Vận dụng ĐL Ôm

Sáng kiến kinh nghiệm - Năn học 2009 - 2010 TÊN ĐỀ TÀI: “HƯỚNG DẪN HỌC SINH VẬN DỤNG ĐỊNH LUẬT ƠM VÀO GIẢI CÁC BÀI TẬP VẬT LÝ 9 ” Phần 1: ĐẶT VẤN ĐỀ Ở chương trình vật lý lớp 7 các em đã được học những kiến thức ban dầu về phần điện học, song đó chỉ là các kiến thức còn q sơ sài . Chưa đi sâu vào các bài tập tính tốn một các cụ thể mà chỉ ở mức độ nhận biết. Trong chương trình vật lý 9 các em được học 2 tiết/tuần nhằm mục đích trang bị cho học sinh hệ thống lại liến thức Vật lý cơ bản về phần điện học, nâng cao chất lượng dạy học theo nấc bậc thang, cho các em tiếp thu chương trình vật lý THPT để sau này tham gia các hoạt động giáo dục xã hội. Để đạt được mục đích trên, hệ thống kiến thức giữ vị trí quan trọng trong việc dạy và học ở trường THCS, thông qua việc giải bài tập học sinh được củng cố, hoàn thiện kiến thức Vật lý đồng thời rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức đó vào thực tế. Thực tế ở các trường THCS mỗi học kỳ học sinh chỉ học phụ khóa từ một đến hai buổi nên khơng thể có thờ gian và lượng kiến thức phục vụ cho việc giải các bài tập nâng cao. Mặt khác với xu thế hiện nay học sinh chỉ chú trọng vào học ba mơn Văn – Tốn – Anh để thi vào cấp 3 còn chưa chú trọng đến mơn Lý để thi vào các trường chun lớp chọn. Vì thế khi học sinh chưa có thói quen tìm tòi, khai thác, mở rộng các bài tốn đa? học giúp các em có cơ sở khoa học khi phân tích, phán đốn, tìm lời giải các bài tốn khác một cách năng động hơn, sáng tạo hơn. Từ chỗ giải được bài tốn nhanh, gọn và chính xác các em vươn tới bài tập giải quyết mối liên hệ giữa các hiện tương vật lý khác nhau. Nếu làm tốt điều này người thầy đã giúp các em học sinh tự tin hơn vào khả năng của mình và thêm phần hứng thú học tập. Là một giáo viên Tốn – Lý trực tiếp đứng lớp giảng dạy bộ mơn vật lý THCS nên tơi ln suy nghĩ là phải làm thế nào để có kết quả cao trong giờ giảng Người thực hiện: Phạm Xn Thắng – Trường THCS Diễn Hồng 1 Sỏng kin kinh nghim - Nn hc 2009 - 2010 dy núi chung v ph o hc sinh yu kộm, bi dng hc sinh khỏ gii núi riờng. bi vy tụi luụn t mỡnh tỡm kim ti liu cng nh hc hi ng nghip ỳc rỳt ra kinh nghim cho bn thõn. ng thi tin hnh ging dy cng nh trong bi dng hc sinh nng khiu v ph o hc sinh yu kộm .Cỏc bi toỏn phi c sp xp thnh tng phn, tng dng, tng loi c bn t d n khú, t mt dng n mi liờn h gia cỏc dng sao cho phự hp vi tng i tng hc sinh. vi mi loi tụi luụn c gng tỡm tũi phng phỏp gii ti u nht cho phu hp vi kh nng ca hc sinh Vỡ th nu giỏo ỏn c chun b k lng, chu ỏo cú khoa hc trc khi lờn lp thỡ nht nh cỏch dy ca thy giỏo s ch ng, t tin, linh hot v t cht lng cao hn. Nờỳ thy, cụ cú ti