(SKKN HAY NHẤT) hướng dẫn giải các bài tập về mạch cầu khuyết cho học sinh lớp 9 THCS

Trường THCS Phú Túc Sáng kiến kinh nghiệm A PHẦN MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Môn vật lý môn học lý thú, hấp dẫn nhà trường phổ thơng, đồng thời áp dụng rộng rãi thực tiễn đời sống hàng ngày người Hơn môn học ngày yêu cầu cao để đáp ứng kịp với công CNH- HĐH đất nước, nhằm bước đáp ứng mục tiêu giáo dục đề ra, góp phần xây dựng đất nước ngày giàu đẹp Trong chương trình vật lý khối THCS chia làm hai giai đoạn Ở giai đoạn đầu (gồm lớp 6, lớp7) giai đoạn mức độ tư học sinh hạn chế, vốn kiến thức toán học chưa nhiều nên sách giáo khoa đề cập tới khái niệm, tượng vật lý thường gặp đời sống, dạng tập cho học sinh đơn giản thường tập định tính Giai đoạn hai dành cho khối 8, giai đoạn khả tư em phát triển hơn, có số hiểu biết khái niệm, tượng vật lý qua lớp 6, lớp Vì mà chương trình sách giáo khoa vật lý 8, đòi hỏi cao kiến thức, học sinh phải biết vận dụng tượng, khái niệm, định luật, định lý toán học vào giải tập Đặc biệt chương trình vật lý tập chủ yếu toán điện, quang Trong tập điện học da dạng phong phú, có nhiều dạng tập hay khó nhằm phát triển khả tư cho học sinh Qua việc giảng dạy môn vật lý nói chung phần điện học nói riêng tơi nhận thấy dạng tập mạch cầu hay khó, với tốn mạch cầu khuyết thường dùng để tính cường độ dịng điện hiệu điện dạng toán giúp cho học sinh khắc sâu kiến thức Nhưng thực tế thấy học sinh học sinh tham gia giải tập dạng thường ngại làm toán phức tạp, vận dụng nhiều kiến thức, áp dụng nhiều kiến thức toán học, thực tế học sinh chưa nắm dạng tốn vật lý thấy khó khăn giải tập Quá trình học sinh giải tập học sinh quen làm với tập đơn giản với tập khó, vận dụng nhiều kiến thức học sinh lúng túng, GV: Đào Hồng Thái LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trường THCS Phú Túc Sáng kiến kinh nghiệm chưa nhuần nhuyễn, thành thục Trong thực tế dạy học nay, người giáo viên lên lớp không truyền đạt kiến thức cho học sinh mà phát huy tính tích cực tư sáng tạo để chiếm lĩnh tri thức Tuy nhiên lâu ý tới việc phát huy tính tích cực tư sáng tạo giải tập chủ yếu mơn Tốn, mà khơng ý tới mơn Vật lý, Hố học mơn học khác Vậy vai trò người giáo viên ta phải làm để nâng cao chất lượng dạy học?! Từ lý trên, thực tế trình giảng dạy, bồi dưỡng cho học sinh khiếu vật lý chọn viết áp dụng vào giảng dạy cho học sinh đề tài: “Hướng dẫn giải tập mạch cầu khuyết cho học sinh lớp THCS” Mục đích nghiên cứu - Phân loại tập mạch cầu khuyết hướng dẫn học sinh tìm lời giải dạng - Thông qua giảng dạy giúp học sinh tiếp cận dạng tập nhằm củng cố, ôn luyện cho học sinh kiến thức - Xây dựng hình thành cho học sinh kỹ làm tập cách khoa học - Thông qua hệ thống tập phát huy khả tìm tòi sáng tạo, khả tư học sinh Đối tượng nghiên cứu - Học sinh lớp A1 trường THCS Phú Túc – Phú Xuyên – Hà Nội - Tìm hiểu mạch cầu phương pháp giải mạch cầu, đặc biệt tập mạch cầu khuyết - Tìm hiểu vận dụng phương pháp dạy học để đạt kết cao - Thời gian nghiên cứu thực năm học 2013-2014 Nhiệm vụ nghiêm cứu - Tìm hiểu nội dung kiến thức có liên quan tới dạng tập, phân loại cho học sinh nắm bắt được, hướng dẫn cho học sinh cách giải GV: Đào Hồng Thái LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trường THCS Phú Túc Sáng kiến kinh nghiệm - Với đề tài áp dụng cho học sinh khối 9, cho nhóm học sinh có khiếu - Giúp em bước đầu hình thành nên kỹ năng, phương pháp phù hợp để giải tập, không với dạng tập