SKKN Phát hiện và khắc phục sự nhầm lẫn của học sinh khi giải bài tập chương “dòng điện xoay chiểu" Vật lí 12 nâng cao

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ 
TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG TRIỆU SƠN 4
SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
PHÁT HIỆN VÀ KHẮC PHỤC SỰ NHẦM LẪN CỦA HỌC SINH KHI GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG “DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỂU’
VẬT LÍ 12 NÂNG CAO.
Người thực hiện: Nguyễn Thị Oanh
Chức vụ: Giáo viên 
SKKN thuộc lĩnh vực (môn): Vật lí
THANH HOÁ, NĂM 2019
MỤC LỤC
 Nội dung	Trang
1.MỞ ĐẦU
3
1.1.Lí do chọn đề tài
3
1.2. Mục đích nghiên cứu
3
1.3. Đối tượng nghiên cứu
3
1.4. Phương pháp nghiên cứu
3
2. NỘI DUNG CỦA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
3
2.1. Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm
3
2.2. Thực trạng của vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm.
4
2.3. Những nhầm lẫn thường gặp của học sinh khi giải bài tập dòng điện xoay chiều
4
2.3.1.Các dạng bài tập học sinh thường nhầm lẫn.
4
2.3.1.1Nhầm lẫn khi viết biểu thức hiệu điện thế, dòng điện tức thời.
4
2.3.1.2.Nhầm lẫn khi tính các đại lượng điện R, L, C.
6
2.3.1.3. Nhầm lẫn khi giải bài toán điện cực trị.
9
2.3.1.4. Nhầm lẫn khi xác định phần tử điện chứa trong hộp đen.
11
2.3.1.5.Sai lầm khi giải bài tập về máy phát điện.
14
2.3.1.6.Sai lầm khi giải bài tập về động cơ điện.
14
2.3.1.7 .Sai lầm khi giải bài tập về máy biến thế, truyền tải điện.
15
2.3.2. Phân tích các nguyên nhân dẫn đến nhầm lẫn của học sinh khi giải bài tập chương “ Dòng điện xoay chiều ”.
15
2.3.3 Những biện pháp dạy học nhằm phát hiện và khắc phục các nhầm lẫn cho học sinh khi giải BT chương “ Dòng điện xoay chiều’’ .
17
2.3.4. Các biện pháp dạy học nhằm khắc phục nhầm lẫn của HS khi giải BT chương ‘‘Dòng điện xoay chiều’’. 
2.3.5. Kết quả thực nghiệm sư phạm.
17
17
2.3.5.1.Chọn mẫu thực nghiệm. 
17
2.3.5.2.Tiến hành thực nghiệm.
17
2.3.5.3. Kết quả kiểm tra sau thực nghiệm.
18
2.3.5.4. Xử lí và phân tích kết quả thực nghiệm.
18
3. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.
18
3.1. Kết luận
18
3.2. Kiến nghị
18
TÀI LIỆU THAM KHẢO
20
Những thuật ngữ viết tắt trong đề tài:
1. KHTN
Khoa học tự nhiên
6. ĐH- CĐ 
Đại học – Cao đẳng
2. THPT
Trung học phổ thông
7. VD
Ví dụ
3. HS
Học sinh
8. HĐT
Hiệu điện thế
4. BT
Bài tập
9. SKKN
Sáng kiến kinh nghiệm
5. GV
Giáo viên
1. MỞ ĐẦU
1.1. Lí do chọn đề tài
Sau nhiều năm dạy học sinh lớp 12 ban KHTN ôn thi THPT quốc gia xét tuyển ĐH - CĐ, tôi nhận thấy khi làm bài tập chương “ Dòng điện xoay chiều” học sinh hay mắc phải những nhầm lẫn không đáng có trong quá trình tư duy , đặc biệt khi giải các bài tập trắc nghiệm. Nếu không chú ý đúng mức việc phát hiện và sữa chữa những nhầm lẫn cho học sinh thì trong quá trình học tập HS sẽ làm giảm chất lượng dạy học vật lí, kết quả thi sẽ không cao. Hiện nay, với hình thức thi trắc nghiệm học sinh giải bài tập vật lí theo kiểu “giải toán”, tức là chỉ tìm ra đáp số mà chưa làm sáng tỏ bản chất vật lí. Bên cạnh đó, việc sử dụng máy tính cầm tay của HS phát triển rất nhanh nên mọi tính toán của HS đều dựa vào máy tính, kể cả những phép tính đơn giản nhất. Khả năng trình bày của HS đã bị “công thức hoá”, đồng nghĩa với việc giải BT vật lí của các em trở thành “lập hàm, thay số bằng máy tính” cho nên nhầm lẫn của HS khi giải bài tập sẽ càng bộc lộ nhiều hơn, đa dạng hơn.
