Tài liệu Skkn hiệu quả của việc giải một số bài toán điện xoay chiều bằng phương pháp giản đồ véctơ.

Trường THPT Đoàn Kết SKKN năm học 2012-2013 SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC I-Thông tin về cá nhân : 1.Họ và tên : Nguyễn Trung Cường 2.Ngày tháng năm sinh : 22-11-1973 3.Nam, nữ : Nam 4.Địa chỉ : Tổ 5 - Khu 10 - TT Tân Phú - Huyện Tân Phú - Tỉnh Đồng Nai 5.Điện thoại : CQ : 0613.795284 ĐTDĐ : 0919805248. 6.Fax: 0613.795284 7.Chức vụ : Giáo viên 8.Đơn vị công tác : Trường THPT Đoàn Kết - Tân Phú - Đồng Nai II-Trình độ đào tạo -Học vị cao nhất : Cử nhân khoa học -Năm nhận bằng : 2001 -Chuyên ngành đào tạo: Sư phạm vật lý III-Kinh nghiệm khoa học : - Lĩnh vực chuyên môn có kinh nghiệm : Vật lí - Số năm có kinh nghiệm : 12 năm - Các sáng kiến kinh nghiệm trong 6 năm gần dây : 5 sáng kiến kinh nghiệm Người thực hiện: Nguyễn Trung cường Trang 1 Trường THPT Đoàn Kết SKKN năm học 2012-2013 HIỆU QUẢ CỦA VIỆC GIẢI MỘT SỐ BÀI TOÁN ĐIỆN XOAY CHIỀU BẰNG PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ VÉCTƠ I. ĐẶT VẤN ĐỀ: 1. Tầm quan trọng của vấn đề: Ngày nay với sự phát triển vượt bậc của khoa học kĩ thuật, những ứng dụng của khoa học, kĩ thuật vào đời sống, xã hội và đặc biệt là trong công nghệ thông tin đa phần xuất phát trên cơ sở của môn Vật lý. Trong nhà trường phổ thông, bộ môn Vật lý nghiên cứu nhiều lĩnh vực tuy rất sơ khai, nhưng đó là nền tảng ban đầu để đi tới các ứng dụng to lớn trong thực tế. Mạch điện xoay chiều cũng không ngoại lệ, đây là một phần có tầm quan trọng trong bộ môn Vật lý và cũng như trong công nghiệp, trong đời sống hàng ngày... Học sinh nghiên cứu và nắm vững quy luật vận động của mạch điện một cách thành thạo khi nhìn nhận mối quan hệ giữa các đại lượng của mạch điện xoay chiều dưới dạng véc tơ, sẽ tạo tiền đề vững chắc để học sinh tiếp thu dễ dàng các kiến thức khác có liên quan. 2. Thực trạng vấn đề: a. Từ phía học sinh: Trước hết phải nói đến tài liệu viết về mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp. Trong chương trình Vật lý phổ thông phần mạch điện xoay chiều chỉ có ở phần Vật lý 12. Đây là vấn đề khó và đòi hỏi sự tư duy cao từ phía học sinh. Không giống như phần điện một chiều mà học sinh dễ dàng tiếp nhận vì những quy luật biến đổi của chúng đa số dựa trên lý thuyết và dụa trên thực nghiệm. Hơn nữa, do quan niệm chủ quan của nhiều học sinh cho rằng đây chỉ là vấn đề đơn giản, dễ dẫn đến chủ quan. Từ những thực trạng trên, hầu hết học sinh khi đối mặt với bất kì bài tập nào của phần này thường rất lúng túng không nắm được các quy luật biến đổi của các đại lượng vật lý trong mạch điện xoay chiều kể cả những học sinh khá giỏi, từ đó dẫn đến việc không nhớ được lâu các công thức để làm bài tập cũng như giải quyết vấn đề. b. Từ phía giáo viên: Trong thời lượng học phần này ngắn, thời lượng của phân phối chương trình không nhiều nên việc tổ chức hoạt động cho học sinh nắm bắt được vấn đề là một việc làm không dễ, nó không đơn thuần