Biện pháp giải bài tập phần công và công suất Điện Để nâng cao chất lượng học sinh giỏi môn vật lý 9

PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀHiện nay chúng ta đang sống trong một thế giới bùng nổ về thông tin khoa học đòi hỏi cần phải có những con người năng động tự chủ, sáng tạo, nắm bắt và sử dụng thành t

CHÀO MỪNG CÁC QUÝ THẦY CÔ GIÁO VỀ

DỰ HỘI THI GIÁO VIÊN GIỎI.

Giáo viên thực hiện:Nguyễn Thị Thái Trường THCS Suối Hoa – TP Bắc Ninh

BÁO CÁO

Phần I Đặt vấn đề

Phần II Giải quyết vấn đề

I Thực trạng công tác bồi dưỡng HSG môn Vật lý 9…

II Biện pháp nâng cao chất lượng giảng dạy…

III Thực nghiệm sư phạm

IV Kết luận

V Kiến nghị, đề xuất

Phần III Minh chứng về hiệu quả của biện pháp

Phần IV: Cam kết

PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ

Hiện nay chúng ta đang sống trong một thế giới bùng nổ

về thông tin khoa học đòi hỏi cần phải có những con người năng động tự chủ, sáng tạo, nắm bắt và sử dụng thành thạo những công nghệ hiện đại của khoa học kỹ thuật để có thể làm chủ được công nghệ, làm chủ được khoa học

Nghị quyết trung ương đã chỉ rõ "Giáo dục là quốc sách hàng đầu phát triển giáo dục và đào tạo là một động lực

quan trọng thúc đảy công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước

Ngày nay trình độ khoa học công nghệ của các nước trên thế giới phát triển như vũ bão, nhu cầu của con người ngày các đòi hỏi các ngành khoa học phải phát triển nhanh và

mạnh mẽ hơn nữa

Hai vật chuyển động thẳng đều trên cùng một đường thẳng Nếu đi ngược chiều để gặp nhau

thì sau 10 giây khoảng cách giữa hai vật giảm 20m Nếu đi cùng chiều thì sau 10 giây, khoảng

cách giữa hai vật giảm 8m Hãy tìm vận tốc của mỗi vật

Câu 2: (6 điểm)

Một bếp điện có ghi 220V-800W được nối với hiệu điện thế 220Vđược dùng để đun sôi 2 lít

nước từ 20 o C Biết hiệu suất sử dụng bếp là H = 80% và nhiệt dung riêng của nước C =

4200j/kg K

a) Tìm thời gian đun sôi nước và điện năng tiêu thụ ra kwh

b) Tính tiền điện phải trả trong 1 tháng(30 ngày) cho việc đun nước trên biết mỗi ngày đun

2 ấm nước, giá điện 1400đ/kwh

c) Biết dây điện trở có đường kính d = 0,2mm, điện trở suất ρ = 5.10-7 Ωm được quấn trên m được quấn trên

một lõi sứ cách điện hình trụ có đường kính d ’ =2cm Tính số vòng dây của bếp điện trên

d) Tìm khối lượng dây quấn điện trở biết khối lượng riêng của chất liệu làm dây quấn D =

b Xác định R 2 để công suất tiêu thụ trên đoạn mạch mắc song song

đạt cực đại Tìm giá trị cực đại đó

Câu 4: (3 điểm)

Một bếp điện có ghi (220V – 800 W) được mắc bằng hai dây điện trở giống hệt nhau và mắc

song song với nhau Đặt vào hai đầu bếp một hiệu điện thế 220 V để đun sôi 2kg nước có nhiệt

độ ban đầu là 20 0 C , với c n = 4200 J/kg.k và hiệu suất đun bếp là 80% Tính:

a) Thời gian để đun sôi nước ?

b) Nếu trong khi đun, một dây điện trở bị đứt thì phải mất 20 phút sau nước mới sôi, tính

thời gian đun từ đầu đến lúc một dây điện trở bị đứt /

Ngày thi: 25 tháng 03 năm 2018

Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề)

Đề này có 06 câu, gồm 01 trang

Câu 1 (4,0 điểm)

1 Một người đi bộ trên một quãng đường Trong khoảng 1/3 đầu tiên của thời gian đi bộ, người

đó đi với vận tốc v 1 = 3 km/h Trong khoảng 1/3 thời gian tiếp theo, người đó đi với vận tốc v 2 = 6 km/h Trên đoạn đường còn lại bằng 1/3 quãng đường, người đó đi với vận tốc v 3 Xác định vận tốc v để nếu người đó đi đều với vận tốc v thì thời gian đi hết quãng đường đó cũng như trên

