Sáng kiến kinh nghiệm: Hướng dẫn học sinh tiếp cận với Dòng biến thiên tuần hoàn bất kỳ

Sáng kiến kinh nghiệm "Hướng dẫn học sinh tiếp cận với Dòng biến thiên tuần hoàn bất kỳ" được thực hiện nghiên cứu nhằm giúp quý thầy cô có thêm phương pháp mới trong việc dạy học môn Vật lý thật hiệu quả, hỗ trợ cho các em học sinh trong việc giải quyết các bài toán về dòng điện xoay chiều, đặc biệt là nội dung bài tập "Dòng biến thiên tuần hoàn bất kỳ" có kết quả tốt. Để biết rõ hơn về nội dung chi tiết, mời các bạn cùng tham khảo.

Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Sáng kiến kinh nghiệm: Hướng dẫn học sinh tiếp cận với "Dòng biến thiên tuần hoàn bất kỳ"SỞ GD-ĐT NINH THUẬN TRƯỜNG THPT CHUYÊN LÊ QUÝ ĐÔN CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc TÊN ĐỀ TÀI: HƯỚNG DẪN HỌC SINH TIẾP CẬN VỚI “DÒNG BIẾN THIÊN TUẦN HOÀN BẤT KỲ” Họ và tên tác giả: Nguyễn Thị Xuân Chức vụ: TTCM, Giáo viên dạy Vật lý A. ĐẶT VẤN ĐỀ Trong nhiều năm giảng dạy ở trường THPT Chu Văn An. Bản thân tôi cũng được phân công dạy bồi dưỡng các lớp năng khiếu. Từ năm học 2008-2009 tôi được chuyển công tác về trường THPT chuyên Lê Quý Đôn, tôi nhận thấy trách nhiệm của mình càng lớn hơn. Điều băn khoăn, trăn trở lớn nhất của tôi là làm thế nào để nâng cao chất lượng giảng dạy môn chuyên và ngày càng có nhiều học sinh đạt giải trong các kỳ thi học sinh giỏi. Bản thân tôi đã cố gắng rất nhiều trong việc nghiên cứu tài liệu, tiếp cận với những vấn đề mới. Hè năm học 2009-2010 Bộ GD-ĐT có mở lớp tập huấn cho giáo viên giảng dạy các trường chuyên tại Đà Lạt. Tôi được sở GD-ĐT cử tham gia đợt tập huấn này. Trong quá trình học tập tôi nhận thấy có nhiều vấn đề chuyên sâu trong công tác bồi dưỡng học sinh giỏi hay và khó, đòi hỏi người giáo viên phải cố gắng thật nhiều thì mới đáp ứng được chương trình dạy học chuyên sâu của Bộ GD-ĐT. Xuất phát từ tình hình thực tế trên. Bản thân tôi đã cố gắng không ngừng tự học, tự nghiên cứu để đào sâu kiến thức chuyên môn góp phần nâng cao chất lượng giảng dạy môn chuyên. “Dòng điện xoay chiều” là một trong những chuyên đề hay mà khó, nội dung kiến thức cũng như các dạng bài tập khá phong phú, đa dạng và thường hay gặp trong các đề thi tuyển học sinh giỏi. Trong đó “Dòng biến thiên tuần hoàn bất kỳ” là một nội dung không được đề cập tới trong chương trình vật lý THPT, nhưng nội dung này có trong chương trình dạy học chuyên sâu của Bộ GD-ĐT và cũng là một nội dung có trong các kỳ thi chọn học sinh giỏi cấp THPT. Hướng dẫn học sinh tiếp cận và đi sâu nghiên cứu nội dung này là hết sức cần thiết. B. QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN I. Chuẩn bị của giáo viên và học sinh: Nội dung bài dạy chỉ được trình bày trong một tiết học, kiến thức vừa mới, vừa khó nên đòi hỏi người giáo viên phải có sự chuẩn bị không những về mặt kiến thức mà cả về phương pháp làm thế nào để học sinh tiếp cận kiến thức một cách tự nhiên. Bản thân tôi đã làm các bước sau:  Đối với học sinh: + Yêu cầu các em ôn tập lại phương pháp giải các bài toán mạch điện không đổi bằng phương pháp chồng chập mà các em đã được học bồi dưỡng ở lớp 11 + Yêu cầu các em giải thành thạo các bài tập về dòng xoay chiều biến thiên điều hòa , mạch xoay chiều nối tiếp, song song, hỗn hợp.  Đối với giáo viên: Tôi chuẩn bị tài liệu và bài tập mẫu + Phô tô tài liệu và phát cho các em yêu cầu các em đọc và nắm được các nội dung sau đây: - Hiểu thế nào là dòng biến thiên tuần hoàn bất kỳ. Dòng biến thiên tuần hoàn bất kỳ khác dòng biến thiên điều hòa như thế nào? - Tìm hiểu biểu thức điện áp hai đầu đoạn mạch. - Tìm hiểu biểu thức cường độ dòng điện trong mạch. 1/10 - Tìm hiểu công suất của dòng điện trong mạch. Sau thời gian một tuần các em đã đọc tài liệu. Tôi tiến hành dạy một tiết trên lớp. II. Phần kiến thức chuẩn bị để truyền thụ cho các em: Tôi xin tóm tắt như sau: 1. Khái niệm dòng biến thiên tuần hoàn bất kỳ: Là dòng điện biến thiên tuần hoàn không theo quy luật dạng sin với thời gian. Ví dụ: Dòng tuần hoàn phi điều hòa thường gặp là nguồn chỉnh lưu nửa chu kỳ, hai nửa chu kỳ, nguồn phát dao động do trong mạch có các phần tử phi tuyến. 2. Mối quan hệ giữa dòng điện và điện áp: Xét một mạch điện xoay chiều bất kỳ: Biểu thức điện áp hai đầu đoạn mạch có dạng: u  U 0  U1 2 cos(t  1 )  U 2 2cos(2t   2 )  ... Trong đó: + U0 là thành phần điện áp không đổi. + u1 = U1 2cos(t  1 ) là thành phần điện áp xoay chiều biến thiên điều hoà với tần số  + u 2 = U 2 2cos(2t   2 ) là thành phần điện áp xoay chiều biến thiên điều hoà với tần số 2  Tương tự như vậy với các thành phần điện áp tiếp theo… Áp dụng phương pháp xếp chồng như mạch điện không đổi, lần lượt giải bài toán mạch điện có từng nguồn riêng lẻ U0, u1, u2…Sau đó chồng chất các nghiệm. Kết quả ta được biểu thức cường độ dòng điện trong mạch có dạng là: i = I0 + i1 + i2 +…. = I0 + I 01cos(t  1  i1 ) + I 02cos(2t  1  i 2 ) + …. 3. Công thức tính điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch: T U= 1 2 2 2 2  u dt  U 0  U 1  U 2  .. T 0 4. Công thức tính cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch: I  I 02  I12  I 22  .. 2/10 5. Công thức tính công suất tiêu thụ của đoạn mạch: Công suất tiêu thụ của đoạn mạch là công suất do các thành phần của u tạo ra: P = U0 I0 + U1 I1cos 1 + U2 I2 cos  2 +.... Hay P = P0 + P1 + P2 +… III. Phương pháp chung để giải các bài toán về dòng biến thiên tuần hoàn bất kỳ - Xem biểu thức điện áp đề bài cho có mấy thành phần điện áp. - Giải bài toán với mạch điện xoay chiều nối tiếp, song song hoặc hỗn hợp với từng thành thành phần điện áp riêng lẻ. - Kết hợp với dự kiện bài toán đã cho để t ...