là truyền thụ cho học sinh kiến thức rồi yêu cầu học sinh nhớ chúng để vận dụng, mà đòi hỏi giáo viên phải trăn trở, mày mò, tìm tòi một phương pháp giảng dạy thích hợp nhằm giúp học sinh có cái nhìn tổng thể của vấn đề, có thể lĩnh hội chúng một cách tự nhiên theo đúng quy luật của chúng từ đó khắc sâu kiến thức. Tóm lại: Phần mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp trong chương trình Vật lý 12 phổ thông là một vấn không đơn giản và với thời gian học, luyện kĩ năng giải bài tập quá hạn hẹp, do đó dẫn đến cả chương đều gây cho học sinh một tâm lý “sợ” không biết phải làm gì khi gặp phải dạng toán điện xoay chiều mà ở đó có sự lệch pha cũng như sự thay đổi các thông số của mạch điện. Đa Người thực hiện: Nguyễn Trung cường Trang 2 Trường THPT Đoàn Kết SKKN năm học 2012-2013 số học sinh đều xem vấn đề này là khó khi sử dụng phương pháp đại số để giải. 3. Lý do chọn đề tài: Trước thực trạng trên không thể không tìm một phương pháp nghiên cứu có hiệu quả, mang lại cho học sinh sự tự tin, không lo sợ khi gặp phải vấn đề trên. Qua quá trình tìm kiếm, mày mò học hỏi tôi nhận thấy: Bộ môn Vật lý ở trường PT là một bộ phận 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 đã 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 vật lý người giáo viên phải rèn luyện cho học sinh có được những kỹ năng, kỹ xảo và thường xuyên vận dụng những hiểu biết đã học để giải quyết những vấn đề thực tiễn đặt ra. Bộ môn vật lý được đưa vào giảng dạy trong nhà trường phổ thông nhằm cung cấp cho học sinh những kiến thức phổ thông, cơ bản , có 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 phải phù hợp với quan điểm vật lý hiện đại. Để học sinh có thể hiểu được một cách sâu sắc và đủ những kiến thức và áp dụng các kiến thức đó vào thực tiễn cuộc sống thì cần 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, thí nghiệm…. 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 các học sinh sẽ có được những kỹ năng so sánh, phân tích, tổng hợp,…do đó sẽ góp phần to lớn trong việc phát triển tư duy của học sinh. Đặc biệt bài tập vật lý giúp học sinh củng cố kiến thức có hệ thống, cũng như vận dụng những kiến thức đã học vào việc giải quyết những tình huống cụ thể, làm cho bộ môn trở nên lôi cuốn, hấp dẫn các em hơn. Qua nhận định trên và ý kiến của các đồng nghiệp về vấn đề này, tôi nhận thấy: Nhìn chung các em học sinh khi giải các bài toán điện xoay chiều không phân nhánh RLC, thường sử dụng phương pháp đại số và ít có thói quen sử dụng phương pháp giản đồ véc tơ để giải. Đặc biệt các bài toán về hộp kín trong mạch điện xoay chiều không phân nhánh RLC, chưa biết rõ ở hộp kín chứa những phần tử nào để biểu diễn các véc tơ điện áp tương ứng, do đó phương pháp véc tơ này lại càng ít được học sinh chú ý tới. Điều đó thật đáng tiếc, vì sử dụng phương pháp giản đồ véctơ để giải một số bài toán điện xoay chiều không phân nhánh rất hay và ngắn gọn, đặc biệt là các bài toán liên quan đến độ lệch pha. Có