Đang tải... (xem toàn văn)
TÊN ĐỀ TÀI: “GIÚP HỌC SINH GIẢI TỐT BÀI TẬP VẬN DỤNG ĐỊNH LUẬT ÔM TRONG ĐOẠN MẠCH NỐI TIẾP VÀ SONG SONG” A.MỞ ĐẦU I. Đặt vấn đề: 1. Thực trạng của vấn đề: Môn Vật lý là một môn khoa học thực nghiệm, muốn nắm vững kiến thức đòi hỏi giáo viên và học sinh cần có sự phối hợp nhịp nhàng, trong đó giáo viên đóng vai trò hướng dẫn, học sinh có nhiệm vụ tìm tòi nghiên cứu tài liệu, thí nghiệm thực hành giải quyết vấn đề rút ra kết luận cần thiết. Môn học Vật lý ngoài tiết lý thuyết trên lớp, giáo viên còn giao bài tập về nhà cho học sinh làm. Việc làm bài tập ở nhà giúp học sinh nắm vững kiến thức cơ bản của bài giảng, xây dựng củng cố kỹ năng kỹ xảo vận dụng kiến thức vào thực tiễn. Trong quá trình dạy học môn Vật lý ở trường THCS, tôi nhận thấy phân phối chương trình chưa thật sự hợp lý ở chỗ: chỉ có 1 tiếttuần (Đối với Vật lý 6,7,8), 2 tiếttuần (Đối với Vật lý 9). Trong đó, một tiết lên lớp chỉ cung cấp lý thuyết, không có thời gian để rèn kỹ năng vận dụng công thức giải bài tập Vật lý, trong khi tiết kiểm tra một tiết và kiểm tra học kỳ yêu cầu học sinh phải biết làm các bài tập vận dụng. Chính vì thế kết quả của học sinh bậc THCS về kỹ năng giải bài tập Vật lý còn nhiều hạn chế hay nói cách khác là rất yếu. Qua khảo sát ý kiến của đồng nghiệp và học sinh, có 100% giáo viên cho rằng: “Một tiết lên lớp không có thời gian cho việc rèn luyện kỹ năng giải bài tập Vật lý”, phần lớn học sinh chưa nắm được phương pháp giải một bài tập Vật lý nhất là bài tập định lượng vận dụng định luật Ôm trong đoạn mạch hỗn hợp nối tiếp và song song. Ở dạng bài tập này nhiều học sinh còn lúng túng, chưa tìm ra phương pháp giải phù hợp cho từng dạng bài tập. Đứng trước thực trạng trên, tôi thấy rằng cần phải tìm ra một phương pháp giải bài tập một cách đơn giản nhất nhằm giúp học sinh nâng cao hiểu quả học tập và luôn thích thú mỗi khi học môn Vật lý. Chính vì vậy tôi chọn nghiên cứu đề tài: “Giúp học sinh giải tốt bài tập vận dụng định luật Ôm trong đoạn mạch nối tiếp và song song” 2. Ý nghĩa và tác dụng của giải pháp mới: Qua gần hai năm nghiên cứu đề tài, tôi thấy rằng việc giải bài tập đoạn mạch nối tiếp và song song của học sinh ngày càng tiến bộ hơn trước, học sinh trung bình và trung bình khá có thể phân tích và giải thành thạo các dạng bài tập đơn giản. Học sinh không còn bỡ ngỡ, gặp khó khăn khi gặp các bài toán Vật lý: vận dụng định luật Ôm trong đoạn mạch nối tiếp và song song. Có thể nói vận dụng phương pháp này vào việc giải bài tập định luật Ôm trong đoạn mạch nối tiếp và song song phần nào giải quyết khó khăn trước mắt của giáo viên và học sinh khi dạy và học phần Điện học, vì nội dung phần này là một trong những nội dung quan trọng trong chương trình học kỳ I. Phương pháp này giúp học sinh rèn kỹ năng phân tích đoạn mạch, kỹ năng vận dụng các công thức Vật lý, kỹ năng vận dụng định luật Ôm, củng cố kiến thức Toán học trong khi giải bài tập. 3.Phạm vi nghiên cứu của đề tài: Đề tài được thực hiện với học sinh hai lớp: 9A1 và 9A2 trường THCS Ghềnh Ráng Đề tài được nghiên cứu đối với phần Điện học, HKI, Vật lý 9 II. Phương pháp tiến hành 1. Cơ sở lý luận và cơ sở thực tiễn của vấn đề: Cơ sở lý luận: Dạy học Vật lý không chỉ truyền thụ hệ thống kiến thức cơ bản mà điều quan trọng hơn là xây dựng cho học sinh một tiềm lực, một bản lĩnh thể hiện ở phương pháp suy nghĩ và làm việc, trong cách tiếp cận, giải quyết các vấn đề thực tiễn. Đồng thời, giúp học sinh có khả năng phát triển vốn hiểu biết đã có, thấy rõ năng lực sở trường của mình để lựa chọn nghề nghiệp, vươn lên trong sự nghiệp khoa học và thích ứng với sự phát triển của xã hội. Phát triển tư duy và năng lực sáng tạo có tác dụng thiết thực để học sinh chủ động xây dựng, chiếm lĩnh kiến thức, biết vận dụng kiến thức vào thực hành, từ đó kiến thức trở nên vững chắc và sinh động. Đồng thời, giúp cho việc phát hiện và bồi dưỡng đội ngũ những người lao động có trình độ cao, những nhân tài cho đất nước. Một phần không thể thiếu khi học Vật lý đó là học sinh phải biết vận dụng kiến thức để giải quyết các bài tập trong sách giáo khoa và sách bài tập. Việc hướng dẫn học sinh làm bài tập Vật lý là một hoạt động dạy học, là một công việc hết sức khó khăn, nó phản ánh trình độ của người giáo viên trong việc hướng dẫn hoạt động phát triển trí tuệ của học sinh. Vì thế đòi hỏi giáo viên và cả học sinh phải học tập và rèn luyện không ngừng, người giáo viên phải luôn luôn sáng tạo đưa ra những phương pháp phù hợp cho từng đối tượng học sinh. Bài tập Vật lý sẽ giúp học sinh hiểu sâu hơn những qui luật Vật lý, hiện tượng Vật lý, có nhiều bài tập Vật lý không chỉ dừng lại trong phạm vi kiến thức đã học mà còn tạo điều kiện cho học sinh vận dụng linh hoạt những kiến thức đã học để tự lực giải quyết những tình huống cụ thể khác nhau trong đời sống. Trong quá trình giải quyết các vấn đề, tình huống cụ thể do bài tập đề ra, học sinh phải vận dụng tất cả các kỹ năng như: so sánh, phân tích tổng hợp, khái quát hóa,...