Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA VẬT LÝ
XW
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
(Khóa 31, niên khóa 2005 - 2010)
ĐỀ TÀI:

LỰA CHỌN HỆ THỐNG BÀI TẬP, HƯỚNG
DẪN GIẢI VÀ GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ
(CHƯƠNG “DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU”
LỚP 12 - CHƯƠNG TRÌNH NÂNG CAO)


- Bài tập định tính: giới thiệu một số bài tập định tính, đưa ra các câu hỏi
gợi ý hướng dẫn học sinh giải các bài đó.
- Bài tập định lượng: giới thiệu các dạng bài tập định lượng thường gặp,
phương pháp giải các dạng bài tập này, kèm theo một số bài tập từ căn
bản đến nâng cao và h
ướng dẫn học sinh giải đối với từng bài.
Mục “Một số bài tập trắc nghiệm rèn luyện” giới thiệu một số bài tập trắc
nghiệm bao quát nội dung các kiến thức trong từng chủ đề, từng dạng để giúp
học sinh rèn luyện thêm, đồng thời có đáp án và hướng dẫn lời giải ngắn gọn
để học sinh có thể tham khảo.
Các bài tập được trình bày trong luận văn đều có phương pháp giải và
hướng dẫn giả
i cụ thể từ đó có thể giúp học sinh giải được các bài tập tương tự,
rèn luyện kĩ năng giải bài tập, phát triển năng lực tự làm việc của học sinh.
Để được làm khóa luận này, em xin chân thành cám ơn toàn thể quý thầy cô
Khoa Vật Lý – Trường Đại Học Sư Phạm TP. Hồ Chí Minh đã tận tình dạy dỗ
em trong suốt 5 năm học vừa qua. Và để hoàn thành luận văn này, em kính gởi
lời cám ơn chân thành, sâu sắc đến thầy Lê Ngọc Vân, người đã tận tình hướng
dẫn, chỉ bảo, sửa chữa những sai sót mà em mắc phải trong quá trình làm luận
văn này. Đồng thời, em xin cám ơn các bạn trong lớp Lý Bình Thuận niên khóa
2005 – 2010, đã đóng góp ý kiến, giúp đỡ em về tài liệu để em có thể hoàn thành
đề tài này đúng thời hạn.
Mặc dù đã đầu tư công sức, cố gắng và cẩn thận, nhưng do
điều kiện về thời
gian, hạn chế về kiến thức và kinh nghiệm về phương pháp giảng dạy thực tế
chưa nhiều nên chắc chắn luận văn này vẫn còn nhiều thiếu sót. Em kính mong
nhận được những ý kiến đóng góp chân tình của quý thầy cô và các bạn để đề tài
được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cám ơn!


giúp học sinh nắm vững kiến thức về chương này, trên cơ sở đó học sinh có thể
tự lực vậ
n dụng kiến thức để giải các bài tập cùng dạng theo phương pháp đã đưa
ra.

III. Nhiệm vụ nghiên cứu:

1. Nghiên cứu lý luận dạy học về bài tập vật lý để vận dụng vào hoạt động
dạy học.
2. Nghiên cứu nội dung chương “Dòng điện xoay chiều” chương trình sách
giáo khoa vật lý 12 nâng cao nhằm xác định nội dung kiến thức cơ bản học
sinh cần nắm vững và các kĩ năng giải bài tập cơ bản học sinh cần rèn
luyện.
3. Soạn thảo h
ệ thống bài tập của chương này, đưa ra phương pháp giải theo
từng dạng, đề xuất tiến trình hướng dẫn học sinh giải bài tập trong hệ
thống bài tập này.

IV. Phương pháp nghiên cứu:

1. Nghiên cứu lý luận về dạy học bài tập vật lý.
2. 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 phần dòng
điện xoay chiều. Trang 7
3. Lựa chọn các dạng bài tập trong sách giáo khoa, sách bài tập, sách tham
khảo phù hợp với nội dung, kiến thức của chương.