nhiều bài toán khi giải bằng phương pháp đại số rất dài dòng và phức tạp còn khi giải bằng phương pháp giản đồ véc tơ thì tỏ ra rất hiệu quả và phù hợp với hình thức thi trắc nghiệm hiện nay. Người thực hiện: Nguyễn Trung cường Trang 3 Trường THPT Đoàn Kết SKKN năm học 2012-2013 Khi giải các bài toán về hộp kín trong mạch điện xoay chiều không phân nhánh RLC, đa số học sinh thường hay sử dụng phương pháp đại số và rất ngại dùng phương pháp giản đồ vectơ. Ở phương pháp đại số, học sinh thường hay lúng túng vì phải xét nhiều trường hợp hơn, biện luận nhiều khả năng và từ đó dẫn đến phải giải nhiều phương trình hơn – điều này là không hay khi làm bài thi trắc nghiệm. Phương pháp vectơ tỏ ra rất hiệu quả khi giải các bài toán điện xoay chiều. Trong phương pháp này được chia thành hai phương pháp nhỏ là: phương pháp vectơ buộc và phương pháp vectơ trượt. Trong đó, phương pháp vectơ trượt tỏ ra chiếm ưu thế vượt trội hơn hẳn. Để giải một bài toán về hộp kín ta thường sử dụng hai phương pháp là: phương pháp đại số và phương pháp giản đồ vectơ. Trong một số tài liệu có viết về các bài toán hộp kín thường sử dụng phương pháp đại số. Trong bài viết này, tôi sẽ trình bày phương pháp giản đồ vectơ trượt cho lời giải ngắn gọn hơn, logic, dễ hiểu hơn, phù hợp với hình thức thi trắc nghiệm hiện hành. Phương pháp giản đồ véctơ được chia thành hai phương pháp: phương pháp véc tơ buộc và phương pháp véc tơ trượt, phương pháp véctơ buộc có những hạn chế nhất định khi áp dụng nên trong phạm vi đề tài này ở phần vận dụng tôi chỉ dùng phương pháp véctơ trượt để giải một số bài toán điện xoay RLC nối tiếp, không dùng phương pháp véc tơ buộc để giải.Tuy nhiên để học sinh hiểu rõ phương pháp véctơ buộc và phương pháp véctơ trượt, đồng thời có sự so sánh tính ưu thế vượt trội của phương pháp véctơ trượt khi áp dụng nên ở phần đầu của đề tài tôi trình bày cách vẽ phương pháp véc tơ buộc và cách vẽ phương pháp véc tơ trượt, sau đó đưa ra một số trường hợp thường gặp để các em học sinh tham khảo, rèn luyện kỹ năng cho mình và có sự so sánh ưu thế vượt trội của phương pháp véc tơ trượt.Phần sau cuả đề tài là một số bài tập vận dụng minh họa cho tính hiệu quả của phương pháp véctơ trượt. 4. Giới hạn nghiên cứu của đề tài: Do thời gian và kinh nghiệm còn hạn hẹp, nên tôi chỉ nghiên cứu tính hiệu quả của việc giải bài toán điện xoay chiều khi dùng phương pháp giản đồ véc tơ và phần bài tập vận dụng tôi chỉ dùng phương pháp vec tơ trượt để giải một số bài tập thường gặp trong các kì thi TN THPT và kì thi Đại học. Đây là phương pháp mà học sinh ngại vận dụng, nhưng với phương pháp này sẽ hình thành cho học sinh một cái nhìn tổng thể,hứng thú hơn và từ đó dần dần thay đổi thói quen chuyển từ phương pháp đại số sang phương pháp véc tơ. Ở phương pháp này học sinh có thể nhớ được lâu những kiến thức của phần mạch điện xoay chiều, góp phần vào việc nâng cao chất lượng giáo dục và đào tạo của nhà trường, nơi tôi đang công tác. Người