Sáng kiến kinh nghiệm sử dụng máy tính casio 570 để giải toán xoay chiều

BÁO CÁO SÁNG KIẾN KINH NGHỆM
Tác giả: Lê Phước Sang
THPT Trường Xuân, TM-ĐT
Tên sáng kiến: Sử dụng máy tính Casio Fx 570 để giải một số dạng toán điện xoay chiều
I. Nội dung
1. Thực trạng trước khi có sáng kiến
1.1. Thực trạng
Hiện nay, việc sử dụng máy tính cầm tay của giáo viên cũng như học sinh đã trở nên phổ
biến trong trường học, máy tính hỗ trợ tính toán các phép toán từ đơn giản đến phức tạp như: hệ
phương trình bậc nhất hai ẩn, hệ phương trình bậc nhất ba ẩn, giải phương trình bậc hai, bậc ba,
tính toán số phức…Nhưng việc sử dụng chúng trong việc giải các bài toán Vật lí đối với học
sinh còn là việc rất mới. Thực tế có rất ít tài liệu hướng dẫn sử dụng máy tính cầm tay trong việc
giải các bài tập Vật lí.
Điện xoay chiều được xem là một phần trọng điểm của chương trình vật lý và trong kỳ
thi tốt nghiệp trung học phổ thông năm nào cũng có. Đây là một loại toán hay, có thể giúp học
sinh đào sâu suy nghĩ, tư duy, rèn luyện tính kiên trì và cẩn thận. Nhưng khi giải toán bằng
phương pháp thông thường xong học sinh lại không tin tưởng vào kết quả mình vừa làm.
Kỹ năng sử dụng máy tính của các em học sinh còn yếu và còn thiếu. Mặt khác điện xoay
chiều có quá nhiều các công thức khó học khó nhớ. Trong nhiều năm nay, máy Casio Fx 570 đã
sử dụng khá nhiều nhưng nhiều em chưa thuần thục, do đó, là một giáo viên tôi cần hướng dẫn
cụ thể cho học sinh vừa có kỹ năng áp dụng máy tính Casio 570.
I.2. Nguyên nhân
- Các công thức vật lý quá nhiều, khó nhớ và gây trở ngại cho học sinh.
- Kỹ năng sử dụng máy tính của học sinh còn hạn chế kể cả máy 570.
- Có rất ít tài liệu hướng dẫn sử dụng máy tính cầm tay trong việc giải các bài tập Vật lí.
- Học sinh chưa xác định cách giải dạng bài tập về điện xoay chiều như viết biểu thức u, hay viết
biểu thức i, bài toán cộng điện áp…
2. Tính mới của sáng kiến (Các biện pháp đã thực hiện)
2.1. Cho học sinh tiếp cận các cú pháp giải toán dạng viết u, i, bài toán cộng điện áp. Yêu cầu
học sinh đọc, phân tích số liệu và xác định yêu cầu của đề bài để chọn cú pháp giải toán.
U 0 ∠ϕu

a. Cho biểu thức u viết biểu thức i : cú pháp R + ( Z − Z ).i
L
C
1


b. Cho biểu thức i viết biểu thức u: cú pháp I 0 ∠ϕi .( R + ( Z L − Z C )i )
c. Bài toán cộng điện áp:

U 01∠ϕ1 + U 02 ∠ϕ2

cú pháp

+Máy Fx Casio 570
- Bước 1: Bấm Mode 2 về chế độ complx (ký hiệu ∠ ), Shift Mode 4 để chuyển về R
- Bước 2 : Nhập theo cú pháp a hoặc b hoặc c ( lúc này bấm Shift (-) để có ∠ )
- Bước 3: Bấm Shift 2, 3 = , (máy 570 MS thì ấn Shift + =)
- Bước 4: Lấy kết quả : I0 và ϕ i hay U0 và ϕu
2.2. Áp dụng vào bài toán cụ thể, hướng dẫn cho học sinh cách thức sử dụng máy tính Casio
Fx 570.
Bài toán minh họa 1: Một mạch điện xoay chiều R, L, C không phân nhánh có R = 100 Ω ,
C=

2
10−4
F , L = H . Hiệu điện thế trong mạch có biểu thức u= 100 2 cos100π t (V).
π
π

a. Tìm cảm kháng, dung kháng.
b. Viết biểu thức dòng điện qua mạch.

Giải:
Tìm cảm kháng, dung kháng trước, sau đó xác định
+Máy Casio 570
-Bước 1: U0 = 100 2 (V), ϕu = 0, R = 100 Ω , ZC = 100 Ω , ZL = 200 Ω
100 2∠0
100 + (200 − 100)i
π
-Bước 3: bấm Shift 2 3 = máy hiện thị 1 ∠ - . Vậy biểu thức của dòng điện là
4
π
i = cos ( 100π t - ) (A) (nếu là máy 570 MS thì ấn SHIFT + = để hiện thị kết quả)
4

-Bước 2: dùng máy tính bấm

Bài toán minh họa 2: Một mạch điện xoay chiều R, L, C không phân nhánh có R = 100 (Ω),
π
điện áp qua mạch có biểu thức i = 2 cos(100 πt + ) A.
3

a. Tìm chu kỳ, tần số, dòng điện cực đại?
b. Viết biểu thức điện áp tức thời 2 đầu đoạn mạch?
Giải
+Máy Fx Casio 570 (Chú ý: nếu đề bài khuyết dữ kiện nào thì cho trở kháng đó bằng 0 )
-Bước 1: I0 = 2(A), ϕi =