được trước đây, mà còn đặc biệt quan tâm
đến việc bồi dưỡng cho họ năng lực sáng tạo ra những tri thức mới, phương pháp
mới, cách giải quyết vấn đề mới sao cho phù hợp.
Rèn luyện năng lực tự suy nghĩ và truyền thụ kiến thức cho học sinh là vấn đề
quan trọng trong dạy học nói chung và dạy học môn Vật lý nói riêng. Để việc dạy
và học đạt kết quả
cao thì người giáo viên phải biết phát huy tính tích cực của học
sinh, chọn lựa phương thức tổ chức hoạt động, cách tác động phù hợp giúp học
sinh vừa học tập, vừa phát triển nhận thức. Việc giải bài tập Vật lý không những
nhằm mục đích giải toán, mà nó còn có ý nghĩa to lớn trong việc rèn luyện cho học
sinh khả năng vận dụng kiến thức, kĩ năng tính toán, suy luận logic để gi
ải quyết
những vấn đề trong thực tế cuộc sống. Trong quá trình dạy học bài tập vật lý, vai
trò tự học của học sinh là rất cần thiết. Để giúp học sinh khả năng tự học, người
giáo viên phải biết lựa chọn bài tập sao cho phù hợp, sắp xếp chúng một cách có hệ
thống từ dễ đến khó, từ đơn giản đến phức tạp và hướng dẫ
n cho học sinh cách giải
để tìm ra được bản chất vật lý của bài toán vật lý.
I. Những cơ sở lý luận của hoạt động giải bài tập vật lý phổ thông
1. Mục đích, ý nghĩa của việc giải bài tập:
- Quá trình giải một bài tập vật lý là quá trình tìm hiểu điều kiện của bài toán,
xem xét hiện tượng vật lý đề cập, dựa vào kiến thức vật lý để
tìm ra những cái
chưa biết trên cơ sở những cái đã biết. Thông qua hoạt động giải bài tập, học sinh
không những củng cố lý thuyết và tìm ra lời giải một cách chính xác, mà còn
hướng cho học sinh cách suy nghĩ, lập luận để hiểu rõ bản chất của vấn đề, và có
cái nhìn đúng đắn khoa học. Vì thế, mục đích cơ bản đặt ra khi giải bài tập vật lý là
làm cho học sinh hiểu sâu sắc hơ
n những quy luật vật lý, biết phân tích và ứng
dụng chúng vào những vấn đề thực tiễn, vào tính toán kĩ thuật và cuối cùng là phát

2.2. Bài tập có thể là điểm khởi đầu để dẫn dắt đến kiến thức mới
Các bài tập nếu được sử dụng khéo léo có thể dẫn học sinh đến những suy
nghĩ về một hiện tượng mới hoặc xây dựng một khái niệm mới để giải thích hiện
tượng mới do bài tập phát hiện ra
2.3. Giải bài tậ
p vật lý rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo vận dụng lý thuyết vào thực
tiễn, rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức khái quát
Bài tập vật lý là một trong những phương tiện rất quý báu để rèn luyện kĩ
năng, kĩ xảo vận dụng lý thuyết vào thực tiễn, rèn luyện thói quen vận dụng kiến
thức khái quát đã thu nhận được để giải quyết các vấn đề của th
ực tiễn. Có thể xây
dựng nhiều bài tập có nội dung thực tiễn, trong đó học sinh phải biết vận dụng lý
thuyết để giải thích hoặc dự đoán các hiện tượng xảy ra trong thực tiễn ở những
điều kiện cho trước.
2.4. Giải bài tập là một trong những hình thức làm việc tự lực cao của học
sinh
Trong khi làm bài tập, do phải tự mình phân tích các đi
ều kiện của đầu bài, tự
xây dựng những lập luận, kiểm tra và phê phán những kết luận mà học sinh rút ra
được nên tư duy học sinh được phát triển, năng lực làm việc tự lực của họ được
nâng cao, tính kiên trì được phát triển.
2.5. Giải bài tập vật lý góp phần làm phát triển tư duy sáng tạo của học sinh
Việc giải bài tập vật lý đòi hỏi phải phân tích bài toán để tìm bản chấ
t vật lý
với mức độ khó được nâng dần lên giúp học sinh phát triển tư duy. Trang 10
Có nhiều bài tập vật lý không chỉ dừng lại trong phạm vi vận dụng những kiến
thức đã học mà còn giúp bồi dưỡng cho học sinh tư duy sáng tạo. Đặc biệt là

