BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
VŨ CÔNG QUÁT
RÈN LUYỆN KĨ NĂNG GIẢI BÀI TẬP CHO HỌC SINH
TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG “DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU”
VẬT LÍ LỚP 12 BAN CƠ BẢN TRUNG HỌC PHỔ THÔNG
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC
Nghệ An - 2013
f
1
LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành công trình nghiên cứu này, ngoài sự nỗ lực của mình, tôi đã
nhận được rất nhiều sự ủng hộ, động viên và giúp đỡ của người thân, thầy cô và
bạn bè, đồng nghiệp…
Tôi xin trân trọng cảm ơn tới:
- Gia đình, những người thân đã động viên và giúp đỡ tôi về mọi mặt trong
quá trình học tập và nghiên cứu đề tài.
- Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS.TS NGUYỄN ĐÌNH THƯỚC.
- Khoa Vật lí và Tổ bộ môn PPGD Vật lí của trường Đại học Vinh.
- Ban giám hiệu, quý thầy cô giáo và các em học sinh trường THPT
TRƯỜNG CHINH, quý thầy cô Tổ Vật lí đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi vừa
học tập vừa nghiên cứu, thực hiện đề tài này.
Với tất cả lòng biết ơn sâu sắc của mình, một lần nữa tôi xin chúc mọi người
Cụm từ
Bài tập
Bài tập vật lí
Bài tập định lượng
Bài tập định tính
Cơ bản
Dạy học Vật lí
Đối chứng
Giáo viên
Học sinh
Kỹ năng
Nhà xuất bản
Phương pháp dạy học
Sách bài tập Vật lí
Sách giáo khoa
Trung học phổ thông
Thực nghiệm
Trắc nghiệm khách quan
TNSP
Thực nghiệm sư phạm
MỤC LỤC
Trang
Phụ lục
f
3
f
4
- Bài tập vật lí là một phương tiện củng cố, ôn tập kiến thức một cách sinh
động có hiệu quả
Khi giải các bài tập đòi hỏi HS phải ghi nhớ lại các công thức, định luật, kiến
thức đã học, có khi đòi hỏi phải vận dụng một cách tổng hợp các kiến thức đã học
trong cả một chương, một phần hoặc giữa các phần nhờ đó HS sẽ hiểu rõ hơn, ghi
nhớ vững chắc các kiến thức đã học.
- Bài tập vật lí là một phương tiện ôn luyện kĩ năng, kĩ xảo vận dụng lý thuyết
vào thực tiễn, rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức khái quát
Có thể xây dựng rất nhiều bài tập có nội dung thực tiễn. Khi giải các bài tập đó
không chỉ làm cho học sinh nắm vững hơn các kiến thức đã học, mà còn tập cho
học sinh quen với việc liên hệ lí thuyết với thực tế vận dụng kiến thức đã học giải
quyết những vấn đề đặt ra trong cuộc sống như giải thích các hiện tượng cụ thể
của thực tiễn, dự đoán các hiện tượng có thể xẩy ra trong thực tiễn ở những điều
kiện cho trước.
- Bài tập là một phương tiện (công cụ) có tầm quan trọng đặc biệt trong việc
rèn luyện tư duy, bồi dưỡng phương pháp nghiên cứu khoa học cho học sinh
Giải bài tập vật lí là hình thức làm việc tự lực căn bản của HS. Trong khi giải
bài tập HS phải phân tích các điều kiện của đề bài, tự xây dựng những lập luận,
phải huy động các thao tác tư duy để xây dựng những lập luận, thực hiện việc tính
toán, có khi phải tiến hành thí nghiệm, thực hiện các phép đo, xác định sự phụ
thuộc hàm số giữa các đại lượng, kiểm tra các kết luận của mình (đánh giá kết quả
giải quyết). Trong những điều kiện đó tư duy lôgic, tư duy sáng tạo của HS được
phát triển năng lực giải quyết vấn đề và năng lực làm việc độc lập của HS được
nâng cao.
- Thông qua giải bài tập có thể rèn luyện cho HS những đức tính tốt và tác
phong làm việc khoa học
cho giả thiết, theo mức độ khó của nhận thức.
- Phân loại theo nội dung
Các bài tập được sắp xếp theo các đề tài của tài liệu vật lí. Người ta phân biệt
các bài tập về cơ học, về vật lí phân tử, về điện học, v.v… Sự phân chia như vậy
có tính chất qui ước. Bởi vì kiến thức sử dụng trong giả thiết của một bài tập
thường không lấy từ một chương, một phần mà có thể tích hợp nhiều kiến thức các
phần khác nhau của giáo trình vật lí.
Người ta còn phân biệt các bài tập nội dung trừu tượng, bài tập nội dung cụ thể.
Ví dụ về một bài tập có nội dung trừu tượng: Phải dùng một lực như thế nào để có
f
6
thể kéo một vật có khối lượng là m trên mặt phẳng nghiêng có chiều dài là l và
chiều cao là h, bỏ qua lực ma sát. Áp lực do vật tác dụng lên mặt phẳng nghiêng là
lực nào?
Nếu trong bài tập nói rõ mặt phẳng nghiêng dùng ở đây là mặt phẳng như thế
nào, vật kéo lên là cái gì, nó được kéo lên như thế nào, . . .đó là một bài tập cụ thể.
Nét nổi bật của những bài tập trừu tượng là bản chất vật lí nêu bật lên, nó được
tách ra và không lẫn lộn với các chi tiết không bản chất. Ưu điểm của bài tập cụ
thể là tính trực quan cao, gắn với thực tế.
Các bài tập mà nội dung chứa đựng những thông tin về kĩ thuật, về sản xuất
công nông-nghiệp, về giao thông,... được gọi là những bài tập có nội dung kĩ thuật
tổng hợp.
Bài tập có nội dung lịch sử, đó là những bài tập chứa đựng những kiến thức có
đặc điểm lịch sử: những dữ liệu và các thí nghiệm vật lí cổ điển, về những phát
minh sáng chế hoặc những câu chuyện có tính chất lịch sử.
Bài tập vật lí vui cũng được sử dụng rộng rãi. Nét nổi bật trong nội dung loại
cơ sở HS biết phân tích nội dung vật lí của một bài tập nói chung và bài tập tính
toán nói riêng.
Bài tập định tính được sử dụng ưu tiên hàng đầu sau khi học xong lí thuyết, trong
khi luyện tập, ôn tập vật lí.
Có 3 mức độ về bài tập định tính:
Loại bài tập định tính đơn giản là loại bài tập HS chỉ cần áp dụng một định luật,
một qui tắc hay một phép suy luận lôgic là giải được.
Loại bài tập định tính tổng hợp là loại bài tập định tính khi giải HS phải áp
dụng một chuỗi các suy luận lôgic dựa trên cơ sở các định luật, quy tắc mới có thể
giải được.
Loại bài tập định tính sáng tạo là loại bài tập định tính giải nó đòi hỏi các suy
luận lôgic mới, không theo khuôn mẫu quen thuộc mới có thể tìm ra phương án
giải quyết bài tập.
Bài tập định tính thường có hai dạng: Bài tập giải thích hiện tượng và bài tập dự
đoán hiện tượng.
+ Bài tập tính toán
Bài tập tính toán là những bài tập muốn giải chúng, ta phải thực hiện một loạt
phép tính và kết quả thu được là đáp số định lượng, tìm giá trị một số đại lượng vật
lí. Bài tập tính toán có thể chia làm hai loại:
8
f
Bài tập tính toán tập dượt là những bài tập cơ bản, đơn giản, trong đó chỉ đề cập
đến một hiện tượng, một định luật và sử dụng một vài phép toán đơn giản. Nó có
tác dụng củng cố kiến thức cơ bản vừa học, giúp HS hiểu rõ ý nghĩa định luật và
công thức biểu diễn, sử dụng các đơn vị vật lí tương ứng và có thói quen cần thiết
để giải bài tập phức tạp.
Bài tập tính toán tổng hợp là loại bài tập muốn giải nó thì phải vận dụng nhiều
thác lại có ý nghĩa to lớn trong việc phát triển tư duy sáng tạo của HS. Ka - pi - xa
đã từng nói: "Thiết bị dạy học càng đơn giản càng có tác dụng trong việc phát huy
năng lực sáng tạo của người học".
+ Bài tập đồ thị
Bài tập đồ thị là những bài tập trong đó đối tượng nghiên cứu là những đồ thị
biểu diễn sự phụ thuộc giữa các đại lượng vật lí. Nó đòi hỏi HS phải biểu diễn quá
trình diễn biến của các hiện tượng nêu trong bài tập bằng các đồ thị.
Đồ thị là một hình thức biểu đạt mối quan hệ giữa các đại lượng vật lí, tương
đương với cách biểu đạt bằng lời hay công thức. Nhiều khi nhờ vẽ được đồ thị
chính xác, đồ thị biểu diễn số liệu thực nghiệm mà ta có thể tìm được định luật vật
lí mới (đồ thị là một dạng mô hình sử dụng nghiên cứu vật lí vào trong dạy học vật
lí). Bởi vậy, các bài tập sử dụng đồ thị hoặc xây dựng đồ thị có vị trí quan trọng
trong dạy học vật lí.
Các bài tập đồ thị thường có 2 dạng
Dạng 1. Giả thiết cho đồ thị, đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc giữa các đại lượng, thì
phải "Đọc đồ thị" đòi hỏi phải thông hiểu đồ thị đó, phân tích đặc điểm của sự phụ
thuộc trên từng phần của nó. Nếu sử dụng tỉ xích phải làm sao để có thể xác định
được đại lượng cần tìm theo đồ thị (giá trị trên trục tung, trục hoành, diện tích giới
hạn bởi các tọa độ tương ứng với đồ thị, v.v. . .)
Dạng 2. Từ thông tin giả thiết của bài toán cần phải vẽ đồ thị để giải bài tập. Nếu
không cho đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc giữa các đại lượng thì phải vẽ đồ thị theo
giả thiết của bài tập hoặc theo các giá trị lấy từ các bảng riêng. Muốn vậy, cho HS
vẽ các trục tọa độ, chọn tỉ xích nhất định cho chúng, lập các bảng và sau đó chấm
vào mặt phẳng giới hạn bởi các trục tọa độ các điểm có hoành độ và tung độ tương
ứng, nối các điểm đó lại với nhau ta có đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc các đại lượng
vật lí và sau đó khảo sát như trong dạng 1.
10
f
f
11
Các bài toán nghịch lí và ngụy biện về vật lí là những bài toán loại đặc biệt mà
phương pháp giải chung nhất là phân tích và tìm ra nguyên nhân của sự hiểu sai
các khái niệm, định luật và lí thuyết vật lí.
Giải các bài tập loại này, công việc đầu tiên phải làm bao giờ cũng là nghiên
cứu lại chính khái niệm, định luật và lí thuyết vật lí mà bài toán đề cập đến.
Nghiên cứu để hiểu thật chính xác nội dung của khái niệm hoặc định luật: nó diễn
tả mối quan hệ như thế nào, giữa những đại lượng nào trong khái niệm hoặc định
luật; điều kiện nào để xẩy ra mối quan hệ đó . . . ?
Sau khi đã đối chiếu đúng nội dung và phạm vi vận dụng của tri thức vật lí
tương ứng với nghịch lí và ngụy biện đề cập trong bài toán, ta sẽ bước sang giai
đoạn đi tìm nguyên nhân của kết luận trái ngược hoặc sai khác giữa điều khẳng
định trong bài toán với điều đáng lí phải xảy ra theo đúng như kết luận do tri thức
hiểu đúng đem lại. Nói cách khác, ta phải đi tìm lí do hiểu sai về khái niệm, định
luật vật lí hoặc phạm vi, điều kiện của bài toán đối với việc vận dụng khái niệm và
định luật vật lí.
Có khi ngụy biện xuất phát từ sự cố ý đánh tráo khái niệm, cố ý sử dụng sai
định luật, có khi cố ý cho những hằng số vật lí không phù hợp, thậm chí cố ý phạm
sai sót trong tính toán . . . Chính vì vậy, ta cần phải thận trọng dò xét cẩn thận,
cảnh giác với các kiểu ngụy biện để tìm ra cái sai. Tìm ra cái sai lầm của người
khác (qua bài tập nghịch lí và ngụy biện) cũng chính là đã học tập tích cực.
Do nguyên nhân của những sai lầm tiềm ẩn trong các nghịch lí và ngụy biện
luôn đa dạng cho nên các bài tập loại này bao giờ cũng có nhiều yếu tố mới, bất
ngờ, dễ kích thích sự tò mò, tìm hiểu của người giải. Các bài toán ngụy biện có tác
dụng tích cực rèn luyện năng lực tự đánh giá và kiểm tra mức lĩnh hội tri thức vật
lí, còn các bài tập nghịch lí có giá trị lớn phát triển sự khám phá, tìm tòi tri thức.
Hoạt động giải bài tập nghịch lí và ngụy biện có tác dung lớn trong việc bồi
Loại Câu hỏi có nhiều câu trả lời để lựa chọn (MCQ):
Loại bài tập này gồm có một câu dẫn (hay câu hỏi), đi với nhiều câu trả lời để HS
lựa chọn khi làm bài.
- Phân loại bài tập theo mức độ nhận thức
Ta có thể chia bài tập vật lí làm hai loại: Bài tập luyện tập (ôn tập kiến thức, rèn
luyện các KN) và loại bài tập sáng tạo về vật lí.
f
13
Nhìn từ góc độ lý luận và phương pháp dạy học thì việc phân loại bài tập vật lí
còn nhiều quan điểm khác nhau, cách phân loại ở trên cũng chỉ có tính tương đối.
1.2. Giải bài tập vật lí
1.2.1. Chiến lược giải bài tập vật lí
Trong xu thế dạy học vật lí hiện nay, người ta coi trọng việc dạy cho HS chiến
lược giải toán (Problem - Solving Strategies). Nó không chỉ hữu ích giải bài toán
giáo khoa, mà còn cần thiết hình thành cho HS một phong cách khoa học tiếp cận
bài toán vật lí, điều vô cùng quan trọng đối với hoạt động tương lai của họ.
Theo các tác giả Paul Zitzewitz và Robert Neff thì chiến lược tổng quát giải
toán vật lí có 6 bước sau:
Bước l. Diễn đạt thành lời bài toán
Diễn đạt tóm tắt thông tin của bài toán và tự tin giải được bài toán đó.
Bước 2. Định rõ tính chất của bài toán
Phân tích thông tin, xác định cái gì đã biết, cái gì cần biết để giải bài toán.
Bước 3. Khám phá
Phải động não tìm các chiến lược tổ chức thông tin đã cho và tìm cho được cái
cần biết. Khám phá trong giải toán có nghĩa HS học cách đối chiếu các thông tin
đã cho (dữ kiện) với các thông tin yêu cầu phải tìm (đáp số) để đạt được lời giải
của bài toán. Đó cũng là quá trình HS phải đi đến những thông tin mới có giá trị
gợi mở cho mình phương hướng tìm tòi khai thác những dự kiện cần thiết, tìm ra
Giai đoạn này quyết định lựa chọn một chiến lược hoặc một nhóm chiến lược
và lập các bước hoặc các bước phụ cho chiến lược đã chọn (kế hoạch hành động
dự kiến giải bài toán).
Bước 5. Thực thi kế hoạch
Bước này trong giải toán vật lí cũng là bước quan trọng về chất lượng của việc
giải toán. Chẳng hạn, với những bài tập vật lí tính toán thì cần tập cho HS thói
quen giải trên những biểu thức bằng chữ, chỉ đến kết quả cuối cùng mới thay các
giá trị bằng số để tính, đưa đến đáp số. Theo cách này, HS dễ dàng kiểm tra cách
thức vận dụng kiến thức, phát hiện được sai lầm trong việc thực thi kế hoạch giải.
HS cần rèn luyện KN tính toán cụ thể, chính xác bao gồm KN ước lượng các kết
quả các phép tính và phương pháp tính toán gần đúng. Với kế hoạch giải bài tập đồ
thị, bài tập thí nghiệm, . . . thì KN thực nghiệm, thực hành có vai trò quan trọng để
thực thi kế hoạch.
f
15
Bước 6. Đánh giá việc giải toán
Bước này HS phải khẳng định điều đã làm được, khẳng định đã giải xong bài
toán và nêu lên được tại sao giải được bài toán hoặc tại sao không giải được. Bài
toán trong điều kiện, môi trường khác, hệ qui chiếu khác sẽ thế nào? (biện luận về
bài toán).
Trong các tài liệu về lý luận phương pháp dạy học giải bài tập vật lí ở nước ta,
từ trung học cơ sở học sinh đã được làm quen phương pháp giải bài tập theo quy
trình bốn bước:
Bước 1. Tìm hiểu đầu bài.
Bước 2. Xác lập các mối liên hệ giữa các dữ liệu xuất phát và cái cần tìm.
Bước 3. Rút ra các kết quả cần tìm.
Bước 4. Kiểm tra xác nhận kết quả, nhận xét lời giải, tìm lời giải khác nếu có.
dẫn
Phương
pháp
hướng
dẫn giải
bài tập
cụ thể
Sau đây chúng ta sẽ đề cập đến các kiểu hướng dẫn KN giải BTVL theo các
mục đích sư phạm khác nhau.
Mức độ 1. Hướng dẫn theo mẫu (Hướng dẫn angôrit)
là sự hướng dẫn chỉ rõ cho HS những hành động cụ thể cần thực hiện và trình
tự thực hiện các hành động đó để đạt được kết quả mong muốn. Những hành động
này được coi là những hành động sơ cấp HS phải hiểu một cách đơn giá, HS đã
nắm vững, nếu thực hiện theo các bước đã qui định theo con đường đó HS sẽ giải
được bài tập đã cho.
Kiểu định hướng theo mẫu đòi hỏi GV phải phân tích một cách khoa học việc
giải toán, xây dựng hệ thống câu hỏi định hướng để xây dựng angôrit giải bài tập.
Kiểu hướng dẫn theo mẫu nhằm luyện tập cho HS kĩ năng giải một loại bài tập
nào đó. Khi xây dựng các angôrit giải cho từng loại bài tập cơ bản, điển hình nào
đó (ví dụ bài tập động học, động lực học,…) thông qua việc giải toán HS nắm
được các angôrit giải cho từng loại bài tập.
Mức độ 2. Hướng dẫn tìm tòi
Là kiểu hướng dẫn mang tính chất gợi ý cho HS suy nghĩ tìm tòi phát hiện
cách giải quyết, không phải là GV chỉ dẫn cho HS hành động theo mẫu đã có mà
GV gợi mở để HS tự tìm cách giải quyết, HS tự xác định các hành động cần thực
hiện để đạt kết quả. Kiểu định hướng này đảm bảo yêu cầu phát triển tư duy của
HS, tạo điều kiện để HS tự lực tìm tòi cách giải quyết.
Khó khăn của kiểu định hướng tìm tòi chính là ở chỗ hướng dẫn của GV phải
Kĩ năng được xác định bởi các kiến thức, kĩ xảo, thói quen và năng lực.
Đối với môn học vật lí:
- Kiến thức bao gồm các khái niệm, các định luật, các quy tắc các nguyên lí
của lí thuyết vật lí và các phương pháp nhận thức vật lí.
- Các kĩ xảo được hiểu là các thành phần đã tự động hóa của hoạt động trí tuệ
và thực tiễn của HS, trong quá trình luyện tập (có được kĩ xảo đòi hỏi rèn luyện kĩ
f
18
năng thường xuyên, nhiều lần trong một thời gian nhất định).
Ý nghĩa của các kĩ xảo đối với việc rèn luyện kĩ năng là ở chỗ trên cơ sở các
kĩ xảo đã phát triển không cần tập chú ý vào tất cả các thành phần của hành động.
Đối với vật lí thì chủ yếu là những kĩ xảo thực nghiệm và kĩ xảo áp dụng các
phương pháp toán học và các phương tiện phụ trợ.
- Thói quen, cũng như kĩ xảo là những thành phần đã tự động hóa của hoạt
động. Phần lớn các thói quen được rèn luyện cho học sinh trong quá trình dạy học
vật lí, bao gồm cả cách thức cũng như trình tự thực hiện hành động. Trong việc
giải các bài tập vật lí, cần có các thói quen như:
+ Cân nhắc các điều kiện đã cho;
+ Phân tích nội dung bài toán vật lí;
+ Biểu diễn tình huống vật lí bằng hình vẽ;
+ Chuyển tất cả các đơn vị đo về một hệ thống đơn vị của các đại lượng vật lí;
+ Lập các phương trình mà từ đó có thể tìm được các đại lượng cần tìm;
+ Kiểm tra việc giải bài tập theo các đơn vị đo;
+ Sử dụng bảng số, máy tính;
+ Chú ý đến độ chính xác của các đại lượng cần tìm, ...
Có thể định nghĩa kĩ năng giải bài tập vật lí là:
Kĩ năng giải bài tập vật lí là khả năng của học sinh thực hiện thuần thục một
hoặc một chuỗi hành động vận dụng các kiến thức vật lí (các khái niệm, các định
Z =
(R + r ) 2 + ( Z L − Z C ) 2
hàm chứa biến số. Ta tìm giá trị của biến số để hàm ở mẫu số đạt cực trị.
+ Tìm C hoặc L hoặc ω để dòng điện cực đại (công suất của mạch cực đại) =>
1
mạch cộng hưởng (ω2= L.C ).
+ Tìm L để điện áp ở hai đầu cuộn thuần cảm cực đại, hoặc tìm C để điện áp ở hai
đầu tụ điện cực đại ta tính theo tọa độ đỉnh của hàm số bậc hai ở mẫu số.
+ Tìm L để URL cực đại hoặc tìm C để cho URC cực đại ta khảo sát hàm số ở mẫu số
rồi xét dấu để hàm dưới mẫu số cực tiểu.
+ Tìm f để UC hoặc UL cực đại ta đưa biểu thức ở mẫu số về hàm trùng phương,
giá trị cực tiểu là toạ độ đỉnh của parabol.
+ Tìm giá trị của biến trở R ở đoạn mạch có cuộn dây thuần cảm, để công suất của
mạch cực đại ta dùng bất đẳng thức Côsi.
+ Tìm giá trị của của biến trở R ở đoạn mạch cuộn dây có điện trở thuần, để công suất
của mạch cực đại ta dùng bất đẳng thức Côsi khi r ≤ Z L − Z C ; hoặc dùng đạo hàm
khi: r ≥
Z L − ZC .
- Máy biến áp:
U 1 N1
=
. (với U1, N1; U2, N2 là điện áp và số vòng dây tương ứng
U2 N2
của cuộn sơ cấp và thứ cấp).
+ Công suất cuộn sơ cấp: P1 = U1.I1.Cosϕu1,i.
+ Công suất cuộn thứ cấp: P2 = U2.I2.Cosϕu2,i .
+ Bỏ qua hao phí điện năng trong máy biến áp =>P1 =P2 =>
r điện trở dây tải.
pphát : công suất truyền đi.
Muốn giảm ∆ P phải tăng U (nhờ máy biến áp).
P2' P2 − ∆P
=
+ Hiệu suất tải điện: H =
P2
P2
P2: công suất truyền đi.
P2' : công suất nhận được nơi tiêu thụ.
∆ P: công suất hao phí
- Máy phát điện một pha:
+ Công thức từ thông: φ = N.B.S.Cos(ωt + ϕφ); t = 0, ϕφ là góc giữa véc tơ pháp tuyến
n của mặt phẳng khung dây với véc tơ cảm ứng từ B .
+ Tần số dòng điện: f = n.p; n: tốc độ quay rôto (vòng/giây); p là số cặp cực hoặc f
=
n.P
; n: tốc độ quay rôto (vòng/phút).
60
- Mạch điện xoay chiều ba pha:
+ Mắc hình sao: Ud = 3 .Up; Id = IP
- Khi đọc đề, HS phải phân loại được BT này thuộc dạng BT quen thuộc nào đã
học.
- Khi đã nhận dạng được BT thì vận dụng các angôrít đã biết để giải.
- Trong trường hợp BT không thuộc dạng quen thuộc thì tìm cách để đưa về BT
dạng quen thuộc để giải.
- Khi gặp bài tập tổng hợp chưa giải ngay được, ta phải chia BT này thành các BT
nhỏ, mỗi bài tập nhỏ đó là các bài tập quen thuộc đã biết cách giải.
- GV cần yêu cầu HS giải toán dạng tổng quát bằng chữ sau đó mới thay số ở bước
cuối.
Ví dụ chương “ Dòng điện xoay chiều”, GV cung cấp cho HS các dạng BT cơ
bản và angôrít để giải như sau:
Dạng 1. Tìm đại lượng: C; L; R; P
- Dấu hiệu để nhận biết mạch cộng hưởng: u, i cùng pha; hệ số công suất mạch cực đại;
1
dòng điện cực đại; công suất cực đại ... => ω2= L.C .
- Khi biết số chỉ các dụng cụ đo vôn kế, ampe kế ta dùng các công thức liên quan để
tính: C; L; R ...
- Khi biết số chỉ các vôn kế, dùng định luật ôm cho các đoạn mạch liên quan đến số chỉ
của vôn kế, lập số phương trình bằng số ẩn số rồi giải.
- Khi biết độ lệch pha giữa điện áp các đoạn mạch thành phần ta giải bằng giản đồ
véctơ.
- Trường hợp biết công suất, hệ số công suất, điện áp ở hai đầu mạch chính =>
P
U
I = U.cosϕ ; Z = .
I
u,i
hoặc cosϕu,i =
R
.
Z
+ Thay các đại lượng đã tính vào biểu thức của i, u.
Dạng 3. Tính cực trị trong mạch R, L, C nối tiếp
Dạng 3.1. Khi C; hoặc L; hoặc ω biến thiên, tính công suất cực đại
U 2 .R
- Ta có: P = R 2 + (ω.L − 1 )2 .
ω.C
1
- Để PMax khi mẫu số nhỏ nhất mạch cộng hưởng: ω.L= ω.C => PMax =
U2
R
Dạng 3.2. Khi C biến thiên, tính Uc Max
- Ta có:
UC =
U
1
1
( R 2 + Z L2 ). 2 − 2.Z L .
R
Dạng 3. 4. Khi tần số f biến thiên, tính UC Max và UL Max
- Tính UC Max
+ Ta có: UC =
( L C ).ω
2
2
U
4
+ (R 2 C 2 − 2LC).ω2 + 1
+ Vì mẫu số là tam thức bậc hai để UCMax thì mẫu số nhỏ nhất khi ω =
+ Ta tính được: UC Max =
2LC − R 2 C 2
2L2 C 2
2 L.U
R 4 LC − R 2 C 2
f
24
- Tính UL Max
U
đại lượng cần tìm.
- Dựa vào các công thức trên kết hợp với giản đồ véc tơ phân tích, suy luận để xác định
các phần tử trong hộp đen rồi tính giá trị của các phần tử đó.
- Dấu hiệu nhận biết hộp đen của đoạn mạch điện xoay chiều chứa một hoặc nhiều
phần tử.
Gọi ϕx là độ lệch pha giữa điện áp hai đầu hộp đen và dòng điện trong mạch.
+ Trường hợp hộp đen chứa một phần tử
- Nếu ϕx = -
π
=> hộp đen là C.
2
- Nếu ϕx = 0 => hộp đen là R.
- Nếu ϕx =
π
=> hộp đen là L.
2
+ Trường hợp hộp đen chứa hai phần tử
f
25