gii v phng tin dy hc cú hin i n õu i chng na nhng nu khụng son giỏo ỏn hoc son giỏo ỏn qua loa, hi ht thỡ nht mh tit dy y, bi hc y s khụng trỏnh khi nhng lỳng tỳng , s sut v chng cú gỡ mi m, sõu sc hn so vi ln dy trc vỡ kin thc, ni dung do khụng c cp nht, phng phỏp mi cha c phỏt huy v rỳt ra kinh nghim cỏc tit trc ú . Vỡ vy trong tit hc giỏo viờn phi thc hin nghiờm tỳc vic son giỏo ỏn theo quy nh cỏc bc lờn lp, chun b cỏc bi tp phự hp vi tng i tng hc sinh, cỏc cõu hi gi m hc sinh nm vng v vn dng kin thc mt cỏch ch ng Trong quỏ trỡnh dy hc tụi nhn thy cũn b ng khi gii cỏc bi tp liờn quan n cỏc ni dung kiộn thc sau: + on mch gm ba in tr mc ni tip hoc song song + on mch tng hp +Mch cú s tham gia ca cỏc dng c o in nh vụn k, ampek Phn 2 . NI DUNG I. ẹoỏi tửụùng nghieõn cửựu: Ngi thc hin: Phm Xuõn Thng Trng THCS Din Hong 2 Sáng kiến kinh nghiệm - Năn học 2009 - 2010 -Đối tượng là học sinh lớp 9A, 9B, Trường THCS Diễn Hồng – Diễn Châu – Nghệ An II. Cơ sở nghiên cứu: Các loại tài liệu -Sách giáo khoa Vật Lý lớp 9 -Sách giáo viên vật lý 9 -Sách bài tập Vật Lý lớp 9 và sách bài tập nâng cao. - Sách 500 bài tập Vật Lý THCS -Sách tài liệu bồi dưỡng thường xuyên ; …. III.Phương pháp nghiên cứu: - Nghiên cứu lý luận - Điều tra sư phạm - Thực nghiệm sư phạm -Dự giờ đồng nghiệp IV.Các b ước ti ến hành 1. Đầu năm học, cho học sinh kiểm tra chất lượng đầu năm để phân loại học sinh giỏi , khá, trung bình, yếu kém từ đóå có cơ sở luyện tập và bồi dưỡng các em 2. Trong giờ truyền đạt kiến thức mới, giờ thực hành, giờ ôn tập, giờ luyện tập giáo viên phải đònh kiến thức trọng tâm học sinh cần nắm vững trong bài này, xác đònh phương pháp truyền thụ cho học sinh hiểu, hệ thống câu hỏi gợi mở phát huy được tư duy tích cực cả ba đối tượng giỏi, kha,ù trung bình, yếu. 3. Trước khi vào tiết học mới giáo viên dành từ 5 – 6 phút để kiểm tra bài cũ dưới dạng kiểm tra miệng và đặt vấn đề vào bài mới phù với nội dung bài để Người thực hiện: Phạm Xn Thắng – Trường THCS Diễn Hồng 3 Sáng kiến kinh nghiệm - Năn học 2009 - 2010 từ đó gây cảm giác hừng thú nhận thức của học sinh, tạo động cơ cho học sinh hăng say vào tiết học 4 -Giờ bài tập giáo viên chọn lại 1 số bài tập trọng tâm theo từng dạng bài từ đơn giản đến phức tạp chọn như thế nào cho phú hợp 45 phút trong giờ luyện tập. -Để giải bài toán Vật lý tuỳ theo dạng bài tập để có nhiều phương pháp giải khác nhau từ đó tìm ra cách tối ưu nhất -Để giờ luyện tập thực sự giúp học sinh đào sâu kiến thức vận dụng kiến thức phát triển tư duy đạt kết quả cao giáo viên nên sử dụng các câu hỏi đáp phù hợp 3 đối tượng học sinh để huy động học sinh nào cũng phải làm