cập đến một hiện tượng, một định luật và sử dụng một vài phép tính đơn giản nhằm
củng cố kiến thức cơ bản vừa học, làm học sinh hiểu rõ ý nghĩa của các
định luật
và các công thức biểu diễn chúng.
- Bài tập tính toán tổng hợp: là loại bài tập mà khi giải thì phải vận dụng nhiều
khái niệm, định luật, nhiều công thức. Loại bài tập này có tác dụng đặc biệt giúp
học sinh đào sâu, mở rộng kiến thức, thấy rõ những mối liên hệ khác nhau giữa các
phần của chương trình vật lý. Ngoài ra bài tập tính toán tổng hợp cũng nhằm mục
đích làm sáng tỏ n
ội dung vật lý của các định luật, quy tắc biểu hiện dưới các công
thức. Vì vậy, giáo viên cần lưu ý học sinh chú ý đến ý nghĩa vật lý của chúng trước
khi đi vào lựa chọn các công thức và thực hiện phép tính toán.
1.3. Bài tập thí nghiệm
- Bài tập thí nghiệm là bài tập đòi hỏi phải làm thí nghiệm để kiểm chứng lời
giải lý thuyết hoặc để tìm những số liệu cần thiết cho vi
ệc giải bài tập. Những thí Trang 11
nghiệm này thường là những thí nghiệm đơn giản. Bài tập thí nghiệm cũng có thể
có dạng định tính hoặc định lượng.
- Bài tâp thí nghiệm có nhiều tác dụng về cả ba mặt giáo dưỡng, giáo dục, và
giáo dục kĩ thuật tổng hợp, đặc biệt giúp làm sáng tỏ mối quan hệ giữa lý thuyết và
thực tiễn
- Lưu ý: trong các bài tập thí nghiệm thì thí nghiệm chỉ cho các số liệu để giải
bài tập, chứ không cho biết tại sao hiện tượng lại xảy ra như thế. Cho nên phần vận
dụng các định luật vật lý để lý giải các hiện tượng mới là nội dung chính của bài
tập thí nghiệm.
1.4. Bài tập đồ thị
- Bài tập đồ thị là bài tập trong đó các số liệu được dùng làm dữ kiện để giải

thức đã học, học sinh bắt buộc phải có những ý kiến độc lập, mới mẻ, không thể
suy ra một cách logic từ những kiến thức đã học
- Bài tập nghiên cứu: là dạng bài tập trả lời những câu hỏi “tại sao” Trang 12
- Bài tập thiết kế: là dạng bài tập trả lời cho những câu hỏi “phải làm như thế
nào”.
4. Phân loại theo cách thể hiện bài tập: người ta phân biệt bài tập thành
- Bài tập bài khóa
- Bài tập lựa chọn câu trả lời đúng nhất trong các câu trả lời cho sẵn (test).
Loại này có hạn chế là không kiểm tra được con đường suy nghĩ của người giải
nhưng vẫn có hiệu quả nhất định trong việc kiểm tra trình độ kiến thức, kĩ năng,kĩ
xảo của học sinh
5. Phân loại theo hình thức làm bài
5.1. Bài tập tự luận : đó là những bài yêu cầu học sinh giải thích, tính toán
và hoàn thành theo một logic cụ thể. Nó bao gồm những loại bài đã trình bày ở
trên.
5.2. Bài tập trắc nghiệm khách quan : là loại bài tập cho câu hỏi và đáp án.
Các đáp án có thể là đúng, gần đúng hoặc sai. Nhiệm vụ của học sinh là tìm ra câu
trả lời đúng nhất, cũng có khi đó là những câu bỏ lử
ng yêu cầu điền vào những chỗ
trống để có câu trả lời đúng. Bài tập loại này gồm:
- Câu đúng – sai: câu hỏi là một phát biểu, câu trả lời là một trong hai lựa
chọn
- Câu nhiều lựa chọn: một câu hỏi, nhiều phương án lựa chọn, yêu cầu học
sinh tìm câu trả lời đúng nhất
- Câu điền khuyết: nội dung trong câu bị bỏ lửng, yêu cầu học sinh đ
iền từ
ngữ hoặc công thức đúng vào chỗ bị bỏ trống

