Cho nên, có thể nói phần đầu của bài tập định lượng là một bài tập định
tính. Do đó, khi giải bài tập định lượng cần phải thực hiện bước 1 và 2 giống như khi giải bài
tập định tính. Riêng bước 3 về xây dựng lập luận, có thể áp dụng các công thức và những
cách biến đổi toán học chặt chẽ, rõ ràng hơn
Có hai phương pháp xây dựng lập luận: phương pháp phân tích và phương pháp tổng hợp.
 Phương pháp phân tích: phương pháp phân tích bắt đầu bằng việc tìm một định luật, một
quy tắc diễn đạt bằng một công thức có chứa đại lượng cần tìm và một vài đại lượng khác
chưa biết. Sau đó tìm những định luật, công thức khác cho biết mối quan hệ giữa những đại
lượng chưa biết này với các đại lượng đã biết trong đầu bài. Cuối cùng ta tìm được một công
thức trong đó chỉ chứa đại lượng cần tìm với các đại lượng đã biết. Thực chất của phương
pháp phân tích là phân tích một bài toán phức tạp thành nhiều bài toán đơn giản hơn.
 Phương pháp tổng hợp: việc giải bài tập bắt đầu từ những đại lượng đã cho trong điều
kiện của bài tập. Dựa vào các định luật, quy tắc vật lý, ta phải tìm những công thức chứa đại
lượng đã cho và các đại lượng trung gian mà ta dự kiến có liên quan đến đại lượng phải tìm.
Cuối cùng ta tìm được một công thức chỉ chứa đại lượng phải tìm và những đại lượng đã
biết.
 Phối hợp phương pháp phân tích và phương pháp tổng hợp: trong thực tế giải bài tập,
hai phương pháp trên không tách rời nhau, mà thường xen kẽ, hỗ trợ lẫn nhau.
Phương pháp tổng hợp đòi hỏi người giải bài tập có kiến thức rộng rãi, kinh nghiệm phong
phú để có thể dự đoán được con đường đi từ những dữ kiện trung gian, thoạt mới nhìn hình
SVTH: Phạm Mỹ Duyên

10

Sp.Vật Lý – Công Nghệ


Luận Văn Tốt Nghiệp

GVHD: Th.S Lê Văn Nhạn

như không có quan hệ gì chặt chẽ tới một kết quả có liên quan đến tất cả những điều đã cho.
Bởi vậy, ở giai đoạn đầu của việc giải bài tập thuộc một dạng nào đó, do học sinh chưa có
nhiều kinh nghiệm, ta nên bắt đầu từ câu hỏi đặt ra trong bài tập rồi gỡ dần, làm sáng tỏ dần
những yếu tố có liên quan đến đại lượng cần tìm, nghĩa là dùng phương pháp phân tích.
Trong những bài tập tính toán tổng hợp, hiện tượng xảy ra do nhiều nguyên nhân, trải qua
nhiều giai đoạn, khi xây dựng lập luận có thể phối hợp hai phương pháp. [4, tr 20]

V. Lựa chọn và sử dụng bài tập trong dạy học vật lý
1. Lựa chọn bài tập
Hệ thống bài tập mà giáo viên lựa chọn phải thỏa mãn các yêu cầu sau:
- Bài tập phải đi từ dễ tới khó, từ đơn giản đến phức tạp (phạm vi và số lượng các kiến
thức, kĩ năng cần vận dụng từ một đề tài đến nhiều đề tài, số lượng các đại lượng cho biết và
các đại lượng cần tìm…) giúp học sinh nắm được phương pháp giải các loại bài tập điển
hình.
- Mỗi bài tập phải là một mắt xích trong hệ thống bài tập, đóng góp một phần nào đó vào
việc củng cố, hoàn thiện và mở rộng kiến thức.
- Hệ thống bài tập cần bao gồm nhiều thể loại bài tập: bài tập giả tạo và bài tập có nội dung
thực tế, bài tập luyện tập và bài tập sáng tạo, bài tập cho thừa hoặc thiếu dữ kiện, bài tập
mang tính chất ngụy biện và nghịch lý, bài tập có nhiều cách giải khác nhau và bài tập có
nhiều lời giải tùy theo điều kiện cụ thể của bài tập mà giáo viên không nêu lên hoặc chỉ nêu
lên một điều kiện nào đó mà thôi.

Bài tập giả tạo: là bài tập mà nội dung của nó không sát với thực tế, các quá trình tự nhiên
được đơn giản hóa đi nhiều hoặc ngược lại, cố ý ghép nhiều yếu tố thành một đối tượng
phức tạp để luyện tập, nghiên cứu. Bài tập giả tạo thường là bài tập định lượng, có tác dụng
giúp học sinh sử dụng thành thạo các công thức để tính đại lượng nào đó khi biết các đại
lượng khác có liên quan, mặc dù trong thực tế ta có thể đo nó trực tiếp được.
Bài tập có nội dung thực tế: là bài tập có đề cập đến những vấn đề có liên quan trực tiếp tới
đối tượng có trong đời sống, kĩ thuật. Dĩ nhiên những vấn đề đó đã được thu hẹp và đơn giản
hóa đi nhiều so với thực tế. Trong các bài tập có nội dung thực tế, những bài tập mang nội
dung kĩ thuật có tác dụng lớn về mặt giáo dục kĩ thuật tổng hợp. Nội dung của các bài tập
này phải thỏa mãn các yêu cầu:
- Nguyên tắc hoạt động của các đối tượng kĩ thuật nói đến trong bài tập phải gắn bó mật
thiết với những khái niệm và định luật vật lý đã học.
- Đối tượng kĩ thuật này phải có ứng dụng khá rộng rãi trong thực tiễn sản xuất của nước ta
hoặc địa phương nơi trường đóng.
- Số liệu trong bài tập phải phù hợp với thực tế sản xuất.
- Kết quả của bài tập phải có tác dụng thực tế, tức là phải đáp ứng một vấn đề thực tiễn nào
đó.
SVTH: Phạm Mỹ Duyên

11

Sp.Vật Lý – Công Nghệ


Luận Văn Tốt Nghiệp

GVHD: Th.S Lê Văn Nhạn

Khi ra cho học sinh những bài tập vật lý có nội dung kĩ thuật, cần có bài tập không cho đầy
đủ dữ kiện để giải, học sinh có nhiệm vụ phải tìm những dữ kiện đó bằng cách tiến hành các

phép đo hoặc tra cứu ở các tài liệu.
Bài tập luyện tập: được dùng để rèn luyện cho học sinh áp dụng các kiến thức đã học để giải
từng loại bài tập theo mẫu xác định. Việc giải những bài tập loại này không đòi hỏi tư duy
sáng tạo của học sinh mà chủ yếu cho học sinh luyện tập để nằm vững cách giải đối với từng
loại bài tập nhất định.
Bài tập sáng tạo: là bài tập mà các dữ kiện đã cho trong đầu bài không chỉ dẫn trực tiếp hay
gián tiếp cách giải. Các bài tập sáng tạo có tác dụng rất lớn trong việc phát triển tính tự lực
và sáng tạo của học sinh, giúp học sinh nắm vững kiến thức chính xác, sâu sắc và mềm dẻo.
Bài tập sáng tạo có thể là bài tập giải thích một hiện tượng chưa biết trên cơ sở các kiến thức
đã biết. Hoặc là bài tập thiết kế, đòi hỏi thực hiện một hiện tượng thực, đáp ứng những yêu
cầu đã cho. [4, tr 35]

2. Sử dụng hệ thống bài tập
- Các bài tập đã lựa chọn có thể sử dụng ở các khâu khác nhau của quá trình dạy học: nêu
vấn đề, hình thành kiến thức mới củng cố hệ thống hóa, kiểm tra và đánh giá kiến thức kĩ
năng của học sinh.
- Trong tiến trình dạy học một đề tài cụ thể, việc giải hệ thống bài tập mà giáo viên đã lựa
chọn cho học sinh thường bắt đầu bằng những bài tập định tính hay những bài tập tập dợt.
Sau đó học sinh sẽ giải những bài tập tính toán, bài tập đồ thị, bài tập thí nghiệm có nội dung
phức tạp hơn. Việc giải những bài tập tính toán tổng hợp, những bài tập có nội dung kĩ thuật
với dữ kiện không đầy đủ, những bài tập sáng tạo có thể coi là sự kết thúc việc giải hệ thống
bài tập đã được lựa chọn cho đề tài.
- Cần chú ý cá biệt hóa học sinh trong việc giải bài tập vật lý, thộng qua các biện pháp sau
+ Biến đổi mức độ yêu cầu của bài tập ra cho các loại đối tượng học sinh khaac1 nhau, thể
hiện ở mức độ trừu tượng của đầu bài, loại vấn đề cần giải quyết, phạm vi và tính phức hợp
của các số liệu cần xử lý, loại và số lượng thao tác tư duy logic và các phép biến đổi toán
học cần sử dụng, phạm vi và mức độ các kiến thức, kĩ năng cần huy động.
+ Biến đổi mức độ yêu cầu về số lượng bài tập cần giải, về mức độ tự lực của học sinh
trong quá trình giải bài tập. [4, tr 42]

SVTH: Phạm Mỹ Duyên

12

Sp.Vật Lý – Công Nghệ


Luận Văn Tốt Nghiệp

GVHD: Th.S Lê Văn Nhạn

PHẦN VẬN DỤNG
CHƯƠNG 1: HỆ THỐNG KIẾN THỨC CHƯƠNG V: DÒNG ĐIỆN
XOAY CHIỀU
I. Suất điện động xoay chiều
Cho một khung dây dẫn phẳng có diện tích S quay đều với tốc độ góc  quanh một trục cố


định vuông góc với các đường sức từ của một từ trường đều có cảm ứng từ B . Theo định
luật cảm ứng điện từ, trong khung dây xuất hiện một suất điện động biến đổi theo thời gian
theo định luật dạng sin gọi tắt là suất điện động xoay chiều.
1. Từ thông: gởi qua khung dây dẫn gồm N vòng dây có diện tích S quay trong từ

 



 

trường đều B , giả sử tại t = 0, n, B   thì:

  NBS cos t   
   o cos t   
Đơn vị:

 : Vêbe (Wb)
N : vòng
B : Tesla (T)
S : m2

2. Suất điện động xoay chiều tức thời
e   '   o sin t     Eo sin t   
Hay e  Eo cos  t   




  Eo cos t  o 
2

Với Eo = NBS : suất điện động cực đại.
Đơn vị: e, Eo : vôn (V)
N : vòng
B : Tesla (T)
S : m2
 : rad/s
Chu kì và tần số biến đổi của suất điện động liên hệ với tần số góc  bởi các công thức:

T

2



(đơn vị : s)

SVTH: Phạm Mỹ Duyên

,

f 


(đơn vị : Hz
2

13

Sp.Vật Lý – Công Nghệ


Luận Văn Tốt Nghiệp

GVHD: Th.S Lê Văn Nhạn

II. Điện áp xoay chiều – Dòng điện xoay chiều
1. Biểu thức điện áp tức thời
Nếu nối hai đầu khung dây với mạch ngoài thành mạch kín thì biểu thức điện áp tức thời ở
mạch ngoài là:
u = e – ir

Xem khung dây có r2  0 thì u  e  Eo cos t  o 

u  U o cos t  u 

Tổng quát:
Với

Uo : điện áp cực áp (V)
u : pha ban đầu của u (rad)

 : tần số góc bằng vận tốc quay của khung (rad/s)
2. Biểu thức cường độ dòng điện tức thời
i  I o cos t  i 
Với

Io : cường độ dòng điện cực đại (A)
i : pha ban đầu của i (rad)

Đại lượng:   u  i gọi là độ lệch pha của u so với i
Nếu

> 0 thì u sớm pha so với i
< 0 thì u trễ pha so với i
 = 0 thì u và i đồng pha

III. Các giá trị hiệu dụng
- Cho dòng điện xoay chiều có cường độ i  I o cos t chạy qua đoạn mạch chỉ có điện trở
thuần R. Công suất tỏa nhiệt tức thời (công suất tại thời điểm t bất kì) có công thức:

p  Ri 2  RI o2 cos2 t

(đơn vị : W)

- Công suất tỏa nhiệt trung bình của dòng điện xoay chiều trong một chu kì, gọi tắt là công
suất tỏa nhiệt trung bình, có giá trị là:
P=p

RI o2 cos 2

RI o2
t 
 RI 2
2

(đơn vị : W)

- Đó cũng là công suất tỏa nhiệt trung bình trong thời gian t rất lớn so với chu kì, vì phần
thời gian lẻ so với chu kì rất nhỏ, gây sai lệch không đáng kể. Vậy nhiệt lượng tỏa ra trong
thời gian t là:

Q

RI o2
t  RI 2t
2

( đơn vị : J )

- Giá trị hiệu dụng của dòng điện xoay chiều nhỏ hơn giá trị cực đại

I

SVTH: Phạm Mỹ Duyên

Io
2

,

U

14

Uo
,
2

E

2 lần

Eo
2
Sp.Vật Lý – Công Nghệ


Luận Văn Tốt Nghiệp

GVHD: Th.S Lê Văn Nhạn

IV. Đoạn mạch chỉ có R, chỉ có C, chỉ có L
- Cảm kháng của cuộn cảm:

ZL = L

- Dung kháng của tụ điện :

ZC =

1
C

1. Đoạn mạch chỉ có điện trở thuần R:
Pha : u đồng pha i

 R  0

Biểu thức định luật Ôm:

Io 

Biểu diễn bằng vectơ quay:
2. Đoạn mạch chỉ có tụ điện C:
Pha : u chậm pha hơn i một góc C  

O



Uo

U
hay I 
R
R


I
U

x

rad

2

Io 

Biểu thức định luật Ôm:

Uo
ZC

hay I 

U
ZC

Biểu diễn bằng vectơ quay:



I

O

x


UC

3. Đoạn mạch chỉ có cuộn cảm L:

Pha : u nhanh pha hơn i một góc  L  rad
2
U
U
Biểu thức định luật Ôm:
I o  o hay I 
ZL
ZL
Giản đồ vectơ quay:


UL

O

SVTH: Phạm Mỹ Duyên


I

15

x

Sp.Vật Lý – Công Nghệ


Luận Văn Tốt Nghiệp

GVHD: Th.S Lê Văn Nhạn

V. Mạch có R, L, C mắc nối tiếp - Cộng hưởng điện
1. Độ lệch pha của điện áp so với cường độ dòng điện
1
Z L  Z C  L  C
tan  

R
R






Với  là độ lệch pha của u so với i      
2
 2
- Nếu đoạn mạch có tính cảm kháng, tức là  L 

1
thì  > 0, cường độ dòng điện trễ
C

pha so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch .
- Nếu đoạn mạch có tính dung kháng, tức là

1
  L thì  < 0, cường độ dòng điện
C

sớm pha so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch.

2. Biểu thức định luật Ôm cho đoạn mạch RLC nối tiếp. Tổng trở:
Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch:

U  U R2  U L  U C 

2

Tổng trở của đoạn mạch:

Z  R   Z L  ZC 
2

2


1 

 R  L 
C 


2

2

I

Công thức định luật Ôm:

U
Z

3. Giản đồ Fre-nen:
Việc tổng hợp các vectơ quay có thể tiến hành theo quy tắc hình bình hành hoặc theo quy
tắc đa giác. Các giản đồ ở các hình sau vẽ cho trường hợp
UL> UC.
Tổng hợp các vectơ theo quy tắc hình bình hành:

UL
 
U L  UC

O

UC

SVTH: Phạm Mỹ Duyên

S


U




I


UR

16

P

x

Sp.Vật Lý – Công Nghệ


Luận Văn Tốt Nghiệp

GVHD: Th.S Lê Văn Nhạn

Tổng hợp các vectơ theo quy tắc đa giác:
 Q
UC

S


U



O

P


UR


I


UL
x

4. Công suất của dòng điện xoay chiều. Hệ số công suất:
Công suất tức thời: Cho dòng điện xoay chiều i  I o cos t chạy qua mạch RLC nối tiếp,
có u  U o cos t    , thì công suất tức thời là:

p  ui  U o I o cos t.cos t    hay

p  UI cos   UI cos  2t   

P  P  UI cos  (Với cos  là hệ số công suất)

Công suất trung bình:

Cũng là công suất tỏa nhiệttrên R :

PR = RI2

cos  

Hệ số công suất:

R U R U oR


Z U Uo

5. Cộng hưởng điện:
5.1. Điều kiện để xảy ra cộng hưởng điện

L 

1
C

hay



1
LC

5.2. Các biểu hiện của cộng hưởng điện
Z = Zmin = R : tổng trở cực tiểu

I  I max 

U
: cường độ dòng điện cực đại
R

UL = UC , U = UR
 = 0 : u và i đồng pha
cos  1 : hệ số công suất cực đại
P = Pmax  I 2 R  UI 
SVTH: Phạm Mỹ Duyên

U2
: công suất tiêu thụ cực đại
R
17

Sp.Vật Lý – Công Nghệ


Luận Văn Tốt Nghiệp

GVHD: Th.S Lê Văn Nhạn

VI. Máy phát điện:
1. Máy phát điện xoay chiều một pha:

Nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều là dựa trên hiện tượng cảm ứng
điện từ và đều có hai bộ phận chính là phần cảm và phần ứng.