thực hiện: Nguyễn Trung cường Trang 4 Trường THPT Đoàn Kết SKKN năm học 2012-2013 II.NỘI DUNG Phần 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1. Cách vẽ giản đồ véc tơ: C L R B -Xét mạch R,L,C mắc nối tiếp (hình1). Hình 1 A Các giá trị tức thời của dòng điện là như nhau: iR = iL = iC = i Các giá trị tức thời của điện áp các phần tử là khác nhau và ta có: u = uR +uL+uC -Việc so sánh pha dao động giữa điện áp hai đầu mỗi phần tử với dòng điện chạy qua nó cũng chính là so sánh pha dao động của chúng với dòng điện chạy trong mạch chính. Do đó trục pha trong giản đồ Frexnel ta chọn là trục dòng r điện thường nằm ngang. Các véc tơ biểu diễn các điện áp uuu hai đầu mỗi phần tử và hai đầu mạch điện biểu diễn trên U L trục pha thông qua quan hệ pha của nó với cường độ dòng điện. uuur r UR 1.1.Cách vẽ giản đồ véc tơ cùng gốc O :Véc tơ buộc I (Qui tắc hình bình hành): (Chiều dương ngược chiều kim đồng hồ) -Ta có: ( xem hình 2) uuu r + uR cùng pha với i => U R cùng phương cùng chiều với trục i: Nằm ngang π + uL nhanh pha so với i => 2 uuu r U L vuông góc với Trục i và hướng lên π +uC chậm pha so với i => 2 r UL O hướng xuống -> Điện áp hai đầu đoạn mạch là: u = uR +uL + uC => r UC uur uuur uuur uuur U  UR  U L  UC Hình 2 r UL r U LC uuu r U C vuông góc với trục i và uuur UC  r Ur O I r r U LC UR Hình 2b r UC  r r UR I r U Chung gốc O, rồi tổng hợp véc tơ lại! (Như Sách Giáo khoa Vật Lý 12 CB) -Để có một giản đồ véc tơ gọn ta không nên dùng quy tắc hình bình hành (rối hơn- hình 2b) mà nên dùng quy tắc đa giác ( dễ nhìn hơn - hình 3 ). Người thực hiện: Nguyễn Trung cường Trang 5 Trường THPT Đoàn Kết SKKN năm học 2012-2013 1.2.Cách vẽ giản đồ véc tơ theo quy tắc đa giác (Véc tơ trượt) Xét tổng véc tơ: uuu r uur uuu r uuu r uuu r U  UR  UL  UC uuu r uuu r Từ điểm ngọn của véc tơ U L ta vẽ nối tiếp uuu r uuu r véc tơ U R (gốc của U R trùng với ngọn của U L ). Từ ngọn của véc tơ U R vẽ uur uuu r U U nối tiếp véc tơ C . Véc tơ tổng có gốc là gốc của uuu r của véc tơ cuối cùng U C (Hình 3) L - lên.; C – xuống.; R – ngang. uuu r U L và có ngọn là ngọn uuu r UR uur UL uuu r Hình 3 ur U C U Thực ra không thể có một giản đồ véctơ chuẩn cho tất cả các bài toán điện xoay chiều, nhưng những giản đồ véctơ sau đây là những giản đồ véctơ được vẽ cho mỗi dạng điện xoay chiều thường gặp.Hy vọng rằng, qua đó sẽ giúp cho các em rèn luyện được kỹ năng vẽ giản đồ véc tơ một cách dễ dàng hơn.Còn việc sử dụng giản đồ véc tơ nào là hợp lí thì phụ thuộc vào khả năng và kinh nghiệm của mỗi em học sinh. 2. Một số Trường hợp thường gặp: 2.1. Trường hợp 1: UL > UC <=>  > 0 (u sớm pha hơn i) Người thực hiện: Nguyễn Trung cường Trang 6 Trường THPT Đoàn Kết SKKN năm học 2012-2013 - Phương pháp véc tơ trượt ( Đa giác): Đầu tiên vẽ véc tơ uuur UL uuu r UL uur U  uuur uur U UL - UC  UR uuu r UL uuu r UR uuur UC ngọn của uuur UL ta được véc tơ  uuu r UC uuur UL ur uuur U UC uuur UR  Vẽ theo quy tắc hình bình hành UL - UC uuur UR Vẽ theo