Sử dụng giản đồ véc tơ giải nhanh một số bài toán điện xoay chiều khi hoặc c, hoặc l thay đổi nhằm học sinh hiểu bản chất, hứng thú học và đạt kết quả cao trong các kì thi

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ
TRƯỜNG THPT THẠCH THÀNH 1
MỤC LỤC
Đề mục
1. Mở đầu
1.1.L í do chọn đề tài
1.2 .Mục đích nghiên cứu

Trang
3
3

1.3.Đối tượng nghiên cứu

3

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

1.4.Phương pháp nghiên cứu
2. NỘI DUNG SÁNG KIẾN

3

2.1.Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm
4
2.2. Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm.
4
2.3. Các giải pháp đã sử dụng để giải quyết vấn đề
4
5
2.3.1. Nhận diện bài toán

2.3.2. SỬ
Các DỤNG
cơ sở và GIẢN
phươngĐỒ
pháp
5
VÉC TƠ GIẢI NHANH MỘT SỐ BÀI
2.3.2.1. Căn cứ U 2 đầu mạch khơng đổi
5
XOAY
2.3.2.2.TỐN
Khi chỉĐIỆN
C( L) thay
đổi CHIỀU KHI HOẶC C, HOẶC L THAY
5
2.3.2.3. Khi chỉ C( L) thay đổi, UC (UL)max
ĐỔI NHẰM GIÚP HỌC SINH HIỂU BẢN CHẤT, HỨNG5
2.3.2.4.Kĩ năng vẽ và giải các bài tốn
5
2.3.2.1.THÚ
Căn cứ
U 2 VÀ
đầu ĐẠT
mạch KẾT
khơngQUẢ
đổi CAO TRONG CÁC KÌ THI.
6
HỌC
6-8
2.3.2.5. Bài tập vận dụng

2.4.Hiệu quả mang lại sau khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm
Người thực hiện: Trịnh Quốc Thương
3.Kết luận, kiến nghị.
TÀI LIỆU THAM KHẢO............
Chức vụ: Tổ trưởng chuyên môn.

9
10
11

SKKN thuộc lĩnh vực (môn): Vật Lí.

THANH HỐ NĂM 2021

1


1.MỞ ĐẦU
1.1 Lí do chọn đề tài
Vật Lí – xu thế lựa chọn của học sinh ngày càng giảm đáng kể, một trong số
lí do chính là Vật Lí khó, bản chất đã trìu tượng, cách xử lí cũng khơng đơn giản
chút nào.
Đứng trước khó khăn đó, hơn lúc nào hết địi hỏi vai trị người thầy. Thầy
giáo phải có trăn trở sao cho phương pháp dạy dễ hiểu nhất, cách xử lí bài tốn “
nhẹ nhàng” nhất. Tơi- một thầy giáo muốn có nhiều học sinh theo mơn của mình
nên khơng ngồi những suy nghĩ trên.
Trong sáng kiến kinh nghiệm của mình, tơi mạnh dạn triển khai đề tài sáng
kiến kinh nghiệm: Sử dụng giản đồ véc tơ giải nhanh một số bài toán điện xoay
chiều khi hoặc C, hoặc L thay đổi nhằm học sinh hiểu bản chất, hứng thú học
và đạt kết quả cao trong các kì thi.

1.2.Mục đích nghiên cứu:
Đề tài nhằm hướng tới học sinh khơng phải nhớ một cách máy móc các
cơng thức, cồng kềnh trong các cách biến đổi, mất nhiều thời gian cho một bài toán,
đặc biệt rèn kĩ năng giải bài tốn vận dụng cao. Từ đó giúp học sinh có niềm u
thích hứng thú, hăng say với bộ mơn Vật Lí, tự tin làm bài thi đạt kết quả cao. Đề
tài cũng hướng đến giúp giáo viên có thêm tài liệu hỗ trợ trong việc đổi mới
phương pháp dạy học mơn Vật Lí cho học sinh THPT.
1.3.Đối tượng nghiên cứu:
Học sinh khối 12, cụ thể là học sinh lớp 12A, trường THPT Thạch Thành 1.
1.4. Phương pháp nghiên cứu:
Thực hiện sáng kiến kinh nghiệm người viết sử dụng các phương pháp:
nghiên cứu tài liệu, khảo sát thu thập thông tin, so sánh đối chiếu, thảo luận vấn
đáp, khảo sát thực nghiệm.
2. PHẦN NỘI DUNG
2.1.Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm:
Giản đồ véc tơ là một khái niệm có phạm trù rất rộng và có rất nhiều hướng
tiếp cận , khai thác, nhưng có thể thấy rằng: Giản đồ véc tơ là một phương pháp
cho phép người học có được một trực quan sinh động, trên giản đồ véc tơ biểu diễn
các thơng tin, dữ kiện bài tốn. Từ đó hình thành những kĩ năng, năng lực và phẩm
chất khác nhau cho người học, trên giản đồ véc tơ học sinh có thể bằng các kiến
thức hình học phẳng đơn giản để tìm ra lời giải, điều này học sinh đã được làm
quen từ chương dao động cơ của chương trình lớp 12, các em đã biết được rằng để
2


tổng hợp 2 dao động điều hòa, đơn giản, tối ưu nhất chỉ có thể là giản đồ véc tơ.
Điều này cũng chứng tỏ rằng giản đồ véc tơ là một phương pháp dạy học hay, tích
cực. Tất nhiên ngồi những bài toán thuần túy, giản đồ véc tơ là cách mà mỗi người
dùng linh động, sáng tạo.
.

Như vậy phương pháp giản đồ véc tơ trong chương trình Vật Lí THPT có cơ
sở lí luận rõ ràng. Ở sáng kiến kinh nghiệm này người viết đề cập tới cách dùng
giản đồ véc tơ cho một số bài toán khi hoặc C, hoặc L thay đổi nhằm phát huy khả
năng hiểu bản chất và kĩ năng làm bài của học sinh trước nhiều bài tốn khó.
2.2.Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm
Bài toán điện xoay chiều khi hoặc C, hoặc L thay đổi là dạng bài tốn đang
được các đề trong các kì thi HSG, thi TN THPTQG khai thác nhiều,ví dụ trong bộ
đề nhóm các thầy cơ Vật Lí Thanh Hóa chiếm gần 50% bài tập khó dạng này.
Trước thực tế này
Về phía giáo viên: Một số giáo viên còn lung túng trong lựa chọn phương
pháp truyền đạt cho học sinh kĩ năng xử lí bài tốn: một số giáo viên sử dụng hệ
thống cơng thức toán học cồng kềnh, hoặc yêu cầu học sinh nhớ máy móc các cơng
thức hệ quả ngay đến cả giáo viên chuyên ôn luyện không nhớ; một số khác lại
chưa quan tâm, bỏ qua.
Về phía học sinh: Trong nhiều năm gần đây do có nhiều lựa chọn, học sinh
khơng cịn say mê. hứng thú học mơn Vật Lí. Mặt khác trong q trình luyện các
câu hỏi khó các em còn thiếu tập trung, lười suy nghĩ.
Những tồn tại trên cho thấy rất cần đến một hệ thống kĩ năng làm các dạng
câu hỏi khó để học sinh có được kết quả cao trong quá trình học tập cũng như trong
các kì thi.
2.3. Các giải pháp đã tiến hành để giải quyết vấn đề
2.3.1. Nhận diện bài toán
Bài toán điện xoay chiều khi hoặc C( hoặc L) thay đổi. Trong phạm vi sáng
kiến, tơi chủ yếu đề cập bài tốn: Khi C(L) =C 1(L1) và C(L) = C2(L2) thì UC(UL)
như nhau, Khi C(L)= C3(L3) thì UC(UL) max.
2.3.2. Các cơ sở và phương pháp
2.3.2.1. Căn cứ U 2 đầu mạch không đổi
3

Điện áp 2 đầu mạch không đổi, do vậy khi C(L) thay đổi U sẽ là bán kính
của đường trịn có tâm là gốc của giản đồ véc tơ.

