Trang 1
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA VẬT LÝ
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)
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 hướng 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 giải 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!
Trang 3
MỤC LỤC
3. Định hướng khái quát chương trình hóa 17
VI. Lựa chọn và sử dụng bài tập trong dạy học vật lý 18
1. Lựa chọn bài tập 18
2. Sử dụng hệ thống bài tập 19
Phần vận dụng 21
Lựa chọn hệ thống bài tập và phương pháp giải bài tập chương “Dòng điện xoay
chiều” lớp 12 – Chương trình nâng cao
A. Tóm tắt lý thuyết 21
B. Hệ thống bài tập và phương pháp giải 28
I. Bài tập định tính 28
Trang 4
1. Đề bài 28
2. Hướng dẫn giải và giải 28
II. Bài tập định lượng 33
Chủ đề 1: Dòng điện xoay chiều – Mạch điện xoay chiều không phân nhánh
(Mạch R, L, C mắc nối tiếp) 33
1. Dạng 1: Cách tạo ra dòng điện xoay chiều 33
1.1. Phương pháp giải chung 33
1.2. Bài tập về cách tạo ra dòng điện xoay chiều 33
1.3. Hướng dẫn giải và giải 34
2. Dạng 2: Viết biểu thức cường độ dòng điện và điện áp 41
2.1 . Phương pháp giải chung 41
2.2. Bài tập về viết biểu thức cường độ dòng điện và điện áp 42
2.3. Hướng dẫn giải và giải 43
3. Dạng 3: Cộng hưởng điện 53
3.1. Phương pháp giải chung 53
3.2. Bài tập về cộng hưởng điện 53
1.2. Bài tập về máy phát điện và động cơ điện 125
1.3. Hướng dẫn giải và giải 126
2. Dạng 2: Máy biến áp và truyền tải điện năng 131
2.1. Phương pháp giải chung 131
2.2. Bài tập về máy biến áp và truyền tải điện năng 131
2.3 Hướng dẫn giải và giải 132
C. Một số bài tập trắc nghiệm rèn luyện 138
1. Đề bài 138
2. Đáp án 147
3. Hướng dẫn giải 147
Trang 6
PHẦN MỞ ĐẦU
I. Lý do chọn đề tài:
Dòng điện xoay chiều là một dao động điện từ cưỡng bức, đổi chiều liên tục
hằng trăm lần trong một giây, làm từ trường do nó sinh ra cũng thay đổi theo.
Chính điều đó đã làm cho dòng điện xoay chiều có một số tác dụng to lớn mà
dòng điện một chiều không có. Do đó mà dòng điện xoay chiều được ứng dụng
rộng rãi trong thực tế cuộc sống.
Chương “Dòng điện xoay chiều” là một trong những chương quan trong
của chương trình vật lý 12. Việc nắm vững kiến thức, vận dụng kiến thức để giải
các bài tập định tính, bài tập định lượng của chương này đối với học sinh thật
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.
V. Giới hạn nghiên cứu:
1. Do hạn chế về thời gian, kiến thức và phương pháp giảng dạy thực tế nên
hệ thống bài tập được lựa chọn còn mang tính chủ quan và chưa thật sự
phong phú, nhất là phần bài tập định tính.
2. Do chưa có kinh nghiệm về phương pháp giảng dạy nên tiến trình hướng
dẫn học sinh giải có thể vẫn chưa hay.
3. Vật lý học là khoa học thực nghiệm, tuy nhiên trong đề tài vẫn chưa thể
đưa ra các bài tập thực nghiệm, cũng như chưa thực hiện được phần thực
nghiệm sư phạm. Trang 8
PHẦN LÝ LUẬN CHUNG
LÝ LUẬN CHUNG VỀ PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY BÀI TẬP
VẬT LÝ Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG
Chúng ta đang sống trong sống trong thời đại của sự bùng nổ tri thức khoa học
làm cho học sinh hiểu sâu sắc hơn 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
triển được năng lực tư duy, năng lực tư giải quyết vấn đề.