Với những lí do cơ bản nêu trên, tôi chọn đề tài:” Phát hiện và khắc phục sự nhầm lẫn của học sinh khi giải bài tập chương“ Dòng điện xoay chiều ”
- Vật lí 12 nâng cao “.
1.2. Mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu, đề xuất các biện pháp phát hiện và sửa chữa những nhầmlẫn của học sinh khi giải bài tập chương ‘‘Dòng điện xoay chiều” nhằm góp phần nâng cao chất lượng dạy học vật lí ở trường THPT.
1.3. Đối tượng nghiên cứu
- Nghiên cứu các nhầm lẫn phổ biến của học sinh lớp 12 khi giải bài tập chương dòng điện xoay chiều và phân tích các nguyên nhân dẫn đến các nhầm lẫn đó.
- Đề xuất các biện pháp, thủ thuật để sửa chữa các nhầm lẫn trên
1.4. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp nghiên cứu lí thuyết.
- Nghiên cứu các tài liệu, sách giáo khoa có liên quan đến đề tài.
- Tiến hành thực nghiệm sư phạm tại lớp 12A1trường THPT Triệu sơn 4 năm học 2017-2018 để xem xét tính khả thi và hiệu quả của đề tài.
- Thống kê và xử lí số liệu.
2. NỘI DUNG CỦA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
2.1. Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm.
Trong quá trình tiếp thu kiến thức, vận dụng kiến thức đã học vào giải các bài tập cụ thể, nhiều học sinh thường gặp phải một số nhầm lẫn, hoặc có những quan niệm sai lầm, nhưng nó được áp dụng vào bài một cách “hợp lí” trong tư duy loic của học sinh. Do vậy, GV cần tổ chức thảo luận, trao đổi với HS để bổ sung những phần còn thiếu, điều chỉnh những chỗ chưa chính xác, chưa hợp lí về cách trình bày, cách tư duy logic nhằm đi đến kiến thức khoa học cần nhận thức, nếu không có những biện pháp, thủ thuật, kỹ năng sư phạm hợp lí để khắc phục chúng thì những kiến thức mà HS tiếp thu được sẽ trở nên méo mó, sai lệch với bản chất vật lí. 
Việc điều tra và phát hiện ra những quan niệm sai lầm, những nhầm lẫn của học sinh trong quá trình giảng dạy một số kiến thức nào đó là một công việc đòi hỏi tính khách quan và có ý nghĩa vô cùng quan trọng đối với việc nâng cao chất lượng dạy học vật lí trong trường phổ thông. Trong giảng dạy chúng tôi thường dùng thuật ngữ “ nhầm lẫn phổ biến của HS ” với ý nghĩa là: những điều trái với yêu cầu khách quan (yêu cầu của nhiệm vụ nhận thức) hoặc trái ngược với tri thức khoa học như: khái niệm, định luật, quy tắc dẫn tới không đạt được yêu cầu của việc giải bài tập. Các nhầm lẫn này thường xuất hiện trong nhiều lời giải của học sinh.	Trong sáng kiến kinh nghiệm này tôi xin được nêu một số nhầm lẫn thường gặp của HS khi giải bài tập chương “ Dòng điện xoay chiều ”. Ở mỗi sự nhầm lẫn ngoài ví dụ về một hoặc nhiều lời giải sai còn phân tích nguyên nhân nhầm lẫn của từng lời giải. 