O

U

Trong giản đồ này véc tơ U chỉ quay quanh tâm O trên nửa đường trịn
thuộc góc phần tư thứ nhất và phần tư thứ tư.
2.3.2.2. Khi chỉ C( L) thay đổi,
Chỉ C thay đổi, thì URL có giá trị thay đổi, nhưng hướng khơng đổi.
Dù C thay đổi nhưng ln có véc tơ U 2 đầu mạch bằng tổng của 2 véc tơ
URLvà véc tơ UC

URL

U
UCmax

2.3.2.3. Khi chỉ C( L) thay đổi, UC (UL)maxUC
C thay đổi, khi UC max thì véc tơ U vng góc với véc tơ URL

URL

U
UC

4

2.3.2.4.Kĩ năng vẽ và giải các bài toán
Bước 1: Vẽ giản đồ khi Ucmax trước, sau đó vẽ véc tơ URL
Bước 2 : Dựa trên kiến thức hình học phẳng, lưu ý các tính chất đường cao của
tam giác cân, hàm số lượng giác của tam giác vng, định lí Talet.
2.3.2.5. Bài tập vận dụng
Ví dụ 1. Câu 20 Nhóm đề 15 (VDC): Đặt điện áp xoay chiều u=U 2
cos100πt (V) đặt vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm, điện trở thuần R, cuộn
cảm thuần L, tụ điện có điện dung C thay đổi được. Khi C=C1 thì UC =40 V và uC
trễ pha hơn u là α1. Khi C=C2 thì UC =40 V và uC trễ pha hơn u là α2 = α1+π/3 rad.
Khi C=C3 thì UCmax đồng thời lúc này công suất tiêu thụ của mạch đạt 50% cơng
suất cực đại mà mạch có thể đạt được. Giá trị của U là
A. 23,09 V.

B. 32,66 V.

C. 43,34 V.

D. 17,33 V.

Hướng dẫn giải:
- Công suất tiêu thụ của mạch

P=

U 2 cos2 ϕ
.
R

r C=C3 thì UCmax đồng thời lúc này công suất tiêu thụ của mạch đạt 50% công
- Khi

O

B

U RL

1
π
cos2 ϕ = ⇒ ϕ =
2
4

U

α1

suất cực đại mà mạch có thể đạt được,
rad
r
r
r
⇒ U RL φ⊥ U ⇒ U RL
α2
-Khi C=C3 thì UCmax
trùng tiếp tuyến của đường tròn.

UC=40V
UCmax
φ

A

5


O

-

Theo giải thiết
URL

π
α −α =
2 1 3

, OA, OB biểu diễn U trong 2 trường hợp nên tam
⇒α =

1

π
6

giác OAB cân, OU là đường cao,
40
OA=U=
=32,66V
π

2Cos
6
- Vậy
.
Ví dụ 2.Câu 36( nhóm đề trường Hàm Rồng) Cho đoạn mạch AB gồm tụ
α
điện có điện dung C (C thay đổi được) mắc nối tiếp với một cuộn dây không thuần
cảm. Đặt vào hai đầu A, B một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U, tần số f
(Uαvà f không đổi). Điều chỉnh C = C1 thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu tụ điện
đạt cực đại và khi đó dòng điện trong mạch sớm pha hơn điện áp hai đầu mạch một
góc α. Khi C = C2 thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu tụ là U 2 và dòng điện trong
mạch trễ pha hơn điện áp hai đầu đoạn mạch một góc cũng là α. Khi C = C 3 thì
điện áp hiệu dụng giữa hai đầu tụ điện là U3 = U2 và điện áp hiệu dụng giữa hai đầu
cuộn dây lúc này giảm so với lúc C = C 2 một lượng là U. Giá trị của góc α xấp xỉ
bằng
A. 450
B. 200.
C. 150
D. 300
C2
Hướng dẫn giải:
O
C1

C3
UC2 =UC3

6
UC1max

O

-Khi C=C1 thì UCmax

r
r
r
⇒ U RL ⊥ U ⇒ U RL

α

trùng tiếp tuyến của đường tròn.

