SKKN kinh nghiệm giải toán mạch điện vật lí 9

SKKN: Kinh nghiệm giải toán mạch điện vật lí PHẦN I: PHẦN LÍ LỊCH Họ tên: Phạm Tiến Mạnh Chức vụ, chức danh: Giáo viên Đơn vị công tác: Trường THCS Đình Cao Tên sáng kiến kinh nghiệm: Kinh nghiệm giải toán mạch điện vật lí Người viết: Phạm Tiến Mạnh –THCS Đình Cao SKKN: Kinh nghiệm giải toán mạch điện vật lí PHẦN II NỘI DUNG A-MỞ ĐẦU Đặt vấn đề a, Thực trạng vấn đề Chúng ta biết môn vật lí bao gồm hệ thống lí thuyết tập đa dạng phong phú Bài tập giúp cho học sinh hiểu, khắc sâu phần lí thuyết Mặt khác tập hoạt động tự lực học sinh, phần nhiều tập làm nhà giúp đỡ, đạo giáo viên Mà môn vật lý tiết tập nên thực tế nhiều học sinh lúng túng giải tập cho nhà nào, đặc biệt tập mạch điện, số đòi hỏi học sinh phải vẽ lại mạch điện, kết hợp với mạch đề để giải Với thực trạng trên, đề tài nhằm đưa phương pháp hướng dẫn học sinh suy nghĩ tìm lời giải cho tập mạch điện cách khoa học b, Ý nghĩa tác dụng giải pháp Qua năm giảng dạy vật lý thực tế qua năm dạy bồi dưỡng HSG lớp thân nhận thấy: Các tập mạch điện phong phú từ mạch điện đơn giản, đến mạch điện phức tạp; mạch có vôn kế, ampe kế lí tưởng, đến mạch có vôn kế, ampe kế có điện trở hữu hạn; mạch cầu, mạch đối xứng, mạch tuần hoàn … Mỗi dạng lại có phương pháp giải khác loại toán em cho khó lúng túng giải Từ lý trên, nhằm giúp cho học sinh lớp 9, HSG có định hướng phương pháp giải toán mạch điện lớp 9, nên chọn đề tài “Kinh nghiệm giải toán mạch điện vật lí 9” để viết sáng kiến kinh nghiệm c, Phạm vi nghiên cứu đề tài - Nội dung dạy chương I điện học vật lí - Các phương pháp, kĩ thuật dạy học tích cực - Quan điểm đổi phương pháp dạy học vật lí quan điểm đạo ngành giáo dục - Hệ thống SGK, SGV, sách hướng dẫn, sách tham khảo môn vật lí Người viết: Phạm Tiến Mạnh –THCS Đình Cao SKKN: Kinh nghiệm giải toán mạch điện vật lí - Dạng tập mạch điện vật lí Phương pháp tiến hành a) Cơ sở lý luận thực tiễn Ngay từ đầu năm học giao nhiệm vụ giảng dạy môn vật lý lớp 9A, bồi dưỡng HSG Tôi thăm dò, trao đổi với học sinh, biết: Một số học sinh tỏ yêu thích môn vật lý, phần lớn học sinh ngần ngại cho môn học khó so với môn tự nhiên lại Nguyên nhân chủ yếu em chưa có phương pháp thực để học, để giải tập đòi hỏi tư Đặc biệt sang chương trình vật lý 9, có nhiều tập phần điện đòi hỏi em phải phân tích mạch điện Việc tóm tắt, phân tích toán để tìm hướng cho giải đòi hỏi học sinh phải có kĩ năng, có nhiều kinh nghiệm Do từ đầu năm hướng phát triển dần cho học sinh kĩ cần thiết này, giúp em có kỹ định việc giải tập vật lý nói chung, tập mạch điện nói riêng b) Các biện pháp tiến hành, thời gian tạo giải pháp - Phương pháp nghiên cứu chủ yếu là: Phương pháp điều tra giáo dục, phương pháp quan sát sư phạm, phương pháp thống kê, tổng hợp, so sánh - Kế hoạch nghiên cứu STT Thời gian Nội dung thực 9/2014 10/2014 - Đăng kí đề tài sáng kiến - Hoàn thành đề cương SKKN - Chỉnh sửa phần I 11-12/2014 - Viết phần II 1/2015 2/2015 3/2015 Ghi - Thực nghiệm sư phạm - Chỉnh sửa phần II - Xử lí kết thực nghiệm - Viết kết luận - Hoàn chỉnh SKKN B- NỘI DUNG Mục tiêu Người viết: Phạm Tiến Mạnh –THCS Đình Cao SKKN: Kinh nghiệm giải toán mạch điện vật lí - Nghiên cứu phương pháp giải tập mạch điện - Vận dụng vào tình dạy- học điển hình theo hướng tích cực - Giúp cho học sinh phát triển tư duy, phát huy tính sáng tạo trình giải tập mạch điện Giải pháp đề tài 2.1 Lí thuyết 2.1.1 Định luật Ôm – Điện trở dây dẫn 2.1.1.1 Định luật Ôm: Cường độ dòng điện qua dây dẫn tỷ lệ thuận với hiệu điện đặt vào hai đầu dây tỷ lệ nghịch với điện trở dây - Công thức: I = U Trong đó: I:Cường độ dòng điện (A), R U: Hiệu điện (V) R: Điện trở (Ω) - Ta có: 1A = 1000mA 1mA = 10-3A  Chú ý: - Đồ thị biểu diễn phụ thuộc cường độ dòng điện vào hiệu điện hai dầu dây dẫn đường thẳng qua gốc tọa độ (U = 0; I = 0) - Với dây dẫn (cùng điện trở) thì: U1 R1 = U2 R 2.1.1.2 Điện trở dây dẫn: - Trị số R = U không đổi với dây dẫn gọi điện trở dây dẫn I - Đơn vị: Ω 1MΩ = 103kΩ = 106Ω - Kí hiệu điện trở hình vẽ: (hay )  Chú ý: - Điện trở dây dẫn đại lượng đặc trưng cho tính cản trở dòng điện dây dẫn - Điện trở dây dẫn phụ thuộc vào thân dây dẫn 2.1.2 Định luật Ôm cho đoạn mạch có điện trở mắc nối tiếp Người viết: Phạm Tiến Mạnh –THCS Đình Cao SKKN: Kinh nghiệm giải toán mạch điện vật lí 2.1.2 Cường độ dòng điện hiệu điện đoạn mạch mắc nối tiếp - Cường độ dòng điện có giá trị điểm: I = I1 = I2 =… = In - Hiệu điện hai đầu đoạn mạch tổng hiệu điện hai đầu điện trở thành phần: U=U1+U2+…+Un 2.1.2 Điện trở tương đương đoạn mạch nối tiếp a- Điện trở tương đương (Rtđ) đoạn mạch điện trở thay cho điện trở mạch, cho giá trị hiệu điện cường độ dòng điện mạch không thay đổi b- Điện trở tương đương đoạn mạch nối tiếp tổng điện trở hợp thành: Rtđ = R1 + R2 +…+ Rn 2.1.2.3 Hệ quả: Trong đoạn mạch mắc nối tiếp (cùng I) hiệu điện hai đầu điện trở tỷ lệ thuận với điện trở điện trở U1 R1 = U2 R 2.1.3 Định luật Ôm cho đoạn mạch có điện trở mắc song song 2.1.3.1 Cường độ dòng điện hiệu điện đoạn mạch mắc song song - Cường độ dòng điện mạch tổng cường độ dòng điện mạch rẽ: I = I1 + I2 +…+ In - Hiệu điện hai đầu đoạn mạch song song hiệu điện hai đầu đoạn mạch rẽ U = U1 = U2 =…= Un 2.1.3.2 Điện trở tương đương đoạn mạch song song - Nghịch đảo điện trở tương đương đoạn mạch song song tổng nghịch đảo điện trở đoạn mạch rẽ: 1 1 = + + + R td R1 R Rn 2.1.3.3 Hệ Người viết: Phạm Tiến Mạnh –THCS Đình Cao SKKN: Kinh nghiệm giải toán mạch điện vật lí - Mạch điện gồm hai điện trở mắc song thì: R R R td = R1 + R - Cường độ dòng điện chạy qua điện trở (cùng U) tỷ lệ nghịch với điện trở đó: I1 R = I2 R1 2.1.4 Điện trở dây dẫn phụ thuộc vào yếu tố dây Điện trở dây dẫn tỷ lệ thuận với chiều dài dây, tỉ lệ nghịch với tiết diện dây phụ thuộc vào vật liệu làm dây dẫn Công thức tính điện trở dây dẫn (điện trở thuần): R =ρ l S Trong đó: l chiều dài dây (m) S tiết diện dây (m2) ρ điện trở suất (Ωm) R điện trở (Ω) * Ýnghĩa điện trở suất - Điện trở suất vật liệu (hay chất