Phân loại các bài tập về dòng điện xoay chiều trong mạch điện r, l, c nối tiếp

Phân loại các bài tập về dòng điện xoay chiều trong mạch điện r, l, c nối tiếp

I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI.

Thứ nhất: Bài toán điện xoay chiều là một trong những bài toán trọng tâm , cơ bản của chương trình vật lý khối 12, nó chiếm một phần lớn trong các đề thi tốt

nghiệp THPT cũng như các đề thi đại học &cao đẳng.

Thứ hai: Giúp học sinh phân loại được các dạng toán điện xoay chiều R,L,C nối tiếp, hiểu được đặc trưng riêng của từng dạng, hệ thống hóa được kiến thức đã học. để từ đó tạo điều kiện thuận lợi hơn trong việc học tập, ôn thi tốt nghiệp, đại học & cao đẳng ở phần điện xoay chiều . Đó là hai lý do chính để tôi thực hiện đề tài này.

 

doc 47 trang Người đăng quocviet Lượt xem 2683Lượt tải 1 Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Phân loại các bài tập về dòng điện xoay chiều trong mạch điện r, l, c nối tiếp", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
PHÂN LOẠI CÁC BÀI TẬP VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU TRONG MẠCH ĐIỆN R, L, C NỐI TIẾP
I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI.
Thứ nhất: Bài toán điện xoay chiều là một trong những bài toán trọng tâm , cơ bản của chương trình vật lý khối 12, nó chiếm một phần lớn trong các đề thi tốt
nghiệp THPT cũng như các đề thi đại học &cao đẳng.
Thứ hai: Giúp học sinh phân loại được các dạng toán điện xoay chiều R,L,C nối tiếp, hiểu được đặc trưng riêng của từng dạng, hệ thống hóa được kiến thức đã học... để từ đó tạo điều kiện thuận lợi hơn trong việc học tập, ôn thi tốt nghiệp, đại học & cao đẳng ở phần điện xoay chiều . Đó là hai lý do chính để tôi thực hiện đề tài này.
II. NHỮNG THUẬN LỢI VÀ KHÓ KHĂN KHI THỰC HIỆN ĐỀ TÀI.
	Trong quá trình công tác giảng dạy thực tế ở trường phổ thông tôi nhận thấy có một số thuận lợi và khó khăn như sau:
Thuận lợi.
Thứ nhất: Bộ môn Vật lý là 1 trong 6 môn thường thi tốt nghiệp THPT và là 1 trong 3 môn thi tuyển sinh Đại học – Khối A nên rất nhiều học sinh yêu thích và cố gắng học tập.
Thứ hai: Được sự quan tâm giúp đỡ tận tình của đồng nghiệp và có nhiều nguồn tài liệu quý báu về phần điện xoay chiều nên tôi đã đúc kết và rút ra được nhiều kinh nghiệm quý báu trong dạng dạy.
Thứ ba: Bản thân đã có kinh nghiệm 6 năm giảng dạy chương trình 12 nên đã có thời gian vận dụng thực tế đề tài vào giảng dạy và kết quả là: đa phần học sinh nắm được bài và đạt kết quả cao trong việc ôn thi tốt nghiệp và đại học, cao đẳng. 
khó khăn. 
Thứ nhất: Trong quá trình thực hiện đề tài (nhất là học sinh trường bán công nơi bản thân công tác) tôi thấy một bộ phận không nhỏ học sinh còn yếu, lười học, không thể tự mình hệ thống được kiến thức trọng tâm của chương trình và phân loại được các dạng toán đặc trưng.
Thứ hai: Ngoài kiến thức vật lý ra thì kiến thức toán học của các em còn nhiều hạn chế nên việc tính toán, biến đổi công thức còn gặp nhiều khó khăn.
Thứ ba: Về bản thân người thực hiện đề tài mặc dù đã rất cố gắng nghiên cứu, học hỏi đồng nghiệp nhưng kiến thức bài toán điện xoay chiều ‘rất rộng” và việc phân dạng các bài tập về dòng điện xoay chiều chỉ mang tính tương đối chủ quan của người viết đề tài nên chắc chắn còn nhiều hạn chế.
III. NỘI DUNG ĐỀ TÀI.
CƠ SỞ LÝ THUYẾT.
Đối với mạch chỉ có R; hoặc L; hoặc C .
