Một số biện pháp nâng cao chất lượng phần biến trở môn vật lí 9

- 11 Tên đề tài: MỘT SỐ BIỆN PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG PHẦN BIẾN TRỞ MƠN VẬT LÍ Đặt vấn đề: 2.1 Tầm quan trọng: Việc giải tập Vật lý khó khăn nhiều học sinh lớp học sinh vùng nông thôn Hơn nữa, Sách giáo khoa Vật lý biên soạn theo tinh thần biểu nguyên tắc “Lấy học sinh làm trung tâm” Trước tập Vật lý mặt định lượng định tính học sinh lúng túng chưa nhận thức chất vật lý tượng xảy mà toán đề cập đến Đa số học sinh vận dụng kiến thức hay định luật để giải cách trình bày tốn nào? 2.2 Thực trạng: Đối với toán Vật lý chương trình THCS đa số học sinh thường lúng túng khơng biết giải tốn theo hướng để tìm kết cần tìm, biết vài đại lượng cho toán phải dùng cơng thức nào? Hay tốn định tính, tìm tượng xãy biết vài tượng cần dựa vào kiến thức phù hợp? Từ trước đến học sinh vận dụng cơng thức tính, phần biến trở cần phải xác định xác phần biến trở tham gia mạch điện, biến trở mắc với dụng cụ thiết bị điện mạch điện Từ phân tích đoạn mạch mạch điện đoạn mạch nối tiếp hay đoạn mạch song song, đoạn mạch mắc sau vận dụng kiến thức Vật lí, Tốn học tính Việc giải tập biến trở cần có tính tư lơgic thơng qua bước trung gian mà học biến trở tiết lý thuyết dùng thực nghiệm tập biến trở đơn giản ba tập tiết tập, em lo lắng việc giải tập phần biến trở liên quan đến kiến thức tiết học sau học kì I (liên quan đến phần cơng suất dụng cụ điện) kiểm tra tiết, học kì lại hay có Đây điểm yếu học sinh lớp Làm cho em giải tập nắm dạng toán từ thấp đến cao có lơgic Mặc khác, em học sinh giỏi có hướng phấn đấu, khẳng định ham thích mơn Vật lí mong muốn vào trường chun cần có kiến thức cao Trong đó, lớp em chưa rèn luyện toán phức tạp đặc biệt tham gia thi học sinh giỏi lớp - 2Ngồi ra, q trình dạy học cần phát học sinh có lực, ham mê để tiếp tục nâng cao kiến thức để xây dựng hệ trẻ tài góp phần xây dựng đất nước thời đại cơng nghiệp hóa, đại hóa Ở vùng nơng thơn điều kiện học tập học sinh thấp so với thành thị, em biết tự học tự rèn Sự quan tâm phụ huynh học sinh chưa cao, tính giáo dục hệ trẻ Nhà trường, gia đình xã hội chưa 2.3 Lý chọn đề tài: Trước thực trạng trên, giáo viên giảng dạy mơn Vật lý, tơi phải có trách nhiệm nâng cao chất lượng mơn giảng dạy “Tất học sinh thân u”, “Mỗi thầy giáo, giáo gương đạo đức, tự học sáng tạo” Bản thân trăn trở, suy tư với trọng trách ngành, nhà trường, học sinh phụ huynh học sinh góp phần nhỏ để xây dựng hệ trẻ đầy nhiệt huyết có lực Vấn đề tơi quan tâm học sinh phải giải toán Vật lý phần biến trở, nhằm nâng cao chất lượng, tạo hứng thú học tập mơn Vật lý trình bày giải tập Vật lý Chính tơi tập trung nghiên cứu cách: “Một số biện pháp nâng cao chất lượng phần biến trở mơn Vật Lí 9” nhằm giúp học sinh giải tốn cách có phương pháp, có hệ thống, đạt kết cao học tập 2.4 Giới hạn nghiên cứu đề tài: Đề tài “Một số biện pháp nâng cao chất lượng phần biến trở mơn Vật Lí 9” thực 02 năm, với tổng số học sinh 181 học sinh trường THCS Nguyễn Văn Trỗi, huyện Phú Ninh, Quảng Nam Cơ sở lý luận: Năm học 2002-2003 năm Bộ GD-ĐT triển khai chương trình thay sách lớp Trong chương trình thay sách mơn học nói chung mơn Vật lý nói riêng có nhiều điểm nội dung phương pháp học tập so với trước