BÀI TẬP VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
I. Mục tiêu:
1) Hệ thống kiến thức và phương pháp giải bài tập về dòng điện và mạch điện xoay
chiều.
2) Rèn luyện kĩ năng vận dụng, phân tích và tính toán ở HS thông qua bài toán về dòng
điện xoay chiều.
II. Chuẩn bị:
1) GV: Chọn bài tập với nội dung cần luyện tập, chọn phương pháp thích hợp cho việc
giải từng nội dung bài toán.
2) HS: Ôn tập những kiến thức cơ bản cho bài toán về mạch xoay chiều..
II. Tổ chức các hoạt động dạy học:
Hoạt động 1. (5’) ÔN TẬP.
GV yêu cầu HS nhắc lại những kiến thức cơ bản, đặc trưng cho một đoạn mạch điện xoay chiều.
-Cách tính điện trở ZL; ZC; Z của đoạn mạch.
-Liên hệ giữa điện áp và cường độ dòng điện trong đoạn mạch.
-Phương pháp giản đồ vec-tơ áp dụng cho từng đoạn mạch.
Hoạt động 2. (80’) GIẢI BÀI TẬP
1) Bài toán trắc nghiệm: 20’
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
- GV chuẩn bị trước 10 bài toán trắc
nghiệm với nội dung:
+ Tóm tắt các công thức áp dụng cho từng
đoạn mạch.
+ Hoán đổi các đại lượng trong các công
thức.
+ Tính nhanh Z, U, I cho các dạng đoạn
mạch.
- Yêu cầu HS trong mỗi nhóm trao đổi, giải
bài tập, đại diện mỗi nhóm trình bày kết
quả. GV nhận xét, cho điểm cho mỗi nhóm.
- HS đọc kĩ đề bài toán, cá nhân thực hiện việc
giải bài toán, thảo luận nhóm, so sánh kết quả.
- Lắng nghe, phân tích cách trình bày của nhóm,
so sánh với cách giải cá nhân, rút ra phương pháp
giải nào hiệu quả hơn.
2) Bài toán tự luận: 60’
Bài 1. BÀI TOÁN VỀ ĐẠI CƯƠNG DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU. (20’)
Mạch điện xoay chiều như hình vẽ :
Điện trở thuần của mạch R = 90. Câuộn cảm
có điện trở R0 = 30 và hệ số tự cảm
0,4
L H
Tụ điện có điện dung thay đổi được.
Đặt một điện áp u = 120cos100t (V) vào hai đầu mạch.
1- Khi 100
1,6
C F
. Xác định:
a) Tổng trở và cường độ hiệu dụng qua mạch.
b) Công suất của dòng điện trên mạch.
c) Viết Biểu thức hiệu điện thế hai đầu Câuộn cảm.
2- Điều chỉnh điện dung C của tụ đến giá trị C’ để công suất của mạch cực đại. Tính C’
và công suất cực đại.
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
Hướng dẫn HS phân tích nội dung bài toán. Gọi
1HS lên bảng thực hiện tính toán. GV nêu lần
lượt câu hỏi gợi ý:
H1. Mạch có các loại điện trở nào? Hãy tính giá
trị các loại điện trở đó?
H2. Viết công thức tính tổng trở của mạch.
Cường độ hiệu dụng tính bằng công thức nào?
H3. Viết Biểu thức liên hệ về pha của hiệu điện
thế và cường độ dòng điện trong một đoạn
mạch?
- HS thảo luận nhóm, phân tích cách giải, cá nhân thực
hiện tính toán.
- Một HS thực hiện việc giải bài toán trên bảng.
+ Tính ZL = L
+ Tính ZC =
1
C
+ Tính ZAB =
2 2
0L C
R R Z Z
AB
U
I
Z
+ Tìm công suất P của dòng điện trên mạch bằng công
H4. Trường hợp nào của mạch có công suất đạt
cực đại, Pmax tính thế nào?
-Hướng dẫn HS phân Biết sự khác nhau về công
suất của mạch khi có cộng hưởng và công suất
cực đại ứng với một giá trị điện trở thuần của
mạch (đã làm ở tiết bài tập)
-Nhận xét bài giải của HS.
- Mở rộng thêm trường hợp ghép thêm tụ điện
C’ với tụ C trong 2 trường hợp:
+ Ghép nối tiếp.
thức: P = (R + R0)I2.
- Cá nhân thực hiện tính toán để tìm kết quả.
40 ; 160 ;
1
120 2 ; ; 30 .
2
L C
AB
Z Z
Z I A P W
- Thảo luận nhóm viết Biểu thức:
0
0
cos 100
cos 100
MN
AB
MN AB MN
i I t
u U t
- Cá nhân thực hiện những tính toán tính:
0 0
0 0
tan ;tan
MN MN
L C
L
AB MN
U I Z
Z Z
Z
R R R
-Tính C’ từ ZC = ZL để mạch có cộng hưởng
-Tính max
0
U
I
R R
.
-Tính lại
2
max 0 max
( )
P R R I
+ Ghép song song
Vẫn có thể làm thay đổi độ lệch pha của u và i
trong mạch.
Bài 2. (20’)
BÀI TOÁN VỀ ĐỘ LỆCH PHA CỦA HAI HIỆU ĐIỆN THẾ TRÊN MẠCH RLC.
Mạch xoay chiều có dạng:
Cho ZL = 100; ZC = 200.
Xác định giá trị R để uAN và uMB vuông pha.
Hướng dẫn HS phân tích nội dung bài
toán.
H. Nhận xét gì về đoạn mạch AN, MB.
Hiệu điện thế của đoạn AN và MB xác
định thế nào?
H. Vẽ giản đồ vec-tơ các hiệu điện thế
của hai đoạn mạch. Nhận xét sự lệch pha
của uAN, uMB đối với dòng điện?
H. Góc lệch pha của hai hiệu điện thế
-Thảo luận nhóm. Phân tích:
AN AM MN AN AM MN
MB MN NB MB MN NB
u u u U U U
u u u U U U
uuuur uuuur uuuur
uuuur uuuur uuuur
-Mỗi nhóm vẽ giản đồ vec-tơ cho hai đoạn mạch.
Nhận Biết: tan
L
AN
Z
R
AN
U
uuuur
tan
C
MB
Z
R
O AN
MN
U
uuuur
i
MB