2.2 Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm:
Trong quá trình giảng dạy chương “ Dòng điện xoay chiều” ở các lớp 12D1, 12D2 ban KHTN năm học 2016-2017 của Trường THPT Triệu Sơn 4,	tôi nhận thấy:
- Về lí thuyết: Đa số học sinh nắm vững kiến thức cơ bản.
- Về kĩ năng giải bài tập: Nhiều học sinh vẫn còn mắc một số nhầm lẫn trong quá trình tư duy, quá trình tính toán 
Hiện tượng này xảy ra nhiều hơn trong quá làm bài thi trắc nghiệm khách quan.
2.3.Những nhầm lẫnthường gặp của học sinh khi giải bài tập chương “Dòng điện xoay chiều”
2.3.1. Các dạng bài tập học sinh thường nhầm lẫn.
2.3.1.1 Nhầm lẫnkhi viết biểu thức hiệu điện thế, dòng điện tức thời.
C
A
R
L
M
N
B
Hình 1
VD1:Cho mạch điện như hình1. 
UAN = 752V; UMB = 1002V;
UAN và UMB vuông pha với nhau; 
dòng điện tức thời i = I0cos100πt (A). 
Cuộn dây thuần cảm. Hãy viết biểu thức uAB?
Lời giải sai của HS:
- Ta cóUAB=UAN+UMB do UANvuông pha với UMBv nên
UAB=UAN2+UMB2=1252(V)	và 
 Vậy uAB=250cos100πt+0.664V .
Nhầm lẫn của HS trong lời giải trên là nhầm lẫn là dẫn đến sai khi tính.
 	Lời giải đúng:
 - Ta có : UAN=UC+UR=> UAN=UC2+UR2=752 V. (1)
 mà UMB=UL+UR => UMB=UL2+UR2=1002 V . (2)
Vì uAN vuông pha với uMB nên .
Từ (1), (2), (3) ta có: UL=802 V ; UC=452 V ; UR=602 V 
UAB=UR2+(UL-UC)2=98,28 V
; 
 	Vậy uAB=139cos100πt+0,53V .
VD2: Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm: R = 100; cuộn dây thuần cảm 
L = H; tụ diện có điện dung C = 15,9F. HĐT xoay chiều đặt vào hai đầu đoạn mạch là u = 200cos(100t ) (V). Chọn biểu thức cường độ dòng điện ứng với đoạn mạch trong số các biểu thức sau đây:
 A. i = 2cos(100t - )(A). B. i = 0,5cos(100t + )(A). 
 C. i = 2cos(100t + )(A). D. i = cos(100t + )(A) . 
 Lời giải sai của HS: 
Chọn A: đã nhầm khi xác định độ lệch pha giữa u và i.
Chọn B: đã nhầm khi tính tổng trở dẫn đến sai khi tính cường độ dòng điện cực đại.
Chọn D: nhầm khi tính tổng trở dẫn đến sai khi tính cường độ dòng điện cực đại.
 	Đáp án đúng là C
Hình2
B
R
C
L,r
A 
M
N
ZL = 100W; ZC = 200W; Z = 100W => I0 = 2A. Dòng điện nhanh pha hơn HĐT một góc .
VD3: Cho mạch điện như hình 2.
 R = 80 W, r = 20W ; L = 1/p ( H). 
Tụ điện có C = 10-4/2p ( F). 
Cường độ dòng điện trong mạch có dạng i = 2cos(100pt) (A ). 
Hãy tính hệ số công suất và viết biểu thức hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn cảm?