Theo điều 27 Luật Giáo dục năm 2005 quy định giáo dục phổ thông là: “Mục tiêu Giáo dục phổ thông giúp học sinh phát triển tồn diện đạo đức, trí tuệ, thể chất, thẩm mỹ kỹ bản, phát triển lực cá nhân, tính động sáng tạo, hình thành nhân cách người Việt Nam xã hội chủ nghĩa, xây dựng tư cách trách nhiệm công dân; chuẩn bị cho học sinh tiếp tục học lên, vào sống lao động, tham gia xây dựng bảo vệ tổ quốc” Để đạt mục tiêu cần đạt mục tiêu kiến thức, kỹ tình cảm thái độ Trong đó, kỹ vận dụng kiến thức để giải thích - 3các tượng Vật lý đơn giản, để giải tập Vật lý đòi hỏi suy luận lơgic phép tính đơn giản để giải số vấn đề thực tế sống Bộ môn Vật lý cần có thay đổi phương pháp dạy học, phải biến trình dạy học thành trình tự học, phải phát triển tư cho học sinh Bài tập Vật lý có tác dụng to lớn việc học giáo dục tư tưởng cho học sinh Bài tập Vật lý hình thức ôn tập sinh động điều học chương trình Vật lý phổ thơng, giúp học sinh củng cố, đào sâu mở rộng kiến thức tập vật lý Bài tập Vật lý phương tiện tốt để xây dựng củng cố kỹ năng, kỹ xảo vận dụng lý luyết vào thực tiễn sống Bên cạnh đó, tập Vật lý phương tiện quý báu để phát triển lực làm việc độc lập, lực tư khoa học học sinh Bài tập biến trở học sinh củng cố khắc sâu cách tính điện trở, cường độ dòng điện, hiệu điện thế, cách suy luận mạch điện mắc nối tiếp, mạch điện mắc song song mạch điện hổn hợp Bài tập biến trở giúp học sinh có số tập phong phú đa dạng hơn, phát huy tính tích cực mê say việc tìm tòi kiến thức mới, q trình tích hợp kiến thức môn học Cơ sở thực tiển: Nhiều năm qua, Tôi suy nghĩ thực nghiệm số biện pháp nâng cao chất lượng môn Vật lí phần biến trở, áp dụng phương pháp phân tích lên thực học kì I phần khối lượng riêng – trọng lượng riêng lớp 6, học kì II phần nhiệt học lớp 8, học kì I phần điện học lớp (Định luật Ôm cho đoạn mạch nối tiếp đoạn mạch song song) thơng qua hệ thống cơng thức Vật lí, cách tổng hợp kiến thức vận dụng kiến thức phù hợp cần thiết giải toán khắc phục khó khăn trên, đem lại kết rõ rệt Giúp cho học sinh hiểu sâu sắc khái niệm, định luật Vật lý, tượng Vật lý làm cho em hứng thú say mê việc học Vật lý Từ giúp học sinh vận dụng kiến thức Vật lý vào thực tiễn sống tốt Với biện pháp học sinh tự học nhà, tự nâng cao kiến thức cho thân làm tài liệu cho chủ đề tự chọn áp dụng cho hai đối tượng học sinh: Đối tượng đại trà theo chuẩn kiến thức kĩ đối tượng nâng cao để chọn thành lập đội tuyển dự thi khảo sát học sinh giỏi lớp đồng thời tài liệu dành cho bồi dưỡng học sinh giỏi từ em có kiến thức tham gia dự thi vào trường chuyên - 45 Nội dung nghiên cứu Thực đề tài: “Một số biện pháp nâng cao chất lượng phần biến trở mơn Vật Lí 9” cụ thể biện pháp sau: 5.1 Biện pháp 1: Hệ thống kiến thức biến trở kết hợp hệ thống cơng thức định luật Ơm, đoạn mạch nối tiếp, đoạn mạch song song Để thực biện pháp này, từ đầu năm học Tôi thực hệ thống cơng thức định luật Ơm thơng qua tiết dạy áp dụng phương pháp phân tích lên để giải toán áp dụng nhiều năm Bài biến trở áp dụng phương pháp thực nghiệm vận dụng Vật lí (Định luật ơm, R= ρ.l/S) Toán học để rút kết luận Trong học ta cho học sinh nắm, ghi câu C4 sách giáo khoa bốn trường hợp vị trí chạy C, sở quan trọng để giải câu C6 sách giáo khoa Vật lí trang 29, ta