việc tìm kết quả đúng. Nên tránh tình trạng giáo viên tự giải bài tập cho học sinh chép hoặc chỉ môt hoặc vài học sinh làm bài tập còn cả lớp thụ động quan sát kết quả. Sau đây tơi xin đưa ra một số ví dụ khai thác kết quả một số bài tập ở sách bài tập vật lý 9 và một số bài tập nâng cao cùng với lời bình khi giải bài tập này. Đây cũng là bước tổng kết kinh nghiệm của bản thân trong những năm qua. Tất nhiên với bản thân trình độ, năng lực còn có hạn cho nên không thể tránh khỏi sự thiếu sót trong suy nghó , vụng về trong cách viết. Rất mong được sự góp ý của q thầy cơ để bản thân ngày một hồn thiện và cơng tác giáo dục của chúng ta ngày một tốt hơn. V. Ki ến thức sử dụng a) Định luật Ơm : Biểu thức: U I R = Với U:Hiệu điện thế, (V) R: Điện trở dây dẫn ( Ω ) I : Cường độ dòng điện (A) Người thực hiện: Phạm Xn Thắng – Trường THCS Diễn Hồng 4 Sáng kiến kinh nghiệm - Năn học 2009 - 2010 b) Công th ức tính điện trở : Biểu thức : l R s ρ = Với R: điện trở dây dẫn ( Ω ) ρ :Điện trở suất, ( Ω m) l: Chiều dài dây dẫn(m) s : Tiết diện dây dẫn, (m 2 ) c) Đoạn mạch nối tiếp : +Cường độ dòng điện có giá trị như nhau tại mọi điểm. I = I 1 = I 2 = … = I n + Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch bằng tổng hiệu điện thế trên mỗi điện trở U = U 1 + U 2 + … +U n => Nếu đoạn mạch có hai điện trở mắc nối tiếp thì: 1 1 2 2 U R U R = + Điện trở tương đương R = R 1 + R 2 . Nếu có “ n ” điện trở nối tiếp thì: R = R 1 + R 2 +…+ R n d)Đoạn mạch song song : + Cường độ dòng điện trong mạch chính bằng tổng các cường độ dòng điện qua mạch rẽ I = I 1 + I 2 + …+ I n + Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch bằng hiệu điện thế hai đầu mỗi mạch rẽ U = U 1 = U 2 = … = U n => nếu đoạn mạch có hai điện trở mắc song song thì 1 2 2 1 I R I R = + Điện trở tương đương 1 2 1 1 1 td R R R = + . Nếu có “ n ”điện trở song song thì: 1 2 1 1 1 1 td n R R R R = + + + VI. Bài tập vận dụng Dạng 1: Bài tập cho đoạn mạch gồm các điện trở mắc nối tiếp Người thực hiện: Phạm Xuân Thắng – Trường THCS Diễn Hoàng 5 Sáng kiến kinh nghiệm - Năn học 2009 - 2010 Bài 1: Cho đoạn mạch gồm hai điện trở R 1 = 10 Ω ; R 2 = 5 Ω được mắc nối tiếp với nhau. Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch là U = 45V ( hình vẽ) U R 2 R 1 a) Tính điện trở tương đương của đoạn mạch b) Tính cường độ dòng điện qua mỗi điện trở c) Tính hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở. Giải a) Vì 1 2 R nt R nên 1 2tñ R R R= + = 10 + 5 = 15 Ω b) Vì 1 2 R nt R nên I = I 1 = I 2 = 45 3 15 td U A R = = Ta có hiệu điện thế hai đầu mỗi điện trở là: c) 1 1 . 3.10 30U I R V= = = ; 2 2 . 