Xử lí nhanh bài toán cực trị urlmax khi l thay đổi và urcmax khi c thay đổi
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (331.51 KB, 21 trang )
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA
TRƯỜNG THPT DƯƠNG ĐÌNH NGHỆ
----------
SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
“XỬ LÍ NHANH BÀI TOÁN CỰC TRỊ URLMAX KHI L THAY
ĐỔI VÀ URCMAX KHI C THAY ĐỔI”
A
L
R
C
B
Người viết: Dương Ngọc Kỳ
Chức vụ: Giáo viên
Sáng kiến kinh nghiệm môn: Vật Lí
THANH HÓA NĂM 2017
Trang 1
MỤC LỤC
1. MỞ ĐẦU …………………………………………………………………….2
1.1. Lý do chọn đề tài…………………………………………………………...2
1.2. Mục đích nghiên cứu……………………………………………………......3
1.3. Đối tượng nghiên cứu……………………………………………………….3
1.4. Phương pháp nghiên cứu……………………………………………………3
1.5. Điểm mới của sáng kiến kinh nghiệm………………………………………3
2. NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM………………………………..4
2.1. Cơ sở lý luận của sáng kiến kinh nghiệm……………………………….......4
2.2. Thực trạng vấn đề của học sinh trường THPT Dương Đình Nghệ trước khi
áp dụng sáng kiến kinh nghiệm ..………………………………………………..4
2.2.1. Đặc điểm tình hình nhà trường……………………………………………4
2.2.2. Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm đối với học
sinh phần cực trị điện xoay chiều URLmax khi L thay đổi và URCmax khi C thay
đổi................................................................................................................................................................... 5
2.3. Giải pháp giải quyết bài toán cực trị điện xoay chiều URLmax khi L thay đổi
và URCmax khi C thay đổi ………………………………………………………...5
2.3.1. Bài toán 1………………………………………………………………….5
2.3.2. Bài toán 2…………………………………………………………….........8
2.3.3. Một số ví dụ……………………………………………………………...10
2.4. Bài tập vận dụng …………………………………………………………..11
2.5. Hiệu quả sáng kiến kinh nghiệm........................................................................................ 16
3. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ............................................................................................... 16
3.1. Kết luận........................................................................................................................................... 16
3.2. Kiến nghị........................................................................................................................................ 17
4. Tài liệu tham khảo.......................................................................................................................... 17
Trang 2
1. MỞ ĐẦU
1.1. Lí do chọn đề tài
Từ năm học 2006 - 2007 Bộ Gáo Dục và Đào Tạo đã chuyển hình thức
thi tự luận sang thi trắc nghiệm khách quan, đã mang lại sự đổi mới mạnh mẽ
trong việc dạy và học của giáo viên cũng như học sinh.
Việc dạy và đánh giá theo hình thức thi trắc nghiệm khách quan đòi hỏi
giáo viên và học sinh phải có sự thay đổi lớn phương pháp giảng dạy, về cách tư
duy và tiếp cận kiến thức. Đối với giáo viên phải có sự đầu tư không những sâu
mà còn phải rộng về kiến thức Vật lí phổ thông, đối với học sinh phải chủ động
tiếp thu kiến thức và phải có sự tư duy, sáng tạo.
Với hình thức thi trắc nghiệm khách quan, ngày càng nhiều các dạng bài
tập được khai thác sâu vào bản chất hiện tượng Vật lí, nhiều dạng bài tập khó đã
xuất hiện gây nhiều khó khăn trong giảng dạy của giáo viên và phương pháp học
của học sinh.
Một trong những dạng bài tập khó gây khó khăn cho học sinh đó là các bài
toán cực trị điện xoay chiều. Các bài toán cực trị điện xoay chiều yêu cầu học
sinh phải có một nền tảng kiến thức toán học vững chắc thì mới giải quyết triệt
để vấn đề. Do vậy sẽ cực kì khó khăn đối với các em học sinh có học lực trung
bình khá trở xuống. Mặc dù trên thị trường cũng có nhiều tài liệu tham khảo giải
quyết bài toán cực trị điện xoay chiều, nhằm giúp học sinh xử lí nhanh các bài
tập trắc nghiệm khách quan, tuy nhiên công thức cực trị điện xoay chiều còn
cồng kềnh, khó nhớ đối với học sinh.
