Kinh nghiệm giải bài toán điện xoay chiều có tần số góc biến thiên dùng cho học sinh lớp 12

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ

TRƯỜNG THPT HÀM RỒNG

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

TÊN ĐỀ TÀI

KINH NGHIỆM GIẢI BÀI TOÁN ĐIỆN XOAY CHIỀU
CÓ TẦN SỐ GÓC BIẾN THIÊN DÙNG CHO HỌC
SINH LỚP 12

Người thực hiện: Tào Thị Hạnh
Chức vụ: TTCM
SKKN thuộc lĩnh vực (mơn): Vật lí

THANH HĨA NĂM 2021
1


MỤC LỤC
Nội dung
1. Mở đầu
1.1. Lí do chọn đề tài.
1.2. Mục đích nghiên cứu.
1.3. Đối tượng nghiên cứu.
1.4. Phương pháp nghiên cứu.
2. Nội dung sáng kiến kinh nghiệm

2.1. Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm.
2.2. Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm.

2.3. Các sáng kiến kinh nghiệm hoặc các giải pháp đã sử dụng để giải
quyết vấn đề.
Phân loại và phương pháp giải.
- Dạng 1: Tần số góc biến thiên để điện áp hiệu dụng trên điện trở cực đại
- Dạng 2: Tần số góc biến thiên để điện áp hiệu dụng trên cuộn cảm thuần cực đại
- Dạng 3: Tần số góc biến thiên để điện áp hiệu dụng trên tụ điện cực đại
- Dạng 4: Sự thống nhất của cả ba trường hợp trên

Bài tập vận dụng
2.4. Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm đối với hoạt động giáo dục,
với bản thân, đồng nghiệp và nhà trường.
3. Kết luận, kiến nghị.
3.1. Kết luận
3.2. Kiến nghị

Trang
1

1
1
2
2
3
3
3
4
5
6
15
15

15
16

1. Mở đầu.
1.1. Lí do chọn đề tài.
2


- Chương dòng điện xoay chiều là một trong những chương khó, trừu tượng,
nhiều dạng bài tập, đặc biệt là bài tập dạng có một trong các đại lượng R, L,C
hay  biến thiên. Bài tập chương dòng điện xoay chiều là một trong những
dạng bài tập trọng tâm, cơ bản của chương trình vật lý khối 12, nó chiếm một
phần trong các đề thi Tốt nghiệp trung học phổ thông . Câu hỏi ở chương này
trong đề thi thường có đầy đủ cả 4 mức độ mức độ: nhận biết, thông hiểu, vận
dụng và vận dụng cao. Để đạt được điểm 8,9,10 trong các đề thi đại học thì học
sinh phải giải quyết tốt cả phần bài tập nâng cao. Tuy nhiên khi gặp các câu
dạng có tần số góc  biến thiên là học sinh thấy khó và ngại làm vì  biến
thiên kéo theo nhiều đại lượng khác biến thiên. Chính vì vậy mà trong q trình
ơn thi đại học cho học sinh khối 12 tôi đã phân loại và kết hợp với kĩ thuật
chuẩn hóa số liệu đưa ra các cách giải các bài tập dạng có tần số góc  biến
thiên trong chương dịng điện xoay chiều giúp các em làm quen và tự tin khi gặp
các dạng bài tập này.
1.2. Mục đích nghiên cứu.
- Phân loại được các dạng bài tập có tần số góc  biến thiên trong
chương dịng điện xoay chiều, hiểu được đặc trưng riêng của từng dạng, hệ
thống hóa được kiến thức đã học, đưa ra phương pháp giải chung tổng quát cho
từng dạng, với những dạng bài tập quen thuộc thì có thể đưa ra cơng thức tắt để
HS vận dụng làm trắc nghiệm được nhanh hơn... từ đó tạo điều kiện thuận lợi
hơn trong việc học tập, ôn thi Tốt nghiệp trung học phổ thông.
1.3. Đối tượng nghiên cứu.