mà cho dạng tập khác phương pháp nghiên cứu Quá trình giảng dạy, nghiên cứu thực đề tài dã sử dụng phương pháp nghiên cứu sau: - Phương pháp thực tiễn Trong trình giảng dạy tự bồi dưỡng nâng cao nghiệp vụ tơi nhận thấy có nhiều sách nâng cao, tập có sách gồm nhiều thể loại không theo hệ thống, không phân loại rõ rang Vì việc phân loại giải tập gặp khó khăn Do phải xây dựng phương pháp giải chung cho dạng toán nhằm giúp cho người học có định hướng giải nhanh mà tư nhiều - Phương pháp kiểm tra đánh giá Áp dụng phương pháp kiểm tra đánh giá cho học sinh nhằm khắc sâu kiến thức kiểm tra miệng, kiểm tra theo chuyên đề, kiểm tra viết thơng qua giúp nắm bắt tình hình nắm bắt kiến thức đối tượng học sinh - Phương pháp nghiên cứu tham khảo tài liệu - Tham khảo số chuyên đề, số loại sách nâng cao Kết khảo sát, nghiên cứu năm học 2013 Kết Khối Sĩ số 93 Ghi Giỏi Khá T Bình Yếu 6,3% 55,2% 35,6% 2,9% B: PHẦN NỘI DUNG GV: Đào Hồng Thái LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trường THCS Phú Túc Sáng kiến kinh nghiệm CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN 1.1 Cơ sở lý luận Xuất phát từ nhiệm vụ ngành, trường nhằm nâng cao chất lượng hiệu hoạt động giáo dục đòi hỏi người giáo viên nỗ lực học tập, trau dồi kiến thức nâng cao trình độ chuyên, nghiệp vụ cho thân, biết tổng hợp kiến thức, phân loại dạng toán để giúp cho học sinh nắm bắt tốt hơn, giải toán cách hiệu hơn, khoa học Để học tập tốt mơn vật lý ngồi việc nắm vững khái niệm, tượng vật lý đòi hỏi học sinh thành thạo toán, biết vận dụng khái niệm, tượng vật lý để giải toán vật lý 1.2 Cơ sở thực tiễn Dạng tập điện học môn vật lý đa dạng phong phú đặc biệt tập sách nâng cao Khi áp dụng giảng dạy cho học sinh giáo viên dừng lại tập đơn giản học sinh nhàm chán, không hứng thú học tập, mà khả tư sáng tạo, mà cần phải biết tổng hợp kiến thức, dạng toán phương pháp giải với dạng tốn Thực tế thời lượng chương trình số tiết tập ít, học sinh khơng luyện nhiều nên khả năm bắt kiến thức cịn chưa sâu giáo viên phải lồng ghép kiến thức tập trình dạy học Về phía học sinh để nắm bắt phương pháp giải tập dạng tốn cần có trợ giúp thầy cô, cố gắng từ phía học sinh, biết xây dựng kế hoạch học tập, không nên ỷ lại, chông chờ vào thầy cô, vào tập hay sách hướng dẫn CHƯƠNG II: THỰC TRẠNG VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU GV: Đào Hồng Thái LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trường THCS Phú Túc Sáng kiến kinh nghiệm Trường THCS Phú Túc nằm xa trung tâm huyện phú xuyên sở vật chất nghèo nàn, điều kiện học tập cho em cịn gặp nhiều khó khăn, phịng học mơn chưa có, trang thiết bị phục vụ học tập cịn hạn chế Về phía học sinh đại đa số em nông dân, điều kiện học tập hạn chế, em chăm ngoan nhận thức hạn chế, nhiều em lười học cịn lo phụ cơng việc cho gia đình , mặt khác em đất làng nghề nên em ngồi học tập cịn phụ giúp cha mẹ, thời gian cho học tập bị hạn chế Về phía phụ huynh đại đa số phụ huynh quan tâm tới việc học tập em khơng phụ huynh coi mơn Lý, Hóa mơn học phụ khơng mơn Văn, Tốn cần học nhiều các mơn trực tiếp thi vào trường THPT Đối với vai trị giáo viên vơ quan trọng việc tìm tịi định hướng mặt kiến thức cách giải cho học sinh, giúp em nhận thức đắn vấn đề học, không để học sinh nhàm chán, sợ học, không tự tin vào thân Hơn việc tìm tịi tổng hợp kiến thức tự trau dồi kiến thức cho thân, mà giúp cho học sinh giải tốn cách xác hơn, hiệu qua mà học sinh khắc sâu lý thuyết, biết vận dụng lý thuyết vào tập, tượng đời sống hàng ngày Đối với nhà trường, tổ chuyên môn quan tâm kiểm tra việc soạn, giảng, chấm chữa giáo viên Thường xuyên trao đổi học tập đồng nghiệp, chuyên đề để giáo viên học tập kinh nghiệm đồng nghiệp với mục tiêu hướng tới chất lượng dạy học thầy trò, nhà trường CHƯƠNG III: BIỆN PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Nội dung kiến thức liên quan mạch cầu GV: Đào Hồng Thái LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trường THCS Phú Túc Sáng kiến kinh nghiệm 3.1.1 Mạch cầu - Là loại mạch dùng phổ biến phép đo điện như: (Vôn kế, am pe kế, ơm kế) R1 M R2 A - Hình dạng: Mạch cầu vẽ hình 1: R5 Trong đó: điện trở R1, R2, R3, R4 gọi N R R3 Các điện trở cạnh, R5 gọi điện trở gánh B Hình 3.1.2 Phân loại mạch cầu - Mạch cầu phân thành hai loại + Mạch cầu cân (Dùng phép đo lường điện) I5 = 0; U5 = + Mạch cầu khơng cân bằng: Trong mạch cầu khơng cân phân làm loại: Loại 1: có điện trở khơng (ví dụ điện trở bị nối tắt, thay vào ampe kế có điện trở khơng) Khi gặp loại tập ta chuyển mạch dạng quen thuộc, áp dụng định luật Ôm để giải Loại 2: mạch cần tổng quát không cân có đủ điện trở, khơng thể giải ta áp dụng định luật Ôm, loại tập giải phương pháp đặc biệt 3.1.3 Dấu hiệu để nhận biết loại mạch cầu a Mạch cầu cân bằng: - Khi đặt hiệu điện UAB khác ta nhận thấy I5 = - Đặc điểm mạch cầu cân + Về điện trở: R1 R3 R R = ⇔ = R2 R4 R3 R4 I R I R + Về dòng điện: I1 = I2; I3 = I4 Hoặc I = R ; I = R GV: Đào Hồng Thái LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trường THCS Phú Túc Sáng kiến kinh nghiệm U R U R 3 1 + Về hiệu điện thế: U1= U3 ; U2 = U4 Hay U = R ; U = R 2 4 b Mạch cầu không cân - Khi đặt hiệu điện UAB khác ta nhận thấy I5 khác - Khi mạch cầu không đủ điện trở gọi mạch cầu khuyết - Trong nội dung đề tài không hướng dẫn học sinh cách giải mạch cầu cân mạch cầu tổng quát mà chủ yếu đề cập tới nội dung toán mạch cầu khuyết c Mạch cầu khuyết - Mạch cầu khuyết mạch có điện trở khơng thường dùng để rèn luyện tính tốn dịng điện không đổi - Các điện trở khuyết nào?! Ta xét số dạng sau * Khuyết điện trở (Có điện trở khơng ví dụ R1 = 0) M R2 R2 B A A R5 R3 R3 N R4 N R R5 Hình 2a Hình 2b B Phương pháp chung giải tốn mạch cầu khuyết - Chập điểm có điện vẽ lại mạch tương đương, áp dụng định luật Ơm để giải tốn thơng thường để tính I qua điện trở sau trở sơ đồ gốc xết nút mạch để tính I qua điện trở khuyết - Khuyết R1: Chập A với M ta có mạch tương đương: {(R3 // R5) nt R4 }// R2 hình 2b - Khuyết R2: Chập M với B ta có mạch tương đương: {(R4 // R5) nt R3 }// R1 - Khuyết R3: Chập A với N ta có mạch tương đương gồm: {(R1 // R5) nt R2 }// R4 - Khuyết R4: Chập N với B ta có mạch tương đương gồm: {(R2 // R5) nt R1 }// R3 - Khuyết R3: Chập M với N ta có mạch tương đương gồm: {(R4 // R3) // (R2 //R4) GV: Đào Hồng Thái LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trường THCS Phú Túc Sáng kiến kinh nghiệm * Khuyết điện trở (Có hai điện trở 0) Ví dụ R1, R2 khơng hình vẽ 3a M R2 B A R5 R2 A B R4 N R Hình 3a Hình 3b - Khuyết R1 R3: Chập A với M, A với N lại với ta có mạch tương đương U U AB AB gồm R2 // R4 Hình 3b, I5 = nên ta tính I = R ; I = R ; I1=I2, 4 I3=I4 - Khuyết R2 R4 ta mạch tương tự gồm R1//R3 - Khuyết R1 R5 chập AMN lại với lúc R bị nối tắt (I3 = 0), ta có mạch tương đương gồm R2 // R4 ta tính I 2, I4 trở sơ đồ gốc ta tính I1, I5 - Khuyết R2 R5; R3và R3 R5; R4 R5 ta có cách giải tương tự khuyết R1 R5 * Khuyết điện trở (Có điện trở 0, ví dụ khuyết R1, R3, R5 hình 4a) M R2 R2 B A N Hình 4a R4 R4 Hình 4b - Khuyết R1, R3, R5, ta chập AMN ta mạch tương đương gồm : R2 // R4 hình 4b Thì cách giải khuyết hai điện trở - Khuyết R1, R5, R4 ta chập A với M, N với B ta thấy R2, R3 bi nối tắt Một số tốn áp dụng Thơng thường tập mạch cầu khuyết thường dùng để tính cường độ dịng điện, hay tính giá trị điện trở mạch * Dạng 1: Khuyết điện trở cạnh hay điện trở gánh GV: Đào Hồng Thái 10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trường THCS Phú Túc Sáng kiến kinh nghiệm 3.2.1 Bài tập UAB = V, R2 = R3 = 1,5 Ω ; R4 = Ω ; R2 M Cho mạch điện hình vẽ bên biết A B R5 R5 = Ω Tính cường độ dịng điện N R3 chạy qua điện trở cường độ R4 dòng điện chạy từ A tới M Hướng dẫn giải Ta nhận thấy mạch điện có dạng mạch cầu, mạch có điện trở R dây nối có R = ta chập A với M ta mạch sau Gọi I cường độ dịng điện mạch chính, I 2, I3, I4, I5 cường độ dòng điện chạy qua điện trở Từ sơ đồ mạch ta có U AB Cường độ dòng điện qua R2 I2 = R = 1,5 = Ω R2 3.1,5 Điện trở AN RAN = + 1,5 = 1Ω A,M RANB = 1+2 = Ω N I Cường độ dòng điện chạy qua R4 U B R5 R3 R4 AB I4 = R = A ANB I R Cường độ dòng điện qua R5 I5 = AN = = A ; nút N ta có I4 = I3+I5 R5 Suy I3=I4 – I5 = 2 − = A 9 Sau tính cường độ dịng điện qua điện trở ta quay lại sơ đồ gốc tìm mối quan hệ IAM nút M Xét nút M ta có IAM = I2 + I5 nên = 14 + = A 9 GV: Đào Hồng Thái 11 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trường THCS Phú Túc Sáng kiến kinh nghiệm Chú ý: Sơ đồ tương đương có giá trị tính tốn khơng thể thay hoàn toàn sơ đồ gốc để rễ nhận mạch ta bỏ nhánh quan trọng A tới M Thực tế sách tham khảo tài liệu nâng cao, 121 tập vật lý 9… ta thấy chủ yếu tốn khuyết điện trở gánh thường để tính cường độ dòng điện qua ampe kế (Ampe kế thay vào vị trí điện trở gánh) tính giá trị điện trở 3.2.2 Bài tập (Sách tập vật lý nâng cao THCS) R1 Cho mạch điện hình bên điện trở ampe kế RA = 0, R1 = R3 = A M R2 B A Ω , R2 = 1,5 Ω , R4 = Ω , UAB = 1V R3 N R4 Tính cường độ dịng điện số ampe kế, cực dương ampe kế mắc đâu? Hướng dẫn giải Ta nhận thấy mạch cầu có khuyết điện trở gánh tức R5 = nên ta chập M với N ta có sơ đồ tương đương sau R1 Gọi I1, I2, I3, I4 dòng điện qua điện trở tương ứng, I dòng điện R2 B A mạch Để tính dịng điện qua điện R3 trở ta phải tìm R13, R24, RAB R R 2.2 R4 R R 3.1,5 Điện trở R13 = R + R = + = 1Ω ; Điện trở R24 = R + R = + 1,5 = 1Ω Vậy RAB = + = Ω U AB Cường độ dịng điện mạch I = R = A AB GV: Đào Hồng Thái 12 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trường THCS Phú Túc Sáng kiến kinh nghiệm 3.3 Một số đề tham khảo cách giải Bài Cho mạch điện hình vẽ Biết UAB khơng đổi, R1 = 18 Ω, R2 = 12 Ω, + A R1 A1 D R2 _ B biến trở có điện trở toàn phần Rb = 60 Ω, A3 điện trở dây nối ampe kế không đáng kể A2 Xác định vị trí chạy C cho: E C F a) ampe kế A3 số không b) hai ampe kế A1, A2 giá trị c) hai ampe kế A1, A3 giá trị Hướng dẫn giải a Ampe kế 0, ta có mạch cầu cân bằng: R1/ REC =R2 /RCF = (R1 + R2) /Rb => REC = R1 Rb / ( R1 + R2) = 36Ω ⇒ REC / Rb = 3/5.Vậy chạy C nằm vị trí cách E 3/5 EF b Hai ampe kế A1 A2 giá trị UAC = I1 R1 = I2 REC I1 = I2 nên R1 = REC = 18 Ω, RFC = 42Ω Vậy chạy C vị trí cho EC/EF = 3/10 c Hai ampe kế A1 A3 giá trị * Trường hợp 1: Dòng qua A3 chạy từ D đến C I1 = I3 => I = I1 – I3 = => UCB = Điều xảy chạy C trùng F * Trường hợp 2: Dòng qua A3 chạy từ C đến D I = I1 + I3 = 2I1 UAC = I1 R1 = I2 REC => I1/I2 = REC/ 18 (1) UCB = I5 R2 = I4 RCF với RCF = 60 - REC I =2 I1 I4 = I2 - I3 = I2 - I1 => 2I1/( 60 - REC) = (I2 - I1)/ 12 => I1/ I2 = ( 60 - REC)/ (84- REC) (2) Từ (1) (2) ta có : R2EC - 102REC + 1080 = Giải phương trình ta REC = 12Ω GV: Đào Hồng Thái 25 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trường THCS Phú Túc Sáng kiến kinh nghiệm Bài 2: Cho đoạn mạch điện hình vẽ: R1 UAB = 150V, R1= 30Ω; R2 = 60Ω; R3 = 90Ω; A B A + R4 biến trở làm từ dây nikêlin có điện trở suất 0,4.106Ωm, R2 C - K D R3 R4 chiều dài 60 mét, tiết diện 0,2mm2 Biết điện trở ampe kế, dây nối khơng đáng kể a Tính điện trở tồn phần biến trở R4? b Tính điện trở tương đương đoạn mạch AB khi: K mở K đóng c Khi K đóng, điều chỉnh để R có giá trị 20Ω Xác định số chiều dòng điện qua ampekế Hướng dẫn giải l 60 a Điện trở R2 = ρ S = 0, 4.10 0, 2.10−6 = 120(Ω) b.* Khi K mở: Đoạn mạch gồm : (R1nt R2) // (R3 nt R4) + R1,2 = R1 + R2 = 30 + 60 = 90(Ω) + R3,4 = R3 + R4 = 90 + 120 = 210(Ω) R AB = R1,2 R 3,4 R1,2 + R 3,4 = 90.210 = 63(Ω) 90 + 210 * Khi K đóng : Do RA ≈ => C ≡ D Đoạn mạch gồm : (R1/// R3) nt (R2 // R4) R R 30.90 R R 60.120 * RAC = R + R = 30 + 90 = 22,5(Ω) * RCD = R + R = 60 + 120 = 40(Ω) RAB = RAC + RCD = 22,5 + 40 = 62,5(Ω) c Cường độ dòng điện mạch : GV: Đào Hồng Thái 26 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trường THCS Phú Túc I AB = I AC = I Cb = Sáng kiến kinh nghiệm U AB 150 = = 2,4( A) R AB 62,5 ⇒ U AC = I AC R AC = 2,4.22,5 = 54(V ) = U ⇒ U CB = U AB − U AC = 150 − 54 = 96(V ) = U Cường độ dòng điện qua điện trở: I1 = U 54 = = 1,8( A) R1 30 I2 = U 96 = = 1,6( A) R2 60 Biểu diễn chiều dòng điện lên sơ đồ ban đầu R1 I1 C I2 Ia A A + R3 R2 B - R4 K D Xét C: Ta thấy : I1 > I2 Nên I1 = I2 + Ia => Ia = I1 – I2 = 1,8 – 1,6 = 0,2(A) Vậy ampe kế 0,2A, dòng điện qua ampekế có chiều từ C xuống D Bài 3: Cho mạch điện hình vẽ (Hình.2) Hiệu điện hai điểm A B 20V không đổi Biết R1 = Ω , R2 = R4 = R5 = Ω , R3 = Ω Điện trở ampe kế dây nối không đáng kể 1/ Khi khố K mở Tính : A B Þ Þ + R5 R1 a) Điện trở tương đương mạch A R4 R3 R2 K b) Số ampe kế 2/ Thay điện trở R2 R4 điện trở Rx Ry, khố K đóng mở ampe kế 1A Tính giá trị điện trở Rx Ry trường hợp Hướng dẫn giải 1/ Khi K mở ta có mạch sau : {(R1nt R3 )// (R2nt R4) }nt R5 GV: Đào Hồng Thái 27 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trường THCS Phú Túc Sáng kiến kinh nghiệm Điện trở R13: R13 = R1+ R3 = + 1=4( Ω ) Điện trở R24: R24 = R2 + R4 = + 2= 4( Ω ) Điện trở R1234 = R13 R24 4× = = 2(Ω) R13 + R24 × Điện trở tương đương mạch: RAB = R5 + R1234 = + 2= 4( Ω ) b) Cường độ dòng điện qua đoạn mạch AB: I= U 20 = = 5( A) RAB Vì R5 nt R1234 nên I5 = I1234 = I = 5A Hiệu điện đoạn mạch mắc song song : U1234 = I1234 × R1234 = × = 10(V) Vì R13 // R24 nên U23 = U24 = U1234 = 10V Cường độ dòng điện qua R24 : I24 = U 24 10 = = 2,5( A) R24 Số ampe kế: IA = I24 = 2,5A 2/ Khi K mở mạch có dạng sau : R5 nt [(R1 nt R3) // ( Rx nt Ry) Cường độ dòng điện qua mạch: I= I= U ( R + R3 ).( Rx + Ry ) R5 + R1 + R3 + Rx + Ry 20(4 + Rx + Ry ) 20 = 4.( Rx + R y ) 2(4 + Rx + Ry ) + 4.( Rx + Ry ) 2+ + Rx + R y (1) Vì R13 // Rxy nên : GV: Đào Hồng Thái 28 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trường THCS Phú Túc Sáng kiến kinh nghiệm I2 R1 + R3 4 + Rx + Ry = hay = => I = I R1 + R3 + Rx + Ry I + Rx + Ry (2) Từ (1) (2) suy ra: + Rx + Ry = 10(4 + Rx + Ry ) (4 + Rx + Ry ) + 2.