Phương pháp giải các dạng bài toán mạch điện xoay chiều

A. ĐẶT VẤN ĐỀ.
I. Lý do chọn đề tài.
- Môn vật lý là một bộ môn khoa học tự nhiên nghiên cứu về các hiện tượng vật
lý nói chung và điện học nói riêng. Những thành tựu của vật lý được ứng dụng
vào thực tiễn sản xuất và ngược lại chính thực tiễn sản xuất đó thúc đẩy khoa
học vật lý phát triển. Vì vậy học vật lý không chỉ đơn thuần là học lý thuyết vật
lý mà phải biết vận dụng vật lý vào thực tiễn sản xuất. Do đó trong quá trình
giảng dạy người giáo viên phải rèn luyện cho học sinh có được những ỹ năng,
kỹ xảo và thường xuyên vận dụng những hiểu biết đó để giải quyết những vấn
đề thực tiễn đặt ra.
- Bộ môn vật lý được đưa vào giảng dạy trong trường phổ thông nhằm cung cấp
cho học sinh những kiến thức phổ thông, cơbản, hệ thống toàn diện về vật lý.
Hệ thống kiến thức này phải thiết thực và có tính kỹ thuật tổng hợp và đặc biệt
phù hợp với quan điểm vật lý hiện đại. Để học sinh có thể hiểu được một cách
sâu sắc và những kiến thức và áp dụng các kiến thức đó vào thực tiễn cuộc
sống thì cầc phải rèn luyện cho các học sinh những kỹ năng, kỹ xảo thực hành
như: Kỹ năng, kỹ xảo giải bài tập, đo lường, quan sát…
- Bài tập vật lý, với tư cách là một phương pháp dạy học, nó có ý nghĩa hết sức
quan trọng trong việc thực hiện nhiệm vụ dạy học vật lý ở nhà trường phổ
thông. Thông qua việc giải tốt các bài tập vật lý của học sinh sẽ có được những
kỹ năng so sánh , phân tích, tổng hợp ... do đó sẽ giúp phần to lớn trong việc
phát triển tư duy của học sinh. Đặc biệt bài tập vật lý giúp học sinh củng cố kiến
1


thức có hệ thống cũng như vận dụng những kiến thức đã học vào việc giải quyết
những tình huống cụ thể, là cho bộ môn trở nên lôi cuốn, hấp dẫn các em hơn.
- Hiện nay, trong xu thế đổi mới của nghành giáo dục về phương pháp giảng
dạy cũng như phương pháp kiểm tra đánh giá kết quả giảng dạy và thi tuyển. Cụ
thể là phương pháp kiểm tra đánh giá bằng phương pháp trắc nghiệm khách
quan. Trắc nghiệm khách quan đang trở thành phương pháp chủ đạo trong kiểm

tra đánh giá chất lượng dạy và học trong trường THPT. Điểm đáng lưu ý là nội
dung kiến thức kiểm tra tương đối rộng, đòi hỏi học sinh phải học kỹ, nắm vững
toàn bộ kiến thức của trương trình, tránh học tủ, học lệch và đạt được kết quả
tốt trong việc kiểm tra, thi tuyển học sinh không những phải nắm vững kiến
thức mà cần đòi hỏi học sinh phải cứ phản ứng nhanh với các dạng toán mang
tính chất khảo sát mà các em thường gặp.
- Với mong muốn tìm được phương pháp giải các bài toán trắc nghiệm một cách
nhanh chóng đồng thời có khã năng trực quan có tư duy của học sinh và lôi
cuốn được nhiều học sinh tham gia vào quá trình giả bài tập cũng như giúp một
số học sinh không yêu thích hoặc không giỏi môn vật lý cảm thấy đơn giản hơn
trong việc giải các bài tập trắc nghiệm vật lý, tôi chọn đề tài: “Phương pháp
giải các dạng bài toán mạch điện xoay chiều”
II. Mục đích nghiên cứu.
- Làm quen với công tác nghiên cứu khoa học
- Lôi cuốn nhiều học sinh tham gia giải bài tập lý, đồng thời giúp các em đạt
được kết quả cao trong các kỳ thi.
2


- Nghiên cứu phương pháp giảng dạy bài tập vật lý với quan điểm tiếp cận
mới”Phương pháp trắc nghiệm khách quan”
III. Nhiệm vụ nghiên cứu.
Trong đề tài này lần lượt giải quyết các nhiệm vụ sau:
- Tìm hiểu cơ sở lý luận chung của bài tập vật lý và phương pháp bài tập vật lý
ở nhà trường phổ thông
- Nghiên cứu lý thuyết về mạch điện xoay chiều
- Nghiên cứu lý thuyết khảo sát mạch điện
- Nghiên cứu sự biến thiên của R, L, C trong mạch RLC bằng đồ thị hàm số
- Vận dụng lý thuyết để giải bài toán mạch điện RLC
IV. Phương pháp nghiên cứu.