liệu) có trị số điện trở đoạn dây dẫn hình trụ làm vật liệu có chiều dài 1m tiết diện 1m2 - Điện trở suất vật liệu nhỏ vật liệu dẫn điện tốt * Chú ý: R1 l1 - Hai dây dẫn chất liệu, tiết diện: R = l 2 R1 S2 - Hai dây dẫn chất liệu, chiều dài: R = S R1 l1 S2 - Hai dây dẫn chất liệu: R = l S 2 - Công thức tính tiết diện dây theo bán kính (R) đường kính dây (d): d ⇒ S1  d1  = S=πR =π ÷ S2  d  Người viết: Phạm Tiến Mạnh –THCS Đình Cao SKKN: Kinh nghiệm giải toán mạch điện vật lí - Đổi đơn vị: 1m = 100cm = 1000mm 1mm = 10-1cm = 10-3m 1mm2 = 10-2 cm2 = 10-6 m2 2.1.5 Điện trở - Điện trở dùng kĩ thuật 2.1.5.1 Biến trở - Được dùng để thay đổi cường độ dòng điện mạch - Các loại biến trở sử dụng là: biến trở chạy, biến trở tay quay, biến trở than (chiết áp) Biến trở điện trở thay đổi trị số dùng để điều chỉnh cường độ dòng điện mạch - Kí hiệu mạch vẽ: hoặc 2.1.5.2 Điện trở dùng kỹ thuật - Điện trở dùng kỹ thuật thường có trị số lớn - Được chế tạo lớp than lớp kim loại mỏng phủ lớp cách điện - Có hai cách ghi trị số điện trở dùng kỹ thuật là: + Trị số ghi điện trở + Trị số thể vòng màu sơn điện trở (4 vòng màu) 2.1.6 Công suất điện 2.1.6.1 Công suất điện Công suất điện đoạn mạch tích hiệu điện hai đầu đoạn mạch với cường độ dòng điện qua Công thức: P = U.I Trong đó: P công suất (W) U hiệu điện (V); I cường độ dòng điện (A) Đơn vị: Oát (W); 1MW = 1000kW = 1.000.000W; 1W=103kW=10-6MW 2.1.6.2 Hệ Nếu đoạn mạch cho điện trở R công suất điện tính công thức: P = I2.R P = U R tính công suất P = Người viết: Phạm Tiến Mạnh –THCS Đình Cao A t SKKN: Kinh nghiệm giải toán mạch điện vật lí 2.1.6.3 Chú ý - Số oát ghi dụng cụ điện cho biết công suất định mức dụng cụ đó, nghĩa công suất điện dụng cụ hoạt động bình thường - Trên dụng cụ điện thường có ghi: giá trị hiệu điện định mức công suất định mức Ví dụ: Trên bòng đèn có ghi 220V – 75W nghĩa là: bóng đèn sáng bình thường đựơc sử dụng với nguồn điện có hiệu điện 220V công suất điện qua bóng đèn 75W - Trong đoạn mạch mắc nối tiếp (cùng I) thì: P1 R1 = P2 R (công suất tỉ lệ thuận với điện trở) P1 R - Trong đoạn mạch mắc song song (cùng U) P = R (công suất tỉ lệ nghịch với điện trở) - Dù mạch mắc song song hay nối tiếp Pm = P1+ P2+…+Pn 2.1.7 Điện – Công dòng 2.1.7.1 Điện * Điện gì? - Dòng điện có mang lượng thực công, làm thay đổi nhiệt vật Năng lượng dòng điện gọi điện * Sự chuyển hóa điện thành dạng lượng khác - Điện chuyển hóa thành dạng lượng khác: Cơ năng, quang năng, nhiệt năng, lượng từ, hóa năng… Ví dụ: - Bóng đèn dây tóc: điện biến đổi thành nhiệt quang - Đèn LED: điện biến đổi thành quang nhiệt - Nồi điện, bàn là: điện biến đổi thành nhiệt quang - Quạt điện, máy bơn nước: điện biến đổi thành nhiệt * Hiệu suất sử dụng điện Người viết: Phạm Tiến Mạnh –THCS Đình Cao SKKN: Kinh nghiệm giải toán mạch điện vật lí - Tỷ số phần lượng có ích chuyển hóa từ điện toàn điện tiêu thụ gọi hiệu suất sử dụng điện A Công thức: H = 100% A Trong đó: A1: lượng có ích chuyển hóa từ điện A: điện tiêu thụ 