Do vậy tôi đưa ra một kinh nghiệm nhỏ trong đề tài “ Xử lí nhanh bài toán
cực trị URLmax khi L thay đổi và URCmax khi C thay đổi’’ trong đoạn mạch xoay
chiều mắc nối tiếp bao gồm cuộn dây có độ tự cảm L, điện trở R, tụ điện có điện
dung C. Với mục tiêu làm gọn công thức cực trị U RLmax khi L thay đổi và URCmax
khi C thay đổi, giúp cho học sinh dễ nhớ và không mắc sai lầm khi giải quyết
dạng bài tập này.
Trang 3
1.2. Mục đích nghiên cứu
Bài tập điện xoay chiều luôn là vấn đề khó trong kì thi trung học phổ thông
Quốc gia(THPTQG), đặc biệt là phần cực trị điện xoay chiều. Với phần cực trị
điện xoay chiều nhiều học sinh nắm không vững kiến thức, thì thường sai sót khi
làm bài. Mặc dù bài toán cực trị URLmax khi L thay đổi và URCmax khi C thay đổi,
đã có nhiều tác giả nghiên cứu xây dựng công thức tính toán cụ thể, tuy nhiên
những công thức này vẫn còn khó ghi nhớ cho các em học sinh. Chính vì vậy tôi
đưa ra một thủ thuật nhỏ, nhằm làm gọn các công thức cực trị này, giúp cho các
em học sinh giải quyết chính xác, nhanh gọn bài toán cực trị này và các bài tập
Vật lí có liên quan.
1.3. Đối tượng nghiên cứu.
Đề tài nghiên cứu vấn đề được khai thác trong kì thi THPTQG dành cho
các đối tượng học sinh. Với phạm vi một sáng kiến kinh nghiệm, tôi chỉ đề cập
đến một số vấn đề nhỏ trong chương trình Vật lí lớp 12.
Nghiên cứu cụ thể bài toán cực trị U RLmax khi L thay đổi và URCmax khi C
thay đổi, theo một hướng đi khác cho dạng bài tập này, thông qua việc vận dụng
các tính chất toán học vào bài toán cực trị điện xoay chiều.
1.4. Phương pháp nghiên cứu.
Trong quá trình nghiên cứu tôi đã sử dụng một số phương pháp sau :
- Phương pháp điều tra giáo dục.
- Phương pháp quan sát sư phạm.
- Phương pháp thống kê thu thập thông tin, tổng hợp, so sánh, xử lý số liệu.
- Phương pháp mô tả.
1.5. Những điểm mới trong sáng kiến kinh nghiệm
Tôi viết sáng kiến này nhằm giúp học sinh có thêm một phương pháp giải
quyết bài toán cực trị điện xoay chiều cho U RLmax khi L thay đổi và U RCmax khi C
thay đổi. Từ đó học sinh có thể tư duy, phát triển theo hướng mới này đối với
các dạng bài tập khác.
Trang 4
Cụ thể điểm mới trong sáng kiến này, là vận dụng linh hoạt tính chất toán
học vào bài toán Vật lí, nhằm xây dựng một công thức tính ngắn gọn dễ nhớ,
giúp học sinh giải quyết nhanh và chính xác bài tập trắc nghiệm phần này.
2. NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
2.1. Cơ sở lí luận
Với kì THPTQG theo hình thức thi trắc nghiệm khách quan như hiện nay,
đòi hỏi học sinh phải giải quyết nhanh và chính xác bài tập. Do vậy giáo viên
phải không ngừng nghiên cứu, tìm tòi ra những phương pháp mới truyền tải kiến
thức đến học sinh.
Đối với học sinh phải chủ động lĩnh hội kiến thức có sự sáng tạo, dưới sự
giám sát, kiểm tra và định hướng của giáo viên.
Với bài toán cực trị điện xoay chiều U RLmax khi L thay đổi và URCmax khi C
thay đổi là những bài tập khó và rất khó, do vậy tôi muốn xây dựng một phương
pháp giải quyết triệt để dạng bài toán này. Trong phương pháp này có thể giúp
cho các đối tượng học sinh dễ tiếp cận, lĩnh hội kiến thức và vận dụng kiến thức
vào các bài toán cụ thể.