 Mạch 
Các vectơ Fre-nen và
Định luật Ôm
R
u , i cùng pha 
I = 
 u trễ pha so với i 
C
 O 
I =; ZC = 
L
u sớm pha so với i 
 O 
I = ; ZL = 
b. Đối với mạch R, L, C mắc nối tiếp.
 Mạch 
Các vectơ Fre-nen và
Định luật Ôm
A
B
M
N
R
L
C
 u lệch pha sovới i 
 tg = 
- Neáu j > 0 thì u nhanh pha j so với i.
- Neáu j < 0 thì u chậm pha j so với i.
- Neáu j = 0 thì u, i cuøng pha.
 ZL < ZC 
L 
 j R 
LC 
C
 ZL >ZC 
L
LC 
 j 
 C R 
I = 
Z = 
PHÂN LOẠI CÁC BÀI TẬP VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU TRONG MẠCH ĐIỆN RLC NỐI TIẾP.
Dạng bài tập 1: Trong mạch điện xoay chiều R,L,C nối tiếp, cho R thay đổi còn các đại lượng khác là L, C, w, U không đổi.
Trong các bài tập về mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp; với các đại lượng R, L, C, w và U ta thấy thông thường R, L, C, w thay đổi. Tìm các đại lượng còn lại theo biến số. Từ đây ta phân được một số dạng bài tập thường gặp sau.
Nhận xét: 
 Trong dạng bài tập này có 3 đặc trưng riêng thường gặp đó là.
Khi R thay đổi và R = ÷ZL - ZC÷ thì công suất tiêu thụ điện trong mạch điện xoay chiều đạt giá trị cực đại và giá trị đó bằng: .
Khi R thay đổi thì với cùng một công suất P <Pmax sẽ có 2 giá trị của R và tương ứng có 2 giá trị I và j.
Khi R thay đổi để hiệu điện thế hiệu dụng hai đầu R lớn nhất thì R phải rất lớn so với ÷ZL - ZC÷ nên lúc này URmax = U. Vậy hiệu điện thế hai đầu điện trở R không thể lớn hơn hiệu điện thế hai đầu mạch điện RLC.
Ví dụ 1: Cho mạch điện RLC nối tiếp cuộn dây thuần cảm ; tụ điện ; điện trở thuần R thay đổi được. Đặt vào hai đầu mạch điện một hiệu điện thế xoay chiều (V ). Xác định R để công suất mạch đạt giá trị cực đại. Tìm công suất này.
Giải
Ta có: ZL = wL = 100p. = 40W.
	ZC = W.
	P = I2R = 
Chia tử và mẫu cho R ta được: 	P = .
Nhận thấy vì U không đổi nên để Pmax thì mẫu số phải nhỏ nhất.
Áp dụng Bất đẳng thức Cosi cho mẫu số ta có: = 2÷ ZL - ZC÷
Vậy Pmax = = = 166,7W.
Dầu “=” xẩy ra khi => R = ÷ZL - ZC÷ = 60W
Ví dụ 2: Cho mạch điện RLC nối tiếp có R thay đổi được; hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch là u = 150Ö2cos100pt(V); L = ; mạch tiêu thụ công suất P = 90W. Viết biểu thức cường độ dòng điện trong mạch.
Giải
Công suất tiêu thụ điện của mạch là:
 P = I2R = 
PR2 – U2R+P(ZL - ZC)2 = 0 
Thay số với ZL = wL = 100p. = 200W.
	ZC = W.
90R2 – 1502R+ 90.1202 = 0
Giải phương trình này ta được kết quả: R1 = 90W; R2 = 160W.
Với R1 = 90W ta suy ra:
I1 = ; tgj1 = 	 = => j1 = 0,92
i1 = Ö2cos(100pt-0,92)(A). 
Với R2 = 160W ta suy ra:
I2 = ; tgj2 = = 0,75 => j = 0,64
i2 = 0,75Ö2cos(100pt-0,64)(A). 
Ví dụ 3: Cho mạch điện RLC nối tiếp có R thay đổi được; hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch là u = 100Ö2cos100pt(V); cuộn dây thuần cảm L = ; tụ điện . Tìm giá trị lớn nhất của hiệu điện thế hiệu dụng hai đầu điện trở R. 