quy tắc đa giác uuur UL u r uuuu r trường hợp khi cần biểu diễn U U RC uuur uuuu r Người thực hiện: Nguyễn Trung UC U RC cường Vẽ theo quy tắc hình bình hành Nối uuuu r UL - UC UR . như sau: ur U  uuu r uuu r UC Vẽ theo quy tắc đa giác ( dễ nhìn) uuuur URL UL - UC cuối cùng là của r gốc uuu r I U R với trường hợp khi cần biểu diễn U RL uuuur URL , tiếp đến là UL - UC uuur UC Vẽ theo quy tắc hình bình hành(véc tơ buộc) uuu r uur UC U uuu r UR u r U uuu r UL U  uuu r L UR r uuuu r uuu UC U RC Trang Vẽ theo quy tắc đa giác - UC 7 Trường THPT Đoàn Kết SKKN năm học 2012-2013 2.2. Trường hợp 2: UL < UC <=>  < 0: u trễ pha so với i ( hay i sớm pha hơn u )Làm lần lượt như trường hợp 1 ta được các giản đồ thu gọn tương ứng là: - Cách biểu uuu r diễn 1: UL  uuur UR ur U  uuu r uuur UL U uuuu r U RL C Vẽ theo quy tắc hìnhu bình uu r hành UR - Cách biểu diễn  2: ur U uuur UC ur U UL - UC UL - UC Người thực hiện: Nguyễn Trung cường uuu r UR UL - UC uuur UL uuur uuuu rC U uuur Vẽ theo quy U tắc RL đa giác UL uuur UR  UL - UC ur uuurTrang U UC 8 Trường THPT Đoàn Kết SKKN năm học 2012-2013 Vẽ theo quy tắc hình bình hành Vẽ theo quy tắc đa giác - Cách biểu diễn 3: uuu r UL  uuu r UR u r U uuur UC  UL - UC uuu r UR u r U uuu r UL uuuu r U RC uuuu r U RC uuur U Vẽ theo quy tắc đaCgiác Vẽ theo quy tắc hình bình hành 2.3. Trường hợp đặc biệt - Cuộn cảm có điện trở thuần r uuur uuu r uur uur Vẽ theo đúng quy tắc và lần lượt từ U R , đến Ur , đến U L , đến U C uuuu r U Rd - Cách biểu diễn 1: uuur UL uu u r Ud d  uur uuur UC Ur L,r R A B C M N m ur U UL - UC uuur UR Vẽ theo quy tắc hình bình hành Người thực hiện: Nguyễn Trung cường uuuur URd uuur uu u r UL Ud r ur uuu UC U  uuur UR d uur Ur UL - UC Vẽ theo quy tắc đa giác Trang 9 Trường THPT Đoàn Kết SKKN năm học 2012-2013 uuu r uuur Ud UL - Cách biểu diễn uu u r 2: uuur U d UL d uuur UC u ur Ur ur U ur U  UL - UC uuur UR uuuu r U RC d uuur UR uur Ur uuuu r uuur U RC U C Vẽ theo quy tắc hình bình hành UL - UC Vẽ theo quy tắc đa giác 3. Một số công thức toán học thường áp dụng : 3.1.Hệ thức lượng trong tam giác vuông: Cho tam giác vuông ABC vuông tại A, đường cao AH = h; các cạnh BC = a, AC = b, AB = c, CH = b’, BH = c’. Hệ thức lượng trong tam giác vuông: b2 = a.b’ ; c2 = a.c’; h2 = b’.c’; b.c = a.h; B c A c' H a b’ h b C A 3.2. hệ thức lượng trong tam giác: c B Người thực hiện: Nguyễn Trung cường b a C Trang 10 Trường THPT Đoàn Kết SKKN năm học 2012-2013 - Định lý hàm số sin: - Định lý hàm số cos: Phần 2: BÀI TẬP ÁP DỤNG Bài 1: Đặt điện áp u = 220 cos100t (V) vào hai đầu đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp. Đoạn AM gồm cuộn cảm thuần L mắc nối tiếp với điện trở thuần R, đoạn MB chỉ có tụ điện C. Biết điện áp giữa hai đầu đoạn mạch AM và điện áp giữa hai đầu đoạn mạch MB có giá trị hiệu dụng bằng nhau nhưng lệch pha nhau mạch AM bằng A. 2202 V. . Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn B. 220/3 V. C. 220 V. D. 110 V. Gỉai Vẽ mạch điện và vẽ giản đồ véc-tơ. Người thực hiện: Nguyễn Trung cường Trang 11 Trường THPT Đoàn Kết SKKN năm học 2012-2013 HD : AMB l� tam gi�c ��u  U AM  U  220(V ) GIẢN ĐỒ R-rL Bài 2: Đoạn mạch điện xoay chiều gồm điện trở thuần 30 () mắc nối tiếp với cuộn dây. Điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn dây là 120 V. Dòng điện trong mạch lệch pha /6 so với điện áp hai đầu đoạn mạch và lệch pha /3 so với điện áp hai đầu cuộn dây. Cường độ hiệu dụng dòng qua mạch bằng A. 33 (A). B. 3 (A). D. 2 (A). C. 4 (A). Giải Vẽ mạch điện và vẽ giản đồ véc-tơ. HD : AMB c�n t�i M  U R  MB  120(V )  I  UR  4  A R GIẢN ĐỒ Lr-R-C Bài3: Đặt điện áp xoay chiều u = 1206cost (V) vào hai đầu đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp. Đoạn AM là cuộn dây có điện trở thuần r và có độ tự cảm L, đoạn MB gồm điện trở thuần R mắc nối tiếp với tụ điện C. Điện áp hiệu dụng trên đoạn MB gấp đôi điện áp hiệu dụng trên R và cường độ hiệu dụng của dòng điện trong mạch là 0,5 A. Điện áp trên đoạn MB lệch pha so với điện áp hai đầu đoạn mạch là /2. Công suất tiêu thụ toàn mạch là A. 150 W. B. 20 W. Người thực hiện: Nguyễn Trung cường C. 90 W. D. 100 W. Trang 12 Trường THPT Đoàn Kết SKKN năm học 2012-2013 Gỉai Vẽ mạch điện và vẽ giản đồ véc-tơ. GIẢN ĐỒ R-C-L Bài 4: Đặt điện áp xoay chiều tần số 50 Hz vào hai đầu đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM và MB mắc nối tiếp. Đoạn AM gồm điện trở thuần R = 1003  mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần có độ tự cảm L, đoạn MB chỉ có tụ điện có điện dung C = 0,05/ (mF). Biết điện áp giữa hai đầu đoạn mạch MB và điện áp giữa hai đầu đoạn mạch AB lệch pha nhau /3. Giá trị L bằng A. 2/ (H). B. 1/ (H). C. 3/ (H). Gỉai D. 3/ (H). Vẽ mạch điện và vẽ giản đồ véc-tơ. Người thực hiện: Nguyễn Trung cường Trang 13 Trường THPT Đoàn Kết SKKN năm học 2012-2013 1   Z C  C  200    HD :   AEB : BE  AE.c o t an   100     Z  Z  BE  100     L  Z L  1  H  L C  3   GIẢN ĐỒ R-C-rL Bài 5: Trên đoạn mạch xoay chiều không phân nhánh có bốn điểm theo đúng thứ tự A, M, N và B. Giữa hai điểm A và M chỉ có điện trở thuần, giữa hai điểm M và N chỉ có tụ điện, giữa hai điểm N và B chỉ có cuộn cảm. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều 240V – 50 Hz thì u MB và uAM lệch pha nhau /3, uAB và uMB lệch pha nhau /6. Điện áp hiệu dụng trên R là A. 80 (V). B. 60 (V). Người thực hiện: Nguyễn Trung cường C. 803 (V). D. 603 (V). Trang 14 Trường THPT Đoàn Kết SKKN năm học 2012-2013 Gỉai Vẽ mạch điện và vẽ giản đồ véc-tơ.  AMB l� tam gi�c c�n t�i M (v �� ABM  600  300  300 )  HD :  UR AB   U R  80 3  V   Theo ��nh l�h�m s� sin : 0 sin 30 sin1200  GIẢN ĐỒ C-R-rL Bài 6: Một mạch điện xoay chiều nối tiếp gồm tụ điện có điện dung C, điện trở thuần R và cuộn dây có độ tự cảm L có điện trở thuần r. Dùng vôn kế có điện trở rất lớn lần lượt đo hai đầu điện trở, hai đầu cuộn dây và hai đầu đoạn mạch thì số chỉ lần lượt là 50 V, 302 V và 80 V. Biết điện áp tức thời trên cuộn dây sớm pha hơn dòng điện là /4. Điện áp hiệu dụng trên tụ là A. 30 V. B. 302 V. Người thực hiện: Nguyễn Trung cường C. 60 V. D. 20 V. Trang 15 Trường THPT Đoàn Kết SKKN năm học 2012-2013 Gỉai Vẽ mạch điện và vẽ giản đồ véc-tơ.  