π

, R = 100 Ω , ZC = 0 Ω , ZL = 0 Ω
3

π
-Bước 2: bấm 2∠ .(100 + (0 − 0) i)
3

-Bước 3: bấm Shift 2 3 = máy hiển thị: 200 ∠

π
π
. Vậy biểu thức u= 200 cos ( 100π t + ) (V)
3
3

Máy 570MS bấm Shift + = để hiện kết quả
2.3. Cho học sinh làm nhiều dạng bài tập này để hình thành kỹ năng, bấm máy thành thục,
nhiều học sinh đã thực hiện tương đối tốt
Một số bài tập rèn luyện:
2


Bài tập 1. Cho điện áp hai đầu mạch u= 2cos ( 120πt +

π
4

) (V) chạy qua một tụ điện có

4

C = 10 µF. Biểu thức dòng điện tức thời ở hai đầu mạch là bao nhiêu ?
12π

Đs. i = 0,2.cos ( 120πt +

3π
) (A)
4

Bài tập 2. Đặt một điện áp xoay chiều u = 100 2 cos (100πt + π/3 )(V) vào hai đầu một đoạn mạch
gồm R = 40Ω nối tiếp với một cuộn dây thuần cảm L =
thời qua mạch là bao nhiêu? Đs. i = 2,5 cos ( 100πt +

π
12

0, 4
H. Biểu thức cường độ dòng điện tức
π

) (A).

2.4. Mở rộng dùng máy tính cầm tay để giải bài toán cộng điện
áp.

A

R

C

uAM

M

L,r
uMB

Cho mạch gồm đoạn AM chứa R, C mắc nối tiếp với đoạn MB chứa cuộn cảm L, r. Xác định
π
π
biểu thức của uAB biết: u AM = 100 2cos(100π t − ) (V), uMB = 100 2cos(100π t + ) (V).
Đs:
u AB = 200cos(100π t −

3

π
) (V)
12

6

Hướng dẫn: dùng máy tính Casio 570 bấm theo cú pháp “c” để giải
2.5. Tổ chức kiểm tra với nhiều dạng bài tập yêu cầu học sinh giải dạng bài tập này bằng
máy tính cầm tay.
3. Hiệu quả
Sau khi thực hiện các giải pháp trên, tôi nhận thấy để giải bài toán điện xoay chiều dạng
viết biểu thức u, hay biểu thức i thì ta sử dụng máy tính cầm tay Casio Fx 570 vừa nhanh, vừa
chính xác, học sinh làm bài tốt hơn hiệu quả trên 85%. Phương pháp này tạo sự phát triển, tư

duy sáng tạo giúp học sinh có sự tự tin cần thiết, hứng thú, có kỹ năng nhận dạng và dùng máy
tính cầm tay giải tốt bài tập là điều hết sức cần thiết.
Cụ thể kết quả khảo sát thực hiện vào tháng 11 năm học 2014-2015 trong giờ giảng dạy
của mình tại trường THPT Trường Xuân trong bài toán minh họa 1, 2 tôi có các bảng số liệu
Bảng số 1: Kết quả khảo sát ở lớp đối chứng
PP1: Áp dụng các công thức trong điện xoay

PP2: Dùng máy tính Casio 570, 580 để giải

chiều

Câu a
Câu b
Câu a
Câu b
100%
0%
100%
30%
Nhận xét: ở nhóm đối chứng bảng 1, PP1: nhóm 30 em đều đạt ở câu a chiếm tỉ lệ 100%,
câu b các em không làm được nên tỉ lệ 0%; lý do, câu b các em chưa biết viết biểu thức i hay u
là gì, cần tìm các đại lượng vật lý nào, chưa tìm ra được mối liên hệ giữa điện trở R, cảm kháng
ZL, dung kháng ZC với độ lệch pha, các em không biết khi tìm độ lệch pha rồi bước tiếp theo làm
gì, có 10 em làm được bằng PP2 chiếm tỉ lệ 30%
3

B


Bảng số 2. Kết quả khảo sát ở nhóm thực nghiệm

PP1: Áp dụng các công thức trong điện xoay
chiều
Câu a

Nhóm
đối
chứng

Nhóm
thực
nghiệm

PP2: Dùng máy tính Casio 570, 580 để giải

Câu b

Câu a

Câu b

100%
0%
100%
Bảng số 3. So sánh kết quả giữa 2 lần khảo sát:

30%

PP1: Áp dụng các công thức trong điện xoay
chiều

PP2: Dùng máy tính Casio 570, 580 để giải

Câu a

Câu b

Câu a

Câu b

100%

0%

100%

30%

PP1: Áp dụng các công thức trong điện xoay
chiều

PP2: Dùng máy tính Casio 570, 580 để giải

Câu a

Câu b

Câu a

Câu b

100%

0%

100%

85%

Nhận xét: Ở bảng số 2, 3 cho thấy ở nhóm thực nghiệm được trang bị một cách kĩ lưỡng
hơn về kiến thức, kĩ năng nhận dạng và đặc biệt sử dụng máy tính cầm tay Casio 570 để giải bài
toán về điện xoay chiều nên đa số các em khi giải bài toán theo PP2 hoàn thành rất tốt.
4. Khả năng vận dụng
Trong quá trình giảng dạy tôi thấy học sinh gặp khó khăn trong việc nhớ công thức để
giải các bài toán đó. Nhưng khi hướng dẫn bằng máy tính cầm tay thì đa phần học sinh đều làm
tốt. Với phương pháp và cách làm đã nêu ở trên, tôi nhận thấy tài liệu này mang lại hiệu quả cao
trong thời gian tôi thực hiện, học sinh thích thú, làm bài hiệu quả-nhanh, tôi thiết nghĩ đóng góp
một phần nào để nâng cao chất lượng giáo dục môn vật lý.
Tháp Mười, ngày 18 tháng 6 năm 2014
Người viết

Lê Phước Sang

4