( Rx + Ry ) Rx + Ry = 12( Ω ) Khi K đóng: R5 nt [( R1 // Rx ) nt ( R3 // Ry)] Cường độ dịng điện mạch chính: I' = 20 R R R R R5 + x + y R1 + Rx R3 + R y 20 I' = 2+ I' = Ry 3Rx + + Rx + R y 20(3 + Rx )(13 − Rx ) 2(3 + Rx )(13 − Rx ) + 3Rx (13 − Rx ) + (12 − Rx )(3 + Rx ) (3) Vì R1 // Rx nên: I2 R1 = ' I R1 + Rx 3 + Rx ' = hay I = ' I + Rx (4) Từ (3) (4) suy ra: 20(3 + Rx )(13 − Rx ) + Rx = 2(3 + Rx )(13 − Rx ) + 3Rx (13 − Rx ) + (12 − Rx )(3 + Rx ) 6Rx2 – 128Rx + 666 = Giải phương trình bậc hai ta hai nghiệm Rx1 = 12,33 , Rx2 = theo điều kiện ta loại Rx1 nhận Rx2 = 9( Ω ) Suy Ry = Ω R1 C Bài 4: GV: Đào Hồng Thái A R2 D K R3 B R4 29 + U R LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trường THCS Phú Túc Sáng kiến kinh nghiệm Cho mạch điện hình vẽ Biết U = 12V , R = 12 Ω , R3 = Ω ; R4 = Ω ; R5 = 15 Ω Ampe kế có điện trở RA = Ω , bỏ qua điện trở khóa K a Khi K mở ampe kế 0,5A tính R2 b Tìm số ampe kế cường độ dịng điện qua khóa K K đóng (và chiều dịng điện qua khóa K) Hướng dẫn giải Gọi I1, I2, I3, I4, I5, IA cường độ dòng điện chạy qua điện trở tương ứng I K cường độ dòng điện qua ampe kế Khi K mở mạch gồm RA nt ( R1ntR2 ) / / ( R3ntR4 )  ntR5 U12 =U34 = UCD = U - URA - UR5 = U – IA.RA – I5.R5 = 12 – 0,5.1 – 0,5.15 = 4V U 4 CD I34 = I3 = I4 = R = + = 12 = A (Vì R3 nt R4) 34 Tại C ta có: I = I12 + I34 nên I12 = I – I34 = 1 − = A U CD = = 24Ω R12 = I12 mà R12 = R1 + R2 ⇒ R2 = R12 − R1 = 24 − 12 = 12Ω Vậy R2 =12 Ω b K đóng dây nối có điện trở không đáng kể ta chập A với B, mạch gồm điện trở mắc sau RA nt ( R1 / / R3 ) nt ( R2 / / R4 )  ntR5 R R R R Rtđ = RA + RA + R + R + R + R + R5 = + + 4,8 + 15 = 23,8Ω U 12 Cường độ dòng điện qua ampe kế IA = R = 23,8 ≈ 0,504 A td I R 13 13 I1 = R = 0,504.3 U I R 0,504.4,8 = 0,126 A I2 = 24 = 24 24 = = 0, 206 A ta thấy I2 > I1 12 R2 R2 12 nên dịng điện có chiều chạy từ B đến A Trở lại sơ đồ gốc xét A ta có: I1 + IK = I2 ⇒ I K = I − I1 = 0, 206 − 0,126 = 0, 08 A Vậy K đóng ta có IA = 0,504A, IK = 0,08A dịng điện qua khóa K có chiều từ B A GV: Đào Hồng Thái 30 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trường THCS Phú Túc Sáng kiến kinh nghiệm Bài 5: Cho mạch điện hình vẽ Biết điện trở dây R2 nối ampe kế không đáng kể, hiệu điện hai đầu mạch U Khi mở hai khóa K K2 K1 dịng điện qua ampe kế I0 Khi đóng K1, mở K2 R3 R1 + U - K2 dịng điện qua ampe kế I Khi đóng K2, A mở K1 dịng điện qua ampe kế I2 Khi hai khóa K1, K2 đóng dịng điện qua ampe kế I a Lập biểu thức tính I qua I0, I1, I2 b Cho I0 = 1A, I1 = 5A; I2 = 3A; R3 = Ω , tính I, R1, R U (Trích đề thi TS trường PT khiếu ĐHQG TPHCM 1998) Hướng dẫn giải Cho HS nhận dạng mạch, dựa vào liệu lập phương trình dịng điện có liên quan tới khóa K đóng ngắt a Lập biểu thức tính I - Khi mở hai khóa, mạch gồm R1 nt R2 nt R3 nên ta có I0 = U (1) R1 + R2 + R3 U - Khi K1 đóng, K2 mở doạn mạch cịn R1 nên I1 = R (2) U - Khi K1 mở, K2 đóng đoạn mạch có R2 nên ta có I = R (3) - Khi hai khóa đóng ta có R1 / / R2 / / R3 U 1 1 Ta có I = R (4) với R = R + R + R (4,) td td U U U I0 = U U Từ (2) ⇒ R1 = I (5) từ (3) ⇒ R2 = I (6) Thay vào (1) ta có + + R3 I1 I GV: Đào Hồng Thái 31 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trường THCS Phú Túc Sáng kiến kinh nghiệm ⇔ I1 I I R3 = UI1 I − UI ( I1 + I ) ⇒ R3 = U  I1 I − I ( I1 + I )  I I1 I (7) thay (5), (6), (7) vào 2  0( 2) (4,) R = U + U + U  I I − I ( I + I )  ⇒ Rtd = thay  I1 I − I ( I1 + I )  ( I1 + I ) + I I1 I td 1 2  I I U I I − I I + I  I II I II Rtđ vào (4) ta có I = I1 + I + I I − I ( I + I ) (8) Vậy I ta tìm theo (8) 2 b Thay I0 = 1A, I1 = 5A; I2 = 3A; R3 = Ω vào (8) ta có: I = 71 A từ hệ thức U (1), (2) (3) ta = R + R + (*) Từ (**), (***) rút R1 = 5= U R1 (**) 3= U R2 (***) U U , R2 = thay vào (*) hệ ta U = 15V, R = Ω , R2 = Ω Trên số dạng tập mà áp dụng đề tài vào giảng dạy cho học sinh định hướng cho trình ôn luyện cho học sinh để thi học sinh giỏi Thơng thường với dạng tốn ta thấy chủ yếu mạch cầu khuyết điện trở Không dừng lại tơi cịn tìm hiểu số dạng tốn khác tìm phương pháp hữu hiệu để giúp học sinh học tập tốt Đặc biệt cho học sinh làm tập cần cho học sinh nhận dạng mạch có khuyết điện trở vị trí nêu cách giải từ mà khắc sâu kiến thức cho học sinh GV: Đào Hồng Thái 32 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trường THCS Phú Túc Sáng kiến kinh nghiệm C BÀI HỌC KINH NGHIỆM: Kết luận Trên tơi trình bày suy nghĩ số phương pháp giải tập mạch cầu khuyết cách hiệu Tuy nhiên đổi phương pháp dạy học vật lý gặp không khó khăn chắn khơng tránh khỏi hạn chế Tơi mong đóng góp, bổ sung đồng nghiệp để phương pháp thực tốt hơn, hoàn cảnh nhằm nâng cao chất lượng dạy học đáp ứng nhu cầu xã hội Qua thời gian áp dụng đề tài “Hướng dẫn giải tập mạch cầu khuyết cho học sinh lớp THCS”, vào giảng dạy cho học sinh nhận thấy: - Để giúp HS hứng thú đạt kết tốt việc giải toán mạch cầu nói chung, mạch cầu khuyết nói riêng chương trình học lớp 9, điều tiết dạy giáo viên phải tích cực, nhiệt tình, truyền đạt xác, ngắn gọn đầy đủ nội dung, khoa học lơ gíc nhằm động não cho học sinh phát triển tư duy, độ bền kiến thức tốt - Những tiết lý thuyết, thực hành tiết tập GV phải chuẩn bị chu đáo dạy, hướng dẫn HS chuẩn bị theo ý định GV từ khắc sâu kiến thức phương pháp giải tập HS - Thường xuyên nhắc nhở em yếu, động viên, biểu dương em giỏi, cập nhật vào sổ theo dõi kết hợp với GV chủ nhiệm để có biện pháp giúp đỡ kịp thời, kiểm tra thường xuyên tập vào đầu tiết học, làm em có thái độ đắn, nề nếp tốt học tập Khuyến nghị * Đối với cấp quản lí giáo dục - Cần trang bị đầy đủ sở vật chất, trường lớp cho trường đặc biệt thiết bị công nghệ thông tin - Mở lớp tập huấn cho giáo viên việc áp dụng công nghệ thông tin vào giảng dạy GV: Đào Hồng Thái 33 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trường THCS Phú Túc Sáng kiến kinh nghiệm - Tạo điều kiện để giáo viên tự học tập nâng cao chuyên môn nghiệp vụ cho thân * Đối với gia đình - Cần quan tâm, giám sát chặt chẽ việc học tập em mình, tránh tình trạng học sinh học mà khơng tới lớp - Tạo cho con, em có thời gian đầu tư vào việc học tập, thường xuyên quan tâm, an ủi động viên học tập - Thường xuyên liên hệ với giáo viên nhà trường để biết tình hình học tập em Trên số giải pháp học kinh nghiệm nhỏ thân, dù góp phần nhỏ việc nâng cao chất lượng dạy học trường Kết kiểm tra thực chuyên đề năm học 2013-2014 Lớp Tổng số HS 93 Kết Giỏi Khá Trung bình Yếu 12,8% 65,2% 21% 1% GV: Đào Hồng Thái 34 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trường THCS Phú Túc Sáng kiến kinh nghiệm Bài học kinh nghiệm Để hướng dẫn cho học sinh giải cách thục dạng tập vật lí mạch cầu nói chung, mạch cầu khuyết nói riêng, trước hết giáo viên phải có lịng u nghề, hết lịng học sinh tìm tịi nghiên cứu, xây dựng hệ thống tập nhằm củng cố hệ thống lý thuyết cho học sinh phân loại dạng tập đưa phương pháp giải cho dạng tập cách cụ thể Giáo viên phải chuẩn bị tập minh hoạ tập áp dụng cho học sinh rèn luyện Vì dạng tập tương đối phức tạp nên giáo viên phải thường xuyên kiểm tra, đôn đốc nhắc nhở động viên khuyến khích em học sinh kích thích suy