- Trong nội dung giới hạn của đề tài, tôi nghiên cứu về việc phân bài tập
có tần số góc  biến thiên thành từng dạng: Tần số góc biến thiên để điện áp
hiệu dụng trên điện trở cực đại: Tần số góc biến thiên để điện áp hiệu dụng trên
cuộn cảm thuần cực đại ; Tần số góc biến thiên để điện áp hiệu dụng trên tụ điện
đạt cực đại: Sự thống nhất của cả ba trường hợp trên, từ đó đưa ra phương pháp
giải và cơng thức rút gọn cuối cùng cho từng dạng bài cụ thể.
1.4. Phương pháp nghiên cứu.
- Phương pháp nghiên cứu xây dựng cơ sở lý thuyết.
- 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 chương dòng
điện xoay chiều
- Nghiên cứu và giải đề thi THPT QG của các năm và đề thi minh hoạ của
Bộ GD&ĐT, đề thi thử THPTQG của các trường trên cả nước.
2. Nội dung sáng kiến kinh nghiệm.
2.1. Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm.
+ Điện áp hiệu dụng ở hai đầu điện trở
UR 

UR
2

1 �
�
R  �L 
C �
�
�
2

3

+ Điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn cảm thuần:
UL 

UZL
R   Z L  ZC 
2

2

UL



2

1 �
�
R2  �
L 
C �
�
�.

+ Điện áp hiệu dụng ở hai đầu tụ điện:
UC 

UZC
R 2   ZL  ZC 

2

U



2

1 �
�
C R  �
L 
�
C �
�
2

+ Phương pháp chuẩn hóa số liệu: Bản chất của phương pháp này là giải các
phương trình đồng bậc. Phương pháp này khơng có ý nghĩa vật lý, chỉ là một thủ
thuật tính tốn để q trình tính tốn được gọn gàng và đưa ra kết quả nhanh
hơn.
Ví dụ
Ud

U

R 2  Z2L
R 2   ZL  ZC 

2

+ Ta phải tính
Nhận thấy rằng, nếu ta biểu diễn được ZL – ZC = nR , ZL = mR kết quả của
Ud
U

sẽ không phụ thuộc vào R

Chuẩn hóa

R 1
�
�
�ZL  ZC  n

tùy thuộc đề bài ta giải được n,m và tính được kết quả

Ud
U

2.2. Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm.
- Trước khi dạy cách phân loại và phương pháp giải bài tập này đa số học sinh
gặp những câu dạng có tần số góc  biến thiên trong chương dịng điện xoay
chiều đều có tâm lý lo ngại, nghĩ rằng rất khó và bỏ qua, Chỉ có một số rất ít học
sinh học giỏi làm nhưng thường mất rất nhiều thời gian nên học sinh không đủ
thời gian để làm bài khi thời gian làm bài thi rất ngắn.
- Kết quả kiểm tra chương dòng điện xoay chiều trước khi áp dụng sáng kiến
kinh nghiệm, tỉ lệ học sinh đạt được như sau:
Lớp

Giỏi (%)
Khá (%)
TB (%)
Yếu, kém
(%)
12B1
27,5
45,8
25,1
0
12B2
26,8
43,7
29,5
0
2.3. Các sáng kiến kinh nghiệm hoặc các giải pháp đã sử dụng để giải quyết
vấn đề.

4


A. PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI
DẠNG 1: TẦN SỐ GÓC BIẾN THIÊN ĐỂ ĐIỆN ÁP HIỆU DỤNG TRÊN
ĐIỆN TRỞ CỰC ĐẠI:
1. Giá trị của tần số góc để điện áp hiệu dụng trên điện trở cực đại:
UR 

+ Điện áp hiệu dụng ở hai đầu điện trở

UR

1 �
�
R 2  �L 
C
�
�
�.

  R 

1
LC . Khi đó URmax = U.

→ URmax khi mạch xảy ra cộng hưởng
2. Hai giá trị của tần số góc cho cùng điện áp hiệu dụng trên điện trở:
+ Để UR1 = UR2 → I1 = I2 ↔
L1 

1
1
 L2 
C1
C2

12 

.

1
 2R

LC
.

→
+ Ta để ý thấy rằng nếu ω2 > ω1 thì
ω1 là giá trị của tần số góc ứng với
đoạn mạch có tính dung kháng ZC >
ZL; ω2 là giá trị của tần số góc ứng với
đoạn mạch đang có tính cảm kháng Z L
> ZC.
→ Các kết quả trên vẫn đúng cho
bài tốn thay đổi tần số góc ω để cho
cực đại hoặc hai giá trị của ω cho cùng
một giá trị của cơng suất tiêu thụ P,
cường độ dịng điện hiệu dụng I, hệ số
công suất cosφ.
DẠNG 2. TẦN SỐ GÓC BIẾN THIÊN ĐỂ ĐIỆN ÁP HIỆU DỤNG TRÊN
CUỘN CẢM THUẦN CỰC ĐẠI:
1. Giá trị của tần số góc để điện áp hiệu dụng trên cuộn cảm thuần cực
đại:
+ Điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn cảm thuần:
UL 