2.1.7.2 Công dòng điện (điện tiêu thụ) * Công dòng điện - Công dòng điện sinh đoạn mạch số đo lượng điện chuyển hóa thành dạng lượng khác đoạn mạch - Công thức: A = P.t = U.I.t Trong đó: A: công dòng điện (J) P: công suất điện (W) t: thời gian (s) U: hiệu điện (V) I: cường độ dòng điện (A) - Ngoài tính công thức: A=I2Rt A = U t R * Đo điện tiêu thụ - Lượng điện sử dụng đo công tơ điện Mỗi số đếm công tơ điện cho biết lượng điện sử dụng kilôoat (kW.h) kW.h = 600kJ =3 600 000J 1J = kWh 3600000 2.2 Các dạng tập mạch điện 2.2.1 Dạng 1: Bài toán mạch điện gồm điện trở mắc nối tiếp, song song 2.2.1.1 Phương pháp giải: HS nắm vận dụng được: * Đối với mạch điện gồm điện trở mắc nối tiếp: - Công thức tính điện trở tương đương mạch điện Rtđ = R1 + R2 +…+ Rn Người viết: Phạm Tiến Mạnh –THCS Đình Cao SKKN: Kinh nghiệm giải toán mạch điện vật lí - Cường độ dòng điện có giá trị điểm: I = I1 = I2 =… = In - Hiệu điện hai đầu đoạn mạch tổng hiệu điện hai đầu điện trở thành phần: U=U1+U2+…+Un * Đối với mạch điện gồm điện trở mắc song song: - Cường độ dòng điện mạch tổng cường độ dòng điện mạch rẽ: I = I1 + I2 +…+ In - Hiệu điện hai đầu đoạn mạch song song hiệu điện hai đầu đoạn mạch rẽ U = U1 = U2 =…= Un - Điện trở tương đương đoạn mạch song song 1 1 = + + + R td R1 R Rn 2.2.1.2 Vận dụng: VD1: Cho mạch điện có sơ đồ hình vẽ: Biết UAB = 12V, R2 = 4,2 Ω , R3 = 21 Ω , R1 điện trở dây đồng dài 100m có tiết diện 0,2mm2 Am pe kế có điện trở không đáng kể a Biết điện trở suất đồng ρ=1,7 10-8 Ω m tính R1 b Tính điện trở tương đương đoạn mạch AB số Am pe kế c Tính nhiệt lượng toả R1 Tóm tắt Cho: UAB=12V, R2=4,2 Ω , R3=21 Ω l=100m, S=0,2mm2, ρ=1,7 10-8 Ω m , t=3 Tính: a) R1 b) RAB, I3 c) Q1 Giải Người viết: Phạm Tiến Mạnh –THCS Đình Cao 10 SKKN: Kinh nghiệm giải toán mạch điện vật lí R1 R2 R1 +U - R2 V +U - Giải V Mắc vôn kế vào hai đầu đoạn mạch vôn kế R1 hiệu điện U3 = U = 12V R2 U Mắc vôn kế vào R1 ta có : I = I1 + I V ⇒ V IV U − U U1 U = + R2 R1 RV 1 = + R2 R1 RV R1 R2 I2 I1 U (1) Mắc vôn kế vào R2 ta có : I1 = I + I V ⇒ R1 U −U2 U2 U2 = + R2 R1 RV 1 = + R1 R2 RV V I V R2 I2 I1 U (2) Từ (1) (2) ta có 3R1 = R2 (3) Thay (3) vào (2) tính RV = 3R1 Hiệu điện vôn kế mắc nối tiếp R1, R2, RV vào hiệu điện U số vôn kế là: UV = UV = U RV R1 + R2 + RV U 36 3R1 = = 6.54V R1 + 1,5R1 + 3R1 5,5 Người viết: Phạm Tiến Mạnh –THCS Đình Cao 15 SKKN: Kinh nghiệm giải toán mạch điện vật lí 2.2.2.3 Nhận xét 2.2.2.3.1 Thực trạng Qua trình học sinh giải tập nhận thấy học sinh thường lúng túng trường hợp sau:  Vẽ lại mạch  Còn chưa xác định ampe kế, vôn kế có điện trở hữu hạn  Chưa kết hợp mạch đề cho mạch vẽ lại để giải toán 2.2.2.3.2 Biện pháp Củng cố lại lí thuyết, phương pháp thường xuyên cho học sinh giải tập để học sinh ghi nhớ, vận dụng cách thục 2.2.3 Dạng 3: Mạch cầu 2.2.3.1 Phương pháp giải: Học sinh nắm được: 2.2.3.1.1 Mạch cầu - Mạch cầu mạch dùng phổ biến phép đo xác phòng thí nghiệm điện - Mạch cầu vẽ sau: A B B A - Các điện trở R1, R2, R3, R4 gọi