nghĩ học sinh làm cho em khơng bị chán nản, nhụt chí trước tình khó khăn Qua mà tơi thấy học sinh tự tin hơn, u thích mơn vật lý hơn, hết em làm tập biết phát huy khả mình, biết liên hệ mảng kiến thức để làm tốt Xin chân thành cảm ơn! GV: Đào Hồng Thái 35 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trường THCS Phú Túc Sáng kiến kinh nghiệm Hà Nội, ngày10 tháng năm2014 XÁC NHẬN Tôi xin cam đoan SKKN CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ viết, không chép nội dung người khác Người thực GV: Đào Hồng Thái D TÀI LIỆU THAM KHẢO Đổi phương pháp dạy giải tập vật lý THCS Mai Lễ - Nguyễn Xuân Khoái Tạp trí giáo dục THCS khối tự nhiên SGK vật lý 9, sách tập vật lý Sách Vật lý nâng cao THCS Nguyễn Cảnh Hòe – Lê Thanh Hoạch 121 tập vật lý nâng cao lớp 500 tập vật lý THCS Phan Văn Hoàng Tài liệu tự chọn nâng cao vật lý – Sở GD&DDT Hà Nội GV: Đào Hồng Thái 36 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trường THCS Phú Túc Sáng kiến kinh nghiệm MỤC LỤC A PHẦN MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài…………………………………………………………… Mục đích nghiên cứu……………………………………………………… Đối tượng nghiên cứu 4 Nhiệm vụ nghiêm cứu .4 Phương pháp nghiên cứu… .5 Kết khảo sát, nghiên cứu năm học 2013 B: PHẦN NỘI DUNG 1.1 Cơ sở lý luận…………………………………………………….… 1.2 Cơ sở thực tiễn…………………………………………………… CHƯƠNG II: THỰC TRẠNG VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU………………………7 CHƯƠNG III: BIỆN PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Nội dung kiến thức liên quan mạch cầu .8 3.1.1 Mạch cầu………………………………………………………………….8 3.1.2 Phân loại mạch cầu 3.1.3 Dấu hiệu để nhận biết loại mạch cầu Một số toán áp dụng………………………………………………… 10 * Dạng 1: Khuyết điện trở cạnh hay điện trở gánh 11 3.2.1 Bài tập 11 3.2.2 Bài tập 12 3.2.3 Bài tập 3……………………………………………….…………………13 GV: Đào Hồng Thái 37 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trường THCS Phú Túc Sáng kiến kinh nghiệm 3.2.4 Bài tập 4………………………………………………….………………15 3.2.5 Bài toán 5…… …………………………………………………………18 Dạng2 Khuyết hai điện trở .……………………………….…………………20 3.2.6 Bài tập 6……………………………….…………………………………20 3.2.7 Bài tập 21 Dạng3 Mạch cầu có khuyết ba điện trở .22 3.2.8 Bài tập 22 Dạng toán Khuyết điện trở .22 3.2.9 Bài tập 23 3.2.10 Bài tập 10 .23 3.3 Một số đề tham khảo cách giải 25 C BÀI HỌC KINH NGHIỆM: 33 Kết luận… .33 Khuyến nghị 33 Bài học hinh nghiệm 35 D TÀI LIỆU THAM KHẢO 36 PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO PHÚ XUYÊN TRƯỜNG THCS PHÚ TÚC GV: Đào Hồng Thái 38 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trường THCS Phú Túc Sáng kiến kinh nghiệm SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM HƯỚNG DẪN GIẢI CÁC BÀI TOÁN VỀ MẠCH CẦU KHUYẾT CHO HỌC SINH LỚP THCS Họ tên: Đào Hồng Thái Chức vụ: Giáo viên Tháng năm 2014 GV: Đào Hồng Thái 39 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ... cho học sinh khiếu vật lý chọn viết áp dụng vào giảng dạy cho học sinh đề tài: ? ?Hướng dẫn giải tập mạch cầu khuyết cho học sinh lớp THCS? ?? Mục đích nghiên cứu - Phân loại tập mạch cầu khuyết hướng. .. gọi mạch cầu khuyết - Trong nội dung đề tài không hướng dẫn học sinh cách giải mạch cầu cân mạch cầu tổng quát mà chủ yếu đề cập tới nội dung toán mạch cầu khuyết c Mạch cầu khuyết - Mạch cầu khuyết. .. hữu hiệu để giúp học sinh học tập tốt Đặc biệt cho học sinh làm tập cần cho học sinh nhận dạng mạch có khuyết điện trở vị trí nêu cách giải từ mà khắc sâu kiến thức cho học sinh GV: Đào Hồng