Giải
Hiệu điện thế hiệu dụng hai đầu điện trở R là:
 UR = I.R = 
Chia tử và mẫu cho R ta được:
 UR = 
Vì tử số không đổi nên để UR cực đại thì mẫu số nhỏ nhất nên R -->¥.
URmax = U = 100V.
Ghi nhớ: Để giải nhanh bài tập loại này giáo viên nên lưu ý cho học sinh cần nhớ các đặc trưng của dạng toán này để từ đó có thể giải “tắt” mới cho kết quả cao . 
Ví dụ 4 (một câu trong đề thi TSĐH 2007): Đặt hiệu điện thế u = U0sinωt (U0 và ω không đổi) vào hai đầu đoạn mạch RLC không phân nhánh. Biết độ tự cảm và điện dung được giữ không đổi. Điều chỉnh trị số điện trở R để công suất tiêu thụ của đoạn mạch đạt cực đại. Khi đó hệ số công suất của đoạn mạch bằng 
A. 0,5. 	B. 0,85. 	
C.Ö2/2. 	D. 1. 
Giải: 
Điều kiện của R để hệ số công suất mạch đạt giá trị cực đại là:
R = ÷ ZL - ZC÷ (1)
Hệ số công suất của mạch:
Cosj = (2)
Từ (1) và (2) ta suy ra: cosj = 
Vậy đáp án C đúng.
Ví dụ 5: (câu 3.18 sách hướng dẫn ôn tập thi tốt nghiệp trung học phổ thông năm học 07-08 của Bộ giáo dục và đào tạo):
 Cho mạch điện RLC nối tiếp trong đó L = 159mH, C = 15,9µF, R thay đổi được. hiệu điện thế hai đầu mạch điện là u = 120Ö2sin(100pt)V. Khi R thay đổi thì giá trị cực đại của công suất tiêu thụ của đoạn mạch là:
	A. 240W	B. 96W
	C. 48W	D. 192W
Giải
Điều kiện của R để hệ số công suất mạch đạt giá trị cực đại là:
R = ÷ ZL - ZC÷ = 150W
Vì ZL = wL = 100p. 0,159 = 50W.
	ZC = W.
Công suất cực đại:
Dạng bài tập 2: Trong mạch điện xoay chiều R,L,C nối tiếp, cho L thay đổi còn các đại lượng khác R, C, U, w không đổi.
 = =48W
Vậy đáp án C đúng.
Nhận xét: Trong dạng bài tập này có 2 đặc trưng riêng thường gặp đó là.
Khi L thay đổi nếu w2LC = 1 thì trong mạch xẩy ra cổng hưởng điện. 
O
Imax = , i cùng pha với u.
u cùng pha uR và vuông pha với uL ; uC.
URmax = U; UCmax = UL = nếu đặt n = thì UCmax = UL = nU. Vậy ta có thể tạo ra được hai đầu cuộn dây và tụ điện một hiệu điện thế lớn gấp n lần so với hiệu điện thế của nguồn (với n = ).
- Khi L thay đổi nếu: thì ULmax = 
A
B
c
R
L
Ví dụ 1: Cho mạch điện RLC nối tiếp, điện trở thuần R = 50W; cuộn cảm thuần có độ tự cảm L thay đổi được; tụ điện C = . Hiệu điện thế hai đầu mạch điện có giá trị hiệu dụng U = 200V. Tìm L để công suất tiêu thụ trên mạch đạt giá trị lớn nhất.
Giải
Công suất điện của mạch là: P =I2R vì R không đổi nên Pmax thì Imax nên
trong mạch có cộng hưởng điện xẩy ra.
w2LC = 1
L = 
A
B
R
L
C
Ví dụ 2: Cho mạch điện như hình vẽ. trong đó cuộn dây thuần cảm trong đó L thay đổi được ; điện trở thuần R = 60W. Tụ điện C = 10-3/8pF. Vôn kế có điện trở rất lớn. Đặt vào hai đầu mạch điện hiệu điện thế u = 180Ö2 Cos(100pt-p/4) (V). Khi thay đổi độ tự cảm L ta thấy có một giá trị của L thì hiệu điện thế hiệu dụng hai đầu cuộn cảm đạt giá trị cực đại. hãy tính
a. giá trị của độ tự cảm L.
b. giá trị ULmax.
Giải
a. Tìm L:
 Ta có: UL = I.ZL = = 
 Chia hai vế cho ZL ta được: 
UL = 
Khi biến đổi công thức dưới mẫu số ta được:
= với y có dạng y = ax2 +bx + c.
Trong đó: a =; b = -2ZC; c = 1; x = 
Mặt khác vì tử số U không đổi nên để UL đạt giá trị lớn nhất thì mẫu số phải đạt giá trị nhỏ nhất nên biểu thức trong căn là y phải min.
Theo kiến thức về tam thức bậc hai thì f(x) = ax2 + bx + c (với a>0) thì f(x)min khi x = ; còn f(x)min = 
 Từ đó để ULmax thì: hay 
 Thế số với ZC = = 80W; R = 60W ta được kết quả 
ZL = =125W => L = = (H).
b. Tìm ULmax
Vì ymin = = nên ULmax = 
Thế số ta được kết quả:
ULmax = = 300V 
Ghi nhớ: Để giải nhanh bài tập loại này giáo viên nên lưu ý cho học sinh cần nhớ các đặc trưng riêng của dạng toán này để từ đó có thể giải “tắt” mới cho kết quả cao.
Ví dụ 3: (câu 3.38 sách hướng dẫn ôn thi tốt nghiệp môn vật lý năm 2007-2008- nhà xuất bản giáo dục).
A
B
R
L
C
Cho mạch điện xoay chiều như hình vẽ, trong đó R = 100W, C = , L là cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L thay đổi được. Khi hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu cuộn cảm đạt giá trị cực đại thì cảm kháng của cuộn dây có giá trị
A. 125W	B. 250W
C. 300W	D. 200W
Giải
Để ULmax thì 
Thế số với R = 100W; ZC = = 200W ta được kết quả
ZL = 250W vậy chọn đáp án B
Ví dụ 4: (câu 3.40 sách hướng dẫn ôn thi tốt nghiệp môn vật lý năm 2007-2008- nhà xuất bản giáo dục).
Cho mạch điện xoay chiều như hình vẽ, cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L thay đổi được. Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện hiệu điện thế : 
A
B
R
L
C
uAB = UÖ2sin(120pt)(V), trong đó U là hiệu điện thế hiệu dụng , R = 30Ö2W, tụ điện có điện dung 22,1µF. Điều chỉnh L hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện qua mạch cùng pha thì độ tự cảm L có giá trị là:
A. 0,637H	B. 0,318H
C. 31,8H	D. 63,7H
Giải
Vì u, i cùng pha nên trong mạch có cộng hưởng điện .
ZL = ZC hay w2LC = 1
Dạng bài tập 3: Trong mạch điện xoay chiều R,L,C nối tiếp, cho C thay đổi còn các đại lượng khác R, L, U, w không đổi.
L = 
Đáp án B đúng.
Nhận xét: Dạng bài tập này có 2 đặc trưng riêng thường gặp đó là.
Khi C thay đổi nếu xẩy ra trường hợp w2LC = 1 thì trong mạch xẩy ra cộng hưởng điện lúc đó:
Imax = , i cùng pha với u tức j =0.
u cùng pha uR và vuông pha với uL và uC.
URmax = U; UC = ULmax = nếu đặt n = thì UC = ULmax = nU. Vậy ta có thể tạo ra được hai đầu cuộn dây và tụ điện một hiệu điện thế lớn gấp n lần so với hiệu điện thế của nguồn (với n = cho trước).
Khi C thay đổi nếu: thì UCmax = .
Ví dụ 1:Cho mạch điện RLC có C thay đổi được
Định C để I, P cực đại tính UL, UC lúc đó.
A
B
R
L
C
Định C để UCmax. Tính Ucmax.
Giải
a. * Định C để Imax:
I = 
Khi ZL = ZC => C = thì Imax = 
Lúc này trong mạch xảy ra cộng hưởng điện.
* Định C để Pmax:
P = I2R vì R không đổi nên Pmax khi Imax mà Imax = .
Vậy khi C = thì Pmax = .
* Định UL, UC lúc cộng hưởng điện.
Vì ZL = ZC => UC = UL = Imax.ZC = Imax.ZL
Vậy UC = UL = 
b. Định C để UCmax:
 Ta có Uc = I.ZC = = 
Chia hai vế cho Zc ta được
Uc = 
biến đổi công thức dưới mẫu số ta được:
= 
Trong đó y = ax2 + bx+c với a =; b = -2ZL; c = 1; x = .
Mặt khác vì tử số ... ho mạch điện xoay chiều như hình vẽ. Biết uAB = 200cos100pt(V); tụ điện có ZC = 150W ; cuộn cảm thuần có ZL = 220W ; hộp kín X là một đoạn mạch gồm 2 trong 3 phần tử (R0, L0, C0) mắc nối tiếp; hệ số công suất của mạch là cosj = 1. Các phần tử trong hộp kín X là:
A. điện trở R0 và tụ điện C0.	B. điện trở R0 và cuộn cảm L0.
C. cuộn cảm L0 và tụ điện C0.	D. tất cả đều đúng.
A
B
c
X
L
Giải
- Theo đề cosj = 1 nên phải có điều kiện ZLmạch = ZCmạch (1)
- Mặt khác vì bên ngoài hộp kín X đề cho ZL> ZC nên để phương trình (1) thỏa mãn thì hộp X phải chứa R0 và C0.
Đáp án A đúng
Ví dụ 2( Câu 4.2 trong đề TSĐH&CĐ 2004):
Cho đoạn mạch điện AB gồm hộp kín X chỉ chứa một phần tử (cuộn dây thuần cảm hoặc tụ điện ) và biến trở R như hình vẽ.
X
R
A
B
	Đặt vào hai đầu A, B một hiệu điện thế xoay chiều ổn định có giá trị hiệu dụng 200V và tần số 50Hz. Thay đổi giá trị của biến trở R để công suất tiêu thụ trên đoạn mạch AB cực đại. Khi đó cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch bằng Ö2A. Biết cường độ dòng điện sớm pha hơn hiệu điện thế hai đầu mạch điện AB. Hỏi hộp X chứa tụ hay cuộn cảm? Tính điện dung của tụ điện hoặc độ tự cảm của cuộn dây. Bỏ qua điện trở của các dây nối.
Giải
Vì i sớm pha hơn u nên trong hộp kín X có tụ điện C.
Vì công suất trên mạch cực đại nên: R = ZC = 100W 
C = 31,8µF.
Bài tập trong mạch điện xoay chiều chứa hai hộp kín.
Ví dụ 3: Cho mạch điện xoay chiều gồm hai phần tử X và Y mắc nối tiếp. khi đặt vào đoạn mạch một hiệu điện thế xoay chiều có giá trị hiệuh dụng U thì hiệu điện thế hiệu dụng hai đầu phần tử X là Ö3U, giữa hai đầu phần tử Y là 2U. Hai phần tử X và Y tương ứng là.
Tụ điện và điện trở thuần
Cuộn dây thuần cảm và điện trở thuần
Tụ điện và cuộn dây thuần cảm
Tụ điện và cuộn dây không thuần cảm .
Giải
Cách 1: Dùng phương pháp giản đồ véc tơ.
Vẽ giản đồ véc tơ cho 3 trường hợp A, B, C tương ứng H1; H2; H3.
Sự dụng kiến thức hệ thức lượng trong tam giác và phép cộng véc tơ .
Đáp án D đúng.
Cách 2: Sự dụng phương pháp đại số.
Ta có mối liên hệ hiệu dụng giữa các hiệu điện thế trong đoạn mạch nối tiếp R,L,C là: U2 = U2R+ (UL-UC)2
A. Đối với đoạn mạch chỉ có R và C thì trong công thức trên cho UL = 0 ta được:
U2 = U2R+ U2C
U2 = (UÖ3)2 + (2U)2
Vô lí
B. Đối với đoạn mạch chỉ có cuộn cảm và điện trở thuần thì trong công thức trên cho UC = 0 ta được:
U2 = U2R+ U2L
U2 = (UÖ3)2 + (2U)2
Vô lí
C. Đối với đoạn mạch chỉ có L và C thì trong công thức trên cho UR = 0 ta được:
U2 = (UL -UC)2
U = ÷UÖ3 - 2U÷
Vô lí
Đáp án D đúng.
Ví dụ 4 (TSĐH 2001 – Trường GTVT):
	Cho mạch điện AB như hình vẽ. X và Y là hai hộp kín, mỗi hộp chỉ chứa hai trong ba phần tử: thuần điện trở, thuần cảm, và tụ điện mắc nối tiếp. Các vôn kế V1 và V2 và Amphe kế đo được cả dòng điện xoay chiều và một chiều. Điện trở các vôn kế rất lớn còn của Amphe kế không đáng kể.