cạnh mạch cầu, điện trở R có vai trò khác biệt gọi đường chéo mạch cầu (người ta không tính thêm đường chéo nối A – B Vì có ta coi đường chéo mắc song song với mạch cầu) 2.2.3.1.2 Phân loại mạch cầu Mạch cầu phân thành hai loại: + Mạch cầu cân + Mạch cầu không cân bằng: * Nhận biết mạch cầu cân bằng, mạch cầu không cân Khi đặt vào A B hiệu điện U ≠ 0, nếu: Người viết: Phạm Tiến Mạnh –THCS Đình Cao 16 SKKN: Kinh nghiệm giải toán mạch điện vật lí + I5 = mạch cầu cân + I5 ≠ mạch cầu không cân 2.2.3.1.3 Tính điện trở mạch cầu 2.2.3.1.3.1 Mạch cầu cân Tính chất mạch cầu cân bằng: * Về cường độ dòng điện: - Theo hàng ngang, dòng điện nhau: I1 = I2 I3 = I4 - Theo cột dọc, dòng điện tỉ lệ nghịch với điện trở chúng: I1 R = I3 R I R ; I =R * Về hiệu điện thế: - Theo cột dọc, hiệu điện nhau: U1 = U3 ; U2 = U4 - Theo hàng ngang, hiệu điện tỉ lệ thuận với điện trở: U1 U = R1 R ; U3 U = R3 R4 * Về điện trở: Công thức cầu cân bằng: R1 R = R2 R4 * Chú ý: Khi mạch cầu cân ta bỏ qua R5 để tính điện trở tương đương mạch cầu 2.2.3.1.3.2 Mạch cầu tổng quát Phương pháp chuyển mạch: Muốn sử dụng phương pháp trước hết ta phải nắm công thức chuyển mạch (chuyển từ mạch thành mạch tam giác ngược lại từ mạch tam giác thành mạch sao) Công thức chuyển mạch: Cho hai sơ đồ mạch điện, mạch điện tạo thành từ ba điện trở (H2.1a mạch tam giác (∆) Người viết: Phạm Tiến Mạnh –THCS Đình Cao 17 SKKN: Kinh nghiệm giải toán mạch điện vật lí H2.1b - Mạch (Y) - Với giá trị thích hợp điện trở thay mạch mạch kia, hai mạch tương đương Công thức tính điện trở mạch theo mạch chúng tương đương sau: * Chuyển từ mạch (∆ ) R1, R2, R3 → mạch (Y) R’1, R’2, R’3 R 1' = R R R1 + R + R (1) R 3' = R 1.R R1 + R + R (3) ; R '2 = R1.R R1 + R + R (2) Tích điện trỏ kề R’1,R’2, R’3 = Tổng điện trở (Ở R’1, R’2, R’3 vị trí đối diện với R1,R2, R3 ) * Chuyển từ mạch (Y) R’1, R’2, R’3→ mạch (∆ )R1, R2, R3 R1 = R1' R '2 + R '2 R 3' + R 1' R 3' R 1' R2 = R1' R '2 + R '2 R 3' + R1' R 3' R '2 R3 = (4) (5) R 1' R '2 + R '2 R 3' + R 1' R 3' R 3' (6) Tổng tích hai điện trở R1, R2, R3 = Điện trở vuông góc * Chẳng hạn chuyển mạch tam giác R , R3 , R5 thành mạch R’1 , R’3 , R’5 ta sơ đồ mạch điện tương đương H2 Các điện trở R’1 , R’3 , R’5 tính theo công thức : (1); (2) (3) * Chuyển mạch R1, R2 , R5 thành mạch tam giác R’1, R’2 , R’5 (H2.2b ) Trong điện trở R’1, R’2, R’3 xác định theo công thức (4), (5) và(6) Người viết: Phạm Tiến Mạnh –THCS Đình Cao 18 SKKN: Kinh nghiệm giải toán mạch điện vật lí * Các bước tiến hành giải sau: Bước 1: Vẽ sơ đồ mạch điện Bước 2: Tính giá trị điện trở (sao R’1 , R’3 , R’5) Bước 3: Tính điện trở tương đương mạch 2.2.3.2 Vận dụng: VD1: Cho mạch điện có dạng hình vẽ Cho biết R1 R1 = Ω , R2 = R3 = Ω R5 = Ω , R4 = 18 Ω A Tìm RAB ? R3 C B R5 GIẢI - Ta thấy: ⇒ R1 = = R2 R3 = = R 18 R2 D R4 R1 R = ⇒ Mạch cầu AB mạch cầu cân bằng: R2 R4 ⇒ I5 = (A) VC = VD nghĩa bỏ điện trở R4 khỏi mạch điện để tính điện trở tương đương đoạn mạch Khi điện trở mạch mắc sau: (R1 nt R3) // (R2 