1. Tìm hiểu đầu bài, tóm tắt các dữ kiện
- Đọc kĩ đề bài, tìm hiểu ý nghĩa của những thuật ngữ quan trọng, xác định
đâu là ẩn số, đâu là dữ kiện.
- Dùng kí hiệu tóm tắt đề bài cho gì? Hỏi gì? Dùng hình vẽ mô tả lại tình
huống, minh họa nếu cần.
2. Phân tích hiện tượng
- Nhận biết các dữ liệu đã cho trong đề bài có liên quan đến những kiến thức
nào, khái niệm nào, hiện tượng nào, quy tắc nào, định luật nào trong vật lý.
- Xác định các giai đoạn diễn biến của hiện tượng nêu trong đề bài, mỗi giai
đoạn bị chi phối bởi những đặc tính nào, định luật nào. Có như vậy học sinh mới
hiểu rõ được bản chất của hiện t
ượng, tránh sự áp dụng máy móc công thức.
3. Xây dựng lập luận
Thực chất của bước này là tìm quan hệ giữa ẩn số phải tìm với các dữ kiện đã
cho. Đối chiếu các dữ kiện đã cho và cái phải tìm liên hệ với nhau như thế nào, qua
công thức, định luật nào để xác lập mối liên hệ. Thành lập các phương trình nếu
cần với chú ý có bao nhiêu ẩn số thì có bấy nhiêu phương trình.
♦ Đối với những bài tập tổng h
ợp phức tạp, có hai phương pháp xây dựng lập
luận để giải:
- Phương pháp phân tích: xuất phát từ ẩn số cần tìm, tìm ra mối liên hệ giữa
ẩn số đó với một đại lượng nào đó theo một định luật đã xác định ở bước 2, diễn
đạt bằng một công thức có chứa ẩn số. Sau đó tiếp tục phát triển lập luận hoặc biến
đổ
i công thức này theo các dữ kiện đã cho. Cuối cùng đi đến công thức sau cùng
chứa ẩn số và các dữ kiện đã cho.
- Phương pháp tổng hợp: xuất phát từ dữ kiện đã cho của đầu bài, xây dựng
lập luận hoặc biến đổi công thức diễn đạt mối quan hệ giữa các dữ kiện đã cho với
các đại lượng khác để tiến dần đến công thức cuối cùng có ch
ứa ẩn số và các dữ