Mục tiêu giúp học sinh hiểu rõ bản chất hiện tượng Vật lí trong mỗi bài tập,
đồng thời lấy toán học là công cụ cho môn Vật lí để gây hứng thú học tập cho
học sinh. Giúp học sinh có thể tự học, tự sáng tạo, tự nghiên cứu để phát triển
thêm những dạng bài tập mới.
2.2. Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm
2.2.1. Đặc điểm tình hình nhà trường
Trường THPT Dương Đình Nghệ - Thiệu Hóa - Thanh Hóa là ngôi trường
được chuyển từ loại hình bán công sang công lập, chất lượng thu hút đầu vào
còn thấp, đa số là các em học sinh có học lực trung bình và yếu. Do vậy phần
lớn các em chưa thật sự chịu khó trong học tập, đặc biệt đối với môn Vật lí.
Đội ngũ giảng dạy môn Vật lí ở trường có 8 giáo viên còn t ương đ ối
trẻ, thâm niên trong nghề chưa cao, nên việc học hỏi từ đồng nghi ệp còn
hạn chế, phải dạy kiêm nhiệm thêm Công nghệ nên thời gian đầu tư chuyên
môn chưa
Trang 5
nhiều. Tuy nhiên với sức trẻ toàn bộ giáo viên môn V ật lí trong tr ường
không ngừng học hỏi, trau dồi chuyên môn đó là một thuận lợi lớn cho b ộ
môn Vật lí.
2.2.2. Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm đối với
học sinh.
Nhìn chung phần kiến thức điện xoay chiều là phần khó, đặc biệt là
phần cực trị điện xoay chiều. Có thể nói đây là phần gây khó khăn nhiều
nhất cho mọi đối tượng học sinh, đặc biệt là các em học sinh có học lực
trung bình khá trở xuống. Trong nhiều năm quan sát, điều tra tôi nhận thấy
đa số các em học sinh có học lực không tốt đều giải quyết sai bài t ập d ạng
này. Nhất là trong kì thi THPTQG áp lực về thời gian là t ương đ ối l ớn, m ặc
dù đã có công thức tính cho bài toán cực trị U RLmax khi L thay đổi và URCmax khi
C thay đổi nhưng nhiều em học sinh vẫn mắc sai lầm với lí do công th ức đ ưa
ra vẫn còn khó nhớ cho học sinh.
Qua điều tra, quan sát đối với học sinh trường THPT Dương Đình Nghệ,
khi được cung cấp dạng bài tập cực trị URLmax khi L thay đổi và URCmax khi C
thay đổi, tôi nhận thấy phần lớn các em học sinh đều không giải quyết xong các
bài tập phần này. Do vậy để có thể giúp các em học sinh giải quyết nhanh và
chính xác bài tập cực trị trị URLmax khi L thay đổi và URCmax khi C thay đổi, tôi
đã xây dựng một công thức tính tương đối gọn và dễ nhớ hơn cho các em
học sinh. Với mong muốn sáng kiến nhỏ này sẽ giúp ích được cho các em h ọc
sinh khi gặp các bài tập và dạng bài tập liên quan trong kì thi THPTQG.
2.3. Giải pháp giải quyết bài toán cực trị U RLmax khi L thay đổi và URCmax
khi C thay đổi
2.3.1. Bài toán 1: Đặt điện áp xoay chiều ổn định có điện
A
L
áp hiệu dụng U vào hai đầu mạch điện như hình vẽ,
RM C B
bao gồm: Cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L thay đổi được, điện trở R và tụ
điện có điện dung C. Tìm giá trị ZL để điện áp hiệu dụng hai đầu U AM đạt giá trị
lớn nhất, tính giá trị UAMmax. Từ đó tính hệ số công suất của mạch?
Trang 6
Phương pháp giải :
2
U
2
2
UAM=URL=I.ZAM= R + (ZL- ZC)
2
R2+ Z2L
R + ZL =U.
2
R2 + (ZL- ZC) .
R2+ ZL2
R + (Z - Z )
2
Xét hàm số y= 2
L
C
. Đạo hàm hai vế theo biến ZL ta có:
2Z
R
2
+(Z
-Z
)
2
2(Z
Z )(R2 + Z2)
y'= L
L
C
LC
L
R2 + (ZL - ZC)2 2
y’=0
.
Z2L - ZC ZL - R2 = 0
Phương trình cho hai nghiệm là:
C
Z = Z + 4R2 + Z2
Z =Z - 4R2 + Z2
C
L1
2
L2
và
C
C
< 0.