nt R4) - Do đó: R13 = R1 + R3 = + = Ω R24 = R2 + R4 = + 18 = 24 Ω ⇒ RAB = (R13 R25) / (R13+ R25) = Ω Vậy RAB = Ω VD2: Cho mạch điện hình vẽ (H3.2b) R1 = 20Ω C R2 = 24Ω ; R3 = 50Ω ; R4 = 45Ω , R5 biến trở Tính cường độ dòng điện hiệu điện trở tương đương mạch R5 = 30Ω D GIẢI Người viết: Phạm Tiến Mạnh –THCS Đình Cao 19 SKKN: Kinh nghiệm giải toán mạch điện vật lí Cách 1: Chuyển mạch tam giác R1; R3 ; R5 thành mạch R’1 ; R’3 ; R’5 (H2.3b) Ta có: R 5' = R R 20.50 = = 10(Ω) R + R + R 20 + 50 + 30 R 3' = R 1.R 20.30 = = 6(Ω) R + R + R 20 + 50 + 30 R 1' = R R 50.30 = = 15(Ω) R1 + R + R 20 + 50 + 30 Suy R AB = R 5' + điện trở tương đương đoạn mạch AB (R 3' + R )(R1' + R ) (6 + 24)(15 + 45) = 10 + = 30Ω ' ' (R + R ) + (R + R ) (6 + 24) + (15 + 45) Cách 2: Chuyển mạch R1; R2; R5 thành mạch tam giác R1' ; R 2' ; R 5' (H2.3c) Ta có: R 1' = R1.R + R R + R1.R 20.24 + 24.30 + 20.30 = = 90Ω R1 20 R '2 = R 1.R + R R +R 1.R 20.24 + 24.30 + 20.30 = = 75(Ω) R2 24 R 5' = R 1.R + R R + R 1.R 20.24 + 24.30 + 20.30 = = 60(Ω) R5 30 R '2 R3 R 1' R + ) 60( 75.50 + 90.45 ) ' ' R + R R1 + R 75 + 50 90 + 45 = 60(30 + 30) = 30(Ω) = = ' ' 75.50 90.45 R R R R 60 + 30 + 30 60 + + R 5' + ' + ' 75 + 50 90 + 45 R + R R1 + R R 5' ( Suy ra: R AB 2.2.3.3 Nhận xét 2.2.3.3.1 Thực trạng  Qua trình học sinh giải tập nhận thấy học sinh giải tập mạch cầu cân bằng, mạch cầu tổng quát học sinh thường lúng túng, không nhớ công thức chuyển mạch Người viết: Phạm Tiến Mạnh –THCS Đình Cao 20 : SKKN: Kinh nghiệm giải toán mạch điện vật lí 2.2.3.3.2 Biện pháp Củng cố lại lí thuyết, phương pháp thường xuyên cho học sinh giải tập để học sinh ghi nhớ, vận dụng cách thục Hướng dẫn học sinh giải tập mạch cầu tổng quát theo cách khác (sử dụng phương trình, kết hợp định luật ôm) 2.2.4 Dạng 4: Mạch tuần hoàn 2.2.4.1 Phương pháp giải: Nếu mạch điện có mắt xích giống hệt lặp lặp lại cách tuần hoàn điện trở tương đương không thay đổi ta thêm vào (hoặc bớt đi) mắt xích 2.2.4.2 Vận dụng: Cho mạch điện hình vẽ, ô điện trở kéo dài đến vô Tính điện trở tương đương toàn mạch Ứng dụng cho R1 = 0.4 Ω ; R2 = Ω R1 A R1 R2 R1 R2 R2 B - GIẢI Gọi Rx điện trở tương đương đoạn mạch Do số cặp R 1, R2 vô nên ta mắc thêm cặp R 1, R2 vào đầu đoạn mạch mà điện trở tương đương không thay đổi Ta có: 1 R 2R x (R2 // Rx): R = R + R ⇒ R 2x = R + R 2x x 2 x (R1ntR 2x ) : R x = R + R 2R x R2 + Rx A R1 R2 Rx B ⇔ R x R + R 2x = R1R + R 1R x + R R x ⇔ R 2x − R 1R x − R1R = ⇒ Rx = R + R12 + 4R1R 2 Ứng với: R1 = 0.4 Ω , R2 = Ω Người viết: Phạm Tiến Mạnh –THCS Đình Cao 21 SKKN: Kinh nghiệm giải toán mạch điện vật lí Rx = 0.4 + 0.16 + 12.8 = 2Ω 2.2.4.3 Nhận xét 2.2.4.3.1 Thực trạng Qua trình học sinh giải tập nhận thấy học sinh nắm phương pháp giải toán, gặp khó khăn tính toán 2.2.4.3.2 Biện pháp Củng cố lại lí thuyết, phương pháp thường xuyên cho học sinh giải tập để học sinh ghi nhớ, vận dụng cách thục 2.2.5 Dạng 5: Mạch đối xứng 2.2.5.1 Phương pháp giải: - Chập điểm có điện - Tách nút: Tách nút thành hai