- Nghiên cứu lý thuyết
- Giải bài tập vận dụng
V. Giả thuyết khoa học.
- Thông thường khi giải bài tập về mạch điện xoay chiều học sinh sẽ gặp phải
một số các bài tập mang tính chất khảo sát mối liên hệ giữa các đại lượng, các
thông số của mạch điện. Trên tinh thần trắc nghiệm khách quan, nếu phải giải
bài toán này trong thời gian ngắn thì quả là khó đối với học sinh. Do đó tôi hệ
thống lại các loại thường gặp trên tinh thần của phương pháp giải để các em dễ
dàng giải quyết khi gặp phải. Khai thác có hiệu quả phương pháp sẽ giúp phần
nâng cao chất lượng nắm vững kiến thức, vận dụng và đạt kết quả tốt trong các
kỳ thi.
3


VI. Giới hạn đề tài.
- Trong giới hạn đề tài tôi đã đưa ra phương pháp khảo sát nhanh bài toán về
mạch điện bằng đồ thị trực quan đối với sự biến thiên của các thông số khi mà
các phần tử R, L, C biến thiên.
- Đối tượng áp dụng: Tất cả các học sinh

B. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ.
I. Cơ sở lý luận.
- Việc giảng dạy bài tập vật lý trong nhà trường không chỉ giúp học sinh hiểu
được một cách sâu sắc và đầy đủ những kiến thức đầy đủ trong chương trình mà
còn giúp các em vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những nhiệm vụ
của học tập và những vấn đề mà những thực tiễn đó đặt ra.
- Muốn đạt được điều đó, phải thường xuyên rèn luyện cho học sinh những kỹ
năng, kỹ xảo vận dụng kiến thức vào cuộc sống hằng ngày.
- Kỹ năng vận dụng kiến thức trong bài tập và trong thực tiễn đời sống chính là
thước đo mức độ sâu sắc và vững vàng của những kiến thức mà học sinh đó thu

nhận được. Bài tập vật lý với chức năng là một phương pháp dạy học có một vị
trí đặc biệt trong dạy học vật lý ở trường phổ thông.
- Trước hết, vật lý là môn khoa học giúp học sinh nắm được quy luật vận động
của thế giới vật chất và bài tập vật lý giúp học sinh hiểu ra những quy luật ấy,
biết phân tích và vận dụng quy luạt ấy vào thực tiễn. Trong nhiều trường hợp
mặc dù giáo viên trình bày tài liệu một cách mạch lạc, lôgic, phát biểu định luật
4


chính xác, làm thí nghiệm đúng yêu cầu, kết quả chính xác, thì đó chỉ là điều
kiện cần chứ chưa đủ để học sinh hiểu và nắm sâu sắc kiến thức. Chỉ thông qua
việc giải các bài tập vật lý dưới hình thức này hay hình thức khác nhằm tạo điều
kiện cho học sinh vận dụng kiến thức đã học để giải quyết các tình huống cụ thể
thì kiến thức đó mới trở nên sâu sắc và hoàn thiện.
- Trong quá trình giải quyết các tình huống cụ thể do các bài tập vật lý đặt ra,
học sinh phải sử dụng các thao tác tư duy như phân tích, tổng hợp, so sánh, khái
quát hoá, trừu tượng hoá… để giải quyết vấn đề này, từ đó tư duy của học sinh
có điều kiện phát triển. Vì vậy có thể nói bài tập vật lý là một phương tiện rất
tốt để phát triển tư duy, óc tưởng tượng, khả năng độc lập trong suy nghĩ và
hành động, tính kiên trì trong việc khắc phục những khó khăn trong cuộc sống
của học sinh.
- Bài tập vật lý là cơ hội để giáo viên đề cập những iến thức mà trong giờ học lý
thuyết chưa có điều kiện để đề cập, qua đó nhằm bổ sung kiến thức cho học
sinh.
- Để giải được các bài tập vật lý dưới hình thức trắc nghiệm khách quan, học
sinh ngoài việc nhớ lại các kiến thức một cách tổng hợp, chính xác ở nhiều
phần, nhiều chương, nhiều cấp học thì học sinh cần phải rèn luyện cho mình
tính phản ứng nhanh trong từng tình huống cụ thể, bên cạnh đó học sinh phải
giải thật nhiều các rạng bài tập khác nhau để có được kiến thức tổng hợp, chính
xác và khoa học.