cần cho học sinh giải thích theo hệ thống cơng thức định luật Ơm 5.1.1 Phần hệ thống cơng thức định luật Ơm, đoạn mạch nối tiếp, đoạn mạch song song I = U/ R R= ρ.l/S nt // I = I1 = I2 I = I1+ I2 U = U + U2 U = U1= U2 R = R1+ R2 1/R = 1/ R1+ 1/R2 Với: - U hiệu điện hai đầu mạch điện - I cường độ dòng điện chạy qua mạch điện - R điện trở toàn mạch điện * Qua bài: Đoạn mạch nối tiếp, đoạn mạch song song ta cần rút ý: - Đèn sáng bình thường khi: Iđ = Iđm Uđ = Uđm - Đèn sáng mạnh bình thường khi: Iđ > Iđm Uđ > Uđm - Đèn sáng yếu bình thường khi: Iđ < Iđm Uđ < Uđm Với: - Uđm hiệu điện định mức đèn - Iđm cường độ dòng điện định mức đèn - Uđ hiệu điện hai đầu đèn - Iđ cường độ dòng điện chạy qua đèn 5.1.2 Bài biến trở: - Biến trở xem điện trở thay đổi trị số (khái niệm biến trở) - Khi tìm hiểu câu C4 sách giáo khoa ta chốt lại kiến thức: - 5C + Với: Điện trở phần biến trở tham gia (Rx) Điện trở phần biến trở không tham gia Rb : Điện trở lớn biến trở Khi chạy C dịch chuyển Rx giảm (vận dụng R= ρ.l/S) Khi chạy C dịch chuyển Rx tăng Khi chạy C Rx = Khi chạy C Rx = Rb - Từ phần học sinh nắm vững ta thêm chạy có mắc thêm điện trở: R C _ + Lúc hai phần biến trở tham gia vào mạch điện R C _ => + Vẽ lại mạch điện thành mạch điện hổn hợp rõ R + R1 R2 - Câu C6 sách giáo khoa vật lí trang 29 Khi chạy C dịch chuyển A, B độ - C sáng đèn thay đổi nào? A + UU D B Với Rđ điện trở đèn Đối với dạng toán giáo viên hướng cho học sinh áp dụng định luật ôm cho toàn mạch đoạn mạch mắc nối tiếp - Xác định điện trở phần biến trở tham gia Rx - Độ sáng đèn dựa vào cường độ dòng điện đèn - Viết cơng thức cho đoạn mạch nối tiếp cường độ dòng điện: => I = Ix = Iđ - 6- Viết công thức tính cường độ dòng điện cho tồn mạch: I = U/ R - Viết cơng thức tính điện trở cho toàn mạch: R = Rx + Rđ - Khi chạy C dịch chuyển phía A Rx nào? =>Rx giảm.(1) - Khi chạy C dịch chuyển phía B Rx nào? => Rx tăng (2) - Khi chạy C A Rx nào? => Rx = (3) - Khi chạy C B Rx nào? => Rx = Rb (4) Từ giáo viên hướng dẫn học sinh trình bày giải theo hướng ngược lại: + Trường hợp (1): - Khi C dịch chuyển phía A Rx giảm - R = Rx + Rđ Rđ không đổi nên R giảm - I = U/ R U không đổi nên I tăng - Mà I = Ix = Iđ nên Iđ tăng hay đèn sáng mạnh ban đầu + Trường hợp (2): - Khi C dịch chuyển phía B Rx tăng - R = Rx + Rđ Rđ không đổi nên Rx tăng - I = U/ R U không đổi nên I giảm - Mà I = Ix = Iđ nên Iđ giảm hay đèn sáng yếu ban đầu + Trường hợp (3): - Khi C A Rx = - R = Rx + Rđ => R = Rđ nhỏ - I = U/ R U không đổi nên I lớn - Mà I = Ix = Iđ nên Iđ lớn hay đèn sáng mạnh + Trường hợp (4): - Khi C B Rx = Rb - R = Rx + Rđ => R = Rx + Rđ lớn - I = U/ R U không đổi nên I nhỏ - Mà I = Ix = Iđ nên Iđ nhỏ hay đèn sáng yếu Qua phần thơng học sinh tự ơn lại kiến học như: Định luật Ơm? Viết cơng thức tính Định luật Ôm? Mối quan hệ chúng? Từ cơng thức tính em nắm kí hiệu đại lượng, kí hiệu đơn vị Nắm kiến thức biến trở để giải thích tập định tính tiền đề cho việc giải tập định lượng Với sơ đồ giúp em tái lại kiến thức - 7đã học đồng thời yếu tố giúp cho em biết hướng giải toán Nội dung giúp cho học sinh giải tập phần biến trở mắc với điện trở mà giải toán điện trở mắc với đèn học xong cơng suất điện Cách trình bày đặt câu hỏi theo sơ đồ hệ thống công thức em nắm