2
C
ZL = Z + 4R 2+ Z2
C
Nghiệm
2
Lập bảng biến thiên ta có:
>0 thỏa mãn.
ZL = Z C + 4R2+ Z2
ZL
C
2
0
y’
+
0
-
4R2
y
4R
+ Z2 - Z
C
Do vậy ta được kết quả sau
2
ZC + 4R
Khi ZL=
2
2
+ ZC
2U.R
thì URLmax= 4R2+ Z 2 - Z
C
C.
Trang 7
2
2
C
*Khó khăn đối với học sinh đó là nhớ các công thức này, đôi khi học sinh sẽ
nhớ nhầm dẫn tới làm sai các bài tập của dạng này, đặc biệt trong kì thi
THPTQG. Để khắc phục vấn đề này tôi đưa ra một thủ thuật làm gọn các
công thức trên như sau:
4R2 + ZC2
ZC +
Từ ZL=
R2
Z2
Đặt
2
= k(k-1)
.
với điều kiện k>1.
C
1+ 4 R2
ZC2
ZL =
2
ZC
1
=
=
2
2U.R
Khi đó URLmax= 4R
U RLmax
1-k .
+ Gọi
=U
2+
Z2
C
- ZC =
ZC
Z
1+ (2k-1)2
1+ 4k(k-1)+1
=k
2
L
=k
Z
C
2U.R
4R 2
+1
ZC2
k(k-1)
1
= 2U
2(k-1) =
.
U
1-k
-1
.
-1
φ
là độ lệch pha giữa điện áp và cường độ dòng điện.
Z Z
(k-1) = 1-k-1
ZL -ZC
C
L
tan φ=
-1
Ta có
k(k-1)
Z
φ
R
R C
, từ giá trị tan ta tìm ra
=
φ
cos . Ở trường hợp này tôi không đưa ra biểu thức tính trực tiếp hệ số công
φ
φ
suất cos , với lí do nó khó nhớ hơn công thức tính tan .
* Vậy thủ thuật nhớ nhanh như sau: Bài toán L thay đổi thì Z L cũng thay
đổi, hai đại lượng còn lại R và ZC không đổi nên
2
Đặt
R
2
Z
= k(k-1)
C
tanφ= 1-k-1
Z
L
U
=k
RLmax
ZC
= U
U
RLmax
tanφ
Trang 8
=
U
1-k-1
ĐK : k >1
2.3.2. Bài toán 2: Đặt điện áp xoay chiều ổn định có điện
L
RCB
áp hiệu dụng là U vào hai đầu mạch điện như hình A
M
vẽ, bao gồm:
Cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L, điện trở R và tụ điện có điện dung C thay
đổi được. Tìm giá trị ZC để điện áp hiệu dụng hai đầu U MB đạt giá trị lớn nhất, và
tính giá trị UMBmax khi đó. Từ đó tính hệ số công suất?
Phương pháp giải :
2
U
2
2
UMB=URC=I.ZMB= R + (ZL- ZC)
R2+ ZC2
2
2
R + ZC =U.
R2 + (ZL- ZC) .
R2+ ZC2
R + (Z - Z )
2
Xét hàm số y= 2
L
C
. Đạo hàm hai vế theo biến ZC ta có:
2Z
R
2
+(Z
-Z
)
2
+
2(Z
Z )(R2 + Z2)
y'=
C
L
C
LC
R2 + (ZL - ZC)
y’=0
Z
C
2
- Z Z - R2 =0
L
C
C
2 2
.
.
Phương trình cho hai nghiệm là:
Z = ZL+ 4R2+ ZL2
C1
2
Ta nhận nghiệm
và
Z = ZL- 4R2+ ZL2
C2
2
<0
ZC = ZL + 4R2 + ZL2
2
Lập bảng biến thiên ta có:
ZC
>0.
ZC = ZL + 4R2+ Z2L
2
0
y’
+
0
-
4R2
y
4R 2+ Z2 - Z
L
Trang 9
2
L
Do vậy ta được kết quả sau:
ZL + 4R2+ Z2L
Khi ZC =
2U.R
2
thì URCmax =
4R2 +Z2 - Z
L
L
.