AMB l�tam gi�c vuông c�n t�i E  NE = EB = 30V  HD :   ME = MN + NE = 80V = AB   T� gi�c AMNB l� h �nh ch � nh�t  U  AM  EB  30 V   C  GIẢN ĐỒ R-rL-C Bài 7: Trên đoạn mạch xoay chiều không phân nhánh có bốn điểm theo đúng thứ tự A, M, N và B. Giữa hai điểm A và M chỉ có điện trở thuần, giữa hai điểm M và N chỉ có cuộn dây, giữa 2 điểm N và B chỉ có tụ điện. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp 175 V – 50 Hz thì điện áp hiệu dụng trên đoạn AM Người thực hiện: Nguyễn Trung cường Trang 16 Trường THPT Đoàn Kết SKKN năm học 2012-2013 là 25 (V), trên đoạn MN là 25 (V) và trên đoạn NB là 175 (V). Hệ số công suất của toàn mạch là A. 7/25. B. 1/25. C. 7/25. D. 1/7. Giải Vẽ mạch điện và vẽ giản đồ véc-tơ.   MNE : NE  252  x 2  EB  60  252  x 2  2  HD :  AEB : AB 2  AE 2  EB 2  30625   25  x   175  252  x 2    x  24  cos   AE  7  AB 25   2 III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Người thực hiện: Nguyễn Trung cường Trang 17 Trường THPT Đoàn Kết SKKN năm học 2012-2013 Sau khi áp dụng phương pháp trên đa số học sinh rất tự tin với các dạng bài tập trong phần mạch điên xoay chiều, từ những bài đơn giản đến phức tạp, trong năm học vừa qua tôi thu được một số kết quả chính sau: 1. Đa số học sinh vận dụng phương pháp để giải được các bài tập phần mạch điện xoay chiều không phân nhánh, phần mà trước đây hầu hết học sinh xem là khó. 2. Hình thành cho học sinh năng lực tự học tự nghiên cứu, năng lực tư duy giải quyết vấn đề tương tự nhau. Chỉ cần sử dụng một phương pháp chung mà có thể tìm ra kết quả vận dụng cho nhiều lĩnh vực khác nhau, với phương pháp này không chỉ bài tập phần mạch điện xoay chiều mà ngay cả phần mạch dao động cũng có thể áp dụng(không trình bày ở đây) 3. Bước đầu tạo cho học sinh có cái nhìn tổng quát về kiến thức toán được vận dụng vào trong toán học khá sâu sắc. Do đặc điểm của trường nơi tôi đang công tác, là một trường thuộc vùng miền núi( huyện Tân phú - Đồng Nai) điểm đầu vào rất thấp, trình độ tiếp thu của học sinh không đều giữa các lớp, nên khi sử dụng phương pháp này gặp không ít khó khăn. Tuy nhiên khi kiên trì sử dụng phương pháp này trong năm 2012 - 2013 đã đạt được kết quả tích cực hơn so với trước đó(sử dụng phương pháp đại số quen thuộc). Dưới đây là kết quả thống kê từ thực tế dạy học: 2011 – 2012 Năm học 2012 - 2013 Chưa áp dụng Tổng số HS 121 135 SL TL(%) SL TL(%) Kết quả đạt được 51 42,1 95 70,4 IV. ĐỀ NGHỊ: Đề tài tôi vừa trình bày mới chỉ dừng lại ở một số dạng bài tập ít ỏi, hy vọng rằng cũng với đề tài này chúng ta mở rộng với nhiều dạng bài tập hơn. Có nhiều dạng bài tập phù hợp đề tài này mà tôi chưa có điều kiện khai thác, Muốn phát triển hơn nữa phạm vi mở rộng, áp dụng của đề tài cần phải có sự đầu tư thời gian, công