3.5 15U I R V= = = ; Bài 2: Một đoạn mạch gồm ba điện trở R 1 = 3 Ω ; R 2 = 5 Ω ; R 3 = 7 Ω được mắc nối tiếp với nhau ( Hình vẽ) Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch là U = 6V. 1/ Tính điện trở tương đương của đoạn mạch. 2/ Tính hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở. Hướng dẫn 1/ Ta có 1 2 3 R nt R nt R nên Điện trở tương đương của mạch: 321tñ RRRR ++= = 3 + 5 + 7 = 15 Ω 2/ Cường độ dòng điện trong mạch chính A4,0 15 6 R U I tñ === Mà mạch gồm 3 điện trở mắc nối tiếp nên I = I 1 = I 2 = I 3 . Người thực hiện: Phạm Xuân Thắng – Trường THCS Diễn Hoàng 6 R 1 R 2 R 3 U Sỏng kin kinh nghim - Nn hc 2009 - 2010 Ta cú hiu in th hai u mi in tr l: V2,13.4,0R.IU 11 === ; V25.4,0R.IU 22 === ; V8,27.4,0R.IU 33 === Bi toỏn tng quỏt: Cho on mch gm R 1 , R 2 , R 3 , R n mc ni tip . Hiu in th hai du on mch l U (V) a) Tớnh in tr tng ng ca on mch. b) Tớnh hiu in th gia hai u mi in tr. Phng phỏp gii: Ta cú 1 2 3 R nt R nt R nt nt R n nờn a) in tr tng ng ca mch l R t = 1 2 3 n R R R R= + + + + ( ) b) Cng dũng in qua mch chớnh l ( ) tủ U I A R = Mch gm 1 2 3 R nt R nt R nt nt R n nờn I = I 1 = I 2 = I 3 = = I n Hiu in th qua hai u mi in tr l 1 1 . ( )U I R V= ; 2 2 . ( )U I R V= ; ; . ( ) n n U I R V= Dng 2: Bi tp cho on mch gm cỏc in tr mc song song Bi 1: Cho hai in nh hỡnh v R 1 A 1 R 2 A K A B Bit R 1 = 10, ampe k A 1 ch 1,2A, ampek A ch 1,8A Tớnh: a) Hiu in th hai u on mch b)in tr R 2 c) in tr tng ng ca mch Gii a) HT ca on mch AB l U AB =U 1 = I 1 .R 1 = 1,2.10 = 12(V) b) ieọn trụỷ R 2 Vỡ R 1 // R 2 nờn I = I 1 + I 2 do ú I 2 =I - I 1 =1,8 1,2 = 0,6 (A) === 20 6,0 12 2 2 I U R c) in tr tng ng ca mch l Ngi thc hin: Phm Xuõn Thng Trng THCS Din Hong 7 Sáng kiến kinh nghiệm - Năn học 2009 - 2010 R tđ = U I = 12 1,8 = 6,7 Ω Cách 2: Vì R 1 // R 2 nên 1 2 1 1 1 td R R R = + ⇒ R t đ = 1 2 1 2 . 10.20 6,7 10 20 R R R R = = Ω + + Bài 2: Cho ba điện trở R 1 = 6 Ω ; R 2 = 12 Ω ; R 3 = 16 Ω được mắc song song với nhau vào hiệu điện thế U = 2,4V 1/ Tính điện trở tương đương của đoạn mạch. 2/ Tính cường độ dòng điện qua mạch chính và qua từng điện trở. Giải 1/ Ta có 1 2 3 // //R R R nên Điện trở tương đương của mạch là 48 15 16 1 12 1 6 1 R 1 R 1 R 1 R 1 321tñ =++=++= Ω==⇒ 2,3 15 48 R tñ 2/ Cường độ dòng điện qua mạch chính: A75,0 2,3 4,2 R U I tñ === Vì mạch gồm 3 điện trở mắc song nên U= U 1 = U 2 = U 3 ⇒ cường độ dòng điện qua từng điện trở là: A4,0 6 4,2 R U I 1 1 === ; A2,0 12 4,2 R U I 2 2 === ; A15,0 16 4,2 R U I 3 3 === Lời bình: Ở bài toán này ta có R 1 // R 2 // R 3 nên khi tính R tđ học sinh thường mắc sai lầm như sau 1 2 3 1 1 1 1 tñ R R R R = + + ⇒ R tđ = 1 2 3 1 2 3 R R R R R R+ + Mà kết quả đúng phải là R tđ = 1 2 3 1 2 1 3 2 3 . .R R R R R R R R R+ + Bài toán tổng quát Cho đoạn mạch gồm R 1 , R 2 , R 3 , R n mắc song song . Hiệu điện thế hai dầu đoạn mạch là U (V) Người thực hiện: Phạm Xuân Thắng – Trường THCS Diễn Hoàng 8 R 1 R 2 R 3 U Sáng kiến kinh nghiệm - Năn học 2009 - 2010 a) Tính điện trở tương đương của đoạn mạch. b) Tính cường độ dòng điện qua mỗi điện trở. Phương pháp giải: Vì R 1 , R 2 , R 3 , R n mắc song song nên a) Điện trở tương đượng của mạch là 1 2 1 1 1 1 td n R R R R = + + + b) Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch bằng hiệu điện thế hai đầu mỗi mạch rẽ , ta có U = U 1 = U 2 = … = U n Cường độ dòng điện qua mỗi điện trở là I 1 = 1 ( ) U A R ; I 2 = 2 ( ) U A R ; , I n = ( ) n U A R Dạng 3. Áp dụng định luật ôm cho mạch hỗn hợp Bài 1: Cho mạch điện như hình vẽ: Với: R 1 = 30 Ω ; R 2 = 15 Ω ; R 3 = 10 Ω và U AB = 24V. 1/ Tính điện trở tương đương của mạch. 2/ Tính cường độ dòng điện qua mỗi điện trở. 3/ Tính công của dòng điện sinh ra trong đoạn mạch trong thời gian 5 phút. Giải 1) Ta có 1 2 3 ( // )R nt R R nên Điện trở tương đương của R 2 và R 3 : Ω= + = + = 6 1015 10.15 RR R.R R 32 32 3,2 Điện trở tương đương của mạch: +=+= 30RRR 3,21tñ 6 = 36 Ω 2) Cường độ dòng điện qua mạch chính: A67,0 36 24 R U I tñ AB === A67,0III 3,21 === Ta có: V46.67,0R.IU 3,23,23,2 === Vì R 2 // R 3 nên U 2 = U 3 = U 2,3 . Ta có: Người thực hiện: Phạm Xuân Thắng – Trường THCS Diễn Hoàng 9 R 1 R 2 R 3 A A Sáng kiến kinh nghiệm - Năn học 2009 - 2010 A27,0 15 4 R U I 2 3,2 2 === ; A4,0 10 4 R U I 3 3,2 3 === 3) đổi 5 ph = 300s Công dòng điện là: A = U AB .I.t = 24. 0,67. 300 = 4 824J Lời bình: Mạch gồm 1 2 3 ( // )R nt R R nên khi tính cường độ dòng điệnh qua mỗi điện trở học sinh thường mắc sai lầm là I = I 1 = I 2 = I 3 mà kết quả đúng phải là I = I 1 = I 2 + I 3 Hoặc học sinh có thể mắc sai lầm là U = U 2 = U 3 Vì thế khi giải dẫn đến kết quả sai Bài 2: Cho mạch điện như hình vẽ: Với R 1 = 6 Ω ; R 2 = 2 Ω ; R 3 = 4 Ω cường độ dòng điện qua mạch chính là I = 2A. 1/ Tính điện trở tương đương của mạch. 2/ Tính hiệu điện thế của mạch. 3/ Tính cường độ dòng điện và công suất tỏa nhiệt trên từng điện trở. Giải 1/ Ta có Ta 1 2 3 // ( )R R nt R nên Điện trở tương đương của R 2 và R 3 là: Ω=+=+= 642RRR 323,2 Điện trở tương đương của mạch: Ω= + = + = 3 66 6.6 RR R.R R 3,21 3,21 tñ 2/ Hiệu điện thế của mạch: V63.2R.IU tñAB === Ta có: 3,21AB UUU == = 6V. Nên ta có: A1 6 6 R U I 1 1 1 === ; A1 6 6 R U III 3,2 3,2 3,232 ===== Công suất tỏa nhiệt trên từng điện trở: Người thực hiện: Phạm Xuân Thắng – Trường THCS Diễn Hoàng 10 R 1 R 2 R 3 A B [...]