UZL
R 2   ZL  ZC 

2



U
�1
�2 2
�C L

2
2 �1
�1 �R


�
� 1
�4
2
LC �2
� �L

.
5


1
2
→ ULmax khi tam thức bậc hai của biến  dưới mẫu nhỏ nhất. Khi đó
R2
2

2
1
1

R 2C2
LC
L


 LC 
2
2
2 L2
2 2
LC
.
1

L 
C

L R2

C 2

L R2

C 2

Z0 

L 

1

CZ0

+ Hay
, ta đặt
→
.
2. Hai giá trị của tần số góc cho cùng điện áp hiệu dụng trên cuộn cảm
thuần:
+ Từ biểu thức điện áp hiệu dụng trên cuộn cảm theo tần số góc, ta thấy rằng
có hai giá trị của biến số
mãn định lý Viet:
1
1
2
 2  2
2
1 2 L

1
2

để tam thức dưới mẫu cho cùng một giá trị, thoãn

DẠNG 3: TẦN SỐ GÓC BIẾN THIÊN ĐỂ ĐIỆN ÁP HIỆU DỤNG TRÊN
TỤ ĐIỆN CỰC ĐẠI
1. Giá trị của tần số góc để điện áp hiệu dụng trên tụ điện cực đại:
+ Điện áp hiệu dụng ở hai đầu tụ điện:
UC 

UZC

R 2   Z L  ZC 

2





U



L2C 2 4  2LC  R 2C 2 2  1

.

6


→ UCmax khi tam thức bậc hai của biến ω2 dưới mẫu nhỏ nhất. Khi đó
2

 

C2

2LC  R 2 C2
1
R2




LC 2L2 .
2L2 C 2

1 L R2
Z
L R2
C 

C  0
Z0 

L C 2 , ta đặt
C 2 →
L .
+ Hay

2. Hai giá trị của tần số góc cho cùng điện áp hiệu dụng trên tụ điện
+ Từ biểu thức điện áp hiệu dụng trên cuộn cảm theo tần số góc, ta thấy rằng
có hai giá trị của biến số ω2 để tam thức dưới mẫu cho cùng một giá trị, thoãn
mãn định lý Viet:

12  22  2C2

DẠNG 4 : SỰ THỐNG NHẤT CỦA BA TRƯỜNG HỢP

Ta để ý rằng khi tăng dần ω thì thứ tự cực đại của các điện áp là

7

C 

Z0
� L 
L

1
1
� L 
2
CZ0 và L C  R .
LC

+ Để đơn giản cho biểu thức ta tiến hành chuẩn hóa Z 0  1 và đặt
Khi đó

+ Khi UCmax thì

Z0 

C 

L R2
R2

1 n 
C 2 ↔
2 → R

n

L
L

C C

.

2n  2 .

Zo
L
n   Z L ZC
C
L → ZL = Zo = 1,
→ ZC = n, khi đó

U
�
U Cmax 
�
�
1  n 2
�
2
�
cos  
�

n 1
�
.

+ Khi ULmax thì

L 

1
CZ0

→ ZC = Zo = 1,

n

L
 Z L ZC
C
→ ZL = n, khi đó

U
�
U Lmax 
�
�
1  n 2
�
2
�
cos  

�
n 1
�
.

B. BAÌ TẬP VẬN DỤNG
Câu 1: Đặt điện áp u  120 2 cos  2ft  V (f thay đổi đổi được) vào hai đầu đoạn
mạch mắc nối tiếp gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm L, điện trở R = 50 Ω và tụ
điện có điện dung C, với CR2 < 2L. Khi f = f1 thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu
tụ điện có giá trị cực đại. Khi f  f 2  3f1 thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu điện
trở đạt giá trị cực đại. Khi f = f 3 thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn cảm đạt
cực đại và công suất tiêu thụ trên mạch lúc này là P3. Giá trị của P3 là
A. 120 W
B. 124 W
C. 144 W
D. 160 W
Hướng dẫn:

+ Ta

2
� 
R2 �f 2 �
L
�n 


� 3
� C C2 �
f1 �

�
�
� 2
2
1
U2

P3 
cos 2 3  144
�cos 3 
1

n
2
�
R
có
→
W.

8


 Đáp án C
Câu 2: Đặt một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng khơng đổi, cịn tần số f
thay đổi được vào mạch điện gồm điện trở R, cuộn cảm thuần L và tụ điện C
mắc nối tiếp. Khi f = f0 = 100 Hz thì cơng suất tiêu thụ trong mạch cực đại. Khi f
= f1 = 65 Hz thì cơng suất trong mạch bằng P. Tăng liên tục f từ giá trị f 1 đến giá
trị f2 thì cơng suất tiêu thụ trong mạch lại bằng P. Giá trị f2 là
A. 153,8 Hz

B. 137,5 Hz
C. 175,0 Hz
D. 160,0
Hz
Hướng dẫn:
+ Hai giá trị của tần số cho cùng một cơng suất tiêu thụ trên tồn mạch
f1f 2  f 02 →

f2 

f 02 1002

 153,8
f1
65
Hz.