để giải quyết vấn đề, từ đó giúp năng lực tư duy học sinh được nâng cao, tính kiên trì được phát triển. Cơ sở thực tiễn: Trường THCS Ghềnh Ráng có cơ sở vật chất tương đối đầy đủ phục vụ cho việc giảng dạy, đội ngũ giáo viên nhiệt tình trong công tác, học sinh ngoan hiền, được sự quan tâm của Ban giám hiệu nhà trường. Song bên cạnh đó còn nhiều khó khăn trước mắt như: Mặt bằng kiến thức của học sinh không đồng đều, tư duy còn hạn chế nên nhiều em gặp khó khăn, lúng túng khi giải bài tập. Phụ huynh học sinh ít quan tâm đến việc học của con em mình, giao phó cho nhà trường và bản thân của các em tự học. Học sinh ít chú trọng môn Vật lý, chỉ chú trọng ba môn thi tuyển lên lớp 10 (Toán, Văn, Anh văn), điều đó ảnh hưởng rất nhiều đến tư tưởng của các em, nhiều em lơ là không học bài và đặc biệt là không làm bài tập Vật lý. Trong chương trình HK I Vật lý 9, có phần bài tập vận dụng định luật Ôm trong đoạn mạch nối tiếp và song song, nhiều học sinh gặp khó khăn khi giải bài tập phần này vì kỹ năng nhận dạng các loại đoạn mạch nối tiếp và song song trong mạch hỗn hợp rất yếu, dẫn đến các em thường nhầm lẫn đoạn mạch nối tiếp thành song song và ngược lại, khi đó áp dụng các công thức vào bài sẽ bị nhầm lẫn, do đó kết quả bài làm của các em sẽ không đúng. Chính vì vậy tôi mạnh dạn tìm hiểu, nghiên cứu tài liệu tìm ra phương pháp tối ưu nhất giúp học sinh giải tốt bài tập dạng này. 2. Các biện pháp tiến hành nghiên cứu, thời gian tạo ra giải pháp: Các biện pháp tiến hành nghiên cứu: Thăm dò ý kiến đồng nghiệp, ý kiến của học sinh trong quá trình giải bài tập đoạn mạch nối tiếp và song song gặp khó khăn gì. Qua kết quả các bài kiểm tra định kỳ. Qua nghiên cứu lý luận: đọc tài liệu, nghiên cứu các phương pháp giải bài tập Vật lý. Thống kê, tổng hợp, so sánh, rút kinh nghiệm. Thời gian tạo ra giải pháp: Từ tháng 8 năm 2013 đến tháng 10 năm 2014. B. NỘI DUNG I. Mục tiêu: Hình thành cho học sinh một cách tổng quan về một phương pháp giải môt bài tập Vật lý về đoạn mạch nối tiếp và song song. Giúp học sinh có kỹ năng kỹ xảo khi giải quyết một bài tập Vật lý không còn lúng túng khi gặp phải dạng bài tập này. Góp phần nâng cao chất lượng dạy học môn vật lý nói riêng và chất lượng dạy học nói chung. Giúp học sinh từng bước thích thú khi học tập bộ môn Vật lý II. Mô tả giải pháp của đề tài 1. Thuyết minh tính mới: 1.1. Kiến thức cần nhớ: Để giải được bài tập dạng này, đòi hỏi học sinh phải nắm vững các kiến thức sau: 1.1.1 Định luật Ôm: “Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn tỉ lệ thuận với hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây dẫn và tỉ lệ nghịch với điện trở của dây’’ Biểu thức: Áp dụng trực tiếp công thức của định luật Ôm để tính cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn nếu biết U và R Tính hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn: từ công thức định luật Ôm suy ra U = I.R Tính điện trở dây dẫn: từ công thức định luật Ôm suy ra 1.1.2 Đoạn mạch mắc nối tiếp: U1, U2, U3,...,Un lần lượt là hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở I1, I2, I3, ...,In lần lượt là cường độ dòng điện qua mỗi điện trở I là cường độ dòng điện chạy trong mạch chính Cường độ dòng điện trong đoạn mạch nối tiếp: Trong đoạn mạch mắc nối tiếp, dòng điện có cường độ như nhau tại mọi điểm. I = I1= I2 = I3= ...=In Hiệu điện thế trong đoạn mạch mắc nối tiếp: Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch gồm các điện trở mắc nối tiếp bằng tổng các hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở. UAB = U1+ U2 +U3+...+Un Điện trở tương đương: Điện trở tương đương đoạn mạch bằng tổng các điện trở thành phần. Rtđ = R1 +R2+ R3+...+Rn Chú ý: Nếu các điện trở giống nhau thì Rtđ = n.R (với n là số điện trở mắc nối tiếp trong mạch, R là giá trị của một điện trở) 1.1.3 Đoạn mạch mắc song song Cường độ dòng điện trong đoạn mạch song song: Cường độ dòng điện chạy trong mạch chính bằng tổng cường độ dòng điện chạy trong các mạch rẽ I = I1+ I2 + I3+ ...+In Hiệu điện thế trong đoạn mạch mắc song song : Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch gồm các điện trở mắc song song bằng hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi đoạn mạch rẽ. UAB = U1= U2 =U3=...=Un Điện trở tương đương: Nghịch đảo của điện trở tương đương bằng tổng nghịch đảo của các điện trở thành phần. Chú ý: Nếu các điện trở giống nhau thì Rtđ = (với n là số điện trở mắc song song trong mạch, R là giá trị của một điện trở) 1.2. Phương pháp giải. 1.2.1 Đoạn mạch nối tiếp. Đối với đoạn mạch này thì khá đơn giản, chỉ cần học sinh nhận dạng được các điện trở mắc nối tiếp và vận dụng các công thức của đoạn mạch mắc nối tiếp thì học sinh có thể làm được bài. Cụ thể, tôi đưa ra phương pháp giải như sau: a) Tính điện trở tương đương đoạn mạch. Đoạn mạch gồm hai, ba, hay n điện trở mắc nối tiếp, áp dụng công thức Rtđ = R1 +R2+ R3+...+Rn Nếu đoạn mạch chưa cho biết giá trị các điện trở, cho biết UAB, I mạch chính, ta áp dụng công thức Rtđ = VD1: Hai điện trở R1 =15 và R2 =20 mắc nối tiếp với nhau trong một đoạn mạch. a) Tìm điện trở tương đương đoạn mạch b) Phải mắc thêm vào đoạn mạch một điện trở R3 bằng bao nhiêu để điện trở tương đương đoạn mạch là 55 Hướng dẫn: a) Điện trở tương đương đoạn mạch gồm hai điện trở mắc nối tiếp R¬12 = R1 + R2 =15+20=25 b) Khi mắc thêm R3 thì R3 nối tiếp R12 R123=R12+R3 R3= R123 R12=5535=20 VD2: Hai điện trở R1 và R2 mắc nối tiếp với nhau vào trong đoạn mạch có hiệu điện thế là 12V. Cường độ dòng điện chạy qua R1 là 2A. Tính điện trở tương đương đoạn mạch. Hướng dẫn: Bài tập này không thể áp dụng công thức R¬12 = R1 + R2 mà áp dụng công thức Rtđ = = = 6 b) Tính cường độ dòng điện trong mạch: Có thể sử dụng một trong các cách sau Cách 1: Tính điện trở tương đương đoạn mạch. Sử dụng định luật Ôm cho cả đoạn mạch Cách 2: Nếu biết hiệu điện thế U giữa hai đầu điện trở và giá trị R, ta có thể tính cường độ dòng điện qua điện trở đó bằng công thức . Suy ra cường độ dòng điện mạch chính cũng chính bằng cường độ dòng điện chạy qua điện trở. VD1: Cho hai điện trở R1, R2 mắc nối tiếp vào hai điểm A,B. Ampe kế đo cường độ dòng điện trong mạch. a) Vẽ sơ đồ mạch điện. b) Cho R1 =12 , R2 =28 , UAB =60V. Tìm số chỉ Am pe kế