* Khó khăn đối với học sinh đó là nhớ các công thức này, đôi khi học sinh
sẽ nhớ nhầm dẫn tới làm sai các bài tập của dạng này, đặc biệt trong kì thi
THPTQG. Để khắc phục vấn đề này tôi đưa ra một thủ thuật làm gọn các
công thức trên như sau:
ZL + 4R2+ Z2L
Từ ZC=
Đặt
2
= k(k-1)
R2
Z2
với điều kiện k >1.
L
1+ 4 R2
ZL2
=
2
ZC
Z
L
.
1
1+ 4k(k -1)+1 1+ (2k -1)2 = k
=
=
2
2
2U.R
2
2
Khi đó URCmax= 4R + Z - Z L =
Z
L
2U.R
4R 2 1
ZL2
L
U RCmax
1-k .
+ Gọi
=U
1
= 2U
ZC = k
Z
L
k(k-1)
2(k-1) =
.
U
1- k
-1
.
-1
φ
là độ lệch pha giữa điện áp và cường độ dòng điện.
(1-k) = - 1-k-1
ZL -ZC ZL
ZC
tan φ=
1Ta có
k(k-1)
Z
φ
R
R
L =
, từ giá trị tan ta tìm ra
φ
cos .
Ở trường hợp này tôi không đưa ra biểu thức tính trực tiếp hệ số công suất cos
φ
, với lí do nó khó nhớ hơn công thức tính tan .
* Vậy thủ thuật nhớ nhanh như sau: Bài toán C thay đổi thì ZC cũng thay
đổi, hai đại lượng còn lại R và ZL không đổi nên
Trang 10
φ
R
Đặt
2
2
U
ZC = k
= k(k-1)
RCmax
ZL
ZL
tan φ= - 1-k-1
RCmax
U π
1-k-1
= U
U
10-4
=
ĐK : k>1.
tanφ
2.3.3. Một số ví dụ
Ví dụ 1 : Đặt điện áp u=200 2 cos(100 πt ) (V)
A
L
RMC B
vào
hai đầu đoạn mạch điện như hình vẽ, bao gồm cuộn dây có độ tự cảm L thay
đổi được, điện trở có giá trị R=50
, tụ điện có điện dung C=
F. Điều chỉnh
để L=L0 thì điện áp hiệu dụng UAM đạt giá trị cực đại(URLmax). Giá trị URLmax gần
nhất với giá trị nào sau đây?
A. 370 V.
Đặt k(k-1)=
B. 490 V.
R2
1
Z C2
4 k=1,2 URLmax=
C. 560 V.
Giải
U
1-k -1
D. 317 V.
200
1 1,2 1 = 490,9 V.
Chọn B.
Ví dụ 2: Đặt điện áp xoay chiều ổn định vào hai A
L
M R
C
B
đầu đoạn mạch, bao gồm cuộn dây thuần cảm có
độ tự cảm L mắc nối tiếp với điện trở R và tụ điện có điện dung C thay đổi được
(như hình vẽ). Thay đổi C, người ta thấy khi C=C 0 thì điện áp hiệu dụng hai đầu
điện trở đạt giá trị cực đại U Rmax=200 V, khi C=0,5C0 thì điện áp hiệu dụng U MB
đạt giá trị cực đại (URCmax). Giá trị URCmax gần nhất với giá trị nào sau đây?
A. 280 V.
B. 385 V.
C. 198 V.
Giải
+URmax khi có cộng hưởng
ZL=ZC0 và URmax=U=200 V.
Trang 11
D. 420 V.
Z
C
+ Khi C=0,5C0 ZC=2ZC0=2ZL thì UMB đạt giá trị cực đại, khi đó k=
200
1 21
URCmax=
= 282,8 V
=2
Z
L
Chọn A.
πt
Ví dụ 3: Đặt điện áp u=U0cos(100 ) (V)(U0 là điện áp cực đại) vào hai đầu
đoạn mạch có các phần tử mắc nối tiếp, bao gồm: Cuộn dây thuần cảm có độ tự
cảm L thay đổi được, điện trở thuần R, tụ điện có điện dung C. Khi L=L 1=L0 thì
điện áp hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện cùng pha với nhau. Khi
L=L2=3L0 thì điện áp hiệu dụng hai đầu U RL đạt giá trị cực đại. Hệ số công suất
của mạch khi L=L2 có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây?