- Muốn giải được bài tập vật lý, học sinh phải biết vận dụng các thao tác tư
duy, so sánh, phân tích, tổng hợp, khái quát hóa…để xác định được bản chất vật lý.
Vận dụng kiến thức vật lý để giải quyết các nhiệm vụ học tập và những vấn đề Trang 9
thực tế của đời sống chính là thước đo mức độ hiểu biết của học sinh. Vì vậy, việc
giải bài tập vật lý là phương tiện kiểm tra kiến thức, kĩ năng của học sinh.
2. Tác dụng của bài tập vật lý trong dạy học vật lý:
2.1. Bài tập giúp cho việc ôn tập, đào sâu, mở rộng kiến thức
Trong giai đoạn xây dựng kiến thức, học sinh đã nắm được cái chung, cái khái
quát của các khái niệm, định luật và cũng là cái trừu tượng. Trong bài tập, học sinh
phải vận dụng những kiến thức khái quát, trừu tượng đó vào những trường hợp cụ
thể rất đa dạng, nhờ thế mà học sinh nắm được những biểu hiện cụ thể của chúng
trong thực tế. Ngoài những ứng dụng quan trọng trong kĩ thuật, bài tập vật lý sẽ
giúp học sinh thấy được những ứng dụng muôn hình, muôn vẻ trong thực tiễn của
các kiến thức đã học
Các khái niệm, định luật vật lý thì rất đơn giản, còn biểu hiện của chúng trong
tự nhiên thì rất phức tạp, bởi vì các sự vật, hiện tượng có thể bị chi phối bởi nhiều
định luật, nhiều nguyên nhân đồng thời hay liên tiếp chồng chéo lên nhau. Bài tập
sẽ giúp luyện tập cho học sinh phân tích để nhận biết được những trường hợp phức
tạp đó
Bài tập vật lý là một phương tiện củng cố, ôn tập kiến thức sinh động. Khi giải
bài tập, học sinh phải nhớ lại các kiến thức đã học, có khi phải sử dụng tổng hợp
các kiến thức thuộc nhiều chương, nhiều phần của chương trình
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
chất lượng kiến thức của học sinh được chính xác.
II. Phân loại bài tập vật lý:
1. Phân loại theo phương thức giải
1.1. Bài tập định tính
- Bài tập định tính là những bài tập mà khi giải học sinh không cần thực hiện
các phép tính phức tạp hay chỉ làm những phép tính đơn giản, có thể tính nhẩm
được. Muốn giải những bài tập định tính, học sinh phải thực hiện những phép suy
luận logic, do đó phải hiểu rõ bản chất của các khái niệm, định luật vật lý, nhận
biết được những biểu hiện của chúng trong những trường hợp cụ thể. Đa số các bài
tập định tính yêu cầu học sinh giải thích hoặc dự đoán một hiện tượng xảy ra trong
những điều kiện cụ thể.
- Bài tập định tính làm tăng sự hứng thú của học sinh đối với môn học, tạo
điều kiện phát triển óc quan sát ở học sinh, là phương tiện rất tốt để phát triển tư
duy của học sinh, và dạy cho học sinh biết áp dụng kiến thức vào thực tiễn.
1.2. Bài tập định lượng
Bài tập định lượng là loại bài tập mà khi giải học sinh phải thực hiện một loạt
các phép tính để xác định mối liên hệ phụ thuộc về lượng giữa các đại lượng và kết
quả thu được là một đáp định lượng. Có thể chia bài tập định lượng làm hai loại:
bài tập tính toán tập dợt và bài tập tính toán tổng hợp.
- Bài tập tính toán tập dợt: là loại bài tập tính toán đơn giản, trong đó chỉ đề
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 nội 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.
hiện tượng vật lý cụ thể để làm rõ bản chất vật lý.
- Bài tập có nội dung thực tế là loại bài tập có liên quan trực tiếp tới đời sống,
kỹ thuật, sản xuất và đặc biệt là thực tế lao động của học sinh, có tác dụng rất lớn
về mặt giáo dục kĩ thuật tổng hợp.