lại kiến thức học theo lôgic cách diễn đạt tương tự đồ tư dạy học Đây tài liệu củng cố kiến thức mà học sinh dựa vào để tái lại kiến thức học phục vụ cho việc ôn tập cho lần kiểm tra thi Biện pháp 2: Vận dụng kiến thức biện pháp 1, áp dụng phương pháp phân tích lên phân tích mạch điện để giải tập gồm hai điện trở (một điện trở biến trở) Căn theo đề tập Vật lí tóm tắc đề dựa số liệu cụ thể, theo câu từ đề bài, tượng xảy ra? có điện trở tham gia điện trở nào? Các điện trở mắc mạch điện? Những dụng cụ điện cơng dụng nó? Phần biến trở tham gia vào mạch điện Đây khâu quan trọng việc chọn hướng giải tập để đến kết Ngồi giúp cho học sinh mắc biến trở mạch điện ta phải điều chỉnh chạy C vị trí cho biến trở tham gia tồn Khi thực hướng phân tích tốn theo thứ tự nêu trên, ta trình bày giải theo thứ tự ngược lại Ứng với thứ tự có cơng thức ta đặt lời giải Khâu tạo cho học kĩ làm, khả diễn đạt lời giải cách trình bày giải tập Vật lí đầy đủ Ví dụ 1: U D C Cho mạch điện hình vẽ A B Một bóng đèn có hiệu điện định mức V cường độ dòng điện định mức 1A Điện trở lớn biến trở 12  Hiệu điện hai đầu đoạn mạch U = 6V Đèn sáng chạy C: a A b B Hướng dẫn: Cho biết: - 8Uđm = V Iđm = 1A Ub = 12  U = 6V Tìm: Độ sáng đèn - Muốn biết đèn sáng ta làm gì? => Iđ với Iđm Uđ với Uđm a Khi chạy C A U Rđ - Xác định phần điện trở biến trở tham gia => Rx = - Mạch điện gồm điện trở? => đèn (một điện trở) - Uđ với U? => Uđ = U b Khi chạy C B - Xác định phần điện trở biến trở tham gia A => Rx = Rb U C B Rđ - Mạch điện gồm điện trở? => hai điện trở - Tính Iđ dựa vào cơng thức nào? => I = Iđ = Ib - Tính I dựa vào cơng thức nào? => I = U/ R - Tính R dựa vào công thức nào? => R= Rđ + Rb - Tính Rđ dựa vào cơng thức nào? => Rđ = Uđm /Iđm Bài giải: a Khi chạy C A phần điện trở biến trở tham gia Rx = Mạch điện đèn nên hiệu điện hai đầu hiệu điện mạch Uđ = U = 6V Do Uđ = Uđm nên đèn sáng bình thường b Khi chạy C B phần điện trở biến trở tham gia Rx = Rb - 9Điện trở đèn : Rđ = Uđm /Iđm = / = (  ) Điện trở toàn mạch : R = Rđ + Rb= + 12 = 18 (  ) Cường độ dòng điện qua mạch là: I = U / R = 6/ 18 = 0,333 (A) Do đoạn mạch nối tiếp nên Iđ = Ib= I = 0,333A Ta có Iđ < Iđm nên đèn sáng yếu bình thường Ví dụ 2: U C B A Cho mạch điện hình vẽ Một bóng đèn sáng bình thường có điện trở 7,5  cường độ dòng điện chạy qua đèn 0,6 A Hiệu điện hai đầu đoạn mạch U = 12V Tìm điện trở phần biến trở tham gia để đèn sáng bình thường? Hướng dẫn: U - Đoạn mạch gồm điện trở? C => mắc điện trở - Mắc nào? => mắc nối tiếp A Rx B Rđ - Xác định phần điện trở biến trở tham gia Cách 1: Dùng đoạn mạch nối tiếp trước - Tính Rx dựa vào cơng thức nào? => R = Rđ + Rx - Tính R dựa vào công thức nào? => I = U/ R - Tính I dựa vào cơng thức nào? => I = Iđ = Ix Bài giải: Cho biết: Cường độ dòng điện qua mạch là: I = Ix = Iđ = 0,6 (A) U = 12V Điện trở tương toàn mạch là: R = U/ I = 12/ 0,6 = 20 (  ) Iđ = 0,6 A Điện trở phần biến trở tham gia là: - 10Rđ = 7,5  Tìm: R = Rđ + Rx => Rx = R - Rđ = 20 - 7,5 = 12,5(  ) Rx = ? Cách 2: Dùng định luật ôm dây dẫn trước - Điện trở phần biến trở tham gia là: Rx = Ux / Ix - Tính Ux Ix dùng cơng thức nào? => U = Ux + Uđ , I = Ix = Iđ - Tính Uđ dùng cơng thức nào? Uđ = Iđ Rđ Bài giải: Cho biết: Hiệu điện hai đầu đèn là: U = 12V Uđ = Iđ Rđ = 0,6 7,5 = 4,5(V) Iđ = 0,6 A Cường độ dòng điện qua mạch là: Rđ = 7,5  I = Ix = Iđ = 0,6 (A) Tìm: Hiệu điện hai đầu biến trở là: Rx = ? Ux = U - Uđ = 12 - 4,5 = 7,5(  ) Điện trở phần biến trở tham gia Rx = Ux/Ix = 7,5/0,6 = 12,5(  ) Ví dụ 3: M A R1 A C B N Cho mạch điện hình vẽ U = 12V, dịch chuyển chạy C số am pe kế thay đổi từ 0,24A đến 0,4A Hãy tính giá trị R giá trị lớn biến trở ? Biết điện trở Ampe kế không đáng kể Hướng dẫn: Cho biết: U = 12V I1 = 0,24 A M A R1 I2 = 0,4 A Tìm: R1 = ? Rb = ? + Mạch điện có điện trở? => Hai điện trở A C B N - 24trước mắt áp dụng biện pháp cho toàn khối lớp để nâng cao chất lượng học tập yếu tố sau: Thứ nhất: Với tinh thần trách nhiệm người thầy cô mong muốn học sinh ham học, tiến mục tiêu cao ngoan, trò giỏi Thứ hai: Thời gian thực vào buổi học trái buổi vào thứ sau tiết học khóa Thứ ba: Kết thực nghiệm mang lại kết cao Cụ thể minh chứng lớp 9/3, 9/4 năm học 2013 – 2014, 2014 – 2015 Phần phụ lục: 9.1 Một số dạng toán thường dùng kiểm tra tiết, học kì I trường, Phòng giáo dục năm U Bài 1: Một bóng đèn sáng bình thường A c B Đ có điện trở R1 = 12  cường độ dòng điện chạy qua I = 1A Bóng đèn mắc nối tiếp với biến trở có điện trở lớn Rb = 24  chúng mắc vào hiệu điện U = 12 V a Khi điều chỉnh chạy C A đèn sáng nào? b Khi điều chỉnh chạy C B đèn sáng nào? Hướng dẫn a - Khi chạy C A mạch điện đèn tham gia vào mạch điện => Uđ = U = 12V - Hiệu điện định mức đèn là: Uđm = I R1 = 12 = 24(V) Ta có: Uđ > Uđm nên đèn sáng mạnh bình thường cháy b - Khi chạy C B mạch điện gồm đèn tồn biến trở tham gia vào mạch điện - Điện trở toàn mạch là: R = R1 + Rb - 25= 12+ 24 = 36  - Cường độ dòng điện qua đèn là: I1 = Im = U / R = 12/ 36 = 1/3 = 0,333(A) Ta có: I1 < I nên đèn sáng yếu bình thường Bài 2: Cho mạch điện (như hình vẽ), đèn sáng bình thường Với Uđm = V Iđm = 0,75 A Đèn mắc với biến trở Có điện trở lớn băng 16  UMN không đổi 6V Đ A M C B N Tính R1 biến trở để đèn sáng bình thường? a Khi điều chỉnh chạy C A đèn sáng nào? b Khi điều chỉnh chạy C B đèn sáng nào? Hướng dẫn a - Khi chạy C A đèn bị nối tắt nên không tham gia vào mạch điện nên đèn không sáng b - Khi chạy C B mạch điện gồm đèn tồn biến trở tham gia vào mạch điện - Điện trở toàn mạch biến trở: R = Rđ + Rb = 12+ 24 = 36 (  ) - Hiệu điện hai đầu đèn là: Uđ = UMN = 6V( mạch song song) - Nên đèn sáng bình thường Bài : Cho mạch điện ( hình vẽ ) Đèn loại V – W , UMN = 12 V không đổi M Đ C Rx Khi điện trở biến trở Rx = 20  Hãy tính cơng suất tiêu thụ đèn cho biết độ sáng đèn nào? N - 262 Muốn đèn sáng bình thường phải điều chỉnh chạy cho R’x =? Bài giải : Khi Rx = 20  => Rtđ = Rđ + Rx = Rđ + 20 ( mạch nối tiếp ) U dm 62   10() Mà Rđ = Pdm 3, U 12 MN => Rtđ= 10 + 20 = 30 (  ) => I = R  30  0, 4( A) td => Pđ = I Rđ = 0,42 10 = 1,6 ( W ) Ta thấy Pđ < Pđm đèn yếu bình thường P 3, dm 2) Để đèn sáng bình thường � Iđm = U   0, ( A) dm Vì mạch nt => Iđ I ‘tm Nên I ‘ tm = 0,6 A U 12 ' MN => R’tđ= Rđ + R’x = I '  0,  20 () � Rx  20  Rd  20  10  10() =>Vậy phải điều chỉnh chạy C cho R’x = 10  đèn sáng bình thường Bài : Có hai bóng đèn : đèn ghi V- 4,5 W , đèn ghi V- 1,5 W mắc nối tiếp vào hiệu điện không đổi 12 V Biết điện trở đèn không phụ thuộc vào nhiệt độ a Tính điện trở đèn điện trở tương đương mạch ? b.Tính hiệu điện hai đầu đèn ? Đèn sáng nào? c Để hai đèn sáng bình thường người ta phải mắc thêm biết trở có giá phần biến trở tham gia ? Cho biết: Uđm1 = 6V + P đm1 = 4,5W Uđm2 = V P đm2 = 4,5W U = 12V Tìm: a R1 = ? R2 = ? R = ? Đ1 Đ2 _- - 27b U1 = ? U2 = ? Đèn sáng nào? c Mắc nào? Rx = ? Hướng dẫn: a – Tính R1 = ? R2 = ? dựa vào Uđm , P đm Và R dựa vào R1, R2 ( R = R1 + R2) b.