sức, trí tuệ... Trong thời gian tới tôi tiếp tục vận dụng phương pháp của đề tài này, từ đó có thể bổ sung thêm nhiều dạng bài tập hơn nữa sao cho mang lại hiệu quả cao nhất. Từ đó có thể mở rộng để các thành viên trong tổ thực hiện V. KẾT LUẬN Người thực hiện: Nguyễn Trung cường Trang 18 Trường THPT Đoàn Kết SKKN năm học 2012-2013 Như trên đã nói, bài tập vật lý là một phần không thể thiếu trong quá trình giảng dạy bộ môn vật lý ở trường phổ thông. Nó là phương tiện để nghiên cứu tài liệu mới, để ôn tập, để rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo vận dụng kiến thức và bồi dưỡng phương pháp nghiên cứu khoa học. Bài tập vật lý là phương tiện để giúp học sinh rèn luyện những đức tính tốt đẹp như tính cảm, tinh thần chịu khó và đặc biệt giúp các em có được thế giới quan khoa học và chủ nghĩa duy vật biện chứng. Để bài tập vật lý thực hiện đúng 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. Trong đề tài này tôi chỉ mới tìm cho mình một phương pháp giản đồ véc tơ và chỉ áp dụng cho một dạng toán “điện xoay chiều không phân nhánh – chủ yếu thiên về dạng toán có độ lệch pha” cho các lớp tôi giảng dạy và lớp học thêm thì thấy rằng các em rất thích, lĩnh hội rất nhanh và có hiệu quả, gây hứng thú học tập của học sinh, tránh được sự nhầm lẫn, tất nhiên là không trọn vẹn, để giúp học sinh giải được những bài toán mang tính lối mòn nhằm mục đích giúp các em có được kết quả tốt trong các kỳ thi, đặc biệt là thi dưới hình thức trắc nghiệm khách quan nên việc tiết kiệm thời gian là một điều cần thiết Hy vọng rằng, qua đề tài này sẽ giúp các em dễ dàng hơn khi vận dụng phương pháp véc – tơ trượt để giải toán điện xoay chiều RLC không phân nhánh. Tuy nhiên đây mới là phương pháp mang tính chủ quan của cá nhân tôi, rất mong sự đóng góp của đồng nghiệp để sáng kiến này của tôi được áp dụng cho toàn thể các lớp 12 trong trường vào năm học tới. Cảm ơn sự quan tâm giúp đỡ của BLĐ trường, Quí thầy cô trong tổ Vật Lý- KTCN trường THPT Đoàn Kết đã quan tâm giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi hoàn thành bài viết này. Xin chân thành cảm ơn! VI. TÀI LIỆU THAM KHẢO Người thực hiện: Nguyễn Trung cường Trang 19 Trường THPT Đoàn Kết SKKN năm học 2012-2013 1.Hướng dẫn ôn tập thi tốt nghiệp trung học phổ thông năm học 2008-2009 của Nguyễn Trọng Sửu-Vũ Đình Tuý-Vũ Đức Thọ 2.Bài tập vật lý 12 cơ bản của Vũ Quang-Lương Duyên Bình-Tô Giang-Ngô Quốc Quýnh 3.1008 câu hỏi và bài tập trắc nghiệm Vật lý 12 của Trương Thọ LươngNguyễn Hùng Mãnh-Trương Thị Kim Hồng-Trần Tấn Minh 4.540 câu hỏi và các dạng bài tập Trắc nghiệm vật lý 12 xuất bản năm 2009 của ThS. Ngô Văn Thiện. 5.Lương Duyên Bình, Vũ Quang, Vật Lý 12 chương trình chuẩn. Nhà xuất bản giáo dục năm 2007. 6. Nguyễn Thế Khôi, Vũ Thanh Khiết, Vật Lý 12 nâng cao (sách giáo viên). Nhà xuất bản giáo dục năm 2007. 7.Vũ Thanh Khiết, Ôn tập luyện thi TN THPT và Đại học. Nhà xuất bản Đà Nẵng năm 2008. Người thực hiện: Nguyễn Trung cường Trang 20