2 Một tảng băng hình trụ có bề dày là h = 0,2 m và diện tích đáy là S = 1 m2

a Cần phải đặt lên tảng băng một hòn đá có khối lượng là bao nhiêu để hòn đá ngập hoàn toàn vào trong nước

a) Lần 5 nhiệt kế chỉ bao nhiêu?

b) Sau một số rất lớn lần nhúng nhiệt kế theo trật tự như trên thì nhiệt kế chỉ bao nhiêu Bỏ qua sự mất mát nhiệt khi chuyển nhiệt kế từ nhiệt lượng kế này sang nhiệt lượng kế kia

Câu 3 (4,0 điểm)

Cho mạch điện như hình vẽ bên

Biết R 1 = R 2 = R 3 = 3 Ω, R x là một biến trở, U AB = 18 V

1 Cho R x = R 4 = 1 Ω

a Tìm điện trở tương đương của đoạn mạch AB

b Mắc vào hai đầu N và B một vôn kế có điện trở rất lớn Tìm số chỉ của vôn kế

2 Điều chỉnh R x sao cho công suất tiêu thụ trên R x đạt cực đại Tìm R x và công suất cực đại khi đó

Câu 4 (4,0 điểm)

1 Một chiếc gậy dài là H = 1,2 m được đặt thẳng đứng trên mặt sân Ánh sáng Mặt Trời tạo bóng của gậy dài L = 0,9 m trên mặt sân Ngả dần chiếc gậy theo phương tạo bóng của nó, trong khi đầu dưới của gậy vẫn được giữ nguyên vị trí trên mặt sân Tìm chiều dài lớn nhất của bóng gậy

2 Một chùm sáng song song có đường kính D = 5 cm được chiếu tới thấu kính phân kì O 1 sao cho tia trung tâm của chùm sáng trùng với trục chính của thấu kính Sau khi khúc xạ qua thấu kính này cho một hình tròn sáng có đường kính D 1 = 7 cm trên màn chắn E đặt vuông góc với trục chính và cách thấu kính phân kì một khoảng là l Nếu thay thấu kính phân kì bằng thấu kính hội tụ O 2 có cùng tiêu cự và nằm ngay vị trí của thấu kính phân kì thì trên màn chắn E thu được hình tròn sáng có đường kính là bao nhiêu?

Câu 5 (4,0 điểm) Một khí cầu có thể tích 12m3 chứa khí hiđrô Biết rằng trọng lượng của vỏ khí cầu là 100N, trọng lượng riêng của không khí là 12,9N/m 3 , của khí hiđrô 0,9N/m 3

a Khí cầu có thể kéo lên trên không một vật nặng bằng bao nhiêu?

b Muốn kéo một người nặng 62kg lên thì khí cầu phải có thể tích tối thiểu là bao nhiêu, nếu coi trọng lượng của vỏ khí cầu vẫn không đổi

-HÕT -

Giám thị coi thi không giải thích gì thêm

Số báo danh

PHẦN II: GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ

1.Thực trạng công tác bồi dưỡng HSG môn Vật lý ở nhà trường

Tỉ lệ (%) SL

Tỉ lệ (%) SL

Tỉ lệ (%) SL

Tỉ lệ (%)

Lựa chọn học sinh trong đội tuyển:

- Trên cơ sở học sinh đã tham gia đội tuyển học sinh giỏi vật lý 8.

- Khuyến khích học sinh yêu thích môn vật lý, đặc biệt học sinh của đội tuyển toán chuyển sang đội tuyển vật lý.

- Cho học sinh làm bài kiểm tra chọn đội tuyển.

- Sau mỗi chuyên đề cho học sinh làm bài kiểm tra nhằm chọn học sinh tham gia các kì thi.

Lựa chọn tài liệu học tập:

2 Biện pháp nâng cao chất lượng HSG môn vật lý 9

- Biện pháp 1: Giới thiệu kiến thức tổng quát của chuyên

đề

- Biện pháp 2: Giáo viên lựa chọn bài tập phù hợp và

phân thành các dạng bài theo hệ thống logic .