Lời giải sai của HS:
Cảm kháng: ZL = wL = 100 W; Dung kháng:  
Tổng trở: 
Hệ số công suất: 
Hiệu điện thế hai đầu cuộn dây: uNB = U0 NBcos(100pt +).
 uNB = 200cos(100pt + ) V .
Nhầm lẫn của HS trong lời giải trên là nhầm lẫn công thức tính hệ số công suất và công thức tính HĐT ở hai đầu cuộn cảm khi có thêm điện trở thuần của nó. Do đó, tính sai góc lệch pha giữa dòng điện và HĐT ở hai đầu cuộn dây. 
Lời giải đúng: 
Cảm kháng: ZL = wL = 100 W 
Dung kháng: 
Tổng trở: Z=(R+r)2+(ZL-ZC)2=1002Ω.
Hệ số công suất: 
HĐT hai đầu cuộn dây: uNB = U0 NBcos( 100pt + φ).
Với φlà góc lệch pha giữa hiệu điện ở hai đầu cuộn dây so với dòng điện.
	Vậy uNB = 200cos( 100pt +1,373 ) (V).
2.3.1.2. Nhầm lẫn khi tính các đại lượng điện R, L, C.
C
L,r
M
N
B
R
Hình 3
A
VD1: Cho mạch điện như hình 3.Tụ có điện dung thay đổi. Hiệu điện thế hai đầu mạch điện là uAB = 160cos(100pt) (V). Điều chỉnh cho công suất của mạch cực đại bằng 802W, khi đó 
uMB = 80cos(100pt + ) (V). 
Hãy tính R, L , C ?
Lời giải sai của HS1:
Hiệu điện thế UAB = (V).
Công suất của mạch cực đại khi xảy ra cộng hưởng ( HĐT và dòng điện cùng pha ) Pmax = U.Imax ó Imax=PmaxUAB=1(A)
Mặt khác P = I2 R. Suy ra R = 802W. Và ZMB=ZL=UMBI=402(Ω) 
Vì cộng hưởng nên: ZC = ZL = 402W.
Vậy R = 80W, L=ZLω=0,18(H) ; C=1ω.ZC=5,63.10-5(F)
Nhầm lẫn ở lời giải trên là học sinh đã bỏ qua điện trở thuần của cuộn dây là r (do đọc sót đề hoặc chủ quan vì bài toán khá quen thuộc ) dẫn đến tính toán sai.
Lời giải sai của HS2: 
 Để có công suất cực đại khi C thay đổi thì phải xảy ra hiện tượng cộng hưởng.
Lúc đó PMax = U.IMax => Imax=PmaxUAB=802160=12 A 
Rt=R+r=UmaxI=16012=1602 Ω (1)
ZMB=ZL=UMBI=802 Ω 
 => ZL= r. (2)
Từ (1), (2) suy ra: r = 402 W và ZL = 40W.
Vậy R = Rt – r = 1202 W , r = 402 W và ZL= ZC = 406 W . 
 => L = 0,311 (H), C = 3,25.10-5 (F ).
	Nhầm lẫn của HS2 là đã nhầm HĐT hiệu dụng với HĐT cực đại (đây là một sai lầm mà các học sinh thường mắc phải ).
Lời giải đúng:
Công suất của mạch P = U.I.cosj = I2 Rt với Rt = R + r.
Công suất đạt được giá trị cực đại khi I đạt cực đại và lúc đó xảy ra hiện tượng cộng hưởng. Imax=PmaxUAB=1 A 
Rt=R+r=UmaxI=8021=802 Ω (1)
+ Vì u MB nhanh pha hơn i một góc p/3 nên ta có:
 tanjMB = . Mà ZMB = . (2) 
 Với ZMB=UMBI=402(Ω). Suy ra r = 202 W.
	Vậy r = 202W ;R = 602W; ZL = ZC = 402 W => L = 0,18 H ; 
C = 5,63.10-5 F
Hình 4
B
R
C
A
M
N
L,r
K
VD2: Cho mạch điện như hình 4. Đặt vào hai đầu đoạn mạch HĐT 
u = 120cos100pt (V).Tụ điện có C = 1,59.10-4 F.