- Bài tập vui là bài tập có tác dụng làm giảm bớt sự khô khan, mệt mỏi, ức chế
ở học sinh, nó tạo sự hứng thú đồng thời mang lại trí tuệ cao.
3. Phân loại theo yêu cầu rèn luyện kĩ năng, phát triển tư duy học sinh trong
quá trình dạy học: có thể phân biệt thành bài tập luyện tập, bài tập sáng tạo,
bài tập nghiên cứu, bài tập thiết kế
- Bài tập luyện tập: là loại bài tập mà việc giải chúng không đòi hỏi tư duy
sáng tạo của học sinh, chủ yếu chỉ yêu cầu học sinh nắm vững cách giải đối với
một loại bài tập nhất định đã được chỉ dẫn
- Bài tập sáng tạo: trong loại bài tập này, ngoài việc phải vận dụng một số kiến
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
Trang 13
Sự nắm vững những mối liên hệ này sẽ giúp cho giáo viên định hướng phương
pháp dạy bài tập một cách hiệu quả.
Bài tập vật lý rất đa dạng, cho nên phương pháp giải cũng rất phong phú. Vì
vậy không thể chỉ ra được một phương pháp nào cụ thể mà có thể áp dụng để giải
được tất cả bài tập. Từ sự phân tích như đã nêu ở trên, có thể vạch ra một dàn bài
chung gồm các bước chính như sau:
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 tượng, 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 hợp 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
đổi công thức này theo các dữ kiện đã cho. Cuối cùng đi đến công thức sau cùng
tắc, những công thức để thiết lập mối quan hệ giữa đại lượng cần tìm, hiện tượng
cần giải thích hay dự đoán với những dữ kiện cụ thể đã cho trong đầu bài. Muốn
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 tập 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 với 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
tượng 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 Trang 15
tượng theo ngôn ngữ vật lý và phân tích hiện tượng phức tạp ra các hiện tượng đơn
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
một 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 đơn 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
nghiệm phong phú để có thể dự đoán được con đường đi từ những dữ kiện trung
gian, thoạt mới nhìn hình như không có quan hệ gì chặt chẽ tới một kết quả có liên
quan đến tất cả những điều đã cho. Bởi vậy, ở giai đoạn đầu của việc giải bài tập
thuộc một dạng nào đó, do học sinh chưa có nhiều kinh nghiệm, ta nên bắt đầu từ
câu hỏi đặt ra trong bài tập rồi gỡ dần, làm sáng tỏ dần những yếu tố có liên quan
đến đại lượng cần tìm, nghĩa là dùng phương pháp phân tích.
Trong những bài tập tính toán tổng hợp, hiện tượng xảy ra do nhiều nguyên
nhân, trải qua nhiều giai đoạn, khi xây dựng lập luận có thể phối hợp hai phương
pháp.
V. Hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lý
Để việc hướng dẫn giải bài tâp cho học sinh có hiệu quả, thì trước hết giáo
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 phải 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
Định nghĩa: định hướng tìm tòi là kiểu định hướng mang tính chất gợi ý cho
học sinh suy nghĩ tìm tòi phát hiện cách giải bài toán.
Yêu cầu đối với giáo viên: giáo viên phải gợi mở để học sinh tự tìm cách
giải quyết, tự xác định các hành động thực hiện để đạt được kết quả, phải chuẩn bị
thật tốt các câu hỏi gợi mở.
Yêu cầu đối với học sinh: học sinh phải tự lực tìm tòi cách giải quyết chứ
không phải là học sinh chỉ việc chấp hành các hành động theo mẫu của giáo viên.
Ưu điểm:
- Tránh được tình trạng giáo viên làm thay học sinh trong việc giải bài tập.
- Phát triển tư duy, khả năng làm việc tự lưc của học sinh.
Nhược điểm:
- Do học sinh phải tự tìm cách giải quyết bài toán nên đôi khi cũng không đảm
bảo học sinh giải được bài toán một cách chắt chắn.
- Phương pháp này không thể áp dụng cho toàn bộ đối tượng học sinh.
- 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 lại.
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
mẫu nhất định, mà tùy thuộc vào nội dung, kiến thức, yêu cầu của bài toán, và còn
tùy thuộc vào đối tượng học sinh mà chúng ta có cách lựa chọn kiểu hướng dẫn
cho phù hợp. Như người giáo viên phải biết phối hợp cả ba kiểu hướng dẫn trên
nhưng áp dụng kiểu hướng dẫn tìm tòi là chủ yếu.
VI. Lựa chọn và sử dụng bài tập trong dạy học vật lý
1. Lựa chọn bài tập
Hệ thống bài tập mà giáo viên lựa chọn phải thỏa mãn các yêu cầu sau:
- Bài tập phải đi từ dễ tới khó, từ đơn giản đến phức tạp (phạm vi và số lượng
các kiến thức, kĩ năng cần vận dụng từ một đề tài đến nhiều đề tài, số lượng các đại
lượng cho biết và các đại lượng cần tìm…) giúp học sinh nắm được phương pháp
giải các loại bài tập điển hình.
- Mỗi bài tập phải là một mắt xích trong hệ thống bài tập, đóng góp một phần
nào đó vào việc củng cố, hoàn thiện và mở rộng kiến thức.
- Hệ thống bài tập cần bao gồm nhiều thể loại bài tập: bài tập giả tạo và bài
tập có nội dung thực tế, bài tập luyện tập và bài tập sáng tạo, bài tập cho thừa hoặc
thiếu dữ kiện, bài tập mang tính chất ngụy biện và nghịch lý, bài tập có nhiều cách
giải khác nhau và bài tập có nhiều lời giải tùy theo điều kiện cụ thể của bài tập mà
giáo viên không nêu lên hoặc chỉ nêu lên một điều kiện nào đó mà thôi.
Bài tập giả tạo: là bài tập mà nội dung của nó không sát với thực tế, các
quá trình tự nhiên được đơn giản hóa đi nhiều hoặc ngược lại, cố ý ghép nhiều yếu
tố thành một đối tượng phức tạp để luyện tập, nghiên cứu. Bài tập giả tạo thường là
bài tập định lượng, có tác dụng giúp học sinh sử dụng thành thạo các công thức để
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
dạy học: nêu vấn đề, hình thành kiến thức mới củng cố hệ thống hóa, kiểm tra và
đánh giá kiến thức kĩ năng của học sinh.
- Trong tiến trình dạy học một đề tài cụ thể, việc giải hệ thống bài tập mà giáo
viên đã lựa chọn cho học sinh thường bắt đầu bằng những bài tập định tính hay
những bài tập tập dợt. Sau đó học sinh sẽ giải những bài tập tính toán, bài tập đồ
thị, bài tập thí nghiệm có nội dung phức tạp hơn. Việc giải những bài tập tính toán
tổng hợp, những bài tập có nội dung kĩ thuật với dữ kiện không đầy đủ, những bài
tập sáng tạo có thể coi là sự kết thúc việc giải hệ thống bài tập đã được lựa chọn
cho đề tài.
- Cần chú ý cá biệt hóa học sinh trong việc giải bài tập vật lý, thộng qua các
biện pháp sau Trang 20
+ Biến đổi mức độ yêu cầu của bài tập ra cho các loại đối tượng học sinh
khaac1 nhau, thể hiện ở mức độ trừu tượng của đầu bài, loại vấn đề cần giải quyết,
phạm vi và tính phức hợp của các số liệu cần xử lý, loại và số lượng thao tác tư
duy logic và các phép biến đổi toán học cần sử dụng, phạm vi và mức độ các kiến
thức, kĩ năng cần huy động.
+ Biến đổi mức độ yêu cầu về số lượng bài tập cần giải, về mức độ tự lực của
học sinh trong quá trình giải bài tập. Trang 21
PHẦN VẬN DỤNG
Lựa chọn hệ thống bài tập và phương pháp giải bài tập chương
“Dòng điện xoay chiều” lớp 12 – Chương trình nâng cao.
cos
o
t
Đơn vị: : Vêbe (Wb)
N : vòng
B : Tesla (T)
S : m
2
2. Suất điện động xoay chiều tức thời:
'
sin sin
o o
e t E t
Hay
cos
2
T
(đơn vị : s) ,
2
f
(đơn vị : Hz)
II. Điện áp xoay chiều – Dòng điện xoay chiều
1. Biểu thức điện áp tức thời: nếu nối hai đầu khung dây với mạch ngoài thành
mạch kín thì biểu thức điện áp tức thời ở mạch ngoài là: Trang 22
u = e – ir
Xem khung dây có r
2
0 thì
cos
o o
u e E t
Tổng quát:
: pha ban đầu của i (rad)
Đại lượng:
u
i
gọi là độ lệch pha của u so với i
Nếu > 0 thì u sớm pha so với i
< 0 thì u trễ pha so với i
= 0 thì u và i đồng pha
III. Các giá trị hiệu dụng:
- Cho dòng điện xoay chiều có cường độ
cos
o
i I t
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:
2 2 2
cos
o
p Ri RI t
(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:
o
U
U ,
2
o
E
E
IV. Đoạn mạch chỉ có R, chỉ có C, chỉ có L:
- Cảm kháng của cuộn cảm: Z
L
= L
- Dung kháng của tụ điện : Z
C
=
1
C
1. Đoạn mạch chỉ có điện trở thuần R:
- Pha : u đồng pha i
0
R
- Biểu thức định luật Ôm:
o
o
U
I
C
U
I
Z
- Biểu diễn bằng vectơ quay:
3. Đoạn mạch chỉ có cuộn cảm L:
- Pha : u nhanh pha hơn i một góc
2
L
rad
- Biểu thức định luật Ôm:
o
o
L
U
I
Z
hay
L
U
I
Z
- Nếu đoạn mạch có tính cảm kháng, tức là
1
L
C
thì
> 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
thì
< 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:
2
2
R L
C
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
U
L
> U
C
.
- Tổng hợp các vectơ theo quy tắc hình bình hành:
o o
p ui U I t t
hay
cos cos 2p UI UI t
- Công suất trung bình: P
cos
P UI
(Với cos
là hệ số công suất)
Cũng là công suất tỏa nhiệt trên R : P
R
= RI
2
- Hệ số công suất: cos
oR
R
o
U
U
U U
= U
C
, U = U
R
I
R
U
P
x
U
O
C
U
L
U
L C
U U
I
O
U
I R UI
R
: công suất tiêu thụ cực đại
Chủ đề 2: Sản xuất – Truyền tải điện năng
I. Máy phát điện:
1. Máy phát điện xoay chiều một pha:
Nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều là dựa trên hiện tượng
cảm ứng điện từ và đều có hai bộ phận chính là phần cảm và phần ứng.
- Giả sử tại t = 0, ta có
, 0
n B
thì từ thông gửi qua mỗi vòng dây là:
1
cos cos
o
BS t t
,
Với
o
là từ thông cực đại qua mỗi vòng dây của mát phát điện.
Suất điện động xoay chiều trong mỗi cuộn dây của máy phát điện là:
o
BS t t
sin
o
e E t
Tần số dòng điện:
f np
,
Với: n là tốc độ quay của rôto, đo bằng vòng/giây.
p là số cặp cực = số nam châm.
2. Máy phát điện xoay chiều ba pha:
Đối với máy phát ba pha, ba cuộn dây phần ứng giống nhau và đặt lệch nhau
120
0
trên một vòng tròn.
Suất điện động trong ba cuộn dây của Stato:
1
2
3
cos
suất điện động xoay chiều có cùng tần số, cùng biên độ nhưng lệch pha nhau
từng đôi một góc
2
3
rad.
Nếu tải giống nhau đều là R thì dòng điện chạy qua các tải là:
1
cos
o
i I t