- Biện pháp 4: GV thường xuyên kiểm tra, động viên,

khích lệ HS

- Biện pháp 3: Giáo viên giao bài tập về nhà cho HS

Biện pháp 1: Giới thiệu kiến thức tổng quát của chuyên đề :

1 Công của dòng điện:

- Công thức tính công của dòng điện:

A= Pt = UIt

- Nếu mạch chỉ có tính chất điện trở như: Điện trở, bóng đèn, bàn là, bếp điện thì:

2 Công suất điện:

- Công suất điện là công của dòng điện thực hiện được trong thời gian t:

P=

- Nếu mạch chỉ có tính chất điện trở thì: P =

3 Thực nghiệm sư phạm:

- Biện pháp 2: Giáo viên lựa chọn bài tập phù hợp và phân thành các dạng bài theo hệ thống logic .

Công và công suất điện:

Dạng 1: Dạng

toán biện luận

công thức:

Dạng 2: Tìm giá trị định mức của bộ bóng đèn

Dạng 3: Các vấn đề thường gặp về bài toán

cực trị

Vấn đề 2 : Cực trị công suất

Vấn đề 1:

Cực trị điện

trở

Cho mạch điện như hình vẽ:

a, Nếu các bóng có cùng điện trở R và công

suất của bóng thứ 4 là P4=1W Tìm công

suất các bóng còn lại

b, Nếu các bóng có cùng công suất P và

R4=1(Ω) Hãy tính R1; R2; R3; R5=?

* Hướng dẫn học sinh:

Dạng 1: Dạng toán biện luận công thức:

a)Ta tìm mối liên hệ I4 và các I5, I3, I2, I1

Vận dụng công thức P = I2.R để tính công suất của các bóng còn lạib) Ta tìm mối liên hệ I4 và các I5, I3, I2, I1

Vận dụng công thức R = P/ I2 để tính điện trở của các bóng đèn

Dạng 2: Tìm giá trị định mức của bộ bóng đèn

Ví dụ :

Cho 3 bóng đèn có ghi:

Đ1(110V-100W); Đ2(110V-25W); Đ3(220V-60W)

Tìm hiệu điện thế định mức của bộ và công suất thực tế của mỗi bóng

là bao nhiêu trong các trường hợp sau:

a, Ba bóng mắc nối tiếp

b, Ba bóng mắc song song

c, Một bóng ghép song song với bộ 2 bóng kia mắc nối tiếp

d, Một bóng ghép nối tiếp với bộ 2 bóng kia mắc song song

Định nghĩa định mức của bộ bóng đèn là giá trị của hiệu điện thế, cường độ dòng điện và công suất của bộ bóng đèn sao cho trong

bộ không có bóng đèn nào hoạt động quá định mức riêng

* Áp dụng bất đẳng thức Côsi: (a,b dương)

+ Dấu “=” xảy ra khi a=b, cần chọn a và b sao cho tích a.b = const + Khi tích 2 số không đổi, tổng nhỏ nhất khi 2 số bằng nhau

+ Khi tổng 2 số không đổi, tích 2 số lớn nhất khi 2 số bằng nhau Khi sử dụng bất đẳng thức Côsi thì ta phải chọn a,b sao cho tổng hoặc tích hai số không đổi

Ví dụ 1:

Một dây dẫn đồng chất tiết diện đều có điện trở R Người ta uốn dây thành vòng tròn rồi mắc vào hiệu điện thế U, nhờ điểm A cố định trên vòng tròn nối với cực dương, còn điểm B trượt trên vòng tròn nối với cực âm (Như

hình vẽ bên) Tìm vị trí của B để điện trở của đoạn mạch AB đạt giá trị lớn nhất, nhỏ

nhất? Hãy tính giá trị đó

Vấn đề 1: Cực trị điện trở

*) Để (Rtđ) đạt Min <=> R1=0 <=> Rtđ=0

*) Để (Rtđ) đạt Max Theo BĐT CôSi ta có:

Vậy: (Rtđ) đạt Max = R2/4 Đạt được khi

Bước 1 : Lập biểu thức tính công suất : và đặt điều kiện Bước 2: Phân tích biểu thức tính công suất và đưa ẩn xuống mẫu( tử số

chỉ chứa hằng số)

Bước 3: Áp dụng bất đẳng thức côsi, tam thức bậc hai…để suy ra điều

kiện cực trị của công suất.

Bước 4: Đối chiếu điều kiện và kết quả.