Khi K đóng, HĐTgiữa hai điểm A, M là 
U1 = 40 HĐT giữa hai 
điểm M, B là U2 = 40
Khi K mở, HĐT giữa hai điểm A, M là U= 48V.
Hãy tính R và ZL ?
Lời giải sai của HS:
Ta có dung kháng: ZC = ( w.C)-1 = 20W.
- Khi K đóng, mạch chỉ còn R nối tiếp với cuộn cảm, nên:
 =>.
Suy ra 9R2 = 2( R2 +ZL2 ) => R = ZL . (1)
- Khi K mở ta có: 
=> => R2 = 4( ZL – ZC )2 . (2)
Thay (1) vào (2) và biến đổi ta được: 13ZL2 - 560ZL+ 5600 = 0.
 Giải ra ta được hai giá trị: ZL= 27,3 W và ZL = 15,7W.
Vậy R = 14,5W và ZL = 27,3W; hoặc R = 8,4W và ZL = 15,7W.	
Nhầm lẫn của HSlà đã quên mất điện trở thuần của cuộndây, khi tính tổng trở đoạn AM ( khi K đóng ) và bỏ qua dung kháng ZC ( khi K mở ) dẫn đến các kết quả tính toán đều không phù hợp. Ngoài racòn có những cách giải khác nhưng cũng gặp HS bị sai lầm tương tự.
Lời giải đúng: 
Ta códung kháng: Zc = (wC )-1 = 20 W.
Khi K đóng, mạch chỉ có R nối tiếp với cuộn cảm (cuộn cảm có điện trở thuần r).
Cường độ dòng điện: 
 =>
ó 7R2 = 4Rr + 2r2 + 2ZL2 ( 1)
Tương tự ta có => 5R2 = 2r2 + 2ZL2 (2)
Từ (1) và (2) ta được: R = 2r, ZL = 3r. (4)
- Khi K mở, tương tự trên ta có: 
Suy ra: 5R2 + 5ZC2 = 4( R+r )2 + 4( ZL –ZC ) 2. (5)
Thay ZC = 20W và (4) vào (5) ta được: 13r2 - 120r - 100 = 0
A
B
R
C
M
L
K
Hình 5
r = 10W ( loại nghiệm âm ).
R = 2W và ZL = 30W . 
VD3: Cho mạch điện như hình 5. 
Cuộn dây thuần cảm có L = 0,4π (H). Đặt vào
 hai đầu A,B một HĐT u = U0 coswt.
- Khi khoá K đóng thì thấy tại hai thời 
điểm t1 và t2 HĐT và dòng điện tức thời có giá
 trị u1 = 100V; i1 = 2,5A và u2 = 100V; i2 = 2,5A. 
- Khi K mở thì cường độ hiệu dụng không đổi và UAM = 100V.
Hãy tính U0, C, R và w ? 
Lời giải sai của HS:
 * Khi K đóng, tại thời điểm t1 và t2 ta có phương trình HĐT và dòng điện là:
	u1=U0coswt1= 1003 i1=U0ZLsinωt1=2.5 u2=U0coswt2= 100 i2=U0ZLsinωt2=2.53 ó 3.1002U02+ZL2U02=1 (a)1002U02+3.ZL2U02=1 (b)
ó ZL = 100W. Vậy: ω=ZLL=100π0,4=250π(rads); U0 = 444 V .
Dòng điện hiệu dụng: I=U01.41ZL=3.15 A 
* Khi K mở, do dòng điện hiệu dung không đổi nên: I = 3,15 A .
	Suy ra:Z = 100W. 
Mà (5)
Và (6)
Từ (5) và (6) suy ra: R = 43,7W; ZC = 10W ( tức là C = 1,27.10-4 F).
Nhầm lẫn của lời giải trên là do HS chủ quan về mặt toán học thấy tỷ lệ các hệ số của hệ phương trình có vẻ tương đương: 3.1002U02+6,25.ZL2U02=1 (a)1002U02+6,25.3.ZL2U02=1 (b)
nên đã bỏ qua 6,25 ở trước ZL2 (đây là một sai lầm có nhiều HS khá, giỏi vẫn mắc phải).
	Lời giải đúng:
* Khi K đóng, tại thời điểm t1 và t2 ta có phương trình HĐT và dòng điện: 
u1=U0coswt1= 1003 i1=U0ZLsinωt1=2.5 u2=U0coswt2= 100 i2=U0ZLsinωt2=2.53 	ó 	1002U02+6,25.3.ZL2U02=1 (a)3.1002U02+6,25.ZL2U02=1 (b)
Giải hệ phương trình trên ta được ZL = 40 (W).=> 
và U0 = 200 (V).
- Dòng điện hiệu dụng: 
* Khi K mở do dòng điện hiệu dụng không đổi nên: 
I = 2,5 (A). => Z = 40 W.
Z=R2+(ZL-ZC)2=40 1ZAM=R2+ZC2=UAMI=40 2
Từ (5) và (6) suy ra: R = 20W; ZC = 20W ( tức là C = 2,55.10-4 F).
	Vậy U0 = 200 V ; w = 100p( rad/s).
Điện trở R = 20 W và Tụ điện có C = 2,55.10-4 (F).
2.3.1.3.Nhầm lẫn khi giải bài toán điện cực trị.
A
Rx
C
 L,r
B
VD1: Cho mạch như hình 6.
Cuộn dây có r = 50W; L = 0,318 H.
Tụ điện có điện dung C = 10-4/ 2p(F ). 
uAB = 200cos(100pt ) (V). 
Hình 6
Tìm Rx để công suất trên Rx đạt cực đại ?
Lời giải sai của HS:
Đặt Rt = RX + r . 	Ta có : 
Công suất cực đại . Theo bất đẳng thức Cauchy ta có: 
Vậy thì P trên Rx đạt cực đại .
Nhầm lẫn ở đây chính là nhầm lẫn giữa công suất trên Rx và trên toàn mạch.
Lời giải đúng:
- Công suất trên điện trở RX là: 
Theo bất đẳng thức Cauchy thì : .
VD2 : Cho mạch điện gồm cuộn dây có điện trở thuần R = 50Ω và có độ tự cảm L thay đổi, nối tiếp tụ điện có điện dung C =. Đặt một HĐT 
uAB = 200cos(100pt ) (V). vào hai đầu đoạn mạch. Tìm L để HĐT giữa hai đầu cuộn dây đạt giá trị cực đại, tính giá trị cực đại đó ? 
 Lời giải sai của HS: 
- Dung kháng: ZC = (wC )-1 = 50 W.
Tổng trở:  và 
Hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn dây là: ;
ó 	
 ( tại đỉnh parabol ).
 Khi 
vậy khi L = 0,318(H ) thì ULmax=200V .
	Nhầm lẫn của HS trong lời giải trên là đã nhầm HĐT giữa hai đầu cuộn dây là UL (đã bỏ qua trở thuần trong cuộn cảm).
	Lời giải đúng :
Dung kháng: ZC = (wC )-1 = 50 W.
Tổng trở: và 
HĐT giữa hai đầu cuộn dây là:  ;
ó 
Xét .
y /=0 khi ZL2 – ZC.ZL – R2 = 0 ó ZL2 – 50ZL – 2500 = 0.
 yMin
y/ - 0 +
y
 L (H) 0 0,258 ¥
ó ZL = 81W hay L =0,258 (H).
 Ta có bảng biến thiên 
( Bảng 1.1)
	Vậy khi L = 0,258(H ) thì HĐT hai đầu cuộn dây đạt cực đại, giá trị cực đại đó là: Ud Max = 299 V . 