A. 0,86.
B. 0,78.
C. 0,65.
Giải
D. 0,91.
+ Dòng điện và điện áp cùng pha thì ZC=ZL1
Z =3 tan φ =
L2
+ Khi ZL2=3ZL1 thì URLmax, khi đó k =
Chọn B.
ZC
1 31
cosφ = 0,77 .
2.4. Bài tập vận dụng
Câu 1: Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều có tần số f=50 Hz,
điện áp hiệu dụng là U gồm các phần tử nối tiếp theo thứ tự: Điện trở thuần
2
R=100 , cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L thay đổi được, tụ điện có điện
dung C. Điều chỉnh để L=L0 thì điện áp hiệu dụng URL đạt giá trị cực đại
(URLmax), và URLmax= 2 U. Giá trị điện dung của tụ điện là
10-4
10-4
10-4
A. 2π F.
B.
2π
C. 3π F.
F.
Giải
U
=
U
RLmax
TừCT:
1-k-1k = 2.
Trang 12
10-4
D. π F.
10-4
R2
ZC2 = k(k-1) =2 ZC = 100C=
π F Chọn D.
Câu 2: Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều u=200cos100 π t (V),
gồm các phần tử mắc nối tiếp theo thứ tự: Điện trở R=100 2 Ω , cuộn dây thuần
10-4
cảm có độ tự cảm L thay đổi được, tụ điện có điện dung C=
π F. Điều chỉnh
L=L0 để điện áp hiệu dụng URL đạt giá trị cực đại(URLmax). Giá trị URLmax là
A. 100 V.
B. 200 V.
C. 100 2 V.
D. 200 2 V.
Giải
R2 = k(k-1)
1
U
200
=
RLmax
ZC2
Ta có ZC= ωC =100
=2 k = 2
2
1-2-1 =200 V
Chọn B.
Câu 3: Đặt điện áp xoay chiều u=100 2 cos100 π t (V) vào hai đầu đoạn mạch
bao gồm: Điện trở R mắc nối tiếp cuộn dây thuần cảm có độ tử cảm L thay đổi
4.10-4
được và tụ điện có điện dung C=
3π F. Điều chỉnh giá trị L để điện áp hiệu
dụng hai đầu URL lớn nhất và bằng 50
6
V. Giá trị điện trở R có giá trị gần
nhất với giá trị nào sau đây?
A. 184 .
B. 100 .
C.75 .
Giải
ZC= 75
U
=
RLmax
U
1-k-1 k =3.
Từ công thức
R2 = Z 2 .k(k-1)
C
R=183,7
Trang 13
Chọn A.
D. 196 .
Câu 4(Đề thi ĐH 2014): Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 200 V và
A
L M R
tần số không thay đổi vào hai đầu đoạn mạch
CB
AB (hình vẽ). Cuộn cảm thuần có độ tự cảm L
xác định; R=200 ; tụ điện có điện dung C thay đổi được. Điều chỉnh điện dung C
để điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch MB đạt giá trị cực tiểu là
U1 và giá trị cực đại là U2= 400 V. Giá trị của U1 là
A. 173 V.
B. 80 V.
C. 111 V.
D. 200 V.
Giải
U
=
RCmax
Ta có
= k(k-1)
U 400 =
200
1- k-1
1- k-1
k =4/3.
R2
ZL2
ZL=300 .
U
Điện áp UMB= R2 +(ZL -ZC )2
U =
1
Nên
R2
+ZC2
UMB =U1 khi ZC=0.
200 .200
200 2 +3002
=111 V Chọn C.
Câu 5 (Đề thi THPTQG 2015): Đặt một điện áp xoay chiều có tần số 50 Hz và
giá trị hiệu dụng 20V vào hai đầu cuộn sơ cấp của một máy biến áp lí tưởng có
tổng số vòng dây của cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp là 2200 vòng. Nối hai đầu
cuộn thứ cấp với đoạn mạch AB gồm trong đó điện trở R có giá trị không đổi,
cuộn cảm thuần có độ tự cảm 0,2 H và tụ điện có điện dung C thay đổi được
mắc nối tiếp với nhau. Vôn kế nối vào hai đầu RC và điều chỉnh điện dung C
10-3
đến giá trị C= 3π2 F thì vôn kế (lý tưởng) chỉ giá trị cực đại và bằng 103,9 V
3
(lấy là 60
V). Số vòng dây của cuộn sơ cấp là
A . 400 vòng.
B. 1650 vòng.
C. 550 vòng.
Giải
Ta có ZL=20 π ( ), ZC=30 π ( )
U
k=
ZC
ZL =1,5.
= U2
RCmax
1-k-1U2=60 3 1 1,5 1 =60 V.
Theo công thức máy biến áp ta có:
Trang 14
D. 1800 vòng.
U 2 = N2 =3
U1 N1
N =550 vòng và N=1650 vòng
và N +N =2200
12
1
Chọn C.
2
U UAM(V)
Câu 6: Đặt vào hai đầu đoạn mạch AB một điện
240
áp xoay chiều ổn định, mạch AB gồm đoạn AM 200
nối tiếp với MB. Đoạn AM bao gồm điện trở R
mắc nối tiếp với cuộn dây thuần cảm với độ tự
L(H)
O
cảm L thay đổi được, đoạn MB chỉ chứa tụ điện có điện dung C. Đồ thị phụ
thuộc điện áp hiệu dụng UAM vào độ tự cảm L như hình vẽ. Giá trị điện áp của U
gần nhất với giá trị nào sau đây?
A. 450 V
.
C. 330 V .
B. 300 V.
D. 495 V
.
Giải
2
U
2
AB
Từ U
AM
=
R2+(ZL- ZC)2 . R + ZL
=200
UAB.R
Khi L=0
R2+ ZC2
L
Z =0
V. (1)
R2
U
AB
C 2
R2 +(1- Z ) . ZL2 +1
Khi L=
ZL=
2
U AM = ZL
= 25
ZL
= U AB = 240 V. (2)
R2
2
Từ (1) và (2) ta có: ZC
11
k(k-1) = 25/11
k =2,1
Từ đồ thị giá trị của U là giá trị U RLmax khi L thay đổi, thay số ta có
240
:
1 2,11
U=
=331,6V.
Chọn C.
Câu 7: Đặt điện áp xoay chiều ổn định vào hai đầu U
đoạn mạch có các phần tử mắc nối tiếp theo thứ tự
U1
gồm: Cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L, điện trở
R, tụ điện có điện dung C có giá trị thay đổi được.
Điện áp hiệu dụng UL và URC phụ thuộc
O
URC
UL
100 200
ZC (Ω)
Trang 15
dung kháng ZC như đồ thị bên. Điều chỉnh giá trị của ZC để điện áp hiệu dụng
U 2
URL đạt giá trị cực đại là U2. Tỉ số
A. 0,5.
U
có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây?
1
B. 1,7.
C. 1,15.
D. 0,9.
Giải
2
U
2
U
AB
AB
. R
2
U RL = R +(ZL -ZC )
+ZL
2
2
2
U RLmax = R . R +ZL =U (1) khi xảy ra cộng
2
hưởng điện.
Từ đồ thị ta thấy khi Z C1 =100 , thì U Lmax , khi đó Z L = Z C1 =100
Z =2
U
C2
AB
Khi Z C2 =200
.
thì U RCmax = 1-k-1 =U 1(2), với k =
Z
.
L
R 2
Mặt khác k(k-1) =
Chọn D.
ZL2
2
R= 100
πt
Câu 8: Đặt điện áp u=U0cos100 (V)(U0 là
điện áp cực đại) vào hai đầu đoạn mạch AB
như hình vẽ.A
L
M
R
2
1
. Từ (1) và (2): ta có U :U =0,86
φ
CB
Bao gồm cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L,
điện trở R, tụ điện có điện dung C thay đổi
URC
cosφ 10-4
a
O
π
2/3
2
được. Đồ thị phụ thuộc của điện áp hiệu dụng UMB và hệ số côngsuất của mạch
φ
AB(cos ) vào điện dung C như hình vẽ. Giá trị hệ số công suất a của mạch AB
gần nhất với giá trị nào sau đây?
A. 0,5
.
B . 0,9
.
C. 0,71 .
Giải
D. 0,87
.
Từ đồ thị ta thấy 2 giá trị C để hệ số công suất của mạch như nhau nên
Trang 16
F
R
ZC1=150
R
R2 +(ZL - ZC1)2
cosφ = cosφ
1
=
R2 +(ZL- ZC2)2Z
C1
+Z C2 =2Z L .
2
; ZC2=50
ZL=100
.