làm được điều đó, cần phải thực hiện những suy luận logic hoặc những biến đổi
toán học thích hợp. Có rất nhiều cách lập luận tùy theo loại bài t
ập hay đặc điểm
của từng bài tập. Tuy nhiên, tất cả các bài tập mà ta đã nêu ra trong mục phân loại
bài tập ở trên đều chứa đựng một số yếu tố của bài tập định tính và bài tập tính
toán tổng hợp. Dưới đây, ta xét đến phương pháp xây dựng lập luận giải hai loại
bài tập đó.
1. Xây dựng lập luận trong giải bài tập định tính
Bài tập định tính thường có hai dạng: giải thích hiện tượng và dự đoán hiện
tượng sẽ xảy ra.
1.1 Bài tập giải thích hiện tượng:
Giải thích hiện tượng thực chất là cho biết một hiện tượng và lý giải xem vì
sao hiện tượng lại xảy ra như thế. Nói cách khác là biết hiện tượng và phải giải
thích nguyên nhân của nó. Đối vớ
i học sinh, nguyên nhân đó là những đặc tính,
những định luật vật lý. Như vậy, trong các bài tập này, bắt buộc phải thiết lập được
mối quan hệ giữa một hiện tượng cụ thể với một số đặc tính của sự vật hiện tượng
hay với một số định luật vật lý. Ta phải thực hiện phép suy luận logic (luận ba
đoạn), trong đó tiên đề
thứ nhất là một đặc tính chung của sự vật hoặc định luật vật
lý có tính tổng quát, tiên đề thứ hai là những điều kiện cụ thể, kết luận là hiện
tượng nêu ra.
Thông thường những hiện tượng thực tế rất phức tạp mà các định luật vật lý
lại rất đơn giản, cho nên mới nhìn thì khó có thể phát hiện ra mối liên hệ giữa hiện
tượ
ng đã cho với những định luật vật lý đã biết. Ngoài ra, ngôn ngữ dùng trong lời
phát biểu các định nghĩa, định luật vật lý nhiều khi lại không hoàn toàn phù hợp
với ngôn ngữ thông thường dùng để mô tả hiện tượng. Vì vậy cần phải mô tả hiện
lượng là một bài tập định tính. Do đó, khi giải bài tập định lượng cần phải thực
hiện bước 1 và 2 giống nh
ư khi giải bài tập định tính. Riêng bước 3 về xây dựng
lập luận, có thể áp dụng các công thức và những cách biến đổi toán học chặt chẽ,
rõ ràng hơn
Có hai phương pháp xây dựng lập luận: phương pháp phân tích và phương
pháp tổng hợp.
♦ Phương pháp phân tích: phương pháp phân tích bắt đầu bằng việc tìm một
định luật, một quy tắc diễn đạt bằng một công thức có chứa đại lượng cần tìm và
m
ột vài đại lượng khác chưa biết. Sau đó tìm những định luật, công thức khác cho
biết mối quan hệ giữa những đại lượng chưa biết này với các đại lượng đã biết
trong đầu bài. Cuối cùng ta tìm được một công thức trong đó chỉ chứa đại lượng
cần tìm với các đại lượng đã biết. Thực chất của phương pháp phân tích là phân
tích một bài toán phức tạp thành nhiều bài toán đơ
n giản hơn.
♦ Phương pháp tổng hợp: việc giải bài tập bắt đầu từ những đại lượng đã cho
trong điều kiện của bài tập. Dựa vào các định luật, quy tắc vật lý, ta phải tìm những
công thức chứa đại lượng đã cho và các đại lượng trung gian mà ta dự kiến có liên Trang 16
quan đến đại lượng phải tìm. Cuối cùng ta tìm được một công thức chỉ chứa đại
lượng phải tìm và những đại lượng đã biết.
♦ Phối hợp phương pháp phân tích và phương pháp tổng hợp: trong thực tế
giải bài tập, hai phương pháp trên không tách rời nhau, mà thường xen kẽ, hỗ trợ
lẫn nhau.
Phương pháp tổng hợp đòi hỏi người giải bài tập có kiến thức rộng rãi, kinh
nghi
ệm phong phú để có thể dự đoán được con đường đi từ những dữ kiện trung

♦ Yêu cầu đối với giáo viên: giáo viên phải phân tích một cách khoa học việc
giải toán để xác định được một trình tự giải một cách chính xác, chặt chẽ
, logic,
khoa học.
♦ Yêu cầu đối với học sinh: chấp hành các hành động đã được giáo viên chỉ
ra, vận dụng đúng công thức và tính toán cẩn thận sẽ giải được bài toán đã cho.
♦ Ưu điểm:
Tư duy giải bài tập
vật lý
Phân tích phương pháp
giải bài tập vật lý cụ thể
Mục đích sư phạm
Xác dịnh kiểu hướng
dẫn
Phương pháp hướng dẫn
giải bài tập vật lý cụ thể Trang 17
- Bảo đảm cho học sinh giải được bài tập đã cho một cách chắc chắn.
- Giúp cho việc rèn luyện kỹ năng giải bài tập của học sinh một cách hiệu
quả.
♦ Nhược điểm: ít có tác dụng rèn luyện cho học sinh khả năng tìm tòi, sáng
tạo.Sự phát triển tư duy sáng tạo của học sinh bị hạn chế. Để khắc phục nhược
điểm này, trong quá trình giải bài tập, giáo viên ph
ải lôi cuốn học sinh tham gia
vào quá trình xây dựng angorit cho bài tập.
♦ Điều kiện áp dụng: khi cần dạy cho học sinh phương pháp giải một bài toán
điển hình,luyện cho học sinh kỹ năng giải một dạng bài tập xác định
2. Hướng dẫn tìm tòi

học sinh.
- Nếu học sinh vẫn không tự giải quyết được thì giáo viên nên chuyển dần
sang kiểu định hươ
ng theo mẫu để theo đó học sinh tự giải quyết được một bước
hay một khía cạnh nào đó của vấn đề. Sau đó tiếp tục giải quyết vấn đề tiếp theo. Trang 18
- Cứ như thế giáo viên hướng dẫn và định hướng để học sinh giải quyết hoàn
chỉnh vấn đề.
♦ Yêu cầu đối với giáo viên: định hướng hoạt động tư duy của học sinh,
không được làm thay, phải theo sát tiến trình hoạt động giải bài toán của học sinh.
♦ Yêu cầu đối với học sinh: phải tự mìn giải quyết vấn đề, vận dụng hết kiến
th
ức và kỹ năng đã được học để tham gia vào quá trình giải.
♦ Ưu điểm:
- Rèn luyện được tư duy và tính độc lập suy nghĩ của học sinh trong quá trình
giải bài tập.
- Đảm bảo cho học sinh giải được bài tập đã cho.
- Giáo viên có thể theo sát học sinh trong quá trình giải bài tập nên dễ phát
hiện được những thiếu sót hoặc sai lầm của học sinh để điều chỉnh và củng cố l
ại.
♦ Nhược điểm:
- Để làm tốt được sự hướng dẫn này phụ thuộc vào trình độ và khả năng sư
phạm của người giáo viên. Đôi khi người giáo viên dễ sa vào làm thay cho học
sinh trong từng bước định hướng. Do vậy, câu hỏi định hướng của giáo viên phải
được cân nhắc kỹ và phù hợp với trình độ học sinh.
Trong quá trình hướng dẫn học sinh giải bài tập không thể theo một khuôn
m
ẫu nhất định, mà tùy thuộc vào nội dung, kiến thức, yêu cầu của bài toán, và còn

đã được thu hẹp và đơn giản hóa đi nhiều so với th
ực tế. Trong các bài tập có nội
dung thực tế, những bài tập mang nội dung kĩ thuật có tác dụng lớn về mặt giáo
dục kĩ thuật tổng hợp. Nội dung của các bài tập này phải thỏa mãn các yêu cầu:
- Nguyên tắc hoạt động của các đối tượng kĩ thuật nói đến trong bài tập phải
gắn bó mật thiết với những khái niệm và định luật vật lý đã học.
-
Đối tượng kĩ thuật này phải có ứng dụng khá rộng rãi trong thực tiễn sản
xuất của nước ta hoặc địa phương nơi trường đóng.
- Số liệu trong bài tập phải phù hợp với thực tế sản xuất.
- Kết quả của bài tập phải có tác dụng thực tế, tức là phải đáp ứng một vấn đề
thực tiễn nào đó.
Khi ra cho h
ọc sinh những bài tập vật lý có nội dung kĩ thuật, cần có bài tập
không cho đầy đủ dữ kiện để giải, học sinh có nhiệm vụ phải tìm những dữ kiện đó
bằng cách tiến hành các phép đo hoặc tra cứu ở các tài liệu.
¾ Bài tập luyện tập: được dùng để rèn luyện cho học sinh áp dụng các kiến
thức đã học để giải từng loại bài tập theo mẫ
u xác định. Việc giải những bài tập
loại này không đòi hỏi tư duy sáng tạo của học sinh mà chủ yếu cho học sinh luyện
tập để nằm vững cách giải đối với từng loại bài tập nhất định.
¾ Bài tập sáng tạo: là bài tập mà các dữ kiện đã cho trong đầu bài không chỉ
dẫn trực tiếp hay gián tiếp cách giải. Các bài tập sáng tạo có tác dụng rất lớn trong
việ
c phát triển tính tự lực và sáng tạo của học sinh, giúp học sinh nắm vững kiến
thức chính xác, sâu sắc và mềm dẻo. Bài tập sáng tạo có thể là bài tập giải thích
một hiện tượng chưa biết trên cơ sở các kiến thức đã biết. Hoặc là bài tập thiết kế,
đòi hỏi thực hiện một hiện tượng thực, đáp ứng những yêu cầu đã cho.
2. Sử dụng hệ thống bài tập:
- Các bài tập đã lựa chọn có thể sử dụng ở các khâu khác nhau của quá trình

A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT.

Chủ đề 1: Dòng điện xoay chiều – Mạch điện xoay chiều không phân
nhánh (Mạch R, L, C mắc nối tiếp).
I. Suất điện động xoay chiều:
Cho một khung dây dẫn phẳng có diện tích S quay đều với tốc độ góc ω quanh
một trục vuông góc với các đường sức từ của một từ trường đều có cảm ứng từ
B


.
Theo định luật cảm ứng điện từ, trong khung dây xuất hiện một suất điện động
biến đổi theo thời gian theo định luật dạng sin gọi tắt là suất điện động xoay chiều.
1. Từ thông: gởi qua khung dây dẫn gồm N vòng dây có diện tích S quay trong
từ trường đều
B

, giả sử tại t = 0,
(
)
,nB
ϕ
=


thì:
(
)
cosNBS t
ω

Hay
()
cos
2
cos
o oo
teE E t
π
ωϕ
ω
ϕ
⎛⎞
++ =
⎜⎟
⎝⎠
=+
Với E
o
= NBSω : suất điện động cực đại.
Đơn vị: e, E
o
: vôn (V)
N : vòng
B : Tesla (T)
S : m
2ω
: rad/s

)
cos
oo
ueE t
ω
ϕ
=
=+

Tổng quát:
(
)
cos
ou
uU t
ω
ϕ
=
+

Với U
o
: điện áp cực áp (V)
u
ϕ
: pha ban đầu của u (rad)
ω
: tần số góc bằng vận tốc quay của khung (rad/s)
2. Biểu thức cường độ dòng điện tức thời:
(

=
chạy qua đoạn mạch chỉ
có điện trở thuần R. Công suất tỏa nhiệt tức thời (công suất tại thời điểm t bất kì)
có công thức:

222
cos
o
pRi RI t
ω
=
=
(đơn vị : W)
Công suất tỏa nhiệt trung bình của dòng điện xoay chiều trong một chu kì, gọi
tắt là công suất tỏa nhiệt trung bình, có giá trị là:

P =
2
22 2
cos
2
o
o
RI
p
RI t RI
ω
=== (đơn vị : W)
Đó cũng là công suất tỏa nhiệt trung bình trong thời gian t rất lớn so với chu
kì, vì phần thời gian lẻ so với chu kì rất nhỏ, gây sai lệch không đáng kể. Vậy

= Lω
- Dung kháng của tụ điện : Z
C
=
1
C
ω

1. Đoạn mạch chỉ có điện trở thuần R:
-
Pha : u đồng pha i
0
R
ϕ
⇒=

-
Biểu thức định luật Ôm:
o
o
U
I
R
=
hay
U
I
R
=


Z
=

-
Biểu diễn bằng vectơ quay:
3. Đoạn mạch chỉ có cuộn cảm L:
-
Pha : u nhanh pha hơn i một góc
2
L
ϕ
π
=
rad
-
Biểu thức định luật Ôm:
o
o
L
U
I
Z
=
hay
L
U
I

22
π
π
ϕ
⎛⎞
⎜⎟
⎝⎠
−≤≤
- Nếu đoạn mạch có tính cảm kháng, tức là
1
L
C
ω
ω
> thì
ϕ
> 0, cường độ
dòng điện trễ pha so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch .
- Nếu đoạn mạch có tính dung kháng, tức là
1
L
C
ω
ω
> thì
ϕ
< 0, cường độ
dòng điện sớm pha so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch.
2. Biểu thức định luật Ôm cho đoạn mạch RLC nối tiếp. Tổng trở:
- Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch:


U


I

C
U


L
U


I
Trang 24
S
S
- Công thức định luật Ôm:
U
I
Z
=

3. Giản đồ Fre-nen:
Việc tổng hợp các vectơ quay có thể tiến hành theo quy tắc hình bình hành
hoặc theo quy tắc đa giác. Các giản đồ ở các hình sau vẽ cho trường hợp

)
cos
o
uU t
ω
ϕ
=+, thì công suất tức thời là:

(
)
cos .cos
oo
puiUI t t
ω
ωϕ
== + hay
()
cos cos 2pUI UI t
ϕ
ωϕ
=
++
- Công suất trung bình
: P cosP UI
ϕ
=
=
(Với cos
ϕ
là hệ số công suất)