 Đáp án A
Câu 3: Đặt một hiệu điện thế xoay chiều u  U 2 cos  t  V (với U0 không đổi và
ω thay đổi được) vào đoạn mạch AB gồm ba điện trở thuần R, tụ điện C và cuộn

 . Điều chỉnh giá trị của ω, thấy rằng khi ω =
cảm thuần L mắc nối tiếp 
ω1 thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu bản tụ đạt giá trị cực đại. Khi ω = ω 2 thì
điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn cảm đạt giá trị cực đại. Khi đó giá trị hiệu
dụng ULmax = 2U. Khi ω = ω1 thì hệ số cơng suất của đoạn mạch AB gần giá trị
nào nhất sau đây?
A. 0,76
B. 0,87
C. 0,67

D. 0,95
Hướng dẫn:
+ Hệ số công suất của đoạn mạch khi xảy ra cực đại với điện áp trên tụ hoạc trên
CR 2  2L

cuộn dây
Mặc khác

2
1 n

cos  

�U
�
�U L
� max

cos  

2

2
� �1 �
L
2
� � � 1

� �n �
�

→ C 3

2
 0,96
1 n

→ Vậy
 Đáp án D

Câu 4: Cho mạch điện RLC mắc nối tiếp, trong đó RC 2 < 2L. Đặt vào hai đầu
đoạn mạch điện áp xoay chiều u  U 2 cos 2ft V, trong đó U có giá trị khơng đổi, f
thay đổi được. Khi f = f1 thì điện áp hiệu dụng trên tụ có giá trị cực đại và mạch
9


tiêu thụ một công suất bằng 0,75 công suất cực đại. Khi tần số của dòng điện là
f2 = f1 + 100 Hz thì điện áp hiệu dụng trên cuộn cảm có giá trị cực đại. Tính tần
số của dịng điện khi điện áp trên tụ điện là cực đại
A. 150 Hz
B. 75 5Hz
C. 75 2Hz
D.
125
Hz
Hướng dẫn:
+ Hệ số công suất của mạch khi điện áp hiệu dụng trên tụ hoặc cuộn cảm cực đại
là
�
2
cos  

�
1 n
�
�
P  Pmax cos 2 
�

5

2
n
3
→ cos   0,75 →

n

+ Kết hợp với
 Đáp án A

fL
fC

↔

5 f1  100

3
f1

→ f1 = 150 Hz.

Câu 5: Đặt điện áp u = U0cosωtV (ω thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch mắc
nối tiếp gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm L, điện trở R và tụ điện có điện dung
C, với CR2 < 2L . Khi ω = ω1 thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu tụ điện đạt cực
4
  2  1
3

đại. Khi
thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn cảm đạt cực đại và
bằng 332,61 V. Giữ nguyên ω = ω 2 và bây giờ cho C thay đổi đến khi điện áp
hiệu dụng giữa hai đầu tụ điện lại đạt cực đại mới. Giá trị cực đại mới này xấp xỉ
bằng bao nhiêu?
A. 220,21 V
B. 381,05 V
C. 421,27 V
D. 311,13
V
Hướng dẫn:
+ Ta có

4

L 3 1 4
n


C
1
3.

U Lmax 

U
2

1  n → U  U Lmax 1  n  220 V.
→
+ Điện áp hiệu dụng cực đại ở hai đầu tụ điện khi thay đổi C:
2

2

U Cmax  U

2
R 2  ZL2

R

 U 1

Z2L2
R2

�4 �
�3 �
n2
 U 1
 220 1  � �  421,27

2n  2
�4 �
2 � � 2
�3 �
V.