... u cầu trên 5 Hiện nay tất cả các đồ dùng thí nghiệm trong mơn vật lý hầu như khơng còn sử dụng đựơc nữa , đặc biệt là các đồ dùng trong phần điện học vì thế cần có sự quan tâm chỉ đạo của các cấp lảnh đạo ngành để có các buổi tập huấn sử dụng cơng nghệ thơng tin trong dạy học vật lý mà cần quan tâm đến việc sử dụng các thí nghiệm ảo Người thực hiện: Phạm Xn Thắng – Trường THCS Diễn Hồng 15 Sáng kiến... tương đương của đoạn mạch là Áp dụng cơng thức: Rtđ = R1 + R2 = 4 + 3 = 7 Ω Rx Người thực hiện: Phạm Xn Thắng – Trường THCS Diễn Hồng 13 Sáng kiến kinh nghiệm - Năn học 2009 - 2010 Cường độ dòng điện qua mạch và qua mối đèn: I1 = I2 = I = U 12 ≈ 1,72 A = R 7 Như vậy: Iđm1 < I < Iđm2 Vậy đèn 1 sáng q mức bình thường (dể cháy), đèn 2 sáng yếu hơn mức bình thường b) để sử dụng được cần chia dòng qua R1... Áp dụng định luật ơm, ta có điện trở tương đương của mạch lúc này là: R 'td = U 12 = = 6Ω vì R’tđ bao gồm RAB nt R2 I 2 nên: R’tđ = RAB + R2 => RAB = R’tđ – R2 = 6 – 3 = 3 Ω 1 1 1 1 1 1 1 1 1 mà R = R + R => R = R − R = − = => Rx = 12 Ω 3 4 12 AB 1 X X AB 1 Phần 3: KẾT LUẬN 1) Kết quả thực nghiệm Qua q trình giảng dạy, đúng nội dung đúng phương pháp, học sinh nắm chắc kiến thức cơ bản, có khả năng vận. .. Dòng điện qua đèn 1 và đèn 2 có cường độ định mức lần lượt là I1 = 1, 5 A và I2 = 2A hai đèn này được mắc nối tiếp nhau và được mắc vào hiệu điện thế U = 12V a) Vì sao đoạn mạch trên khơng sử dụng được? b) để sử dụng, người ta mắc thêm 1 điện trở Rx vào mạch Hỏi mắc Rx như thế nào? và tìm giá trị của Rx Lưu ý: đối với đoạn mạch mắc nối tiếp thì Rtđ > Rthành phần đối với đoạn mạch mắc song song thì Rtđ... => R = R − R = − = => Rx = 12 Ω 3 4 12 AB 1 X X AB 1 Phần 3: KẾT LUẬN 1) Kết quả thực nghiệm Qua q trình giảng dạy, đúng nội dung đúng phương pháp, học sinh nắm chắc kiến thức cơ bản, có khả năng vận dụng tốt trong q trình giải tốn, biết khai thác triệt để kết quả các bài tốn SGK SBT và các loạu sách nâng cao Khơng những các em giải bài tốn nhanh, đúng hướng, chính xác mà nhiều em còn sáng tạo đưa . nhất -Để giờ luyện tập thực sự giúp học sinh đào sâu kiến thức vận dụng kiến thức phát triển tư duy đạt kết quả cao giáo viên nên sử dụng các câu hỏi đáp phù hợp 3 đối tượng học sinh để huy động. giải bài tập học sinh được củng cố, hoàn thiện kiến thức Vật lý đồng thời rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức đó vào thực tế. Thực tế ở các trường THCS mỗi học kỳ học sinh chỉ học phụ khóa. Sáng kiến kinh nghiệm - Năn học 2009 - 2010 TÊN ĐỀ TÀI: “HƯỚNG DẪN HỌC SINH VẬN DỤNG ĐỊNH LUẬT ƠM VÀO GIẢI CÁC BÀI TẬP VẬT LÝ 9 ” Phần 1: ĐẶT VẤN ĐỀ Ở chương trình vật lý lớp