VD3: Cho mạch điện không phân nhánh, gồm cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L =2/p(H). Tụ có điện dung C = 31,8mF. Điện trở R = 100W. Đặt điện áp 
U = 2002V, có tần số thay đổi vào hai đầu đoạn mạch. Hãy tìm giá trị tần số f để HĐT ở hai cuộn cảm đạt giá trị cực đại và tính giá trị cực đại đó ?
	Lời giải sai của HS:
*HĐT giữa hai bản tụ là: UL=I.ZL=U.ZLZ
UL đạt giá trị cực đại khi: Z = ZMin ó w2LC = 1.
 thì UL đạt giá trị cực đại .
=> ZL = wL = 100 (W). =>ULmax=UR.ZL=2002100.1002=400 V 
	Nhầm lẫn của HS trong lời giải trên là chủ quan, coi cảm kháng ZL không 
đổi khi tần số điện áp thay đổi. Những HS thiếu cẩn thận thường mắc sai lầm này.	Lời giải đúng:
HĐT giữa hai đầu cuộn cảm là : UL= I.ZL = U.ZL / Z. 
ó 
	với .( Đặt X = ) 
UL Max khi y = yMin.ó
ó f == ( Hz) = 40,8 (Hz).
Vậy khi tần số f = 40,8 Hz thì HĐT giữa hai đầu cuộn cảm đạt cực đại óULmax=2LUR4LC-R2C2=80027=3022 V 
2.3.1.4.Nhầm lẫnkhi xác định phần tử điện chứa trong hộp đen.
VD1: Cho mạch điện như hình 7. HĐT uMN = 200cos(100pt ) (V).Cường 
độ dòng điện nhanh pha hơn HĐT hai đầu đoạn mạch. X là hộp kín chứa cuộn
Hình 7
X
M
N
R
thuần cảm hoặc tụ điện. R là biến trở. 
Điều chỉnh R thấy công của mạch cực 
đại khi I =1 (A). Xác định phần tử điện
trong X và giá trị của nó ? 
Lời giải sai của HS1 :
Vì trong X chỉ chứa L hoặc C mà dòng điện nhanh pha hơn HĐT nên 
tanφ=ZxR>0 . 
Vậy phần tử điện trong X là cuộn thuần cảm L.
Ta có:  ;
. Theo bất đẳng thức Cauchy thì ymin khi: . Mà Z=UMNI=1002 W. => ZL = 100 W   hay L = 0,318H .
Lời giải sai của HS2 :
Vì trong X chỉ chứa L hoặc C mà dòng điện nhanh pha hơn HĐT nên mạch mang tính dung kháng. Vậy X là tụ điện.
 Công suất: .
 Ta thấy Pmax khi hay . 
Mà Z=UMNI=1002 W. => ZC = 502 W  => C=2π.10-4F
Nhầm lẫn của các HS trong các lời giải trên: 
HS1: Nhầm ở chỗ i nhanh pha hơn u thì φui> 0, nhưng thực tế φui< 0.
HS2: Đã nhầm công thức tính tổng trở Z = R +ZC. 
Lời giải đúng:
Dòng điện nhanh pha hơn HĐT nên X là tụ điện.
Công suất: .
PMax khi y = yMin .Theo bất đẳng thức Cauchy có .
=>Z=R2+ZC2=ZC.2=UMNI=1002=> ZC=100Ω.
Hình 8
L0
M
B
C0
A
X
N
A
Vậy phần tử điện trong hộp X là tụ .
VD2:	Cho mạch điện như 8.
Cuộn dây thuần cảm có L0 = 0,955 (H).
Tụ điện có điện dung C = 6,37.10-4 (F).
 X là hộp kín chứa hai trong ba phần 
tử điện (R, C, Cuộn thuần cảm L).
Ampe kế có điện trở không đáng kể. 