nút cho hai nút vừa tách có điện thế, chập lại ta mạch điện ban đầu 2.2.5.2 Vận dụng: D VD1: Cho mạch điện hình bên Điện trở đoạn r Tìm điện trở toàn mạch? C G A B F E Bài giải Do tính chất đối xứng ta nhận thấy cường độ dòng qua CG cường độ dòng qua GD Cường độ dòng qua EG cường độ dòng qua GF Nên ta tách điểm G thành hai điểm G G' D B A G C C G F E D G' F B ' A a E Người viết: Phạm Tiến Mạnh –THCS Đình Cao b 22 SKKN: Kinh nghiệm giải toán mạch điện vật lí - Từ hình a mạch điện vẽ lại hình b - Từ hình vẽ ta có: RC,D = RE,F = R ( Ω ) RA,C.D,B = RA,E,F,B = 3R ( Ω ) 1 1 3R (RA,C,D,B // RA,E,F,B): R = R = 3R + 3R = 3R ⇒ R td = (Ω) td AB VD2: Cho hình lập phương (như hình vẽ) tạo thành từ 12 điện trở R Tìm điện trở tương đương mạch GIẢI - Ta thấy điểm đối xứng nên có điện nên ta chập làm một.Tương tự điểm 4,5 - Mạch điện vẽ lại hình b -Từ hình b mạch điện vẽ lại hình c - Với R1 = R2 = R4 = R5 = R6 = R3 = R7 = R ( Ω ) R2 4,5 R (Ω ) R1 R4 R3 3,6 b 3,6 R6 R5 R7 c - Từ hình ta có: { R1nt R / / ( R nt R 3nt R )  ntR } / /R (R2 nt R3 nt R4): R234 = R2 + R3 + R4 = 1 1 R R +R+ = 2R ( Ω ) 2 (R234 // R5): R = R + R = 2R + R = 2R 2345 234 ⇒ R2345 = Người viết: Phạm Tiến Mạnh –THCS Đình Cao 2R (Ω ) 23 SKKN: Kinh nghiệm giải toán mạch điện vật lí (R1 nt R2345 nt R6): R123456 = R1 + R2345 + R6 = 1 R 2R R 7R + + = (Ω ) 5 12 + (R123456 // R7): R = R = + = R 7R R 7R td 123456 - Kết tìm là: R td = R Ω 12 2.2.5.3 Nhận xét 2.2.5.3.1 Thực trạng  Qua trình học sinh giải tập nhận thấy học sinh lúng túng vẽ lại mạch 2.2.5.3.2 Biện pháp Củng cố lại lí thuyết, phương pháp thường xuyên cho học sinh giải tập để học sinh ghi nhớ, vận dụng cách thục 2.3 Kết quả, học kinh nghiệm 2.3.1 Kết * Trước thực sáng kiến kinh nghiệm Kết Lớp 9A Điểm giỏi Điểm Điểm TB Điểm yếu 20 % 54 % 24 % 2% Điểm Điểm TB Điểm yếu 61% 12 % 0% * Sau thực sáng kiến kinh nghiệm Kết Điểm giỏi Lớp 9A 27% * Về bồi dưỡng HSG: học sinh giỏi huyện (4 học sinh dự thi) Nhận xét: Khi áp dụng thử nghiệm đề tài số học sinh giỏi tăng, số học sinh yếu giảm so với trước 2.3.2 Bài học kinh nghiệm 2.3.2.1 Đối với giáo viên Người viết: Phạm Tiến Mạnh –THCS Đình Cao 24 SKKN: Kinh nghiệm giải toán mạch điện vật lí Một số học sinh tư hạn chế, mong muốn em tiếp thu lúc toàn kiến thức mà phải đưa dạng toán theo hệ thống từ dễ đến khó, ví dụ cụ thể, cách nhận dạng toán sau đưa cách giải thông qua kiểm tra, đánh giá, sau lần kiểm tra em giữ lại đề tự nghiên cứu nhà, thông báo cụ thể thang điểm học sinh tự chấm điểm sau đợt kiểm tra, thông qua cách tự xem lại kiểm tra lần ôn lại kiến thức 2.3.2.2 Đối với học sinh Để giải tập vật lí thuận lợi hiệu học sinh cần nghiên cứu kĩ các kiến thức bản, kiến thức mở rộng, phương pháp giải tập Học sinh nhà tự giải lại tập dạng, tập giáo viên cho nhà làm tập sách tham khảo 2.4 Điều kiện thực đề tài Tùy theo đối tượng học sinh ta lựa chọn hệ thống ví dụ tập cho phù hợp - Học sinh yếu, trung bình ta hướng dẫn học sinh chủ yếu dạng tập - Học sinh khá, giỏi ta hướng