5


- Đặc biệt thông qua đồ thị sự biến thiên của các đại lượng các em rất dễ dàng
quan sát, ghi nhớ và tìm hiểu sự đa dạng các kết quả đạt được, từ đó mà tư duy
những vất đề liên quan khác.
II. Thực trạng vấn đề.
1. Dao động điện trong mạch là dao động cưỡng bức.
- Mạch điện xoay chiều là những mạch điện tiêu thụ điện được duy trì bởi hiệu
điện thế xoay chiều dạng u=U0cos( ω t)
- Hiệu điện thế này được tạo ra nhờ một máy dao điện có suất điện động xoay
chiều e=E0cos( ω t). Dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ, mạch điện là những

mạch dao động tắt dần có tần số dao động riêng f0=

1
và khi đặt vào hiệu
LC

điện thế xoay chiều thì nhanh chóng hình thành trong đó dòng điện dao động
cưỡng bức có cùng tần số với u nhưng lệch pha so với u tuỳ theo tính chất của
mạch điện. i=I0cos( ω t + ϕ )
2. Vai chò của các phần tử.
- Mạch điện chỉ gồm điện trở R thì dòng điện i qua nó cùng pha với hiệu điện
thế u tại hai đầu đoạn mạch. Điện trở tiêu thụ điện năng với công suất p= RI2
=UI. Điện trở R cản trở dòng điện với trở kháng R= U/ I. Công thức điện trở
dây dẫn: R= ρ l / S.
- Mạch điện chỉ gồm cuộn thuần cảm L thì dòng điện qua nó trễ pha so với hiệu
điện thế u góc π / 2 ; Tụ Cuộn thuần cảm không tiêu thụ điện năng nhưng cản

dòng điện với cảm kháng ZL=L ω =U/ I.
6


- Mạch điện chỉ gồm tụ điện C thì dòng điện i qua nó sớm pha hơn hiệu điện thế
u góc π / 2 ; Tụ điện không tiêu thụ điện năng nhưng cản trở dòng điện với dung
kháng ZC=1/ C ω =U/ I.
3. Tính cộng của hiệu điện thế.
uur uuur uuur

ur uur uur

u= u1+ u2 hay U 0 = U 01 + U 02 hayU = U1 + U 2
- Để tính các độ lớn hay góc ta dùng:
+ Phép chiếu.
+ Định lí hàm số sin.

+ Tính chất hình học và lượng giác của các góc đặc biệt
- Nhưng giữa các giá trị hiệu dụng, cực đại cũng có mối liên hệ.
U2= U R 2 + ( UL – UC )2

và

U 0 2 = U 0R 2 + ( U0L- U0C )2

4. Độ lệch pha của u và i.
- Có thể tính độ lệch pha ϕ dựa vào công thức hoặc giản đồ véc tơ
- Công thức tính tan độ lệch pha ϕu /i = tan ( ϕu - ϕi )=

Z L − ZC U L − U C

=
R
UR

hoặc cos ϕ = UR/ U = R/ Z
+ ϕ u/i > 0 thì hiệu điện thế sớm pha hơn dòng điện góc ϕ u/i: khi đoạn mạch
chỉ có L, hoặc đoạn mạch RL, đoạn mạch RLC có ZL>ZC.
+ ϕ u/i < 0 thì hiệu điện thế trễ pha hơn dòng điện góc ϕ u/i: khi đoạn mạch
chỉ có C, hoặc đoạn mạch RC, đoạn mạch RLC có ZC> ZL
- Các trường hợp riêng:
+ Đoạn mạch chỉ có R thì uR cùng pha với i, ϕ u/i= 0.
7