Z
C1
Z
Ở giá trị C1 thì UMBmax nên k =
Áp dụng công thức: tan
φ
=-
L
=1,5
1-k-1
1 φ=3
=
π
3
φ
cos = 0,866
Chọn D.
2.5. Hiệu quả sáng kiến kinh nghiệm
Qua thực tế dạy lớp 12C1 và 12C3 tôi thu được kết quả như sau :
Trước khi tôi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm thì đa số học sinh không hiểu cách
giải quyết bài toán, khi cho làm một bài kiểm tra cụ thể thì kết quả thu được là :
Tổng số học sinh
78(hs)
dưới 3,5
50(hs)
Từ 3,5 – 4,9
15(hs)
Từ5–7,9
8(hs)
Trên 8
5(hs)
Sau khi tôi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm thì đa số học sinh hiểu cách giải
quyết bài toán, khi cho làm một bài kiểm tra cụ thể thì kết quả thu được là :
Tổng số học sinh
78(hs)
dưới 3
8(hs)
Từ3–4,9
10(hs)
Từ5–7,9
45(hs)
Trên 8
15(hs)
Trên đây là kết quả khảo sát ở hai lớp tôi giảng dạy, trước và sau khi áp dụng
sáng kiến kinh nghiệm của tôi. Kết quả đã được nâng cao đáng kể, có sự phản
hồi tích cực từ học sinh. Qua trao đổi với đồng nhiệp, cũng được các đồng chí
đánh giá cao về kết quả nghiên cứu theo hướng đi mới này.
3. KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ
3.1 Kết luận
Với sáng kiến kinh nghiệm của mình, tôi mong muốn góp phần cũng cố
kiến thức vững chắc cho các em học sinh, giúp các em tự tin hơn khi gặp các
dạng bài tập cực trị URLmax khi L thay đổi và URCmax khi C thay đổi.
Trang 17
Đặc biệt đối với học sinh có học lực chưa tốt, năng lực tư duy còn hạn chế
do vậy không thể yêu cầu các em học sinh phải tiếp thu một lúc toàn bộ kiến
thức, mà giáo viên phải phân tích, tổng hợp để đưa những công thức tính toán
ngắn gọn, dễ nhớ, rõ dàng về bản chất vật lí phù hợp với kì thi trắc nghiệm
THPTQG.
Đối với các em học sinh có học lực khá trở lên, đây cũng là phương pháp
để giúp các em tư duy, sáng tạo hơn cho những dạng bài tập Vật lí khác, xây
dựng cho mình một phương pháp học tập hiệu quả hơn.
“Xử lí nhanh bài toán cực trị URLmax khi L thay đổi và URCmax khi C thay đổi” là
một dạng bài tập khó đối với nhiều học sinh, đặc biệt là đối với học sinh của
những trường có đầu vào thấp như trường chúng tôi. Tôi hi vọng sáng kiến của
mình sẽ được nhiều học sinh, giáo viên biết đến, nhằm góp phần giảm bớt
những khó khăn khi ôn luyện thi THPTQG.
3.2. Kiến nghị
Trên đây là sáng kiến kinh nghiệm nhỏ của tôi, rất mong được các đồng
nghiệp và các em học sinh góp ý thêm, để sáng kiến được hoàn thiện bổ sung
hoàn chỉnh hơn nữa.
Đồng thời tôi cũng mong Ban giám hiệu tạo điều kiện, để phần lớn học
sinh của nhà trường được tiếp thu phần kiến thức này. Mở ra một phương pháp
tư duy vật lí mới, giúp các em học sinh hoàn thiện kĩ năng xử lí bài tập trắc
nghiệm một cách chính xác, nhanh chóng và giúp các em học sinh có thể tự tin
hơn trong mọi kì thi.
4. Tài liệu tham khảo
1. Sách giáo khoa Vật lí 12 cơ bản - NXB Giáo dục.
2. Đề thi đại học, cao đẳng các năm.
3. Website : dethi.violet.vn, thuvienvatly.com, vatlyphothong.com……..
XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG
ĐƠN VỊ
Thiệu Hóa, ngày 27 tháng 05 năm 2017
Tôi xin cam đoan đây là sáng kiến kinh
nghiệm của mình viết, không sao chép
Trang 18
nội dung của người khác!
Người viết sang kiến
Dưng Ngọc Kỳ
Trang 19