Đặt điện áp xoay chiều có U = 2002V và tần số 50Hz vào hai đầu đoạn mạch QB. Ampe kế chỉ 0.82A, hệ số công suất của mạch là 0,6.
Hãy xác định các phần tử chứa trong X và giá trị của chúng ?
Lời giải sai của HS1:
Tổng trở của mạch là: Z=UI=250Ω 
 ZL0 = 2pf.L = 30W và ZC0=12πfC=50Ω 
Ta thấy hế số Cosj = 0,6 ( khác không ) nên mạch phải có điện trở thuần R.
ó Hộp kín X phải chứa R.
+ Cosj = 0,6 ó R = Z.0,6 = 150W. Mà 
Với ZC0> ZL0 nên X phải chứa L để cho ZL + ZL0>ZC0 .
Suy ra : ZL + ZL0 – ZC0 = = 200.
ó ZL = = 220W => L = 0,7 (H).
Vậy hộp kín X chứa R = 150W nối tiếp cuộn thuần cảm L = 0,7H.
Lời giải sai của HS2:
Tổng trở của mạch là: : Z=UI=250Ω.
Ta có: ZL0 = 2pf.L = 30W và ZC0=12πfC 
Vì hệ số Cosj = 0,6 ( khác không ) nên mạch phải có điện trở thuần R.
ó Hộp kín X phải chứa R.
+ Cosj = 0,6 ó R = Z.0,6 = 150W. Mà 
Với ZC0> ZL0 nên X phải chứa tụ điện C.
 Suy ra : ( ZC + ZC0 ) - ZL = = 200.
ó ZC0 = 200 + 30 - 50 = 180W => C0 = 1,77.10-5( F).
Vậy hộp kín X chứa R = 150W nối tiếp tụ điện, có điện dung C = 1,77.10-5F.
 Sai lầm của hai HS trên là đã suy luận không có căn cứ (dựa vào hệ số công suất chưa thể kết luận ZL> ZC được) dẫn đến bỏ sót nghiệm bài toán. 	
Lời giải đúng:
Tổng trở của mạch là: : Z=UI=250Ω.
Ta có: ZL0 = 2pf.L = 30W. ZC0=12πfC=50Ω
Ta thấy hệ số Cosj = 0,6 ( khác không ) nên mạch phải có điện trở thuần R.
	óhộp kín X phải chứa R.
	+ Cosj = 0,6 ó R = Z.0,6 = 150W.	
	Vì tính đối xứng của hàm số Cos nên j có hai giá trị đối nhau ( nghĩa là mạch có thể mang tính cảm kháng, hoặc mang tính dung kháng ).
Trường hợp 1 :
 Khi mạch mang tính cảm kháng thì hộp kín X phải chứa R nối tiếp cuộn thuần cảm L ó ZL + ZL0 – ZC0 = = 200.
ó ZL = 200 - 30 + 50 = 220 (W) => L = 0,7 H.
Vậy hộp kín X chứa R = 150W nối tiếp cuộn thuần cảm L = 0,7H.
Trường hợp 2 :
Khi mạch mang tính dung kháng thì X phải chứa R nối tiếp tụ điện C.
	ó -ZL + ( ZC + ZC0 ) = = 200.
	ó ZC0 = 200 + 30 - 50 = 180 W 	=> C0 = 1,77.10-5F.
 Vậy hộp kín X chứa R = 150W nối tiếp tụ điện có điện dung C = 1,77.10-5F.
2.3.1.5.Sai lầm khi giải bài tập về máy phát điện.
Phần này học sinh giải sai khá nhiều, do phân phối tiết bài tập ít và HS chưa nắm vững kiến thức. Sau đây là một số ví dụ đơn giản.
VD1: Máy phát điện xoay chiều một pha có f = 50Hz, phần ứng gồm bốn cuộn dây giống hệt nhau mắc nối tiếp. Hãy tính số vòng mỗi cuộn dây, biết từ thông cực đại qua mỗi vòng là 10-2 Wb và suất điện động hi