Trường THCS Ghềnh Ráng Năm học 2014-2015 MỤC LỤC TT NỘI DUNG MỤC LỤC Danh mục chữ viết tắt A MỞ ĐẦU I Đặt vấn đề Thực trạng vấn đề Ý nghĩa tác dụng giải pháp Phạm vi nghiên cứu đề tài II Phương pháp tiến hành Cơ sở lý luận thực tiễn vấn đề * Cơ sở lý luận 10 * Cơ sở thực tiễn 11 Các biện pháp tiến hành, thời gian tạo giải pháp 12 B NỘI DUNG I Mục tiêu 13 II Mô tả giải pháp đề tài 14 Thuyết minh tính 15 1.1 Kiến thức cần nhớ 16 1.1.1/ Định luật Ôm 17 1.1.2/ Đoạn mạch mắc nối tiếp 18 1.1.3/ Đoạn mạch mắc song song 19 1.2 Phương pháp giải 1.2.1/ Đoạn mạch nối tiếp 20 1.2.2/ Đoạn mạch gồm điện trở mắc song song 21 1.2.3/ Đoạn mạch mắc hỗn hợp đơn giản 22 1.2.4/ Đoạn mạch mắc hỗn hợp phức tạp 23 Khả áp dụng 24 Lợi ích kinh tế- xã hội 25 C: KẾT LUẬN 26 Tài liệu tham khảo Giáo viên: Trần Văn Lực Trang Trang 3 4 4 5 5 5 6 10 13 19 22 19 20 21 Sáng kiến kinh nghiệm Vật lý Trường THCS Ghềnh Ráng Năm học 2014-2015 DANH MỤC CHỮ CÁI VIẾT TẮT STT Nội dung Viết tắt Ví dụ VD Trường hợp TH Trung học sở Học kì HK Nối tiếp nt Song song // Học sinh Giáo viên: Trần Văn Lực Ghi THCS HS Trang Sáng kiến kinh nghiệm Vật lý Trường THCS Ghềnh Ráng Năm học 2014-2015 TÊN ĐỀ TÀI: “GIÚP HỌC SINH GIẢI TỐT BÀI TẬP VẬN DỤNG ĐỊNH LUẬT ÔM TRONG ĐOẠN MẠCH NỐI TIẾP VÀ SONG SONG” A.MỞ ĐẦU I Đặt vấn đề: Thực trạng vấn đề: Môn Vật lý môn khoa học thực nghiệm, muốn nắm vững kiến thức đòi hỏi giáo viên học sinh cần có phối hợp nhịp nhàng, giáo viên đóng vai trò hướng dẫn, học sinh có nhiệm vụ tìm tòi nghiên cứu tài liệu, thí nghiệm thực hành giải vấn đề rút kết luận cần thiết Môn học Vật lý ngồi tiết lý thuyết lớp, giáo viên giao tập nhà cho học sinh làm Việc làm tập nhà giúp học sinh nắm vững kiến thức giảng, xây dựng củng cố kỹ kỹ xảo vận dụng kiến thức vào thực tiễn Trong q trình dạy học mơn Vật lý trường THCS, tơi nhận thấy phân phối chương trình chưa thật hợp lý chỗ: có tiết/tuần (Đối với Vật lý 6,7,8), tiết/tuần (Đối với Vật lý 9) Trong đó, tiết lên lớp cung cấp lý thuyết, khơng có thời gian để rèn kỹ vận dụng công thức giải tập Vật lý, tiết kiểm tra tiết kiểm tra học kỳ yêu cầu học sinh phải biết làm tập vận dụng Chính kết học sinh bậc THCS kỹ giải tập Vật lý nhiều hạn chế hay nói cách khác yếu Qua khảo sát ý kiến đồng nghiệp học sinh, có 100% giáo viên cho rằng: “Một tiết lên lớp khơng có thời gian cho việc rèn luyện kỹ giải tập Vật lý”, phần lớn học sinh chưa nắm phương pháp giải tập Vật lý tập định lượng vận dụng định luật Ôm đoạn mạch hỗn hợp nối tiếp song song Ở dạng tập nhiều học sinh lúng túng, chưa tìm phương pháp giải phù hợp cho dạng tập Đứng trước thực trạng trên, thấy cần phải tìm phương pháp giải tập cách đơn giản nhằm giúp học sinh nâng cao hiểu học tập ln thích thú học mơn Vật lý Chính tơi chọn nghiên cứu đề tài: “Giúp học sinh giải tốt tập vận dụng định luật Ôm đoạn mạch nối tiếp song song” Ý nghĩa tác dụng giải pháp mới: Qua gần hai năm nghiên cứu đề tài, thấy việc giải tập đoạn mạch nối tiếp song song học sinh ngày tiến trước, học sinh trung bình trung bình phân tích giải thành thạo dạng tập đơn giản Học sinh khơng bỡ ngỡ, gặp khó khăn gặp tốn Vật lý: vận dụng định luật Ôm đoạn mạch nối tiếp song song Giáo viên: Trần Văn Lực Trang Sáng kiến kinh nghiệm Vật lý Trường THCS Ghềnh Ráng Năm học 2014-2015 Có thể nói vận dụng phương pháp vào việc giải tập định luật Ôm đoạn mạch nối tiếp song song phần giải khó khăn trước mắt giáo viên học sinh dạy học phần Điện học, nội dung phần nội dung quan trọng chương trình học kỳ I Phương pháp giúp học sinh rèn kỹ phân tích đoạn mạch, kỹ vận dụng công thức Vật lý, kỹ vận dụng định luật Ôm, củng cố kiến thức Toán học giải tập 3.Phạm vi nghiên cứu đề tài: - Đề tài thực với học sinh hai lớp: 9A1 9A2 trường THCS Ghềnh Ráng - Đề tài nghiên cứu phần Điện học, HKI, Vật lý II Phương pháp tiến hành Cơ sở lý luận sở thực tiễn vấn đề: * Cơ sở lý luận: Dạy học Vật lý không truyền thụ hệ thống kiến thức mà điều quan trọng xây dựng cho học sinh tiềm lực, lĩnh thể phương pháp suy nghĩ làm việc, cách tiếp cận, giải vấn đề thực tiễn Đồng thời, giúp học sinh có khả phát triển vốn hiểu biết có, thấy rõ lực sở trường để lựa chọn nghề nghiệp, vươn lên nghiệp khoa học thích ứng với phát triển xã hội Phát triển tư lực sáng tạo có tác dụng thiết thực để học sinh chủ động xây dựng, chiếm lĩnh kiến thức, biết vận dụng kiến thức vào thực hành, từ kiến thức trở nên vững sinh động Đồng thời, giúp cho việc phát bồi dưỡng đội ngũ người lao động có trình độ cao, nhân tài cho đất nước Một phần khơng thể thiếu học Vật lý học sinh phải biết vận dụng kiến thức để giải tập sách giáo khoa sách tập Việc hướng dẫn học sinh làm tập Vật lý hoạt động dạy học, công việc khó khăn, phản ánh trình độ người giáo viên việc hướng dẫn hoạt động phát triển trí tuệ học sinh Vì đòi hỏi giáo viên học sinh phải học tập rèn luyện không ngừng, người giáo viên phải luôn sáng tạo đưa phương pháp phù hợp cho đối tượng học sinh Bài tập Vật lý giúp học sinh hiểu sâu qui luật Vật lý, tượng Vật lý, có nhiều tập Vật lý không dừng lại phạm vi kiến thức học mà tạo điều kiện cho học sinh vận dụng linh hoạt kiến thức học để tự lực giải tình cụ thể khác đời sống Trong trình giải vấn đề, tình cụ thể tập đề ra, học sinh phải vận dụng tất kỹ như: so sánh, phân tích tổng hợp, khái quát hóa, để giải vấn đề, từ giúp lực tư học sinh nâng cao, tính kiên trì phát triển * Cơ sở thực tiễn: Trường THCS Ghềnh Ráng có sở vật chất tương đối đầy đủ phục vụ cho việc giảng dạy, đội ngũ giáo viên nhiệt tình cơng tác, học sinh ngoan hiền, quan tâm Ban giám hiệu nhà trường Song bên cạnh nhiều khó khăn trước mắt như: Giáo viên: Trần Văn Lực Trang Sáng kiến kinh nghiệm Vật lý Trường THCS Ghềnh Ráng Năm học 2014-2015 - Mặt kiến thức học sinh khơng đồng đều, tư hạn chế nên nhiều em gặp khó khăn, lúng túng giải tập - Phụ huynh học sinh quan tâm đến việc học em mình, giao phó cho nhà trường thân em tự học - Học sinh trọng mơn Vật lý, trọng ba mơn thi tuyển lên lớp 10 (Tốn, Văn, Anh văn), điều ảnh hưởng nhiều đến tư tưởng em, nhiều em lơ không học đặc biệt không làm tập Vật lý - Trong chương trình HK I Vật lý 9, có phần tập vận dụng định luật Ơm đoạn mạch nối tiếp song