- Tìm U1= I1 R1 U2= I2 R2 - Tìm cường độ dòng điện qua đèn: I1, I2 - Tìm I1, I2 dùng công thức nào? => I1 = I2 = I - Tìm I dùng cơng thức nào? => I = U / R - So sánh U1 với Uđm1 ,U2 với Uđm2 + Đ1 Đ2 - Rx b Khi đèn sáng bình thường? => I1 = Iđm1, U1 = Uđm1, I2 = Iđm2 , U2 = Uđm2 - U với U1, U2? => U = U1 + U2 - I1 với I2 => I1> I2 - Biến trở mắc mạch điện? => song song với đèn - Tìm điện trở phần biến trở tham gia ta dùng công thức nào? Rx= Ux / Ix - Ux với U2? => Ux = U2 - Ix tính nào? => Ix = I1 - I2 => Bài giải theo chiều ngược lại Bài : Cho mạch điện ( hình vẽ ) Khi chạy C vị trí A vơn kế 12 V chạy C vị trí B vơn kế 7,2 V M R A B N Rx V Tính giá trị điện trở R( Biết biến trở có ghi 20  - A) Hướng dẫn : C - 28- Khi C trùng với A => vôn kế giá trị lớn nghĩa UMN Rtđ R ( RAC = ) - Khi C trùng với B => RAC số ghi biến trở => HS dễ dàng giải toán Bài giải + Khi chạy C trùng với A R AC = => Rtđ = R vơn kế 12 V nghĩa UMN = 12 V + Khi chạy C trùng với B R AC = 20  ( số ghi biến trở) vôn kế 7,2 V => UR = 7,2 V � U AC  U MN  U R  12  7,  4,8 (V ) � I AC  U AC 4,8   0, 24 ( A) Vì mạch nt � I R  0, 24 ( A) mà UR = 7,2 V RAC 20 U 7, R Vậy : R  I  0, 24  30 () R 9.2 Một số dạng toán thi học sinh giỏi cấp Trường, Huyện năm Bài 6: Cho mạch điện hình vẽ .N I Biến trở có điện trở tồn phần Ro = 12  Ix A Ro B C Đèn loại 6V – 3W; UMN = 15 V a Tìm vị trí chạy C để đèn sáng bình thường b Khi định C -> Độ sáng đèn thay đổi nào? Iđ Rx A Bài giải: Ro - Rx - 29Mạch điện vẽ lại: Gọi RAC = x (  ) C M B N Điều kiện: < x < 12 RCB = 12 - x (  ) Khi đèn sáng bình thường: Uđ = Uđm = 6V -> Iđ = Pđ = Pđm = W P   0,5( A) U Vì (Đ// RAC) nt RCB -> Iđ + IAC = ICB UAC = Uđ -> UCB = U - Uđ = 15 - = (V) Áp dụng định luật ôm mạch nối tiếp song song: Id  Ud U Ud  hay   x 12  x x 12  x � x(12  x )  12(12  x )  18 x � 12 x  x  144  12 x  18 x � x  18 x  144   '  81  144  225 � x1  9  15  6(); '  x2  225  15 9  15  24 (loại) Vậy phải điều chỉnh chạy C để RAC = 6(  ) đèn sáng bình thường b Khi C � A � Rx giảm dần Nhưng chưa thể kết luận độ sáng đèn thay đổi Mà phải tìm I qua đèn Khi C=>A => biện luận độ sáng đèn (…) Rd  U dm 62 U 12.x 12 x  144  x 15(12  x)   12() RMN   12  x  � I  MN  ( A) Pdm 12  x 12  x RMN  x  12 x  144 Dòng điện qua đèn từ mạch song song: Id  I x 15( x  12) x 15 x 15    x  12  x  12 x  144 x  12  x  12 x  144  x  12  144 x - 30- Khi C =>A làm cho x giảm => ( x  12  144 ) tăng lên => Iđ giảm x Vậy độ sáng đèn giảm (tối dần) dịch C A Bài 7: Cho mạch điện (như hình vẽ): R1 A AB làm biến trở chạy C có điện trở tồn phần 120  Nhờ có biến trở làm thay đổi cường độ dòng điện mạch từ 0.9A đến 4.5A Tìm giá trị điện trở R1? B C M U N Tính cơng suất toả nhiệt lớn biến trở Biết U không đổi Hướng dẫn: Học sinh khai thác từ Imin=0.9A mà U không đổi => Rtđ max => C �B Rtđ=R1 + RAB= R1 + 120 (  ) �I  U U �  0.9 (1) R1  120 R1  120 Khi Imax= 4.5A, U không đổi => Rtđ => C �A để RAC = Rtđ = R1 I U U  4,5 (2) hay R1 R1 Giải hệ phương trình tạo (1) (2) => R1& U Bài giải: Tìm R =? Vì U khơng đổi, cường độ dòng điện mạch nhỏ I = 0.9A => C �B =>R td  R1  RAB  R1  12 U U Ta có: I = R td  R  120  0.9(1) Vì U khơng đổi, cường độ dòng điện mạch lớn I = 4,5A => C �A =>R Ac =0 ( ) =>Rtđ = R1 - 31U U Ta có I  R � R  4,5 (2) td Từ (2) Ta có : U = 4,5 R1 (3) Thế (3) vào (1) 4,5.R1  0.9 R1  120 Ta có : � 4,5 R1  0,9 R1  108 � 3, R1  108 � R1  30() � U  135(V ) Vậy R1=30  U=135 V Tìm vị trí C để Px đạt giá trị lớn nhất? Gọi RAC = Rx (  ) ( < Rx < 120) để Px đạt giá trị lớn nhất? Khi cơng suất toả nhiệt Px= Rx.I2 Rx U Rx U2 U2   R12 ( R1  Rx ) R12  R1Rx  Rx  R1  Rx Rx Để Px đạt giá trị lớn ( R12  Rx ) nhỏ Rx Áp dụng bất đẳng thức Cô si vào số dương ta có: R12 R12  Rx �2 Rx  R12  R1 Rx Rx R12  Rx  R1 Nghĩa là: Rx thay R1 = 30(  ) Ta có phương trình: 302  Rx  60 � Rx  60 Rx  900  � ( Rx  30)  � Rx  30 Rx U Rx 1352.30 1352.30 1352     151,875(W ) Khi Px (cực đại) = ( R1  Rx ) (30  30) 602 120 D Bài 8: R1 Cho mạch điện (như hình vẽ) M R2 A N - 32Biết R1 =  ; R2 =  ; R3 =  R3 Điện trở toàn phần biến trở  UMN =9V Xác định vị trí chạy C để ampe kế số C A B 2.Xác định vị trí chạy C để hiệu điện hai điện trở R1 R2 Bài giải: Để ampe kế số => MN mạch cầu cân R R R R 2 áp dụng công thức: R  R hay R  R AC CB Gọi RAC = x (0 < x< ) Ta có : RCB = - x  �  x  x � x  � x  ( ) x 6 x * Khi am pe kế số ta vẽ lại mạch điện mạch song song , nối tiếp Nên muốn U1 = U2 R1,3 = R3,4 nghĩa : R1 x R (6  x )  Thay R1 =  R2 =  R1  x R2   x ta có phương trình : x 2(6  x) x 12  x  �  � x  x  12  x  12 x  x 1 x   x 1 x 8 x � x  x  12   '   12  13 �  '  13 � x1   13 () ; x2   13 ( loại) Vậy để hiệu điện hai đầu R1 R2 vị trí + _ chạy C AB cho RAC =  13 () Bài 9: Cho mạch điện (như hình vẽ ) Biết Uo = 12 V , Ro điện trở , R biến trở Am pe kế lí tưởng Khi chạy C biến trở R từ M đến N , ta thấy am pe kế giá trị lớn I1 = A giá trị nhỏ I2 =1 A Bỏ qua điện trở dây nối Xác định giá trị Ro R? M A U0 C R R0 N - 332 Xác định vị trí chạy C biến trở R để cơng suất tiêu thụ tồn biến trở nửa cơng suất cực đại nó? Bài giải : Tính R0 & R ? Với mạch điện : RMC // RNC RMC + RNC = R Vì ta đặt RMC = x () � RNC  R  x số am pe kế : I (0  x  R ) � RMNC  x( R  x ) R U0 U0  x R0  RMNC R  ( R  x) R + Khi chạy C M ( N ) R MNC = lúc am pe kế giá trị cực đại : I1  U0 U 12 � R    () R0 I1 + Để am pe kế giá trị nhỏ : đại , ta triển khai RMNC : RMNC   x  Rx  R Để RMNC có giá trị cực đại RMNC  x( R  x) phải có giá trị cực R R2 R2 R2 R   ( x  )2 R 4  � R R  x  Rx  R R R : ( x  )  � x  () Tức 2 chạy C biến trở � RMNC  U0 R 12 ( ) � I    1(*) R0  RMNC  R Giải phương trình (*) ta tìm R = 24 () = Vậy : R0 =  R = 24  - Để có phương án giải phần ta phải áp dụng công thức P = I 2R định luật bảo toàn lượng toàn mạch điện - 34- Đặt RMNC  y  x(24  x) mà PMNC = RMNC.I 24 U 12 2 + Công suất tiêu thụ toàn biến trở : P  yI  ( R  y ) y  (  y ) y mà công suất nguồn điện & công suất tiêu thụ R0 Pn =UoI , PRo = Ro I2 Theo định luật bảo tồn lượng ta có : Pn = PRo + P hay UoI = RoI + P � R0 I  U I  P  (**) (**) phương trình bậc với ẩn I �U R0 P Để phương trình có nghiệm ��� � Vậy Pmax  U 02 122 P 