dẫn học sinh thêm dạng tập: dạng 2; dạng 3; dạng 4; dạng C KẾT LUẬN Kết luận Vật lí môn khoa học thực nghiệm đòi hỏi học sinh cần phát huy cao độ tính tích cực, độc lập sáng tạo trình lĩnh hội tri thức Chính lựa chọn phương pháp dạy học môn vật lí, người giáo viên cần vào phương pháp đặc thù môn lấy hoạt động nhận thức học sinh làm sở xuất phát Sau thời gian nghiên cứu, áp dụng sáng kiến kinh nghiệm, quan tâm giúp đỡ BGH trường THCS Đình Cao tổ chuyên môn nên thực thành công sáng kiến kinh nghiệm: “ Kinh nghiệm giải toán mạch điện vật lí 9” với mong muốn: phát triển lực tư duy, rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo cho học sinh việc học tập môn vật lí, đặc biệt phần mạch điện Nhằm cao chất lượng môn nói riêng, góp phần nâng cao chất lượng giáo dục nói chung Người viết: Phạm Tiến Mạnh –THCS Đình Cao 25 SKKN: Kinh nghiệm giải toán mạch điện vật lí Kiến nghị Hệ thống tập chương trình vật lý lớn, thời gian cho tiết tập nên khả tích luỹ kiến thức học sinh khó khăn Mong nhà trường cấp tạo điều kiện thời gian, sở vật chất cho giáo viên có số để giáo viên học sinh trao đổi, giải tập khó Do thời gian hạn chế, kinh nghiệm giảng dạy chưa nhiều nên có nhiều cố gắng cẩn thận việc biên soạn, sáng kiến kinh nghiệm có khiếm khuyết điều khó tránh khỏi, mong đồng nghiệp tham gia góp ý xây dựng để sáng kiến kinh nghiệm có khả áp dụng rộng rãi có tính thiết thực hơn! * Lời cam đoan: ‘‘ Đây sáng kiến kinh nghiệm thân viết, không chép nội dung người khác ’’ Đình Cao, ngày 23 tháng năm 2015 Người viết Phạm Tiến Mạnh Người viết: Phạm Tiến Mạnh –THCS Đình Cao 26 SKKN: Kinh nghiệm giải toán mạch điện vật lí TÀI LIỆU THAM KHẢO Sách giáo khoa Sách tập Vật lí 200 tập vật lý chọn lọc Vũ Thanh khiết (Nhà xuất Hà Nội) 500 tập vật lý trung học sở Phan Hoàng Văn (Nhà xuất ĐHQG TP HCM) Tuyển chọn đề thi HSG vật lí THCS Trương Thọ Lương (Nhà xuất ĐHSP TP HCM) Người viết: Phạm Tiến Mạnh –THCS Đình Cao 27 SKKN: Kinh nghiệm giải toán mạch điện vật lí XÁC NHẬN CỦA HỘI ĐỒNG KHOA HỌC TRƯỜNG THCS ĐÌNH CAO Tổng điểm : Xếp loại : TM HỘI ĐỒNG KHOA HỌC CHỦ TỊCH – HIỆU TRƯỞNG (Ký, ghi rõ họ tên, đóng dấu) XÁC NHẬN CỦA HỘI ĐỒNG KHOA HỌC PHÒNG GD & ĐT PHÙ CỪ Tổng điểm : Xếp loại : TM HỘI ĐỒNG KHOA HỌC CHỦ TỊCH – TRƯỞNG PHÒNG Người viết: Phạm Tiến Mạnh –THCS Đình Cao 28 SKKN: Kinh nghiệm giải toán mạch điện vật lí Người viết: Phạm Tiến Mạnh –THCS Đình Cao 29 ... nhằm giúp cho học sinh lớp 9, HSG có định hướng phương pháp giải toán mạch điện lớp 9, nên chọn đề tài Kinh nghiệm giải toán mạch điện vật lí 9 để viết sáng kiến kinh nghiệm c, Phạm vi nghiên... chuyển mạch: Cho hai sơ đồ mạch điện, mạch điện tạo thành từ ba điện trở (H2.1a mạch tam giác (∆) Người viết: Phạm Tiến Mạnh –THCS Đình Cao 17 SKKN: Kinh nghiệm giải toán mạch điện vật lí H2.1b - Mạch. .. –THCS Đình Cao 16 SKKN: Kinh nghiệm giải toán mạch điện vật lí + I5 = mạch cầu cân + I5 ≠ mạch cầu không cân 2.2.3.1.3 Tính điện trở mạch cầu 2.2.3.1.3.1 Mạch cầu cân Tính chất mạch cầu cân bằng: