Đang tải... (xem toàn văn)
phân loại và cách giải các dạng bài toán về mạch điện xoay chiều và thiết bị điện.
Chuyên đề :” CÁCH GIẢI CÁC DẠNG BÀI TOÁN ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ THIẾT BỊ ĐIỆN”.------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỒNG NAITrường THPT Nguyễn Hữu Cảnh Mã số:Chuyên đề :SÁNG KIẾN KINH NGHIỆMCÁCH GIẢI CÁC DẠNG BÀI TOÁN ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ THIẾT BỊ ĐIỆN.Người thực hiện: NGUYỄN TRƯỜNG SƠN Lĩnh vực nghiên cứu: Quản lý giáo dục: Phương pháp dạy học bộ môn : Phương pháp giáo dục: Lĩnh vực khác: Có đính kèm: Mô hình Phần mềm Phim ảnh Hiện vật khác Người thực hiện : NGUYỄN TRƯỜNG SƠN trường THPH NGUYỄN HỮU CẢNH -trang 1- Chun đề :” CÁCH GIẢI CÁC DẠNG BÀI TỐN ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ THIẾT BỊ ĐIỆN”.------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Năm học: 2008-2009SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌCI. THƠNG TIN CHUNGVỀ CÁ NHÂN:1. Họ và tên : Nguyễn Trường Sơn . 2. Ngày tháng năm sinh: 06 tháng 4 năm 19583. Nam, nữ: Nam4. Địa chỉ: 22/F6 – Khu phố I - Phường Long Bình Tân – Thành phố Biên Hồ - Tỉnh Đồng Nai5. Điện thoại: CQ: 0613.834289; (NR) 0613.834666; ĐTDĐ:0903124832.6. Chức vụ: Tổ trưởng tổ Vật lý.7. Đơn vị cơng tác: Trường THPT Nguyễn Hữu Cảnh- Biên Hồ- Tỉnh Đồng Nai. II. TRÌNH ĐỘ ĐÀO TẠO: - Học vị: Đại học. - Chun ngành đào tạo: Vật lý.III. KINH NGHIỆM KHOA HỌC * Năm 2004: giải nhì thi đồ dùng dạy học do Sở giáo dục đào tạo tổ chức, đề tài: “Thí nghiệm sóng dừng trên dây.” * Năm 2005: chun đề “ Tìm cực trị bằng bất đẳng thức Bunhiacopxki” * Năm 2006: chun đề “ bài tốn mạch cầu trở” cùng thực hiện với Nguyễn Thùy Dương tổ Vật lý. * Năm 2007: chun đề “ bài tốn mạch đèn” cùng tổ Vật lý. * Năm 2008: chun đề “phương pháp đồ thị giải bài tốn vật lý”. * Năm 2009 chun đề “cách giải các dạng bài tốn mạch điện xoay chiều, thiết bị điện , dao động và sóng điện từ “Người thực hiện : NGUYỄN TRƯỜNG SƠN trường THPH NGUYỄN HỮU CẢNH -trang 2- Chun đề :” CÁCH GIẢI CÁC DẠNG BÀI TỐN ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ THIẾT BỊ ĐIỆN”.------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------A- PHẦN MỞ ĐẦU :I- LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI: Theo thời gian, sự phát triển khoa học kỹ thuật ngày càng đạt được những thành tựu to lớn; những kiến thức khoa học ngày càng sâu và rộng hơn. Khoa học kỹ thuật đã có những tác động quan trọng góp phần làm thay đổi bộ mặt của xã hội lồi người, nhất là những ngành khoa học kỹ thuật cao. Cũng như các mơn khoa học khác, Vật lý học là bộ mơn khoa học cơ bản, làm cơ sở lý thuyết cho một số mơn khoa học ứng dụng mới ngày nay. Sự phát triển của Vật lý học dẫn tới sự xuất hiện nhiều ngành kỹ thuật mới: Kỹ thuật điện, kỹ thuật điện tử, tự động hố và điều khiển học, cơng nghệ thơng tin… Do có tính thực tiễn, nên bộ mơn Vật lý ở các trường phổ thơng là mơn học mang tính hấp dẫn. Tuy vậy, Vật lý là một mơn học khó vì cơ sở của nó là tốn học. Bài tập vật lý rất đa dạng và phong phú. Trong phân phối chương trình số tiết bài tâp lại hơi ít so với nhu cầu cần củng cố kiến thức cho học sinh. Chính vì thế, người giáo viên phải làm thế nào để tìm ra phương pháp tốt nhất nhằm tạo cho học sinh niềm say mê u thích mơn học này. Giúp học sinh việc phân loại các dạng bài tập và hướng dẫn cách giải là rất cần thiết. Việc làm này rất có lợi cho học sinh trong thời gian ngắn đã nắm được các dạng bài tập, nắm được phương pháp giải và từ đó có thể phát triển hướng tìm tòi lời giải mới cho các dạng bài tương tự. Trong u cầu về đổi mới giáo dục về việc đánh giá học sinh bằng phương pháp trắc nghiệm khách quan thì khi học sinh nắm được dạng bài và phương pháp giải sẽ giúp cho học sinh nhanh chóng trả được bài . Chúng ta đã biết rằng trong chương trình Vật lý lớp 12, bài tập về điện xoay chiều là phức tạp và khó. Qua những năm đứng lớp tơi nhận thấy học sinh thường rất lúng túng trong việc tìm cách giải các dạng bài tập tốn này. Xuất phát từ thực trạng trên, qua kinh nghiệm giảng dạy, tơi đã chọn đề tài: “CÁCH GIẢI CÁC DẠNG BÀI TỐN ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ THIẾT BỊ ĐIỆN “. Đề tài này nhằm giúp học sinh khắc sâu những kiến thức lí thuyết , có một hệ thống bài tập và phương pháp giải chúng, giúp các em có thể nắm được cách giải và từ đó chủ động vận dụng các phương pháp này trong khi làm bài tập. Từ đó hoc sinh có thêm kỹ năng về cách giải các bài tập Vật lí, cũng như giúp các em học sinh có thể nhanh chóng giải các bài tốn trắc nghiệm về bài tập điện xoay chiều phong phú và đa dạng .II. THỰC TRẠNG TRƯỚC KHI THỰC HIỆN CÁC GIẢI PHÁP CỦA ĐỀ Người thực hiện : NGUYỄN TRƯỜNG SƠN trường THPH NGUYỄN HỮU CẢNH -trang 3-Tóm tắt :Chun đề đưa ra phân loại và cách giải các dạngbài tốn về mạch điện xoay chiều và thiết bị điện.Chun đề :“CÁCH GIẢI CÁC DẠNG BÀI TỐN VỀ ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ THIẾT BỊ ĐIỆN”. B A M N L,R0 C R . . Chuyên đề :” CÁCH GIẢI CÁC DẠNG BÀI TOÁN ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ THIẾT BỊ ĐIỆN”.------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------TÀI. Chúng ta đã biết rằng Bộ môn Vật lí bao gồm một hệ thống lí thuyết và bài tập đa dạng và phong phú. Theo phân phối chương trìnhVật lý lớp 12 bài tập về điện xoay chiều là rất phức tạp và khó , số tiết bài tâp lại hơi ít so với nhu cầu cần nắm kiến thức cho học sinh. Qua những năm đứng lớp tôi nhận thấy học sinh thường rất lúng túng trong việc tìm cách giải các dạng bài tập toán này. Và trong yêu cầu về đổi mới đánh giá học sinh bằng phương pháp trắc nghiệm khách quan thì khi học sinh nắm được dạng bài và phương pháp giải sẽ giúp các em nhanh chóng trả được bài . Xuất phát từ thực trạng trên, cùng một số kinh nghiệm giảng dạy, tôi đã chọn đề tài: “CÁC CÁCH GIẢI CÁC DẠNG BÀI TOÁN ĐIỆN XOAY CHIỀU,THIẾT BỊ ĐIỆN , DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ”. Hiện tại cũng có nhiều sách tham khảo cũng đã trình bày về vấn đề này ở các góc độ khác nhau . Ở chuyên đề này trình bày việc phân loại các dạng bài tập và hướng dẫn cách giải có tính hệ thống với những chú ý giúp các em nắm sâu sắc các vấn đề liên quan. Việc làm này rất có lợi cho học sinh trong thời gian ngắn đã nắm được các dạng bài tập nắm được phương pháp giải và từ đó có thể phát triển hướng tìm tòi lời giải mới cho các bài tương tự.B –PHẠM VI ÁP DỤNG VÀ GIỚI HẠN NỘI DUNG CỦA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM: 1. Phạm vi áp dụng: A. Chương trình Vật lý lớp 12 Chương V: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU B. Chương trình Công nghệ lớp 12 2. Giới hạn nội dung: Chuyên đề đặt ra yêu cầu phân loại các dạng bài tâp, đưa ra lời giải cho từng dạng bài tập đó và đưa ra những hướng vận dụng phương pháp và phát triển hướng tìm tòi khác . Phân loại dang bài tập :Dạng I : Suất điện động xoay chiều.Dạng II : Đoạn mạch RLC không phân nhánh . Dạng III : Các thiết bị điện.C . NỘI DUNG ĐỀ TÀI:Dang bài I : SUẤT ĐIỆN ĐỘNG XOAY CHIỀU. Chủ Đề : Cách tạo ra dòng điện xoay chiều (khung quay đều trong từ trường đều ): Xác định suất điện động cảm ứng xoay chiều e(t) ⇒ suy ra biểu thức i(t) và u(t) ?Người thực hiện : NGUYỄN TRƯỜNG SƠN trường THPH NGUYỄN HỮU CẢNH -trang 4- B A M N L,R0 C R . . Chuyên đề :” CÁCH GIẢI CÁC DẠNG BÀI TOÁN ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ THIẾT BỊ ĐIỆN”.------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Phương pháp: Cho khung dây dẫn quay đều trong từ trường đều. +Tìm biểu thức từ thông ( )tΦ nhờ : αcosNBS=Φđặt NBS=Φ0 với ( )000cos);(αωαωα+Φ=Φ⇒+==ttnB +Tìm biểu thức suất điện động ')(Φ−=Φ−=dtdte đưa về dạng 0 0cos( )e E tω α ϕ= + + với ωω00Φ==NBSEHệ quả :-Tìm i(t) :giả sử mạch ngoài chỉ có R thì ( )tiRei ⇒=-Tìm u(t): thông thường khung dây có r = 0 nên : erieu≈−=. Vậy ( ) ( )tetu= ⇒ U0 = E0 và U = E .Dạng bài II : ĐOẠN MẠCH R , L, C KHÔNG PHÂN NHÁNH. Chủ đề 1: Các đặc trưng mạch RLC.Phương pháp: * Cảm kháng: ZL=ωL=2πfL; dung kháng : ZC =1/ωC =1/(2πfC); Tổng trở : 22)(CLZZRZ−+= . * Độ lệch pha hiệu điện thế 2 đầu đoạn mạch so với dòng điện là : iuiuφφφ−= tính theo iuCLiuRZZtg//ϕϕ⇒−=⇒=⇒=⇒<⇒<⇒>⇒>ivoiphacunguZZivoisophatreuZZivoisophasomuZZiuiuiuCLCLCL 0 .0 0ϕϕϕ* Định luật Ôm: ddNBNBAMAMCCLLRZUZUZUZUZURUZUI=======* Hệ số công suất cos ϕ = R/Z . Công suất tiêu thụ trên mạch : P = UIcosϕ = I2R * Chú ý : +Các công thức trên đều áp dụng được cho đoạn nào đó trên mạch AMNB như: AN, MB.+Nếu đoạn mạch thiếu linh kiện nào đó thì ở công thức trên thay điện trở linh kiện đó bằng không.Trường hợp cuộn dây có điện trở thần đáng kể R 0* Cuộn dây lúc này như một đoạn mạch mắc nối tiếp có tổng trở 22LdZRZ+=; ta cũng có các công thức: I = Ud/Zd ; tg ϕd = ZL/R0 ; cos ϕd = R0/Zd; Pd = UdIcos ϕd = I2R0. * Các công thức của cả mạch lúc này viết thành : 220)()(CLZZRRZ−++=; 0/RRZZtgCLiu+−=ϕ; cos ϕ = (R+R0)/Z ; P = I2(R+R0) . *Chú ý: Người thực hiện : NGUYỄN TRƯỜNG SƠN trường THPH NGUYỄN HỮU CẢNH -trang 5-Hình 2: K đóng R L CHình 1: (R,L) C Ud UCy C ϕd ϕ O O x O ϕ IUUUURLC .LRCUUO U IU LCRUU UU I O R L C C’R 0 Rm ∞ P Pmax 0 0 P Pmax L R C CP Pmax P0 0 Lm L P Pmax C 0 Cm ∞ P Pmax 0 P1L 0 Lm ∞ P Pmax P0 00 0 Cm C P PmaxP1Chủ đề 13: Cho biết U, ω ,R,L .Tìm C để UCmax đạt cực đại . Cho biết U, ω ,R, C.Tìm L để ULmax đạt cực đại .minM+_00+0x'MMZC 0 ZCm ∝y’ - 0 + y ymin ω x S x’ R 0 Rm ∞ P Pmax 0 0 A O α H β B minM+_00+0x'MMZL 0 ZLm ∝y’ - 0 + y ymin Chủ đề 2: Nhà máy thuỷ điện :Thác nước cao h, làm quay tuabin và rôto của máy phát điện. Tìm công suất P của máy phát điện.Chủ đề 4: Biến thế với cuộn sơ có R1=0 : cho U1, I1: tìmU2 , I2 (ở cuộn thứ )?Chủ đề 3:Mạch điện 3 pha mắc hình sao (Y): Tìm cường độ dòng trung hoà khi tải đối xứng ? Tính hđt dây Ud (theo hđt pha Up )? Tính Pt các tải ? Chủ đề 1: Xác định tần số f của dòng xoay chiều Do máy phát điện xoay điện xoay chiều 1 pha phát ra. A O H β α CRCRLUUIUUU .Chủ đề 7:Xác định hiệu suất truyền tải điện năng trên dây dẫn .hTuabin HT ,PT ∼Máy phát điện HD ,PDChủ đề 6: Truyền tải điện năng trên dây dẫn :xác định các đại lượng điện trong quá trình truyền tải điện năng .1I2I3I23I21AAUOAU1OAU2OAU2−oChủ đề 5: Máy biến thế có cuộn sơ cấp( R1≠0, L): cho biết U1, I1 ,tìm I2?U1∼N1U2∼N2A1A2OA3U1∼N1U2∼N2I1I2ZI1RULU1UI1AU1BN1B N1APAU2BN2BU1AU2AN2A∼I2AI1BI2BI=I2A=I1BR∆ U∆ PPBU2UBPAI∆ U∆ PPB A O H β α B A β O α H B NS (R,L) C Ud UCy C ϕd ϕ O O x Chuyên đề :” CÁCH GIẢI CÁC DẠNG BÀI TOÁN ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ THIẾT BỊ ĐIỆN”.------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------SỞ GD&ĐT ĐỒNG NAI CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAMTrường THPT Nguyễn Hữu Cảnh Độc lập - Tự do - Hạnh phúc BiênHòa, ngày 15 tháng 5 năm 2009PHIẾU NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ SÁNG KIẾN KINH NGHIỆMNăm học: 2008-2009Tên sáng kiến kinh nghiệm: “CÁCH GIẢI CÁC DẠNG BÀI TOÁN ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ THIẾT BỊ ĐIỆN “.Họ và tên tác giả: NGUYỄN TRƯỜNG SƠN Đơn vị (Tổ):VẬT LÝLĩnh vực:Quản lý giáo dục Phương pháp dạy học bộ môn Phương pháp giáo dục Lĩnh vực khác 1. Tính mới:- Có giải pháp hoàn toàn mới - Có giải pháp cải tiến, đổi mới từ giải pháp đã có 2.Hiệu quả: -Hoàn toàn mới và đã triển khai áp dụng trong toàn ngành có hiệu quả cao - Có tính cải tiến hoặc đổi mới từ những giải pháp đã có và đã triển khai áp dụng trong toàn ngành có hiệu quả cao - Hoàn toàn mới và đã triển khai áp dụng tại đơn vị có hiệu quả cao - Có tính cải tiến hoặc đổi mới từ những giải pháp đã có và đã triển khai áp dụng tại đơn vị có hiệu quả 3. Khả năng áp dụng- Cung cấp được các luận cứ khoa học cho việc hoạch định đường lối, chính sách: Tốt Khá Đạt - Đưa ra các giải pháp khuyến nghị có khả năng ứng dụng thực tiễn, dễ thực hiện và dễ đi vào cuộc sống: Tốt Khá Đạt - Đã được áp dụng trong thực tế đạt hiệu quả hoặc có khả năng áp dụng đạt hiệu quả trong phạm vi rộng: Tốt Khá Đạt XÁC NHẬN CỦA TỔ CHUYÊN MÔN HIỆU TRƯỞNGNgười thực hiện : NGUYỄN TRƯỜNG SƠN trường THPH NGUYỄN HỮU CẢNH -trang 6- Chuyên đề :” CÁCH GIẢI CÁC DẠNG BÀI TOÁN ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ THIẾT BỊ ĐIỆN”.------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỒNG NAITrường THPT Nguyễn Hữu Cảnh Mã sốSẢN PHẨMSÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Người thực hiện: Lĩnh vực nghiên cứu: Quản lý giáo dục: Phương pháp dạy học bộ môn: Phương pháp giáo dục: Lĩnh vực khác: Có đính kèm: Mô hình Phần mềm Phim ảnh Hiện vật khácNăm học: 2008-2009Người thực hiện : NGUYỄN TRƯỜNG SƠN trường THPH NGUYỄN HỮU CẢNH -trang 7- . ra phân loại và cách giải các dạngbài tốn về mạch điện xoay chiều và thiết bị điện. Chun đề :“CÁCH GIẢI CÁC DẠNG BÀI TỐN VỀ ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ THIẾT BỊ ĐIỆN”.. giảng dạy, tôi đã chọn đề tài: “CÁC CÁCH GIẢI CÁC DẠNG BÀI TOÁN ĐIỆN XOAY CHIỀU,THIẾT BỊ ĐIỆN , DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ”. Hiện tại cũng có