 

 

Giả sử tại t = 0, ta có n, B  0 thì từ thông gửi qua mỗi vòng dây là:

1  BS cos t   o cos t
Với o là từ thông cực đại qua mỗi vòng dây của máy phát điện.
Suất điện động xoay chiều trong mỗi cuộn dây của máy phát điện là:

e  N
Với

d 1
  N  o sin t  Eo sin t
dt

Eo   N  o   NBS là suất điện động cực đại (V).
 

 

- Nếu tại t = 0, ta có n, B   thì 1  BS cos t      o cos t   

 e  Eo sin t   
- Tần số dòng điện:

f  np
Với: n là tốc độ quay của rôto, đo bằng vòng/giây.
p là số cặp cực = số nam châm.

2. Máy phát điện xoay chiều ba pha
Đối với máy phát ba pha, ba cuộn dây phần ứng giống nhau và đặt lệch nhau 1200 trên một
vòng tròn.
Suất điện động trong ba cuộn dây của Stato:

e1  Eo cos t


e2  Eo cos  t 


2 

3 

e3  Eo cos  t  2 
3 





Dòng điện xoay chiều ba pha là hệ thống ba dòng điện xoay chiều, gây bởi ba suất điện
động xoay chiều có cùng tần số, cùng biên độ nhưng lệch pha nhau từng đôi một góc

2

3

rad.

SVTH: Phạm Mỹ Duyên

18

Sp.Vật Lý – Công Nghệ


Luận Văn Tốt Nghiệp

GVHD: Th.S Lê Văn Nhạn

Nếu tải giống nhau đều là R thì dòng điện chạy qua các tải là:

i1  I o cos t

2

i2  I o cos  t 
3

2

i3  I o cos  t 
3









Có hai cách mắc mạch điện ba pha là mắc hình sao và mắc hình tam giác.
Công thức liên hệ giữa điện áp pha Up và điện áp dây Ud , dòng điện pha Ip và dòng điện
dây Id như sau:
- Đối với mạng hình sao:

Ud = 3 Up và Id = Ip.

- Đối với mạng hình tam giác:

Ud = Up và Id = 3 Ip.

VII. Động cơ không đồng bộ
Nguyên tắc hoạt động của động cơ không đồng bộ ba pha dựa trên hiện tượng cảm ứng
điện từ và tác dụng của từ trường quay.
Công suất tiêu thụ của động cơ điện ba pha bằng công suất tiêu thụ của ba cuộn dây stato
cộng lại:
P = 3UpIpcos.
Hiệu suất của động cơ được xác định bằng tỉ số giữa cộng suất cơ học Pi mà động cơ sinh

H

ra và công suất tiêu thụ P của động cơ:

Pi
P

Công suất hao phí do tỏa nhiệt:
P = 3I2R
Với R là điện trở thuần của mỗi cuộn dây trong stato.

VIII. Máy biến áp
Máy biến áp (biến thế) là thiết bị hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ, dùng
để biến đổi điện áp xoay chiều mà không làm thay đổi tần số của nó. Ta xét máy biến áp một
pha:
Hệ số biến áp:

k

U1 N1

U 2 N2

Với

U1 , N1 : điện áp, số vòng dây của cuộn sơ cấp
U2 , N2 : điện áp, số vòng dây của cuộn thứ cấp
Nếu k < 1 : máy biến áp là máy tăng áp
k > 1 : máy biến áp là máy hạ áp.
Công suất vào (sơ cấp):
P1  U1I1 cos1  U1I1 (xem cos 1  1 )
Công suất ra (thứ cấp) :

SVTH: Phạm Mỹ Duyên

P2  U 2 I 2 cos 2  U 2 I 2 (xem cos  2  1
19

Sp.Vật Lý – Công Nghệ