+ Đoạn mạch chỉ có L thì uL sớm pha π / 2 so với i, ϕ u/i = π / 2
+ Đoạn mạch chỉ có C thì uC trễ pha π / 2 so với i, ϕ u/i = - π / 2 .
5. Công suất của dòng điện xoay chiều.
- Công suất tiêu thụ ở mạch điện: PAB= UABIAB cos ϕ = RI2=URI, đơn vị là W
- Hệ số công suất cos ϕ = P/ U.I=R/Z=UR/U.
- Điện năng tiêu thụ: A= P.t. đơn vị J.
6. Cộng hưởng điện.
- Với U xác định, cường độ dòng điện trong mạch RLC đạt giá trị cực đại khi

ZL=ZC hay ω =

1
khi đó Imax=U/R; U=UR và UL=UC và ϕ =0; u và i cùng pha;
LC

công suất tiêu thụ khi đó P= UI

III. Bài toán và phương pháp giải.
1. Bài toán tính tổng trở.
- Có hai cách tính tổng trở của một đoạn mạch: áp dụng công thức tính tổng trở,
áp dụng định luật ôm cho đoạn mạch. ZAB= R 2 + ( Z LAB − Z CAB ) 2
⇒ Phương pháp:

+ Chọn mạch cần tính.
+ áp dụng một trong hai cách trên, ngoài ra cũng cần sử dụng về độ lệch
pha để tính.
- Ngoài ra cần chú ý những vấn đề sau:
+ Nếu đoạn mạch có khoá K thì chú ý khi K đóng và khi K mở:

8


± Nếu K đóng thì dòng điện chạy qua đoạn mạch nối tiếp với khoá K và

không chạy qua đoạn mạch song song với khoá K.
± Nếu K mở thì dòng điện không chạy qua đoạn mạch nối tiếp với khoá

K.
± Nếu điều kiện ZAB= ZAC+ ZCB là uAC cùng pha với uCB.
→ Nếu đoạn mạch không có đủ ba phần tử R,L,C thì số hạng tương ứng với

phần tử thiếu trong các công thức của định luật Ohm có giá trị bằng không( và
không có véc tơ tương ứng trong giản đồ).
→ Nếu trong mạch có nhiều phần tử cùng loại mắc nối tiếp thì giá trị của các

đại lượng R,ZL,ZC trong các công thức là tổng các trở kháng: R= ∑ Ri; ZL= ∑ ZLi;
uuur uur uuur

ZC= ∑ ZCi. Các viếc tơ U R ,U L ,U C trong các giản đồ véc tơ là tổng các viếc tơ
tương ứng.
→ Nếu trong mạch có nhiều các phần tử mắc song song cùng loại cùng một vị

trí thì giá trị của các đại lượng R, ZL, ZC trong các công thức là trở kháng tương
đương của từng loại:
1
1
=Σ ;
R
Ri

1
1
=Σ
;
ZL
Z Li

1
1
=Σ
ZC
ZCi

→ Nếu trong mạch có cuộn dây với hệ số tự cảm L và điện trở thuần r thì cuộn
L
R điện trở
dây đó tương đương với đoạn mạch gồm

A cuộn cảm L nối tiếp với
B R.
A

R, L

B

9


2. Viết biểu thức tức thời của hiệu điện thế và dòng điện.
- Tính chất cộng điện thế luôn đúng uAB= uAC+ uCB (giá trị tức thời), đẻ thực hiện
phép cộng trên ta có thể sử dụng công thức lượng giác nếu uAC và uCB cùng biên
độ hoặc cùng pha hoặc vuông pha, ngoài ra có thể sử dụng cộng véc tơ. Đối với
vấn đề này ta không cần chú ý đến cấu tạo mạch.
- Biểu thớc của i viết biểu thức của u.
Ta có i = I0 cos( ωt + ϕi ) (A) do đó u phải có dạng u= U0cos( ωt + ϕu ) (V)
Như vậy ta phải xác định U0 và ϕu với U0 = IoZ
tan ϕu / i = tan(ϕu − ϕi ) =

Z L − ZC
R

⇒ ϕu = ϕu / i + ϕ i

Vấn đề ngược lại là biết u viết i thì làm ngược lại chỉ chú ý:

tan ϕu / i = tan(ϕu − ϕi ) =

Z L − ZC
R

Nên ϕi = ϕu − ϕu / i
- Vấn đề thường gặp nhất là biểu thức hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch
thành phần yêu cầu viết biểu thức hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch, hai đầu
đoạn mạch thành phần khác. Nếu biểu thức của i thì bài toán được giải quyết do
đó:
+ Xét đoạn mạch đã biết, xây dựng biểu thức của i.
+ Xét đoạn mạch cần yêu cầu để viết biểu thức của u.