 Đáp án C
10


Câu 6: Cho mạch điện xoay chiều RLC có CR 2 < 2L. Đặt vào hai đầu đoạn
mạch một điện áp xoay chiều có biểu thức u  U 2 cos t V, trong đó U khơng đổi,
 biến thiên. Điều chỉnh giá trị của  để điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ đạt
cực đại. Khi đó UL = 0,1UR. Hệ số cơng suất của mạch khi đó có giá trị là
1

2
13

1

A.
B. 17
C. 1
D. 26
Hướng dẫn:
+ Áp dụng kết quả chuẩn hóa của bài tốn ω thay đổi để điện áp hiệu dụng trên

tụ điện cực đại, khi đó

�ZL  1
�
�ZC  n
�
R  2n  2
�

→ U L  0,1UR � ZL  0,1R � 1  0,1 2n  2 → n = 51
+ Hệ số cơng suất của mạch khi đó
cos  

2
2
1


1 n
1  51
26

 Đáp án D
Câu 7: Đặt điện áp u = U0cosωt (U không
đổi, ω thay đổi được) vào hai đầu đoạn
mạch gồm điện trở thuần R, cuộn cảm
thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện
dung C mắc nối tiếp. Trên hình vẽ, các
đường (1), (2) và (3) là đồ thị của các điện
áp hiệu dụng ở hai đầu điện trở UR, hai đầu
tụ điện UC và hai đầu cuộn cảm UL theo tần
số góc ω. Đường (1), (2) và (3) theo thứ tự

tương ứng là:
A. UC, UR và UL.
B. UL, UR và UC.
C. UR, UL và UC.
D. UC, UL và UR.
Hướng dẫn:
+ Khi tần số góc ω biến thiên thì thứ tự xuất hiện cực đại của điện áp hiệu dụng
trên các phần tử là UC, UR và UL.
→ (1) cực đại đầu tiên → (1) là UC.
→ (2) cực đại tiếp theo → (2) là UR → (3) là UL.
 Đáp án A
11


Câu 8: Hình vẽ nào dưới đây biểu diễn sự phụ thuộc dung kháng theo tần số f?

A. Hình 1.
Hướng dẫn:
ZC :

B. Hình 2.

C. Hình 3.

D. Hình 4.

1
f

+ Ta có

→ Hình 3.
 Đáp án C
Câu 9: Đặt điện áp u = U0cos(ωt + φ) (U0 khơng đổi, tần số góc ω thay đổi
được) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần, cuộn cảm thuần và tụ điện
mắc nối tiếp. Điều chỉnh ω sao cho mạch ln có tính dung kháng. Khi ω = ω 1
và   2 (với ω2 > ω1) thì cường độ dịng điện hiệu dụng và hệ số công suất của
đoạn mạch lần lượt là I1, k1 và I2, k2. Khi đó ta có
A. I2 > I1 và k2 > k1
B. I2 > I1 và k2 < k1
C. I2 < I1 và k2 < k1
D. I2 < I1 và k2 > k1
Hướng dẫn:
+ Ta có thể biễu diễn sự phụ thuộc của hệ
số công suất và cường độ dòng điện hiệu
dụng trong mạch theo tần số góc ω như
hình vẽ.
→ Mạch có tính dung kháng thì với ω 2 >
ω1 ta ln có k2 > k1 và I2 > I1.

 Đáp án A
Câu 10: Cho đoạn mạch RLC mắc nối tiếp
(cuộn cảm thuần). Đặt vào hai đầu đoạn
mạch một điện áp xoay chiều u  U 2 cos  t 
V, với U không đổi và ω thay đổi được. Đồ
thị biểu diễn sự phụ thuộc của điện áp hiệu
dụng trên hai đầu cuộn cảm thuần theo tần
số góc ω được cho như hình vẽ. Gọi ω0 là
tần số để mạch xảy ra cộng hưởng, biết ω2.
12

2  1
0

Tỉ số
gần nhất giá trị nào sau đây?
A. 1.
B. 0,35.
C. 3.
D. 4.
Hướng dẫn:
+ Điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm theo tần số góc ω được cho bởi biểu
thức:
UZL

UL 

R 2   Z L  ZC 

�1
�2 2
�C L

2



U
2
2 �1

� 1 �1 �R

� 2 2 � 4 � 2  LC � 2  1
�C L � �L
�

→

2

2
�U �
2 �1
�1 �R

� 2  1  � � 0
�4 �2 
LC �
� �L
�U L �

+ Với hai giá trị của tần số cho cùng một điện áp hiệu dụng trên cuộn cảm, ta
ln có:
2

�U �
1 � �
2
2
UL �

�U �
04
1 1
�4 �
�

� 2 2  1  � �  1  � �  0,36
1
12 22
1 2
�5 �
�U L �
L2 C2

 Đáp án B
Câu 11: (Quốc gia – 2009) Đặt điện áp xoay chiều u = U0cost có U0 khơng đổi
và  thay đổi được vào hai đầu đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp. Thay đổi 
thì cường độ dịng điện hiệu dụng trong mạch khi ω = ω1 bằng cường độ dòng
điện hiệu dụng trong mạch khi ω = ω2. Hệ thức đúng là :
A.