song, nhiều học sinh gặp khó khăn giải tập phần kỹ nhận dạng loại đoạn mạch nối tiếp song song mạch hỗn hợp yếu, dẫn đến em thường nhầm lẫn đoạn mạch nối tiếp thành song song ngược lại, áp dụng công thức vào bị nhầm lẫn, kết làm em khơng Chính tơi mạnh dạn tìm hiểu, nghiên cứu tài liệu tìm phương pháp tối ưu giúp học sinh giải tốt tập dạng Các biện pháp tiến hành nghiên cứu, thời gian tạo giải pháp: * Các biện pháp tiến hành nghiên cứu: - Thăm dò ý kiến đồng nghiệp, ý kiến học sinh trình giải tập đoạn mạch nối tiếp song song gặp khó khăn - Qua kết kiểm tra định kỳ - Qua nghiên cứu lý luận: đọc tài liệu, nghiên cứu phương pháp giải tập Vật lý - Thống kê, tổng hợp, so sánh, rút kinh nghiệm * Thời gian tạo giải pháp: Từ tháng năm 2013 đến tháng 10 năm 2014 B NỘI DUNG I Mục tiêu: - Hình thành cho học sinh cách tổng quan phương pháp giải môt tập Vật lý đoạn mạch nối tiếp song song Giúp học sinh có kỹ kỹ xảo giải tập Vật lý khơng lúng túng gặp phải dạng tập - Góp phần nâng cao chất lượng dạy học mơn vật lý nói riêng chất lượng dạy học nói chung - Giúp học sinh bước thích thú học tập môn Vật lý II Mô tả giải pháp đề tài Thuyết minh tính mới: 1.1 Kiến thức cần nhớ: Để giải tập dạng này, đòi hỏi học sinh phải nắm vững kiến thức sau: 1.1.1/ Định luật Ơm: “Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn tỉ lệ thuận với hiệu điện đặt vào hai đầu dây dẫn tỉ lệ nghịch với điện trở dây’’ Giáo viên: Trần Văn Lực Trang Sáng kiến kinh nghiệm Vật lý Trường THCS Ghềnh Ráng Biểu thức: I U R Năm học 2014-2015 Trong đó: I cường độ dòng điện, đơn vị Ampe (A) U hiệu điện thế, đơn vị Vôn (V) R điện trở dây dẫn, đơn vị Ôm ( ) - Áp dụng trực tiếp công thức định luật Ơm I U để tính cường độ dòng R điện chạy qua dây dẫn biết U R - Tính hiệu điện hai đầu dây dẫn: từ cơng thức định luật Ơm I U suy R U = I.R - Tính điện trở dây dẫn: từ cơng thức định luật Ơm I 1.1.2/ Đoạn mạch mắc nối tiếp: *Đoạn mạch gồm n điện trở mắc nối tiếp biểu diễn hình vẽ Trong R1, R2, R3, ,Rn điện trở UAB hiệu điện hai đầu đoạn mạch R1 I1 U1 I2 R2 U2 U U suy R R I I3 R3 U3 In Rn Un I UAB U1, U2, U3, ,Un hiệu điện hai đầu điện trở I1, I2, I3, ,In cường độ dòng điện qua điện trở I cường độ dòng điện chạy mạch * Cường độ dòng điện đoạn mạch nối tiếp: Trong đoạn mạch mắc nối tiếp, dòng điện có cường độ điểm I = I1= I2 = I3= =In * Hiệu điện đoạn mạch mắc nối tiếp: Hiệu điện hai đầu đoạn mạch gồm điện trở mắc nối tiếp tổng hiệu điện hai đầu điện trở UAB = U1+ U2 +U3+ +Un * Điện trở tương đương: Điện trở tương đương đoạn mạch tổng điện trở thành phần Rtđ = R1 +R2+ R3+ +Rn Chú ý: Nếu điện trở giống R tđ = n.R (với n số điện trở mắc nối tiếp mạch, R giá trị điện trở) I1 R1 1.1.3/ Đoạn mạch mắc song song Đoạn mạch gồm n điện trở mắc song song biểu I2 R2 diễn hình vẽ Trong R1, R2, R3, ,Rn điện trở I3 R3 UAB hiệu điện hai đầu đoạn mạch U1, U2, U3, ,Un hiệu điện hai đầu điện trở nhánh rẽ I Rn I1, I2, I3, ,In cường độ dòng điện qua n điện nhánh rẽLực Giáotrởviên: Trần Văn Trang SángI kiến kinh UABnghiệm Vật lý I cường độ dòng điện chạy mạch Trường THCS Ghềnh Ráng Năm học 2014-2015 * Cường độ dòng điện đoạn mạch song song: Cường độ dòng điện chạy mạch tổng cường độ dòng điện chạy mạch rẽ I = I1+ I2 + I3+ +In * Hiệu điện đoạn mạch mắc song song : Hiệu điện hai đầu đoạn mạch gồm điện trở mắc song song hiệu điện hai đầu đoạn mạch rẽ UAB = U1= U2 =U3= =Un * Điện trở tương đương: Nghịch đảo điện trở tương đương tổng nghịch đảo điện trở thành phần 1 1 RAB R1 R2 R3 Rn R Chú ý: Nếu điện trở giống R tđ = (với n số điện trở mắc song song n mạch, R giá trị điện trở) 1.2 Phương pháp giải 1.2.1/ Đoạn mạch nối tiếp Đối với đoạn mạch đơn giản, cần học sinh nhận dạng điện trở mắc nối tiếp vận dụng công thức đoạn mạch mắc nối tiếp học sinh làm Cụ thể, tơi đưa phương pháp giải sau: a) Tính điện trở tương đương đoạn mạch - Đoạn mạch gồm hai, ba, hay n điện trở mắc nối tiếp, áp dụng công thức Rtđ = R1 +R2+ R3+ +Rn - Nếu đoạn mạch chưa cho biết giá trị điện trở, cho biết UAB, I mạch chính, ta áp dụng cơng thức Rtđ = U AB I VD1: Hai điện trở R1 =15 R2 =20 mắc nối tiếp với đoạn mạch a) Tìm điện trở tương đương đoạn mạch b) Phải mắc thêm vào đoạn mạch điện trở R để điện trở tương đương đoạn mạch 55 Hướng dẫn: a) Điện trở tương đương đoạn mạch gồm hai điện trở mắc nối tiếp R12 = R1 + R2 =15+20=25 b) Khi mắc thêm R3 R3 nối tiếp R12 R123=R12+R3 R3= R123 - R12=55-35=20 VD2: Hai điện trở R1 R2 mắc nối tiếp với vào đoạn mạch có hiệu điện 12V Cường độ dòng điện chạy qua R 2A Tính điện trở tương đương đoạn mạch Hướng dẫn: Bài tập áp dụng công thức R12 = R1 + R2 Giáo viên: Trần Văn Lực Trang Sáng kiến kinh nghiệm Vật lý Trường THCS Ghềnh Ráng mà áp dụng công thức Rtđ = Năm học 2014-2015 U AB 12 = = 6 I b) Tính cường độ dòng điện mạch: Có thể sử dụng cách sau Cách 1: Tính điện trở tương đương đoạn mạch Sử dụng định luật Ôm cho đoạn mạch I U AB RAB Cách 2: Nếu biết hiệu điện U hai đầu điện trở giá trị R, ta tính cường độ dòng điện qua điện trở cơng thức I U Suy cường độ dòng R điện mạch cường độ dòng điện chạy qua điện trở VD1: Cho hai điện trở R1, R2 mắc nối tiếp vào hai điểm A,B Ampe kế đo cường độ dòng điện mạch a) Vẽ sơ đồ mạch điện b) Cho R1 =12 , R2 =28 , UAB =60V Tìm số Am pe kế Hướng dẫn: R1 R2 a) Vẽ sơ đồ: B A A b) Áp dụng cách 1: Điện trở tương đương đoạn mạch AB RAB = R1 + R2 = 12+28 =40 U AB 60 Cường độ dòng điện: I = = 1,5A RAB 40 Vậy số ampe kế 1.5A R1 VD2 : Cho mạch điện có sơ đồ hình vẽ Biết R2 =12 , vơn kế 6V a) Tìm số Ampe kế A b) Biết UAB = 30V Tính R1 Hướng dẫn: A a) Số Ampe kế cường độ dòng điện mạch Vì R1 nối tiếp R2 nên I = I1= I2 U2 Cường độ dòng điện qua R2 là: I2 = = = 0,5A R2 12 b) Muốn tính R1 áp dụng cơng thức I1 R2 V B U1 (1) R1 Theo câu a ta có I1 =I2 = 0,5A U1 =UAB- U2 U1 = 30-12 = 18V 18 Thay vào (1) tính R1 = =36 0,5 Giáo viên: Trần Văn Lực Trang Sáng kiến kinh nghiệm Vật lý Trường THCS Ghềnh Ráng Năm học 2014-2015 c) Tính hiệu điện hai điểm mạch điện - Tính hiệu điện hai đầu điện trở U1 Sử dụng định luật Ơm cho đoạn mạch chứa điện trở I U1= I1 R1 R1 - Tính hiệu điện hai đầu đoạn mạch: Có thể sử dụng hai cách sau U AB Cách 1: sử dụng định luật Ôm cho mạch I UAB= I RAB RAB Cách 2: Tính hiệu điện hai đầu mối điện trở thành phần, sau dùng cơng thức: UAB = U1+ U2 +U3+ +Un - Tính hiệu điện hai điểm M, N mạch Tìm điện trở tương đương đoạn mạch M N RMN = R1 +R2+ R3+ +Rn (Trong R1,R2+,R3, ,Rn điện trở có đoạn mạch M N ) Tìm cường độ dòng điện I mạch Tính hiệu điện UMN =I RMN VD1: Cho mạch điện sơ đồ hình vẽ, điện trở R1 R2 R1 =5 , R2 =10 , hiệu điện hai đầu đoạn mạch AB 18V a) Tính số ampe kế vơn kế V A a) b) Nếu tăng hiệu điện hai đầu đoạn mạch thêm 12V số ampe kế vôn kế thay đổi Hướng nào?dẫn A B Bài có phần rắc rối ví dụ nên giáo viên cần hướng dẫn cụ thể Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh - Bài tốn cho biết gì? cần tìm đại - HS tóm tắt đề bài: lượng R1=5 , R2 =10 , UAB=18V a) U1=?, I=? b) Nếu U’AB=UAB+12V, tính U’1=? I’=? a)- Muốn tìm số ampe kế ta U AB Áp dụng công thức I= (1) UAB = 18V cần biết kiện gì? RAB - RAB tính nào? - RAB = R1+R2 = 5+10=15 - Yêu cầu hs thay số vào (1) để U AB 18 tính I -I= = = 1,2A RAB 15 Vậy số ampe kế 1,2A -Tương tự muốn tìm số vơn kế - Dựa vào công thức U1 = I1.R1 = 1,2.5=6V ta làm nào? b) - Khi tăng hiệu điện U AB lên - Ta có U’AB=UAB+12V = 18+12=30V 12V hiệu điện đoạn mạch lúc bao nhiêu? U 'AB 30 - Yêu cầu Hs dùng cơng thức - Ta có : số ampe kế I’= = =2A tương tự câu a tìm số ampe kế RAB 15 Giáo viên: Trần Văn Lực Trang Sáng kiến kinh nghiệm Vật lý Trường THCS Ghềnh Ráng Năm học 2014-2015 vôn kế số vôn kế U’1 = I’.R1=2.5=10V VD2 : Cho mạch điện hình vẽ Biết R2 = R3 = 2R1 R1 R2 R3 M A Ampe kế 2,5A; vôn kế 20V N a) Tính điện trở R1 , R2 , R3 V b) Xác định hiệu điện hai đầu mạch điện Hướng dẫn: Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh - Bài toán cho biết gì? Cần tìm đại - HS tóm tắt đề bài: lượng R2 = R3 = 2R1 ; I =2,5A; U3 = 20V a) Tính R1 , R2 , R3 b) UMN =? a)- Muốn tính R1 , R2 , R3 ta làm U3 R Ta tính R = (1) R2=R3; R1 = 3 nào? I3 - U3, I3 cho biết chưa, tính - Vì R , R , R mắc nối tiếp nên nào? I3=I2=I1=I =2,5A; U3= 20V - Yêu cầu hs thay số vào (1) để U3 20 tính I -Thay số ta R3= = = 8 I 2,5 R R2=R3= ; R1 = = =4 2 b) - Muốn tìm UMN áp dụng cơng - Áp dụng cơng thức UMN = I.RMN (2) thức nào? - I, RMN cho biết chưa hay tính - Cho biết I = 2,5A; RMN= R1 + R2 +R3 ? =8+8+4=20 - Yêu cầu Hs thay vào (2) để tính - Thay vào (2) ta UMN = 2,5 20= 50V UMN 1.2.2/ Đoạn mạch gồm điện trở mắc song song a) Tính điện trở tương đương đoạn mạch - Đoạn mạch có hai điện trở mắc song song 1 R R � R12 Áp dụng công thức: R12 R1 R2 R1 R2 - Đoạn mạch gồm ba điện trở mắc song song 1 1 R1.R2.R3 � R123 Áp dụng công thức: R123 R1 R2 R3 R1.R2 R1.R3 R2.R3 - Đoạn mạch gồm n điện trở mắc song song 1 1 Áp dụng công thức: R123 n R1 R2 R3 Rn Giáo viên: Trần Văn Lực Trang 10 Sáng kiến kinh nghiệm Vật lý Trường THCS Ghềnh Ráng Năm học 2014-2015 Chú ý: Nếu đoạn mạch chưa cho biết giá trị điện trở mà cho biết I mạch, U AB U AB ta áp dụng công thức Rtđ = I VD: Cho sơ đồ mạch điện hình vẽ Biết R1 =15 R2=10 ; R3 =6 Tính điện trở tương đương đoạn mạch R2 Hướng dẫn Áp dụng công thức R1 1 1 1 1 = R123 R1 R2 R3 15 10 R3 R123 =3 Lưu ý: Nhiều học sinh sai lầm viết công thức điện trở tương A B đương R1.R2.R3 15.10.6 Cụ thể: Rtđ = = = 29 R1 R3 R2 15 10 Kết học sinh làm sai tập dạng Vì để khắc phục sai lầm cho sinh, giáo viên thường xuyên củng cố, khắc sâu tập dạng b) Tính cường độ dòng điện đoạn mạch rẽ U Áp dụng cơng thức định luật Ơm: I / = / Trong U hiệu điện hai đầu R / đoạn mạch, R điện trở tương đương đoạn mạch cần tính cường độ dòng điện VD: Cho mạch điện gồm hai điện trở R1=30 , R2 = 60 mắc song song vào hiệu điện 15V a) Tính điện trở tương đương đoạn mạch b) Tính cường độ dòng điện qua điện trở Hướng dẫn: 1 R R 30.60 � R12 = a) Tương tự ví dụ trên, ta tính =20 R12 R1 R2 R1 R2 30 60 b) Cường độ dòng điện qua điện trở: Vì R1 song song với R2 nên U=U1=U2 U1 15 U2 15 0,5A ; 0,25A Ta có I1 = I2 = R1 30 R2 60 c) Tính cường độ dòng điện mạch chính: Có thể sử dụng cách sau Cách 1: Tính điện trở tương đương Rtđ mạch: U Áp dụng công thức: I = R tđ Cách 2: Tính cường độ dòng điện nhánh rẽ I1, I2 ,I3, ,In Tính cường độ dòng điện mạch cơng thức I = I1+ I2 +I3+ +In Giáo viên: Trần Văn Lực Trang 11 Sáng kiến kinh nghiệm Vật lý Trường THCS Ghềnh Ráng Năm học 2014-2015 VD: Cho mạch điện gồm ba điện trở R =12 , R2 = R3 =24 mắc song song với a) Tính điện trở tương đương đoạn mạch b) Đặt vào hai đầu đoạn mạch hiệu điện không đổi U = 54V Tính cường độ dòng điện chạy mạch Hướng dẫn: a) Tính điện trở tương đương đoạn mạch: 1 1 1 1 = R123 =6 R123 R1 R2 R3 12 24 24 U 54 b) Tính I mạch chính: I = = = 9A R123 d) Tính hiệu điện - Hiệu điện hai đầu điện trở + Tìm cường độ dòng điện qua điện trở + Sử dụng công thức: U=I.R - Hiệu điện hai đầu đoạn mạch: Có thể sử dụng hai cách sau Cách 1: Tính hiệu điện hai đầu đoạn mạch rẽ, hiệu điện hai đầu đoạn mạch U= U1 =U2= =Un Cách 2: + Tính Rtđ mạch + Tìm cường độ dòng điện mạch + Áp dụng công thức UAB =I.Rtđ R1 A VD: Cho mạch điện có sơ đồ hình vẽ Trong R1= R2 , R2 =10 , Ampe kế A1 0,6A a) Tính hiệu điện hai đầu A, B mạch A b) Tính cường độ dòng điện mạch A B Hướng dẫn: Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh - Bài tốn cho biết gì? Cần tìm đại - HS tóm tắt đề bài: lượng R1 = ; R2 = 10 ; I 1=0,6A; a) Tính UAB=? b) I=? a) U mạch tính nào? - HS nêu: U= I.Rtđ - I chưa cho giá trị nên - Hs nêu: R1song song R2 nên U= U1=U2 dùng cơng thức này, cơng thức khác? - Hs nêu: U1=I1.R1 =0,6.5=3V - U1 tính nào? - HS thay số U = U1 =3V - Yêu cầu HS thay số U HS: I= I=I1+I2 b) I tính theo cơng thức nào? R12 - R12 tính theo công thức nào? Giáo viên: Trần Văn Lực Trang 12 Sáng kiến kinh nghiệm Vật lý Trường THCS Ghềnh Ráng Năm học 2014-2015 R1.R2 5.10 3,3 - HS: R12 = = R1 R2 5 10 U -Yêu cầu HS thay số tính I - I= = =0,9A R12 3,3 1.2.3/ Đoạn mạch mắc hỗn hợp đơn giản: a) Phân tích mạch điện Vừa nối tiếp song song Tôi xin đưa trường hợp thường gặp mạch điện hỗn hợp sau: TH1: Đoạn mạch gồm điện trở ( R2 song song R3 R2 I2 I1 R nối tiếp R1 ) M Đối với đoạn mạch hỗn hợp này, để xây dựng phương pháp giải, đòi hỏi học sinh phải phân tích mạch điện trở mắc với nào? R3 I3 A B + Hs dùng mũi tên đánh dấu chiều dòng điện chạy mạch, học sinh biết rẽ 2,3 nhánh đoạn mạch mắc song song, khơng rẽ nhánh mắc nối tiếp Đối với mạch điện học sinh phân tích sau: R1 nt (R2//R3) + Khi RAB = R1+R23 ( R1nt R23) R2.R3 [trong R23 = (vì R2//R3)] R2 R3 + Cường độ dòng điện: I = I1 =I2 +I3 +Hiệu điện thế: UAB = U1+U23; Trong U23 =U2= U3 TH2: Đoạn mạch gồm điện trở (R1 nối tiếp R2 song song R3) Hướng dẫn học sinh phân tích mạch sau: (R1 nt R2) // R3 + R12 = R1+R2 (vì R1nt R2) ; R12.R3 RAB = ( R12 // R3) R12 R3 +I 1=I2 ; I = I1+I3 + U12 = U1 +U2 ; UAB = U12= U3 TH3: Đoạn mạch gồm điện trở mắc hỗn hợp Hướng dẫn học sinh phân tích mạch sau: (R1 nt R2) // (R3 nt R4) + R12 = R1+R2 (vì R1 nt R2) ; R34 = R3+R4 (vì R3 nt R4) R12.R34 RAB = ( R12 // R34) R12 R34 + I 1=I2 ; I3 = I4 ; I = I1+I3 + U12 viên: = U1 +U U34 =Lực U3 +U4 ; Văn Giáo Trần Trang 13 UAB = U12= U34 R1 I1 I2 R2 R3 I3 I A I1 R1 R2 I2 R3 I3 B R4 I4 I A B Sáng kiến kinh nghiệm Vật lý Trường THCS Ghềnh Ráng Năm học 2014-2015 TH4: Đoạn mạch gồm điện trở mắc hỗn hợp Hướng dẫn học sinh phân tích mạch I1 sau: R1 nt [(R2 nt R3) // (R4 nt R5)] Tương tự trên, dựa vào mạch điện phân tích học sinh tính điện trở tương đương sau: + R23 = R2+R3 (vì R2 nt R3) ; R45 = R4+R5 (vì R4 nt R5) I2 R1 R2 R4 M I4 R3 I3 R5 I5 I A B R23.R45 ( R23 // R45) ; RAB = R1 + R2345 R23 R45 + I 2=I3 ; I4 = I ; I = I1 = I2+I4 + U23 = U2 +U3 ; U45 = U4 +U5 ; U2345= U23 = U45 ; UAB = U1+U2345 b) Phương pháp giải: * Tính điện trở tương đương đoạn mạch: Dựa vào phần phân tích mạch điện, học sinh tính điện trở tương đương đoạn mạch có dấu ( ), đến [ ], đến tồn mạch phần phân tích mạch điện * Tính cường độ dòng điện mạch chính: - Tính điện trở tương đương mạch điện: RAB U AB - Cường độ dòng điện mạch chính: I = RAB * Tính cường độ dòng điện mạch rẽ: - Tính I mạch - Tính Rtđ đoạn mạch mắc song song - Tính hiệu điện đoạn mạch song song: UMB = I RMB U MB U MB - Tính cường độ dòng điện mạch rẽ: (TH4) I2=I3 = ; I4=I5= R23 R45 * Tính hiệu điện thế: - Hiệu điện hai đầu điện trở + Tìm cường độ dòng điện I qua điện trở + Sử dụng công thức: U = I.R - Hiệu điện hai đầu đoạn mạch: Có thể sử dụng cách sau: Cách 1: + Tính hiệu điện thành phần: U=I.R + Hiệu điện hai đầu đoạn mạch: Nếu đoạn mạch song song UAB = Umạch rẽ Nếu đoạn mạch nối tiếp UAB = UAM + UMB Cách 2: R2345 = Giáo viên: Trần Văn Lực Trang 14 Sáng kiến kinh nghiệm Vật lý Trường THCS Ghềnh Ráng Năm học 2014-2015 + Tính Rtđ mạch + Tính I mạch + Tính UAB = I.Rtđ * Tính hiệu điện hai điểm M,N - Nếu hai điểm M, N nằm đoạn mạch: Áp dụng cơng thức UMN = I RMN (trong I cường độ dòng điện mạch MN; RMN điện trở tương đương đoạn mạch MN) - Nếu hai điểm M, N khơng nằm đoạn mạch thì: + Tính UMB UAM R2 R1 M + Tính UNB UAN B A + Áp dụng công thức UMN = UMB + UBN R4 R3 N UMN = UMA + UAN (chú ý UBN =- UNB ; UMA =-UAN) c) Ví dụ áp dụng: VD1: (TH1) (kiểm tra HKI-Vật lý năm 2013-2014 TP Quy Nhơn, Bình Định) Có mạch điện hình bên Các điện trở có giá trị: R1 R1= R2= , R3= 12 Hiệu điện U = 4,8V A a) Tính điện trở tương đương đoạn mạch U R2 b)Tính cường độ dòng điện qua điện trở B Hướng dẫn R3 - Tóm tắt đề: R1= R2= , R3= 12 ; U = 4,8V - Phân tích mạch điện: dùng mũi tên đánh dấu sơ đồ I R1 chiều dòng điện chạy mạch Nhìn vào mạch điện có thểA phân tích sau: R1 nt (R2 // R3) U R2 + Khi RAB = R1+R23 ( R1nt R23) I3 B R2.R3 R3 [trong R23 = (vì R2//R3)] I2 R2 R3 + Cường độ dòng điện: I = I1 =I2 +I3 +Hiệu điện thế: UAB = U1+U23; Trong U23 =U2= U3 - Giải: a)Điện trở tương đương đoạn mạch R2.R3 6.12 R23 = = = 4 R2 R3 12 Rtđ = R23+R1 = + 6=10 b) Cường độ dòng điện qua điện trở + Cường độ dòng điện qua R1 là: I1=I23=I = U/Rtđ =4,8/10=0,48A + Cường độ dòng điện qua R2, R3 là: Ta thấy R2 // R3 nên U2= U3= U23 = I23 R23 =0,48 =1,92V Từ ta tính I2 =U2/R2 = 1,92/6 =0,32A I3 = U3/R3 =1,92/ 12= 0,16A Giáo viên: Trần Văn Lực Trang 15 Sáng kiến kinh nghiệm Vật lý Trường THCS Ghềnh Ráng Năm học 2014-2015 Chú ý: Nhiều học sinh sai lầm phân tích mạch là: R1//R2//R3 Chính tính điện trở tương đương sai, kết tốn sai hồn tồn VD2: (TH1) (Kiểm tra HKI-Vật lý năm 2011-2012 TP Quy Nhơn, Bình Định) Cho mạch điện biểu diễn sơ đồ hình bên Hiệu điện hai cực nguồn điện P R2 R1 18V không đổi Các điện trở R1= , R2= 36 , R3 = 12 K R a Khi khóa K ngắt, tính cường độ dòng điện qua R1 b Khi khóa K đóng, tính cường độ dòng điện qua R2 Hướng dẫn: Tóm tắt đề: R1= , R2= 36 , R3 = 12 UPQ = 18V a) Khi K ngắt, mạch điện R1 nt R2 Điện trở tương đương đoạn mạch: R12 = R1+R2 = 9+36= 45 Cường độ dòng điện qua R1 I1 = I2=I = U/R12 = 18/45 = 0,4A P I1 R1 I2 R2 Q Q b) Khi K đóng, mạch điện gồm: R1 nt (R2//R3) P I’1 R1 I2 R - Điện trở tương đương đoạn mạch: I3 R2.R3 36.12 R123 = R1+R23 =R1+ = 9+ ( )= 18 R3 R2 R3 36 12 - Cường độ dòng điện qua R2 Cường độ dòng điện qua mạch I’ = I’1 = I23 =U/R123= 18/18 =1A R2.R3 36.12 U23 = U2=U3 = I23.R23 =I23 = 1.