10


- Giải quyết vấn đề này cần đặc biệt chú ý cách tính pha, đơn vị pha là rad; khi
viết biểu thức phải viết đơn vị bên cạnh.
- phương pháp:
+ Chọn đoạn mạch cần xét và viết biểu thức tổng quát
i=I0cos( ωt + ϕi )( A)

hoặc u= U0cos( ωt + ϕu )(V )

+ Tính các giá trị cực đại I0 và U0 và độ lệch pha giữa chúng rồi sử dụng
ϕu /i = ϕu − ϕi để tính ϕu hoặc ϕi , chú ý ϕu / i = −ϕi / u

+ Thay vào biểu thức tổng quát để viết tường minh biểu thức.
3. Bài toán về độ lệch pha.
- Chúng ta thường gặp bài toán yêu cầu tìm điều kiện để hai đại lượng cùng pha,
vuông pha và lệch pha nhau một góc ϕ .
- Nếu hai đại lượng cùng loại (u1 và u2 )

+ Chúng cùng pha khi ϕ 1= ϕ 2 hay hai véc tơ biểu diễn chúng trùng nhau
cả về phương và chiều.
+ Chúng vuông pha nhau khi ϕ 1- ϕ 2= ± π / 2 hay tan ϕ 1= ± 1/tan ϕ 2 (tuỳ ϕ
)
+ Khi chúng lệch pha nhau một góc ϕ thì ϕ 1- ϕ 2= ± ϕ
- Nếu là hai đại lượng khác loại (u và i) thì ta sử dụng các công thức quen thuộc
hoặc giản đồ véc tơ.
4. Bài toán liên quan đến số chỉ của ampe kế – vôn kế.

11


- Muốn đo cường độ dòng điện của đoạn mạch nào đó ta mắc nối tiếp ampe kế
với đoạn mạch cần đo, số chỉ của ampe kế là số chỉ hiệu dụng của dòng điện
chạy qua nó.
+ Nếu ampe kế có điện trở thì coi ampe kế là điện trở thuần mắc nối tiếp
vào mạch.
+ Nếu điện trở ampe kế RA=0 thì ampe kế không ảnh hưởng đến mạch, số
chỉ cho biết dòng điện hiệu dụng chạy qua mạch.
- Muốn đo hiệu điện thế giữa hai điểm (hai dầu đoạn mạch) ta mắc vào hai điểm
đó (mắc song song với đoạn mạch) một vôn kế.
+ Số chỉ của vôn kế cho biết hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu vônkế.
+ Nếu vôn kế có RV= ∞ thì vôn kế không ảnh hưởng gì đến mạch điện, có
thể bỏ vôn kế ra khỏi mạch điện.
5. Bài toán chứng minh cuộn dây có điện trở thuần đáng kể.
- Khi làm điện xoay chiều cần chú ý xem cuộn dây có r =0 hay không.
Nếu r = 0 thì + ϕ uL/i = π / 2
+ U2 = U R2 + (U L − U C )2
- Phương pháp:
+ Giả sử điện trở thuần của cuộn dây r = 0.

+ Dựa vào đầu bài và giải bài toán với điều kiện giả sử trên đó chứng
minh sự vô lý.
+ Kết luận điều giả sử là sai và xác nhận r ≠ 0.

12


6. Bài toán cực trị.
- Loại bài toán này nhằm tìm giá trị của các phần tử R,L,C sao cho một trong
những đại lượng như cường độ dòng điện, hiệu điện thế, công suất đạt giá trị
cực trị.
- Cũng có thể lồng bài toán khảo sát các đại lượng đó váo bài toán này nhưng
cách giải duy nhất lập hàm khảo sát.
a. Cường độ dòng điện.
Ta có I =

U
R + (Z L − ZC )
2

2

nên Imax

ZL= ZC hay ω 2 =

1
có ba cách để tìm điều
LC

đó:
- Thay đổi f.
- Thay đổi C.
- Thay đổi L.
b. Hiệu điện thế cực đại hay cực tiểu.
- Hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch có tổng trở không đổi.
Ta có UAB= IZAB do ZAB= const nên UAB cực đại khi I cực đại.
- Hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch có tổng trở thay đổi khi các tổng trở của các
đoạn mạch còn lại không đổi.
- Chọn trở kháng x của phần tử biến đổi làm biến số, lập hàm số U= f(x) rồi sử
dụng một trong các công cụ sau để giải:
(1) Đạo hàm bậc nhất triệt tiêu.
(2) Hệ quả bất đẳng thức côsi.

13


(3) Giá trị cực đại, cực tiểu của hàm bậc hai.
(4) Sử dụng giản đồ véc tơ hiệu điện thế và định lý sin để biện luận.
(5) Khảo sát hàm số.
c. Công suất tiêu thụ.
- Công suất với mạch có các phần tử điện trở R không đổi.
+ Xét đoạn mạch cần tính công suất.
+ Tính công suất tiêu thụ mạch đó. P = ∑ R.I2
+ Pmax ⇔ Imax : Giải bài toán cộng hưởng.
- Công suất của đoạn mạch có R thay đổi.
+ Xét đoạn mạch cần tính công suất.
+ Tính công suất tiêu thụ của mạch đó. P = ∑ R.I2 và biến đổi về dạng P
= P(R).
+ Dựa vào hàm số P = P(R) linh hoạt sử dụng các công cụ trên để giải.

- Chú ý:
+ Nếu f biến đổi dẫn đến U, I, P đạt cực trị, không nên chọn ZL, hay ZC
làm biến mà chọn ω và cả ZL và ZC đều thay đổi theo ω .
+ Nếu cần khảo sát I, U, P biến thiên như thế nào khi các trở kháng R,ZL,
ZC biến đổi trong một khoảng nào đó thì trước hết cần khảo sát với giá trị nào
đó của trở kháng để các đại lượng trên đạt giá trị cực trị, sau đó mới khảo sát gá
trị của các đại lượng này ứng với giá trị đầu và cuối của trở kháng vì các hàm số
đều biến thiên liên tục theo trở kháng.
7. Bài toán hộp kín.
14


Bản chất của bài toán là tìm cấu tạo của mạch, có hai cách tìm:
- Dựa vào độ lệch pha giữa u và i để tìm.
- Giả sử các khả năng xảy ra và xét từng khả năng.
8. Bài toán đồ thị.
Đây là bài toán mà dữ kiện cho dưới dạng đồ thị hay trong quá trình giải chúng
ta phải sử dụng đồ thị. Ta có thể phân loại dạng câu hỏi này thành hai loại:
- Đọc và khai thác đồ thị đã cho: Bài tập loại này có tác dụng rèn luyện cho học
sinh khả năng đọc đồ thị, biết cách đón nhận sự thay đổi trạng thái của vật thể,
hệ vật lý, của một hiện tượng hay một quá trình vật lý nào đó. Biết cách khai
thác từ đồ thị những dữ kiện để giải quyết một vấn đề cụ thể.
- Vẽ đồ thị theo những dữ kiện đã cho: Bài tập này rèn luyện cho học sinh kỹ
năng vẽ đồ thị, nhất là biết cách chọn hệ toạ độ và tỉ lệ xích thích hợp để vẽ đồ
thị chính xác
9. Bài toán thí nghiệm.
- Bài toán cần phải tiến hành thí nghiệm hoặc iểm chứng cho lời giải lý thuyết,
hoặc để tìm những số liệu, dữ kiện đúng trong việc giải các bài tập. - -- Bài toán
này giáo dục, bồi dưỡng kỹ thuật tổng hợp, đây là bài toán đòi hỏi học sinh phải
có nhiều tính sáng tạo, kiên trì và đặc biệt gây cho học sinh cảm giác lý thú, thật

sự yêu thích và say mê nghiên cứu.
IV.Giải pháp và tổ chức thực hiện: Một số kết quả khảo sát mạch RLC với
các giá trị thay đổi bằng đồ thị hàm số.
1. Khảo sát dòng điện I.
15


U

I= =

R 2 + ( ωL −

1 2
)
ωC

a. Chỉ có R biến đổi (L,C, ω = const): Thì I nghịch biến theo R

⇒ Căn cứ vào đồ thị:

- Khi I <

I

U
thì
Z L − ZC

U

Z L − ZC

với mỗi giá trị của I chỉ có duy nhất một
giá trị của R

O

R

- Đồ thị nhận I = 0 làm tiệm cận
b. Chỉ có hoặc L, C, ω biến thiên:
I max =

U

U
1
; khiωL =
R
Cω

⇒ Căn cứ đồ thị hàm số:

U

- Tìm giá trị cực đại
- Khoảng đồ thị trong đó với mỗi giá trị của I luôn có 2 hoặc 1 giá trị của L, C
hoặc ω

P

- Tìm đường tiện cận của đồ thị hàm số

I

U
R

U
R

R +Z

I
U
R

U

U
2

I

R + Z2L
2

2
C

O

1
ω2C

L O

1
ω2 L

C

O

1
LC

16

ω


2. Khảo sát công suất P.

P
U2
2 ZL − ZC

P=

U 2 .R
R 2 + ( ωL −

1 2
)
ωC

O

Z L − ZC

R

a. Chỉ có R biến thiên.
P=

U2
U2
≤
(Z − ZC ) 2 2 ZL − ZC
R+ L
R

Pmax =

U2
KhiR = ZL − ZC
2 ZL − ZC

U2

⇒ Căn cứ đồ thị hàm số, với 0 ≤ P ≤
thì cứ mỗi P luôn có 2 giá trị của R
2 Z L − ZC

b. Chỉ có hoặc L, C, ω biến thiên.
Pmax =

U2
1
KhiωL =
cộng hưởng
R
Cω

17


Đồ thị PL , PC , Pω cùng dạng tương ứng IL , IC , I ω
P

P
U2
R

U2
R

L O

1

ω2C

3. Khảo sát U R .

C

1
ω2 L

O

ω

1
LC

UR
UR

U R = IR=

U2
R

U2R
R 2 + ZL2

U2R
R 2 + ZC2
O

P

R 2 + (ωL −

1 2
)
ωC

U

a. Chỉ có R biến thiên.
- U R đồng biến theo U

O

R

- Đồ thị nhận đường U làm tiệm cận

b. Hoặc L, C, ω biến đổi.

18


U R max = U khi ωL =

1
ωC

Đồ thị U R (L) , U R (C) , U R (ω) cùng dạng tương ứng IL , IC , I ω
4. Khảo sát U L(r )C .
L, r

R

A

U MB

M

U

C
B

N

U MBmin =

U.r
R+r

O

f0

f

U

U MB =
1+

U MB min =

R 2 + 2R.r
1 2
r 2 + (ωL −
)
ωC

U.r
1
khi ωL =
R+r
Cω

⇒ Chỉ có trường hợp này giảm rồi tăng

5. khảo sát U RL .

U AN
U max
U

A

L

C

R
M

N

B

U min
O

1
Cω2

L

19


U AN =

U R 2 + Z2L
R 2 + (ZL − ZC ) 2

⇒ Ban đầu tăng sau đó giảm

V. Kiểm nghiệm.
Trong năm học 2012 - 2013 bản thân tôi đã trực tiếp giảng dạy các khối lớp 12,

bao gồm nhiều đối tượng học sinh:
- Lớp 12C1, 12C2 có nhiều học sinh khá và giỏi. Sau khi các em được học
phần điện xoay chiều mà tôi đã giảng dạy thông qua đề tài này. Các em không
những đã nắm vững kiến thức mà còn có rất nhiều tư duy sáng tạo khoa học.
Đặc biệt các em đã rất chủ động tự mở rộng sang rất nhiều các vấn đề khác liên
quan. Các em đã rất hứng thú, say mê học tập
- Các lớp kém thì các em cũng đã nắm bắt được vấn đề rất nhanh, vận dụng rất
thành thạo, và cũng rất say mê nghiên cứu
Kết quả thực tế khảo sát sau khi triển khai đề tài:
% yêu thích bộ môn

Vận
Lớp

Biết

Hiểu

Sáng tạo
dụng

C1
C2
C5
C8

100%
100%
100%
100%

100%
100%
95%
95%

100%
95%
90%
85%

90%
80%
50%
40%

vật lý
Trước
Sau
70%
100%
70%
95%
30%
70%
30%
60%

C. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT.
I. Kết luận.

20


* Bài tập vật lý nói chung và bài toán mạch điện xoay chiều nói riêng là một
phần không thể thiếu trong quá trình giảng dạy môn vật lý. Nó là phương tiện
để nghiên cứu tài lệu mới, để ôn tập, để rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo vận dụng
kiến thức và bồi dưỡng phương pháp khoa học. Bài tập vật lý là phương tiện
giúp học sinh rèn luỵện những đức tính tốt đẹp như tính cẩn thận, tinh thần chịu
khó và đặc biệt giúp các em học sinh có được thế giới quan khoa học.
* Để bài toán vật lý thực hiện được mục đích của nó thì điều cơ bản là người
giáo viên phải phân loại và có được phương pháp tốt nhất để học sinh dễ hiểu
và phù hợp với trình độ của từng học sinh.
* Đề tài này tôi chỉ mới tìm cho mình một phương pháp và chỉ áp dụng cho
một dạng toán, tuy nhiên là chưa chọn viện, để giúp học sinh giải được nhiều
dạng toán, để giúp các em có được kết quả cao trong học tập và trong các kỳ thi
* Đây mới là phương pháp mang tính chủ quan của bản thân, nhưng tôi đã thử
áp dụng cho nhiều loại đối tượng học sinh và thấy rằng các em học sinh đã làm
bài tương đối có kết quả tốt( tất nhiên là chỉ mới giới hạn trong dạng toán này)
* Do thời gian và khả năng có những hạn chế nhất định nên đề tài không tránh
khỏi những thiếu sót, rất mong các thầy cô giáo, đặc biệt là các thầy cô có kinh
nghiệm và các bạn đồng nghiệp cùng các em học sinh góp ý kiến để cho đề tài
này của tôi được hoàn thiện hơn.
II. Đề xuất.
1. Sở giáo dục, nhà trường tạo điều kiện hơn nữa về mọi mặt để giáo viên yên
tâm công tác và cống hiến
21


2. Có nhiều lớp tập huấn về chuyên môn, công nghệ thông tin để giáo viên

nghiên cứu học tập
Tôi xin chân thành cảm ơn !

XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ

Thanh Hóa, ngày 25 tháng 05 năm 2013
Tôi xin cam đoan đây là SKKN của mình viết,
không sao chép nội dung của người khác .

Người viết

Nguyễ
n Văn Phương

TÀI LIỆU THAM KHẢO

22


1. Thư viện vật lý
2. Tuyển tập vật lý THPT - Tác giả: VŨ THANH KHIẾT
3. Cẩm nang vật lý - Tác giả: NGUYỄN ANH VINH
4. Cơ sở vật lý - Tác giả: DAVID HALLIDAY
5. Tài liệu chuyên vật lý - Tác giả: TÔ GIANG - VŨ THANH KHIẾT

23


PHỤ LỤC
A. ĐẶT VẤN ĐỀ.

I. Lý do chọn đề tài.
II. Mục đích nghiên cứu.
III. Nhiệm vụ nghiên cứu.
IV. Phương pháp nghiên cứu.
V. Giả thuyết khoa học.
VI. Giới hạn đề tài.
B. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ.
I. Cơ sở lý luận.
II. Thực trạng vấn đề.
1. Dao động điện trong mạch là dao động cưỡng bức.
2. Vai chò của các phần tử.
3. Tính cộng của hiệu điện thế.
4. Độ lệch pha của u và i.
5. Công suất của dòng điện xoay chiều.
6. Cộng hưởng điện.
III. Bài toán và phương pháp giải.
24


1. Bài toán tính tổng trở.
2. Viết biểu thức tức thời của hiệu điện thế và dòng điện.
3. Bài toán về độ lệch pha.
4. Bài toán liên quan đến số chỉ của ampe kế – vôn kế.
5. Bài toán chứng minh cuộn dây có điện trở thuần đáng kể.
6. Bài toán cực trị.
a. Cường độ dòng điện.
b. Hiệu điện thế cực đại hay cực tiểu.
c. Công suất tiêu thụ.
7. Bài toán hộp kín.
8. Bài toán đồ thị.

9. Bài toán thí nghiệm.
IV.Giải pháp và tổ chức thực hiện: Một số kết quả khảo sát mạch RLC với
các giá trị thay đổi bằng đồ thị hàm số.
1. Khảo sát dòng điện I.
2. Khảo sát công suất P:
3. Khảo sát U R :
4. Khảo sát U L(r )C
5. khảo sát U RL

U AN

V. Kiểm nghiệm:
C. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT.
I. Kết luận:
25