1  2 

1  2 

C.
Hướng dẫn:
+

12 

2
LC
2
LC

B.
D.

1.2 
1.2 

1
LC
1
LC

1
LC

 Đáp án B
Câu 12: (Quốc gia – 2011) Lần lượt đặt các điện áp xoay chiều
u1  U 2 cos  100t  1  u 2  U 2 cos  120 t  2 
;
và u 3  U 2 cos  110t  3  vào hai đầu
đoạn mạch gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần có độ tự cảm L và tụ điện có
điện dung C mắc nối tiếp thì cường độ dịng điện trong đoạn mạch có biểu thức
13

2 �
2 �
�
�
i 2  I 2 cos �
120t 
110t 
� i 2  I�2 cos �
�
3 �và
3 �. So
�
�

tương ứng là: i1  I 2 cos  100t  ;
sánh I và I’, ta có:
A. I = I’
B. I  I�2
Hướng dẫn:
+ Từ bài biểu thức của dòng điện, ta thấy
rằng ω1 = 100π rad/s và ω2 = 120π rad/s
là hai giá trị cho cùng một cường độ
dòng điện hiệu dụng trong mạch khi ω
thay đổi.
→ Giá trị của tần số góc ω để cường độ
dịng điện hiệu dụng trong mạch cực đại

C. I < I’

D. I > I’

là 0  12 �110 rad/s.
+ Vì ω3 = 110π rad/s gần ω0 hơn nên I' >
I.
 Đáp án C
Câu 13: (Quốc gia – 2011) Đặt điện áp xoay chiều u = U 0cost (U0 không đổi
và  thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần R, cuộn càm
thuần có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp, với CR 2 < 2L. Khi
 = 1 hoặc ω = ω2thì điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ điện có cùng một giá
trị. Khi  = 0 thì điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ điện đạt cực đại. Hệ thức
liên hệ giữa 1, 2 và 0 là
A.

0 

1
 1  2 
2

C. 0  12
Hướng dẫn:

B.
D.

02 



1 2

1  22
2



1 1 �1
1 �
 �2  2�
2
0 2 �1 2 �

+ Hai giá trị của tần số góc cho cùng một giá trị của UC thõa mãn
 Đáp án B

C2 1  C2 2  2C2

Câu 14: (Quốc gia – 2013) Đặt điện áp u  120 2 cos  2ft  V (f thay đổi được) vào
hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm L, điện trở R
và tụ điện có điện dung C, với CR 2 < 2L. Khi f = f1 thì điện áp hiệu dụng giữa
hai đầu tụ điện đạt cực đại. Khi

f  f1  f1 2

thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu
14


điện trở đạt cực đại. Khi f  f3 thì điện áp giữa hai đầu cuộn cảm đạt cực đại
ULmax. Giá trị của ULmax gần giá trị nào nhất sau đây:
A. 85 V

B. 145 V
C. 57 V
D.173 V
Hướng dẫn:
n

fL
fC

+ Tính tỉ số
với fL là tần số cho cực đại điện áp hiệu dụng trên cuộn dây, fC
là tần số cho cực đại điện áp hiệu dụng trên tụ điện.
2

Với fR là tần số để điện áp hiệu dụng trên điện trở cực đại
→ n = 2.
U Lmax 

U
1  n 2

+ Ta có
 Đáp án B

 80 3 �138

fLfC 

f R2

�f �
f
� L  �R �
f C �f C �

V.

Câu 15: (Quốc gia – 2015) Lần lượt đặt các điện áp xoay chiều u1, u2 và u3 có
cùng giá trị hiệu dụng nhưng tần số khác nhau vào hai đầu một đoạn mạch RLC
nối tiếp thì cường độ dịng điện trong mạch tương ứng là
�
�
�
�
i 2  I 2 cos �
200t  � i3  Icos �
100t  �
3 �A;
3 �A.
�
�

A. i2 sớm pha so với u2
C. i1 trễ pha so với u1
+ Từ các phương trình ta thấy rằng
2

�
�
i1  I 2 cos �

150t  �
3 �A;
�

Phát biểu nào sau đây là đúng?
B. i3 sớm pha so với u3
D. i1 cùng pha so với i2

2

�
�
1 �
1 �
2
1
I1  I 2 � R  �
L1 
L2 
� R  �
�
12 
 02 � 0 �173
C

C

1�
2 �
�

�
LC
→
2

rad/s.

+ Dựa vào đồ thị biễu diễn sự biến thiên
của I theo ω.
o ω1 < ω0 → mạch có tính dung
kháng → i1 sẽ sớm pha hơn u1 →
C sai.
o ω2 > ω0 → mạch có tính cảm
kháng → i2 sẽ trễ pha hơn so với u2
→ A sai.
o ω3 < ω0 → mạch có tính dung
kháng → i3 sẽ sớm pha so với u3
→ B đúng.

15


 Đáp án B
Câu 16: Đặt vào hai đầu đoạn mạch RLC
một điện áp xoay chiều u = U0cos(ωt) V,
với U0 không đổi và ω thay đổi được. Đồ
thị biễu diễn sự phụ thuộc của điện áp hiệu
dụng ở hai đầu đoạn mạch chứa cuộn cảm
vào tần số góc ω được cho như hình vẽ.
Biết rằng khi ω = 100π rad/s thì mạch xảy

ra cộng hưởng. Giá trị của ωL là:
A. 129π rad/s.
B. 90π rad/s.
C. 200π rad/s.
D. 100π rad/s.
Hướng dẫn :

+ Từ đồ thị ta xác định được
�
L C 
�
� L
n
�
� C

�U  100
�
U
�U
 125
� Lmax 
1  n 2
�
→

n = 5/3

R2

+ Kết hợp với
→ L  n R �190 rad/s.
 Đáp án A
Câu 17: Đặt vào hai đầu đoạn mạch RLC
một điện áp xoay chiều u = U0cos(ωt) V,
với U0 không đổi và ω thay đổi được. Đồ
thị biên biểu diễn sự phụ thuộc của điện áp
hiệu dụng trên tụ điện, cuộn cảm thuần theo
ω được cho như hình vẽ. Tại ω = a rad/s.
Kết luận nào sau đây là sai?
A. Điện áp hiệu dụng trên hai đầu điện
trở là cực đại.
B. Dòng điện hiệu dụng trong mạch cực
đại.
C. Điện áp hai đầu đoạn mạch cùng pha
với dòng điện.
D. Điện áp hiệu dụng trên hai đầu mạch
cực đại.
16


Hướng dẫn :
+ Khi ω = a, mạch xảy ra cộng hưởng → D sai.
 Đáp án D

Câu 19: Cho đoạn mạch RLC mắc nối tiếp
(cuộn cảm thuần). Đặt vào hai đầu đoạn
mạch một điện áp xoay chiều u = U 2
cos(ωt) V, với U không đổi và ω thay đổi
được. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của

điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch chứa
tụ điện và điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn
mạch chứa cuộn cảm vào ω như hình vẽ. Tỉ
số giữa điện áp hiệu dụng cực đại trên đoạn
mạch chứa cuộn cảm và điện áp hiệu dụng
hai đầu đoạn mạch gần nhất giá trị nào sau
đây?
A. 1,2.
B. 1,02.
C. 1,03.
D. 1,4.
Hướng dẫn :
+ Từ đồ thị, ta thấy rằng ωR = 2ωC → n = 4.
Áp dụng cơng thức chuẩn hóa
 Đáp án C

U Lmax 

U
1 n

2

�

U Lmax
1

 1,03
U

1  n 2
.

Câu 20: Cho mạch điện xoay chiều gồm một điện
trở thuần, một cuộn cảm thuần và một tụ điện mắc
nối tiếp. Đặt vào hai đầu mạch điện áp xoay chiều có
giá trị hiệu dụng khơng đổi và tần số góc ω thay đổi
được. Điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ điện và điện
áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm lần lượt là UC, UL
phụ thuộc vào ω, chúng được biểu diễn bằng các đồ
thị như hình vẽ, tương ứng với các đường UC, UL.
Khi ω = ω1 thì UC đạt cực đại Um và khi ω = ω2 thì UL
đạt cực đại Um. Hệ số công suất của đoạn mạch khi ω
= ω2 gần nhất với giá trị là :
A. 40 V.
B. 35 V.
17


C. 50 V.

D. 45 V.

Hướng dẫn: Từ hình vẽ ta thấy rằng
cos  

2

1 n

�
250  2C
�
�

250  L
�
2
�

→

n

L
2
C
→

2
3

 Đáp án C
2.4. Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm đối với hoạt động giáo dục, với
bản thân, đồng nghiệp và nhà trường.
Từ sau khi phân loại bài tập và đưa ra phương pháp giải cho từng loại bài tập
dạng tần số góc biến thiên, học sinh đã hứng thú và tự tin làm bài tập phần này
và kết quả đạt được cao hơn hẳn so với trước đó. Tỷ lệ học sinh học tập và đạt
kết quả trên khá , giỏi khi kiểm tra chương này là:
Lớp