	Khi mắc hai điểm A và M vào hai cực của nguồn điện một chiều thì Amphe kế chỉ 2A, V1 chỉ 60V.
	Khi mắc A và B vào nguồn điện xoay chiều hình sin, tần số 50Hz thì Amphe kế chỉ 1A, các vôn kế chỉ cùng giá trị 60V nhưng uAM và uMB lệch pha nhau góc p/2. Hộp X và Y có những phần tử nào? Tính giá trị của chúng. Đáp án để dưới dạng thập phân.
Giải:
Cách 1: Dùng phương pháp giản đồ véc tơ.
	Khi mắc hai điểm A, M vào nguồn 1 chiều mà dòng điện qua được chứng tỏ hộp kín X phải chứa điện trở R1 và cuộn cảm L.
	R1 = 
	Khi mắc hai đầu A,B vào mạng điện xoay chiều vì uAM và uMB vuông pha nhau nên từ giản đồ => hộp Y phải chứa điện trở R2 và tụ C.
	Từ giản đồ ta có: 
ZL = W 
L = = 0,165H.
Vì j1 +÷ j2÷ = 900 nên tgj1 .tgj2 = -1
UR2 = Ö3Uc mà UR22+ Uc2 = U2MB = 602 
từ đó suy ra: UR2 = 30Ö3V; UC = 30V 
R2 = 30Ö3W; Zc = 30W => C = = 106µF.
Cách 2: Dùng công thức đại số thông thường.
Khi mắc hai điểm A, M vào nguồn 1 chiều mà dòng điện qua được chứng tỏ hộp kín X phải chứa điện trở R1 và cuộn cảm L.
	R1 = 
	Khi mắc hai đầu A,B vào mạng điện xoay chiều vì uAM và uMB vuông pha nhau nên từ đây ta phải phân làm hai trường hợp
	* Nếu uAM nhanh pha hơn uMB góc p/2 thì mạch MB có tính dung kháng do đó hộp kín Y phải chứa điện trở R2 và tụ điện C.
	Theo đề bài ta có:
ZL = W 
L = = 0,165H.
Vì j1 +÷ j2÷ = 900 nên tgj1 .tgj2 = -1
UR2 = Ö3Uc mà U2R2 + Uc2 = U2MB = 602 
từ đó suy ra: UR2 = 30Ö3V; UC = 30V 
R2 = 30Ö3W; Zc = 30W => C = = 106µF.
* Nếu uAM chậm pha hơn uMB góc p/2 thì mạch MB cũng có tính cảm kháng do đó hộp kín Y phải chứa điện trở R2 và cảm kháng L2. Đến đây thì ta phải lập luận vì ÷j÷ không được vượt qúa 900 nên không thể xẩy ra trường hợp này vì đề cho pha uAM và uMB lệch pha nhau góc 900 nên chỉ có thể xẩy ra mạch AM chỉ chứa cuộn cảm còn mạch MB chỉ chứa điện trở thuần nên trái giả thiết.
Ví dụ 5: Cho mạch điện như hình vẽ:UAB = 120(V); ZC = 
R = 10(W); uAM = 60; UMB = 60(v). Hãy xác định các phần tử trong hộp kín X . Biết rằng X là đoạn mạch gồm 2 trong 3 phần tử (điện trở thuần R0; cuộn cảm thuần L0 và tụ điện C0 ) mắc nối tiếp.
Giải
Cách 1: Dùng giản đồ véc tơ.
- Vẽ giản đồ véc tơ cho đoạn mạch AM đã biết
tgj1 = 
j1 = p/3
- Theo đề vì U2AB = U2AM +U2MB hay UAM vuông pha UMB nên ta sẽ vẽ được tiếp giản đồ véc tơ trên. 
Từ giản đồ ta dễ thấy hộp X phải chứa điện trở R0 và cuộn cảm L0 và j2 = 300.
tgj2 = 
UR0 = Ö3UL0 (1).
- Mặt khác ta lại có:
U2MB =U2L0 + U2R0 = (60)2 (2)
- Tiến hành giải (1) và (2) được kết quả: UL0 = 30V; UR0 = 30Ö3V.
- Lại có vì trong tam giác vuông OUR1UAM thì:
UR = UAM.Cosj1 = 60Ö3. ½ = 30Ö3V. 
Cách 2: Dùng công thức thông thường.
Nhận thấy vì đây là bài toán chưa biết trước pha và cường độ dòng điện nên giải theo phương pháp đại số chúng ta phải giả thiết có 3 trường hợp.
	TH1: Nếu hộp kín X chứa điện trở R0 và cuộn cảm L0
	TH2: Nếu hộp kín X chứa điện trở R0 và tụ điện C0.
	TH3: Nếu hộp kín X chứa tụ điện C0 và cuộn cảm L0.
Như vậy để giải được bài toán này ta cần phải phân nhiều trường hợp và phải giản quyết một số lượng lớn phương trình mới ra được kết quả do đó rất mất thời gian. 
Trường hợp 1: 
tgjAM = 
jAM = -p/3.
Mà ZAM = = 20W.
I = A
UR = I.R = 30Ö3V.
UC = I.ZC = 90V.
Lại có U2MB = U2R0 + U2L0 = 602 (1)
U2AB = (UR +UR0)2 + (UL0 –UC)2 = 1202 (2).
Lấy (1) trừ hai theo vế với vế ta được:
2URUR0 +U2R -2UL0UC + U2C = 1202- 602 
thay UR và UC vào và biến đổi ta được:
UR0 = Ö3UL0 (3)
Thế (3) vào (1) được: 4U2L0 = 602 hay UL0 = 30V
ZL0 = W vậy L0 = ZL0/w = 0,1/Ö3p (H)
UR0 = 30Ö3(V) vậy R0 = W.
Còn hai trường hợp sau tiến hành giải tương tự trên.
Ví dụ 6:Mạch điện xoay chiều AB gồm có hai hộp kín X và Y. các hộp kín này có thể chứa các phần tử R,L,C mắc nối tiếp. Cho hiệu điện thế tức thời hai đầu hộp X và Y lần lượt là: uX = 100Ö2Cos(100pt)(V); uY = 200Ö2Cos(100pt+j). Hiệu điện thế hiệu dụng hai đầu mạch AB không thể nhận giá trị nào sau đây.
X
Y
A
MA
B
A. U = 50V	B. U = 150V	
C. 300V	D. 102V
Giải
 Do bài toán này chưa cho biết mối liên hệ về pha giữa u và i; dự kiện đề cho “chưa đủ” để có thể dùng phương pháp đại số để giải. Muốn giải quyết bài này buộc ta nên dùng phương pháp giản đồ véc tơ như sau:
Ta có uAB = uAM + uMB và uAM lệch pha nhau góc j. Không mất tính tổng quát ta có thể vẽ giản đồ véc tơ Ffre-nen sau:
Từ giản đồ ta có: U2 = U2AM +U2MB + 2UAM UMB Cosj.
Umin = ÷UAM -UMB÷
Umax = UAM +UMB
÷UAM -UMB÷ £ U £ ÷UAM + UMB÷ 
 Hay 100V £ U £ 300V 
 Vậy chỉ có đáp án A thỏa mãn.
C. KẾT LUẬN
1. Nội dung chính đã trình bày.
- Các bài tập về mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp được phân làm 6 dạng chính và mỗi dạng có các đặc trưng riêng thường gặp tương ứng.
- Khi giải các dạng bài tập về mạch điện xoay chiều để được kết quả nhanh, thuận tiện trong việc thi trắc nghiệm thì đòi hỏi học sinh phải nắm được các đặc trưng riêng của từng dạng và từ đó làm “tắt” sẽ được kết quả nhanh nhất.
- Trong dạng bài tập 5 và 6 thì việc sự dụng phương pháp giản đồ véc tơ tỏ ra hiệu quả hơn dùng phương pháp đại số thông thường.
2. Biện pháp để triển khai và áp dụng sáng kiến kinh nghiệm vào thực tiễn cho kết quả cao.
Qua quá trình giảng dạy thực tế ở trường Bán Công Lê Hồng Phong tôi nhận thấy: Đa số học sinh có tư duy tổng hợp yếu, lực học và tầm nhận thức còn có hạn nên để áp dụng sáng kiến trên vào thực tiễn đạt kết quả cao thì giáo viên nên làm một số công việc sau.
Thứ nhất: Ngoài việc truyền thụ kiến thức giáo khoa, giáo viên cần phân loại các dạng bài tập và chỉ rõ trong các loại bài tập đó có những đặc trưng nào cần ghi nhớ.
Thứ hai : cần cung cấp thêm cho các em một số kiến thức toán học như hệ thức lượng trong tam giác, định lý hàm sin, hàm cos và rèn luyện cho các em kỹ năng vẽ véc tơ quay và tổng hợp véc tơ ...
Thứ 3: Ngoài bài tập SGK giáo viên ra đề cương ôn tập để các em ôn luyện thêm.
Với những việc làm như trên bản thân tôi khi giảng dạy phần này đã thu được kết quả tốt như: Phần đông học sinh nắm được tổng quan các dạng bài tập điện xoay chiều thường gặp và hiểu được các dạng bài tập đặc trưng của chúng, để từ đó vận dụng kiến thức này vào thi cử và đạt được kết quả cao nhất là các kỳ thi tốt nghiệp THPT.
Trên đây là những kinh nghiệm trong giảng dạy mà tôi đúc kết được; do kinh nghiệm còn có hạn nên chắc chắn còn nhiều hạn chế, thiếu sót. Rất mong sự đóng góp ý kiến của Quý thầy cô và bạn bè đồng nghiệp để sáng kiến kinh nghiệm này có ích trong việc truyền thụ tri thức cho học sinh. 
Xin chân thành cảm ơn!
	Giáo viên thực hiện đề tài
 Nguyễn Trọng Thành
TÀI LIỆU THAM KHẢO
STT
Tên tài liệu tham khảo
Tác giả
Nhà xuất bản
1. 
Sách giáo khoa vật lý 12 ban cơ bản
Lương Duyên Bình 
(tổng chủ biên)
Giáo Dục 
 năm 2008
2. 
Chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý THPT tập 3
PGS.TẦN SỐ. Vũ Thanh Khiết – Vũ Đình Túy
Giáo Dục
năm 2003
3. 
Giải toán vật lý 12 tập 2
Bùi Quang Hân
Giáo Dục
Năm 1995
4. 
Trắc nghiệm Vật lí , Hóa học , Sinh học , Ngoại ngữ
 Cục Khảo thí và Kiểm định chất lượng giáo dục – Bộ giáo dục và Đào tạo
ĐHQG Hà Nội
Năm 2007
5
Giới thiệu đề TSĐH &CĐ từ 2001-2004
Nguyễn Cảnh Hòe
ĐHSP
Năm 2005
6
Bài tập vật lý 12 ban cơ bản
Vũ Quang (chủ biên)
Giáo Dục 
 năm 2008
7
Hướng dẫn ôn tốt nghiệp phổ thông 2007 -2008
Nguyễn Trọng Sửu
Giáo Dục 
 năm 2008
MỤC LỤC
Nội dung
Trang
I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI.
II. NHỮNG THUẬN LỢI VÀ KHÓ KHĂN KHI THỰC HIỆN ĐỀ TÀI.
III. NỘI DUNG ĐỀ TÀI.
A. CƠ SỞ LÝ THUYẾT.
B. PHÂN LOẠI CÁC BÀI TẬP VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU TRONG MẠCH ĐIỆN RLC NỐI TIẾP.
Dạng bài tập 1: Trong mạch điện xoay chiều R,L,C nối tiếp, cho R thay đổi còn các đại lượng khác là L, C, w, U không đổi.
Dạng bài tập 2: Trong mạch điện xoay chiều R,L,C nối tiếp, cho L thay đổi còn các đại lượng khác R, C,U,w không đổi.
Dạng bài tập 3: Trong mạch điện xoay chiều R,L,C nối tiếp, cho C thay đổi còn các đại lượng khác R, L, U, w không đổi.
Dạng bài tập 4: Trong mạch điện xoay chiều R,L,C nối tiếp, cho w thay đổi còn các đại lượng khác R, L, C, U không đổi.
Dạng bài tập 5: Trong mạch điện xoay chiều đề cho các hiệu điện thế hiệu dụng trong mạch; yêu cầu tìm các đại lượng còn lại liên quan. 
Dạng bài tập 6: Bài toán về hộp kín.
C. KẾT LUẬN
TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tài liệu đính kèm:

  • docsang kien kinh nghiem giai bai tap mach dien lop 12.doc