-Khi C=C2, C=C3, Véc tơ U lần lượt cùng hướng OC2; OC3
-Khi C = C3 thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu tụ điện là U 3 = U2 và điện áp hiệu
dụng giữa hai đầu cuộn dây lúc này giảm so với lúc C = C 2 một lượng là U, vậy
C2C3 = U , vậy suy ra 2α = 300 ; α=150.
*KẾT LUẬN:
Qua khảo sát nhanh học sinh trong các giờ tự chọn và hệ thống đối chiếu các
bài làm của học sinh lớp 12A1, nhận thấy ở những bài tập này học sinh rất hung
phấn, so với những lời giải cồng kềnh, dài cả trang.. Vì thế các giải pháp kĩ năng cụ
thể như trên rất cần thiết để học sinh làm bài hiệu quả hơn. Sau khi áp dụng các
bước kĩ năng đã trình bày ở trên học sinh có cải thiện về điểm số và từng bước nắm
bắt kĩ năng làm bài, thuần thục trong việc kết hợp kiến thức với kĩ năng để bài làm
đạt hiệu quả tốt nhất.

2.4.Hiệu quả mang lại sau khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm

7

Sau nhiều năm áp dụng phương pháp giản đồ véc tơ trên, người viết thu được
kết quả bước đầu với những chuyển biến rõ rệt từ học sinh.
- Học sinh sẵn sàng , thích thú và làm dạng bài tốn này trong các đề kiểm tra,
đề thi Tốt nghiệp THPT.
C.KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ:
1. Kết luận:
Tôi nhận thấy đề tài này đã mang lại những hiệu quả thiết thực như sau:
Giúp giáo viên mơn Vật Lí có những định hướng cơ bản trong việc dạy ôn
thi TN THPT QG môn Vật Lí, từ đó góp phần nâng cao chất lượng giáo dục mơn
Vật Lí cho học sinh trong nhà trường.
Góp phần học sinh tham gia nhiều đối với mơn học.
Góp phần nâng cao chất lượng thi TN THPT QG và các kì thi khác.
* Tuy nhiên ,việc đưa ra những giải pháp trên cũng chỉ là một trong số các
phương pháp tích cực, sẽ cịn rất nhiều phương pháp hay có thể áp dụng trong q
trình ơn thi TN THPTQG nói chung, phần Điện xoay chiều nói riêng đó tùy thuộc
vào thực tế địa phương ,đặc điểm học sinhđể có thể có được phương pháp hiệu quả
nhất, nâng cao chất lượng ôn thi cho các em.
2.Kiến nghị:
Đối với sở GD&ĐT Thanh Hóa : Nắm bắt kịp thời chỉ đạo của Bộ GD về
việc tổ chức thi TN THPTQG để giáo viên và học sinh có định hướng ơn tập ngay
từ đầu năm học mới;tổ chức hoặc công bố nhiều hơn đề thi thử TN THPTQG theo
hướng đề minh họa của Bộ GD để học sinh làm quen cấu trúc đề thi, rèn luyện kĩ
năng tìm hiểu đề và có những định hướng đúng đắn khi làm bài.
Đối với BGH trường THPT Thạch Thành 1:Nắm bắt kịp thời ý kiến chỉ
đạo của Bộ GD và sở GD Thanh Hóa về kì thi TN THPTQG ở từng năm học, quan
tâm, đôn đốc việc dạy và học của giáo viên và học sinh, đặc biệt là các giáo viên
đang trực tiếp giảng dạy và các học sinh học khối 12; thường xuyên tổ chức các kì
thi khảo sát, có sự so sánh đánh giá về chất lượng qua mỗi đợt để giáo viên kịp

thời bổ sung kiến thức cũng như kĩ năng làm bài cho các em nhằm nâng cao hiệu
quả trong kì thi TN THPTQG.
Đối với giáo viên: Luôn trau dồi kiến thức, nắm bắt kịp thời ý kiến chỉ đạo
của cấp trên, nhiệt tình trong cơng tác giảng dạy, nắm bắt tình hình cụ thể của từng
học sinh để đưa ra phương pháp phù hợp nhất và đạt hiệu quả cao nhất.

8


1.
2.

TÀI LIỆU THAM KHẢO
Các đề thi của nhóm đề Vật Lí Thanh Hóa năm 2021.
Đề thi TN THPTQG các năm.
Thạch Thành, ngày 16/5/2021
Tơi xin cam đoan đây là SKKN của
mình viết, không sao chép nội dung của
người khác.

XÁC NHẬN CỦA HIỆU TRƯỞNG

Người viết sáng kiến

Trịnh Quốc Thương

9