( )= 9V R2 R3 36 12 suy I2= U2/R2= 9/36= 0,25A Q Chú ý: Nhiều học sinh sai lầm nhầm lẫn I1 câu a áp dụng cho câu b Vì học sinh tính sai kết VD3:(TH2) (kiểm tra HKI-Vật lý năm 2009-2010 TP Quy Nhơn, Bình Định) Cho mạch điện sơ đồ Trong đó: R1 =12 ; R3=8 ; hiệu điện hai điểm A,B U = 12V; số ampe kế A A 1A a) Tính điện trở tồn mạch AB? b) Tính số ampe kế A1, A2 giá trị điện trở R2? Cho điện trở dây nối ampe kế Giáo viên: Trần Văn Lực Trang 16 không đáng kể A1 A2 R1 R3 R2 A B Sáng kiến kinh nghiệm Vật lý Trường THCS Ghềnh Ráng Năm học 2014-2015 Hướng dẫn: R1 R3 I - Tóm tắt: R1 =12 ; R3=8 ; U = 12V; I =1A; A B AI a)Tính RAB=? ; b) I1=?; I2=?; R2? A - Phân tích mạch điện: (R1nt R3) // R2 R2 I2 A2 + R13 = R1+R3 (vì R1nt R2) ; R13.R2 RAB = ( R12 // R3) R13 R2 +I 1=I3 ; I = I1+I2 + U13 = U1 +U3 ; UAB = U13= U2 - Giải: a) Điện trở tương đương đoạn mạch Áp dụng công thức RAB = R13 R2/(R13+R2) = [(R1+R3) R2]/[(R1+R3)+R2] (loại) tốn chưa cho biết giá trị R2 Vì áp dụng cơng thức: RAB=U/I =12/1=12 b) Số ampe kế A1, A2 : I1 = I3 = U13/ R13 = 12/ (R1+R3) = 12/ (12+8) =0,6 A I2 = I - I1 = 1- 0,6= 0,4 A Điện trở R2 là: R2 = U2/ I2 = 12/0,4 =30 Chú ý: Nhiều học sinh sai lầm nhầm lẫn I1 = U/ R1 Vì học sinh tính sai kết VD4:(TH3) R2 R1 Cho mạch điện hình vẽ M Biết R1= ; R2 = 16 ; R3=12 ; R4= 18 Hiệu điện B A hai đầu đoạn mạch UAB= 60V R4 R3 a) Tính điện trở tương đương mạch điện N b) Tính cường độ dòng điện chạy qua điện trở mạch c) Tính hiệu điện UMN Hướng dẫn: - Tóm tắt: R1= ; R2 = 16 ; R3=12 ; R4= 18 ; UAB= 60V a) Tính RAB ; b) I1=?; I2=?; I3 =?; I4=?; c) UMN - Phân tích mạch điện: (R1 nt R2) // (R3 nt R4) R1 + R12 = R1+R2 ; R34 = R3+R4 R12.R34 A RAB = ( R12 // R34) R12 R34 R3 + I 1=I2 ; I3 = I4 ; I = I1+I3 + U12 = U1 +U2 ; U34 = U3 +U4; UAB = U12= U34 =60V - Giải: a) Điện trở tương đương mạch điện Giáo viên: Trần Văn Lực Trang 17 M R2 B N R4 Sáng kiến kinh nghiệm Vật lý Trường THCS Ghềnh Ráng Năm học 2014-2015 + R12 = R1+R2 = 4+16=20 ; R34 = R3+R4 = 12+18=30 R12.R34 20.30 RAB = = = 12 R12 R34 20 30 b) Tính cường độ dòng điện chạy qua điện trở mạch U AB 60 Ta có I= =5A RAB 12 I 1=I2 = U12/ R12 = 60/20= A I3 = I4= U34/ R34 = 60/30 =2 A c) Tính hiệu điện UMN Cách 1: Ta có UMB = I2 R2 = 16=48V; UNB = I4 R4 = 18=36V suy UMN = UMB + UBN = UMB - UNB = 48 - 36 = 12V Cách 2: Ta có UAM = I1 R1 = 4=12V; UAN = I3 R3 = 12=24V suy UMN = UMA + UAN = -UAM + UAN = -12 + 24 = 12V VD5:(TH4) R2 D R3 Cho mạch điện hình vẽ Trong R1 = B R1 A R2 = ; R3 = ; R4 =10 ; R5 = ; R4 R5 C Hiệu điện UAB =24V a) Tính điện trở tương đương đoạn mạch b) Tìm cường độ dòng điện qua điện trở c) Tính hiệu điện UAC UCD Hướng dẫn: I2 R2 D R3 - Tóm tắt: Trong R1 = ;R2 = ; R3 = ; R1 R4 =10 ; R5 = ; UAB =24V A a) RAB=? ; b) I1=?; I2=?; I3=?; I4=?; I5=? R4 R5 I1 C c) UAC=? UCD=? I4 - Phân tích mạch điện: R1 nt [(R2 nt R3) // (R4 nt R5)] + R23 = R2+R3 (vì R2 nt R3) ; R45 = R4+R5 (vì R4 nt R5) R23.R45 R2345 = ( R23 // R45) ; RAB = R1 + R2345 R23 R45 + I 2=I3 ; I4 = I ; I = I1 = I2+I4 + U23 = U2 +U3 ; U45 = U4 +U5 ; U2345= U23 = U45 ; UAB = U1+U2345 - Giải: a) Tính điện trở tương đương đoạn mạch + R23 = R2+R3 = 6+4=10 ; R45 = R4+R5 = 10+5=15 R23.R45 10.15 R2345 = = = suy RAB = R1 + R2345= 2+6=8 R23 R45 10 15 b)Tìm cường độ dòng điện qua điện trở I1 = I = UAB/ RAB = 24/8= 3A U23 = U45= U2345= I R2345 = 3.6=18V I2= I3= U23 / R23 = 18/10 =1,8A Giáo viên: Trần Văn Lực Trang 18 B Sáng kiến kinh nghiệm Vật lý Trường THCS Ghềnh Ráng Năm học 2014-2015 I4 = I5 = U45 / R45= 18/15 = 1,2A c) Tính hiệu điện UAC UCD UAC = I1.R1 =3.2=6V; UCD = I2.R2= 1,8 6=10,8V 1.2.4/ Đoạn mạch mắc hỗn hợp phức tạp: VD1: Tìm điện trở tương đương đoạn mạch AB, sơ đồ a,b C R R B C D R A R R A R a) D R B b) Hướng dẫn Hình a: Đối với loại đoạn mạch giáo viên lưu ý: hai điểm nối với dây dẫn xem điện trở dây dẫn không đáng kể, cường độ dòng điện hai điểm Do ta phân tích mạch sau: Như ta nhận thấy ba điện trở mắc song song với A �D C �B 1 1 R 3 suy R tđ = R R R R R td Hình b: Tương tự Như ta nhận điện trở vẽ lại sơ đồ bên Ta có R D 2R 2R Điện trở cụm DC RDC= R Điện trở nhánh ADC RADC=R+R=2R Điện trở tương đương mạch Rtđ= 2R BC R A R.2 R R R 2R VD2: Cho mạch điện hình vẽ Đặt vào A B hiệu điện U AB = 50V hiệu điện hai điểm C D U CD = 30V cường độ dòng điện I2 qua R2 I2=0,5A Đặt hiệu điện 30V vào hai điểm C D , U AB =10V Xác định R1, R2 R3 R2 I2 Hướng dẫn: * Khi UAB = 50V Vì R2 nt R3 nên I3=I2=0,5A R1 U 30 UCD=I3.R3 R3 = CD =60 I3 0,5 Mặc khác: UAB=UAD=UAC+UCD UAC=UAD -UCD=50-30=20V U AC 20 C A B R3 D Suy R2= I 0,5 40 Giáo viên: Trần Văn Trang 19 C Sáng kiến kinhthì nghiệm Vật lý *Khi đặt hiệu điện thếLực 30V vào hai điểm D (UCD =30V), UCD=UCB=UCA+UAB Do UCA =UCB -UAB=30-10=20V Trường THCS Ghềnh Ráng Năm học 2014-2015 U 20 CA Dòng điện I’2 qua R2 là: I’2 = R 40 0,5 A U 10 AB Vì R1 nt R2 nên I1=I2 =0,5A ; R1 = I 0,5 20 R1 R2 VD3: (Bài toán mạch cầu cân R R ) Cho mạch điện hình vẽ Trong UMN=3,3V, R1=1,2 , R2=1,8 , R3=3 , R4 biến trở, ampe kế A có điện trở khơng đáng kể a) Cho R4=6 , tính số ampe kế K ngắt K đóng b) Để số ampe kế không đổi, K ngắt K đóng, phải cho R có giá trị bao nhiêu? R1 R2 C Hướng dẫn: a)* Khi K ngắt, R4=6 , ta có R1 U MN 3,3 I1=I2 = R R = 1, 1,8 1,1A K R4 R3 U MN 3,3 1,1 A I3=I4 = R R = 3 3 D Số ampe kế: 11 I=I1+I3=1,1+ �1,47 A U A M N *Khi K đóng, (R1//R3) nt (R2//R4) R R 1, 2.3 R R 1,8.6 18 R13 = R R 1, ; R24 = R R 1,8 13 U MN 3,3 �1, 47A Số ampe kế I = R13 R 24 18 13 b) Để số ampe kế không đổi, K ngắt K đóng, K đóng khơng có dòng điện từ C đến D, qua khóa K Như mạch cầu phải cân Do R4 = R2 R3 1,8.3 4,5 R1 1, VD4: (Bài toán nâng cao ) Một dây dẫn thẳng, đồng tính, tiết diện AB (như hình vẽ) có điện trở R = 60 Một vôn kế mắc hai điểm A B 110V Mắc vơn kế hai điểm A C 1/3AB, kể từ A, vơn kế 30V Hỏi số vơn kế, mắc hai điểm C B, A trung điểm M AB, bao nhiêu? A Hướng dẫn Giáo viên: Trần Văn Lực C M B V Trang 20 Sáng kiến kinh nghiệm Vật lý Trường THCS Ghềnh Ráng Năm học 2014-2015 Khi vôn kế mắc hai điểm A B, số vơn kế hiệu điện UAB hai điểm đó, dù điện