12   (W ) � ( ) y  max  => R0 4.6 6 y P U 02 R0 144 y 3 36  12 y  y � 144 y  108  36 y  y � y  108 y  108  � y  36 y  36  ' �� 17 � y1 18 17 35 (loai) ; y2 18 17 (  ) Phương trình có � Mà ta đặt y  x (24  x ) 24 Nên ta có phương trình : x(24  x) 1 24 � x  24 x  24  Giải phương trình ta có: ' �  � 11 �x� 12 11 23 ( ) 12 11 ( ) ; x2 Vậy có vị trí chạy C biến trở R cho R MC �1  RMC �23  cơng suất tiêu thụ tồn biến trở nửa cơng suất cực đại - 35Bài 10: Cho mạch điện (như hình vẽ ) với U = 10 V R1 = 12  ; Rx biến trở có chạy C U A C Khi Rx = 20  am pe kế A R1 Vôn kế ? Tính R2 = ? R2 Đẩy chạy C lên tì số đo am pe kế & vôn kế V thay đổi ? Đáp số : 1- Vôn kế V ; R2 =  - C dịch lên => Rtđ giảm => I tăng hay số ampe kế tăng I tăng => UV – I,R1, tăng => số vôn kế tăng Bài 11 : Cho mạch điện ( hình vẽ ) Trong U = 12 V ; R1 = 15  ; Rx biến trở có chạy C – Khi Rx = 10  am pe kế 1,2 A U A R1 a Vôn kế ? R2 C b Tính giá trị điện trở R2 ? - Đẩy C sang trái số đồng hồ thay đổi ? Rx V Hướng dẫn : R R 15.10 x 1a R1, x  R  R  15  10  () � UV  I R1, x  1, 2.6  7, 2(V ) x U 4,8 1b U  U  UV  12  7,  4,8 (V ) � R2  I2  1,  4() - C => trái Rx giảm => R1,xgiảm => Rtđ giảm U không đổi => I tăng Số am pe kế tăng Vì I tăng => U = I.R2 tăng = UV= ( U- U2 ) giảm Vậy số vôn kế giảm - 36Bài 12: Cho mạc điện ( hình vẽ ) AB biến trở có Ro = 000  , vơn kế có M điện trở R1 = 000  ; R2 = 000  điện trở dây nối & K không đáng kể , UMN = 60 V 1.Khi K mở vôn kế ? V1 A K C V2 N B 2.Khi K đóng Tìm vị trí C để dòng điện qua K ? vơn kế ? 3.Khi K đóng , tìm vị trí C để vôn kế giá trị Khi dòng điện qua K & theo chiều ? Hướng dẫn : a Vì vơn kế nối tiếp , mà UMN =60 V => U1 = 20 V & U2 =40 V b Khi dòng điện qua K => MN mạch cầu cân � R1 R  � RAC  000 () RAC RCB Khi V1 20 V ; V2 40 V c Mạch MN => thành (R1 // RAC ) nt (R2 // RCB ) Để vôn kế giá trị => RMC = RCN HS giải phương trình : 2000 x 4000(6000  x)  x  2000 1000  x 2x 4(6  x)  x2 1 x thay 1k  = 1000  ta có phương trình Giải pt ta tìm x  Vậy RAC = 4000  10 Tài liệu tham khảo: - Sách giáo khoa sách tập Vật lí Đồn Duy Hinh- Ngơ Mai Thanh – Nguyễn Đức Thâm, NXB Giáo dục - Đề kiểm tra tiết, học kì I năm trường phòng giáo dục - Đề thi học sinh giỏi cấp Huyện - 37- Bài tập nâng cao Vật Lí Nguyễn Thanh Hải, NXB Đại Học Sư Phạm - 200 tốn Vật lí chọn lọc PGS-PTS Thanh Khiết – Lê Thị Oanh – Nguyễn Phúc Thuần, NXB Giáo dục 11 Mục lục: TT 1 Tên đề tài Tiêu đề Trang - 38- 2 Đặt vấn đề -> 3 Cơ sở lý luận -> 4 Cơ sở thực tiển 5 Nội dung nghiên cứu -> 20 6 Kết nghiên cứu 20-> 22 7 Kết luận 22 8 Đề nghị 23-> 24 9 Phần phụ lục 24-> 36 10 10 Tài liệu tham khảo 37 11 11 Mục lục 38 12 12 Phiếu đánh giá 39 ... xem lại phương pháp trình bày làm tập nhà theo cách hướng dẫn Để nâng cao chất lượng môn Vật lý với mong muốn nêu Một số biện pháp nâng cao chất lượng phần biến trở mơn Vật Lí 9 nhằm giúp học... Nội dung nghiên cứu Thực đề tài: Một số biện pháp nâng cao chất lượng phần biến trở mơn Vật Lí 9 cụ thể biện pháp sau: 5.1 Biện pháp 1: Hệ thống kiến thức biến trở kết hợp hệ thống công thức định... trở, nhằm nâng cao chất lượng, tạo hứng thú học tập mơn Vật lý trình bày giải tập Vật lý Chính tơi tập trung nghiên cứu cách: Một số biện pháp nâng cao chất lượng phần biến trở mơn Vật Lí 9 nhằm