Vấn đề 2 : Cực trị công suất

Bài 1 : Cho mạch điện (hình vẽ)

Đặt vào hai điểm A, B hiệu điện thế không đổi UAB = U = 12V

Cho R1 = 24Ω, biến trở có giá trị R2 = 18Ω, R3 = 9Ω, R4 = 6Ω, R2 = 18Ω, Ra

Phân tích và hướng dẫn giải :

Công suất toả nhiệt trên R2 là :

P2 = P2max khi R2 = 18/5 = 3,6Ω khi đó: P2max = 3,6W

Bài 2

Cho mạch điện như hình vẽ U = 16V,

R0 = 4Ω, R1 = 12Ω, Rx là giá trị tức thời của một biến trở có giá trị đủ lớn, ampe kế A và dây nối có điện trở nhỏ

a, Tính Rx sao cho công suất tiêu thụ trên đó bằng 9W

b, Với giá trị nào của RX thì công suất tiêu thụ trên nó là cực đại ? Tính công suất đó

Phân tích và hướng dẫn giải :

a, Công suất tiêu thụ trên Rx là : (1)

Dòng điện mạch chính I là : (2)

Với (3)

thay (3) vào (2) ta được : (4)

Thay (4) vào (1) : (5)

Thay số vào (5) ta được : (6)

có 2 nghiệm : Rx = 9Ω và Rx = 1Ω đều thoả mãn

b, Theo cô si :

Dấu bằng xảy ra khi : Rx = 3Ω, khi đó PXmax = 12W

Bài 1

Cho mạch điện như hình 1 Biết R1 = 4 ,

R2 = 8 , R3 = 12 , Rx là một biến trở

Điện trở của vôn kế V vô cùng lớn Hiệu

điện thế giữa hai đầu AB luôn được duy trì

Bài 4 Cho mạch điện như hình vẽ R1=10; R2=

các dây nối và khóa K

3A Xác định hiệu điện thế U

Bài 5 Cho mạch điện như hình vẽ U=8V, r =2,

R2=3, MN là một biến trở có điện trở toàn phần

bằng 3 Đèn có điện trở R1=3 và chịu được hiệu

điện thế cực đại gấp 1,2 lần hiệu điện thế định mức

Ampe kế, khóa K và các dây nối có điện trở không

đáng kể, coi điện trở của đèn không phụ thuộc vào

nhiệt độ

1) Mở khóa K Xác định vị trí của con chạy C trên

biến trở để ampe kế chỉ 0,6A

2) Đóng khóa K

a) Xác định vị trí của con chạy C để công suất tiêu thụ trên biến trở bằng 0,6W b) Di chuyển con chạy C thì đèn luôn sáng và có một vị trí độ sáng của đèn đạt tối đa Xác định công suất định mức của đèn

+ Kiểm tra việc làm bài tập về nhà

+ Cho điểm khuyến khích những học sinh có

nhiều cố gắng hoặc chuyển biến trong học tập

Kết quả đạt được sau khi triển khai:

Kết quả khảo sát chất lượng đội tuyển vật lí phần công, công suất điện trong các năm học 2014 – 2015, 2015 – 2016, 2016 -2017:

Sau khi tiến hành nghiên cứu áp dụng trên đội tuyển HSG năm học

c)Điều chỉnh, bổ sung sau thực nghiệm

+ Cần tăng thời gian bồi dưỡng đối với chuyên đề công, công suất điên

+ Gắn bài tính công, công suất vào các bài toán tổng hợp

Kết quả khảo sát chất lượng đội tuyển vật lí phần công, công suất điện trong các năm học 2014 – 2015, 2015 – 2016, 2016 -2017:

Sau khi tiến hành nghiên cứu áp dụng trên đội tuyển HSG năm học

Từ năm 2014 đến năm 2017 không có học sinh tham gia thi HSG cấp Tỉnh môn Vật lý

Từ năm 2017 – 2018 đến nay số lượng học sinh tham gia thi HSG cấp Tỉnh môn Vật lý liên tục tăng lên và đạt giải cao Cụ thể

Kết quả thi THPT Chuyên :

Kết quả trên đã khẳng định việc áp dụng “ Biện pháp giải bài tập phần công và công suất điện để nâng cao chất

chất lượng bồi dưỡng HSG Vật lý trường THCS Suối Hoa.

PHẦN IV- CAM KẾT:

Với trải nghiệm đã thực hiện trong năm học trước cho kết

quả đáng khích lệ tôi xin mạnh dạn báo cáo“ Biện pháp giải bài tập phần công và công suất điện để nâng cao chất

của bản thân, tôi xin cam kết không sao chép hoặc vi phạm bản quyền; Các biện pháp đã triển khai thực hiện và minh chứng về sự tiến bộ của học sinh là trung thực.