1
LC
ω
=
b. Các biểu hiện của cộng hưởng điện:
- Z = Z
min
= R : tổng trở cực tiểu
-
max
U
II
R
==
: cường độ dòng điện cực đại
- U
L
= U
C
, U = U
R

I

R
U


P
x


x
Q
L
U

Trang 25
-
ϕ
= 0 : u và i đồng pha
-
cos 1
ϕ
= : hệ số công suất cực đại
- P = P
max

2
2
U
IR UI
R
===
: công suất tiêu thụ cực đại
Chủ đề 2: Sản xuất – Truyền tải điện năng
I. Máy phát điện
:

dt
ω
ωω
Φ
=− = Φ =
Với
oo
EN NBS
ω
ω
=Φ=
là suất điện động cực đại (V).
- Nếu tại t = 0, ta có
()
,nB
ϕ
=

thì
(
)()
1
cos cos
o
BS t t
ω
ϕωϕ
Φ
=+=Φ+


3
o
o
o
eE t
eE t
eE t
ω
π
ω
π
ω
⎛⎞
⎜⎟
⎜⎟
⎝⎠
⎛⎞
⎜⎟
⎜⎟
⎝⎠
=
=−
=+

9 Dòng điện xoay chiều ba pha là hệ thống ba dòng điện xoay chiều, gây bởi ba
suất điện động xoay chiều có cùng tần số, cùng biên độ nhưng lệch pha nhau
từng đôi một góc
2
3
π

π
ω
⎛⎞
=+
⎜⎟
⎝⎠

9 Có hai cách mắc mạch điện ba pha là mắc hình sao và mắc hình tam giác.
Công thức liên hệ giữa điện áp pha U
p
và điện áp dây U
d
, dòng điện pha I
p
và
dòng điện dây I
d
như sau:
-
Đối với mạng hình sao: U
d
=
3
U
p
và I
d
= I
p
.

III. Máy biến áp:
Máy biến áp (biến thế) là thiết bị hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng
điện từ, dùng để biến đổi điện áp xoay chiều mà không làm thay đổi tần số của
nó. Ta xét máy biến áp một pha:
9 Hệ số biến áp:
1 1
22
N
U
k
UN
==

Với U
1
, N
1
: điện áp, số vòng dây của cuộn sơ cấp
U
2
, N
2
: điện áp, số vòng dây của cuộn thứ cấp
Nếu k < 1 : máy biến áp là máy tăng áp
k > 1 : máy biến áp là máy hạ áp.
9 Công suất vào (sơ cấp):
11
111 1
cos UI
P

12
N
N
I
U
P
PUIUI k
IU
==⇒ = ⇒= =

9 Gọi R điện trở đường dây, P là công suất truyền đi, U là điện áp ở nơi phát,
cosϕ là hệ số công suất của mạch điện thì công suất hao phí trên đường dây là:
()
2
2
2
cos
P
PRI R
U
ϕ
Δ= =
Trang 27
9 Hiệu suất truyền tải là: .100% .100%
'
P
PPBài 2:
Trong thí nghiệm như ở hình bên. Hãy dự đoán
độ sáng của đèn thay đổi như thế nào khi rút lõi
sắt ra khỏi cuộn cảm. Giải thích.
Bài 3
Giải thích vì sao đoạn mạch xoay chiều gồm
cuộn thuần cảm L nối tiếp với tụ điện C trong thực tế vẫn tiêu thụ điện năng?
Bài 4
Mạch xoay chiều R, L, C nối tiếp có phải là mạch dao động không? Vì sao?
Bài 5
Đối với máy biến áp hàn điện, cuộn dây thứ cấp có tiết diện lớn hơn cuộn sơ
cấp, vì sao?
2. Hướng dẫn giải và giải:
Bài 1
:
Tiến trình hướng dẫn học sinh giải:
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
- Hãy so sánh giá trị điện tích trên hai
bản tụ điện.

- Nếu điện tích trên bản tụ M tăng thì
điện tích trên bản tụ điện N có thay
đổi không? - Như vậy, lượng điện tích chạy trên