trở Rv vơn kế Vậy: UAB =110V Tương tự theo đề ta lại có UAC=30V Suy UCB = 110-30 = 80V Hai đoạn mạch AC CB mắc nối tiếp, hiệu điện U AC UCB tỉ lệ với R U 30 AC AC điện trở đoạn mạch ấy, tức R U 80 CB CB Gọi RV điện trở vôn kế (1) 60 20 ; suy RCB =RAB -RAC =60-20=40 RV 20 Điện trở đoạn mạch AC ( có Rv) RAC = R 20 , vào phương trình (1) ta được: V 20 RV 3 RCB 40 =15 , giải ta RV =60 RV 20 8 Điện trở đoạn AC RAC = Khi mắc vôn kế C B, điện trở đoạn mạch AC 20 , đoạn mạch CB là: RV 40 60.40 RCB = R 40 60 40 24 V RCB 24 60V Số vơn kế là: UCB=U R R = 110 20 24 AC CB Khi mắc vôn kế A M, RAM =30 , RMB=20 , UMB= 110.20 =44V 20 30 Chú ý: Thật ra, không cần điều kiện R =60 , ta cần chứng minh RV =R, từ tính UCB UMB VD5: (Bài tốn nâng cao )Có ba dây dẫn đồng tính, tiết diện đều, làm hợp kim, dây thẳng, hai dây uốn thành nửa đường tròn, nối với (như hình vẽ) Đặt vào hai điểm a B hiệu điện U Tính tỉ số cường độ dòng điện qua hai dây nửa đường tròn Hướng dẫn: Dòng điện qua dây dẫn kí hiệu hình vẽ Vì dây có điện trở suất, tiết diện, nên điện trở chúng tỉ lệ với độ dài chúng Gọi l độ dài AO, độ dài l1 nửa đường tròn lớn ACB l1 = l, độ dài l2 nửa đường tròn l nhỏ l2 = , độ dài l3 dây OB C I1 I2 A I O D I3 B l3 =l Cường độ I2, I3 qua hai dây l2 l3 tỉ lệ nghịch với điện trở, ta có: I l3 l I2 I2 2 I l2 l Do I I I suy I2 =I 2 Giáo viên: Trần Văn Lực Trang 21 Sáng kiến kinh nghiệm Vật lý Trường THCS Ghềnh Ráng Năm học 2014-2015 l s s Gọi R điện trở đoạn AO, R = l Hệ số tỉ lệ chung cho đoạn dây, nên, để đơn giản, ta coi =1, tức s s lấy R=l Như số đo độ dài dây dẫn số đo điện trở chúng l. l OB.ODB l Điện trở đoạn mạch OB là: ROB = OB ODB l l 2 Điện trở tương đương nhánh AOB là: RAOB =RAO+ROB = l+ Điện trở nhánh ACB l 2( 1)l 2( 1) I Ta lại có 2( 1) Do I1 =I ( 2) ( 2) I l Tỉ số cường độ dòng điện I1 , I2 qua hai nửa đường tròn I1 I2 I 1 l l 2 2( 1) I1 ( 2) 1 I2 I 2 Khả áp dụng: Thời gian áp dụng: áp dụng học sinh khối học kì I chương I: Điện học môn Vật lý Với giải pháp nêu trên, góp phần giúp giáo viên học sinh nắm phương pháp giải tập vận dụng cách hiệu nhằm nâng cao chất lượng dạy - học môn Vật lý Phương pháp áp dụng đoạn mạch nối tiếp song song phần Điện học- Vật lý Lợi ích kinh tế - xã hội: ( Lợi ích đạt cơng tác dạy học) Thơng qua q trình nghiên cứu đề tài áp dụng lớp 9A1, 9A2, thu số kết quả: + Học sinh nhận dạng đoạn mạch nối tiếp hay song song + Phân tích mạch điện mắc hỗn hợp đơn giản + Nắm phương pháp giải: Vận dụng định luật Ôm đoạn mạch nối tiếp song song + Chất lượng học sinh nâng lên + Học sinh có thái độ thích thú học môn Vật lý Tôi đưa số kết khảo sát sau: + Kết khảo sát chất lượng môn Vật lý đầu năm 2013-2014 Lớp Sĩ số 9A1 35 Giỏi SL % 17,1 Khá SL % 14,3 Giáo viên: Trần Văn Lực TB SL % 25,7 Trang 22 Yếu SL % 12 34,3 Kém SL % 8,6 TB trở lên SL % 20 57,1 Sáng kiến kinh nghiệm Vật lý Trường THCS Ghềnh Ráng 9A2 36 13,9 11 Năm học 2014-2015 30,5 14 38,9 16,7 0 30 83,3 + Kết HK I (2013-2014) Lớp Sĩ số 9A1 9A2 35 36 Giỏi SL % 17,1 13,9 Khá SL % 20,0 11 30,5 TB SL 18 19 % 51,4 52,8 Yếu SL % 11,4 2,8 Kém SL % 0 0 TB trở lên SL % 31 88,6 35 97,2 C KẾT LUẬN Đối với giáo viên dạy mơn Vật lý, đề tài giúp giáo viên nhận dạng phân tích mạch điện nối tiếp song song phần tập vận dụng định luật Ôm cho đoạn mạch Từ vận dụng phương pháp áp dụng cơng thức phù hợp cho dạng tập đó, nhằm giúp nâng cao chất lượng dạy học môn Vật lý Bài tập Vật lý có nhiều phương pháp giải khác để tìm phương pháp phù hợp với học sinh điều khơng đơn giản Vì thấy phải xây dựng phương pháp giải tập cho phần học cần thiết, giúp học sinh nắm vững dạng tập, biết cách suy luận logic, tự tin vào thân đứng trước tập đơn giản hay phức tạp, có cách giải phù hợp cho loại Từ kết nghiên cứu trên, rút học kinh nghiệm sau: - Việc phân tích đoạn mạch nối tiếp hay song song tập phần điện học-Vật lý cho đúng, từ học sinh vận dụng phương pháp giải, sử dụng công thức Vật lý phù hợp, giúp nâng cao chất lượng môn Vật lý - Giúp giáo viên khơng ngừng tìm tòi, sáng tạo phương pháp phân loại, nhận dạng giải tập phù hợp với đối tượng học sinh, nhằm nâng cao trình độ chuyên môn nghiệp vụ người giáo viên Việc dạy học môn Vật lý trường phổ thông quan trọng, giúp em biết cách tư logic, biết phân tích tổng hợp tượng Vật lý sống, biết sử dụng phương pháp giải tập Vật lý Vì giáo viên giảng dạy mơn Vật lý cần không ngừng học hỏi, sáng tạo để tìm phương pháp dạy cho phù hợp với đối tượng học sinh Đối với thân tôi, kinh nghiệm nghiên cứu khoa học chưa nhiều, nên đề tài có nhiều khiếm khuyết mong đồng chí, đồng nghiệp tiếp tục nghiên cứu, bổ sung để đề tài đạt kết cao Tôi xin chân thành cảm ơn! Quy Nhơn, ngày 05 tháng 11 năm 2014 Người nghiên cứu Trần Văn Lực Giáo viên: Trần Văn Lực Trang 23 Sáng kiến kinh nghiệm Vật lý Trường THCS Ghềnh Ráng Năm học 2014-2015 TÀI LIỆU THAM KHẢO Sách giáo khoa Vật lý nhà xuất giáo dục Sách tập Vật lý nhà xuất giáo dục Sách giáo viên Vật lý nhà xuất giáo dục Phương pháp giải tập Vật lý nhà xuất Hải Phòng năm 2005Nguyễn Thanh Hải Sách tập vật lý nâng cao lớp –Ngơ Quốc Quỳnh Các đề kiểm tra học kì I- Vật lý năm phòng giáo dục đào tạo TP Quy Nhơn Giáo viên: Trần Văn Lực Trang 24 Sáng kiến kinh nghiệm Vật lý ... phương pháp giải tập cách đơn giản nhằm giúp học sinh nâng cao hiểu học tập ln thích thú học mơn Vật lý Chính tơi chọn nghiên cứu đề tài: Giúp học sinh giải tốt tập vận dụng định luật Ôm đoạn mạch... 2 Khả áp dụng: Thời gian áp dụng: áp dụng học sinh khối học kì I chương I: Điện học môn Vật lý Với giải pháp nêu trên, góp phần giúp giáo viên học sinh nắm phương pháp giải tập vận dụng cách... Ráng Năm học 2014-2015 TÊN ĐỀ TÀI: “GIÚP HỌC SINH GIẢI TỐT BÀI TẬP VẬN DỤNG ĐỊNH LUẬT ÔM TRONG ĐOẠN MẠCH NỐI TIẾP VÀ SONG SONG” A.MỞ ĐẦU I Đặt vấn đề: Thực trạng vấn đề: Môn Vật lý môn khoa học thực