Giỏi (%)
Khá (%)
TB (%)
Yếu, kém (%)
12B1
62%
32,5
5,5
0
12B2
58%
31,6
10,4
0
3. Kết luận, kiến nghị.
3.1. Kết luận.
Qua quá trình áp dụng đề tài này cho học sinh các lớp 12B1, 12B2,
trường THPT Hàm Rồng các em đã yêu thích môn Vật lý hơn, hăng hái hơn
trong các tiết học và tăng được khả năng tự suy luận, tự tìm hiểu
Với những việc làm như trên bản thân tôi khi giảng dạy phần này đã thu
được kết quả tốt như: Phần đông học sinh nắm được tổng quan các dạng bài tập
có tần số góc biến đổi thường gặp và hiểu được các dạng bài tập đặc trưng của
chúng, để từ đó vận dụng kiến thức này vào thi cử và đạt được kết quả cao nhất.
3.2. Kiến nghị.
- Đối với Sở GD&ĐT:
+ Tăng cường bổ sung cơ sở vật chất, đồ dùng thí nghiệm cho các nhà
trường để học sinh u thích học mơn vật lí nhiều hơn.
+ Đăng tải những Sáng kiến kinh nghiệm hay lên trang Web của Sở để tất
cả giáo viên và hoc sinh có thể tham khảo.
- Đối với tổ chuyên môn:

+ Tăng cường vận dụng đổi mới phương pháp dạy học vào giảng dạy.
+ Tăng cường việc học tập, nghiên cứu, trao đổi, thảo luận các vấn đề hay
và khó trong các buổi họp tổ chun mơn.
- Đối với học sinh: Khuyến khích học sinh cùng tham gia tìm tịi vào việc
tháo gỡ các khúc mắc trong q trình học tập và ơn thi THPTQG.
Trên đây là những kinh nghiệm trong giảng dạy mà tơi đúc kết được và
đồng thời có sử dụng một số tài liệu của các đồng nghiệp. Rất mong sự đóng
góp ý kiến của Q thầy cơ và bạn bè đồng nghiệp để sáng kiến kinh nghiệm
này có ích trong việc truyền thụ tri thức cho học sinh.
18


Tôi xin chân thành cảm ơn!

XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG
ĐƠN VỊ

Thanh Hóa, ngày 02 tháng 5 năm 2021
CAM KẾT KHƠNG COPY
(Tác giả ký và ghi rõ họ tên)

Tào Thị Hạnh

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Sách giáo khoa Vật lý 12 nâng cao – NXBGD
2. Sách giáo khoa Vật lý 12 cơ bản – NXBGD
3. Tham khảo một số tài liệu trên mạng internet
- Nguồn:

19

DANH MỤC
CÁC ĐỀ TÀI SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐÃ ĐƯỢC HỘI ĐỒNG
ĐÁNH GIÁ XẾP LOẠI CẤP SỞ GD&ĐT VÀ CÁC CẤP CAO HƠN XẾP
LOẠI TỪ C TRỞ LÊN

Họ và tên tác giả: Tào Thị Hạnh
Chức vụ và đơn vị công tác: Tổ trưởng chuyên môn tổ Vật lý-Công nghệ, trường
THPT Hàm Rồng

TT

1

Tên đề tài SKKN

Giúp học sinh giải nhanh một

Cấp đánh giá
xếp loại
(Phịng, Sở,
Tỉnh...)
Sở GD & ĐT
Thanh Hóa

Kết quả
đánh giá
xếp loại
(A, B,

hoặc C)
C

Năm học
đánh giá
xếp loại
2007-2008
20


2

số bài tốn Vật lí 12
Phương pháp giải bài tập về
dịng điện xoay chiều Vật lí

3
4

5

6

Sở GD & ĐT
Thanh Hóa

12
Một số kinh nghiệm làm cho Sở GD & ĐT
học sinh u thích mơn Vật lý Thanh Hóa
Thiết kế một số phương án

Sở GD & ĐT
thực hành đo hệ số ma sát
Thanh Hóa
dùng cho học sinh lớp 10
Phương án thực hành đo gia
Sở GD & ĐT
tốc rơi tự do dùng cho học
Thanh Hóa
sinh THPT- Xếp loại C
Phân loại và cách giải bài tập
Sở GD & ĐT
dạng đồ thị chương sóng cơ –
Thanh Hóa
vật lý 12

C

2010-2011

C

2012-2013

C

2015-2016

C

2017-2018

C

2019-2020

21