skkn dat giao vien gioi cap tinh

Hướng dẫn học sinh giải toán mạch điện – Vật Lí Lớp ĐỀ TÀI SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Tên đề tài: Hướng dẫn học sinh giải toán mạch điện – Vật Lí Lớp I- ĐẶT VẤN ĐỀ: Thực trạng: Qua trình dạy học môn vật lí lớp nhiều năm nhận thấy dạng toán mạch điện dạng toán khó Học sinh không tự đònh hướng mạch điện có nhiều điện trở tiến hành bước giải nào? Lập luận sao? Trong chương trình vật lí lớp 9, chương trình đổi phương pháp dạy học có thời gian phân phối chương trình dành cho phần tập nên việc vận dụng kiến thức học để giải tập mạch điện vấn đề mà giáo viên dạy học sinh học gặp nhiều khó khăn - Yêu cầu giải quyết: Thực tế cho thấy học sinh ngại làm tập có sơ đồ mạch điện phức tạp có vài học sinh làm tập có sơ đồ mạch điện có điện trở, có từ đến điện trở mắc nối tiếp mắc song song mạch điện có nhiều điện trở mắc hổn hợp tường minh mắc hổn hợp không tường minh có mắc thêm ampe kế, vôn kế, nhiều công tắc học sinh làm Qua khảo sát chất lượng phần lớn học sinh nhận dạng đoạn mạch điện có mắc nối tiếp có mắc song song kết sau: - Khoảng 40% số học sinh làm tập đoạn mạch mắc nối tiếp - Khoảng 10% số học sinh làm tập đoạn mạch mắc song song - Không có học sinh làm tập đoạn mạch mắc hổn hợp Do muốn giúp học sinh làm dạng tập mạch điện nâng cao giáo viên dạy học sinh học cần phải có biện pháp, phương pháp để chuẩn bò cho việc bồi dưỡng học sinh giỏi Để giải yêu cầu nêu giáo viên cần giúp cho học sinh hiểu vận dụng vấn đề sau đây: - Hệ thống lý thuyết cho đoạn mạch Hướng dẫn học sinh giải toán mạch điện – Vật Lí Lớp - Các loại mạch điện thường gặp - Một số ý vẽ lại sơ đồ mạch điện - Giúp học sinh làm quen tập từ dễ đến khó II- GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ: A- Hệ thống lý thuyết cho mạch điện: - Đònh luật ôm loại đoạn mạch: R a- Đònh luật Ôm: I I= →A U U ⇒ R = ; U = IR R I • • •+ U•K b- Đoạn mạch nối tiếp song R1 C A R2 K I↑ A B + - R1 R2 có điểm chung điểm chung I = I = I2 (1a) U= U1 + U2 (2a) U1 R = U2 R R1 A1 I2 → A2 B R2 A V A c- Đoạn mạch song I1 → K A (4a) R R2 có hai U= U1 = U2 I = I + I2 (2b) * Những điều cần ý Đoạn mạch nối tiếp (R1 nt R2) song (R1 // R2) R U1 = U R + R B I1 R = I R1 1 = + R R1 R2 (3a) R= R1 + R2 (5a) R (1b) (3b) (4b) Đoạn mạch song R I1= I R +R (5b) R U2 = U R + R (6a) I2= I R +R (6b) 2 Chia U thaønh U1vaø U2 tỉ lệ thuận Chia I thành I1và I2 tỉ lệ nghòch U R 1 với R1 R2: U = R 2 I R với R1 R2: I = R Hướng dẫn học sinh giải toán mạch điện – Vật Lí Lớp Nếu R2 = U2 = 0; U1= U Nếu R2 = I2 = 0; I1 =I ⇒ Hai điểm C, B có UCB = 0; C ≡ B ⇒ Hai điểm A, B có UAB = 0; A ≡ B Neáu R2 = ∞ (rất lớn): Nếu R2 = ∞ (rất lớn): U1 = 0; U2= U I1 = 0; I2 = I Sau hệ thống lý thuyết giáo viên giới thiệu cho học sinh loại đoạn mạch thường gặp B- Các loại đoạn mạch điện thường gặp a) Chỉ có mắc nối tiếp c) Hổn hợp tường minh b) Chỉ có mắc song song d) Hổn hợp không tường minh C- Một số ý vẽ lại sơ đồ mạch điện: a) Các điểm nối với dây nối (hoặc ampe kế) có điện trở không đáng kể coi trùng vẽ lại mạch điện để tính toán b) Vôn kế có điện trở vô lớn “tháo ra” tính toán c) Trong tập ghi đặc biệt, người ta thường coi Ra ≈ 0, Rv = ∞ D- Giúp học sinh làm quen tập từ dễ đến khó 1- Trước hết cần phải giúp học sinh hiểu vận dụng dạng tập có mắc nối tiếp: Bài 1: Cho mạch điện hình vẽ R1 R2 A B Bieát R1 = Ω , R2 = Ω , UAB = 12V a- Tính điện trở đoạn mạch AB b- Tính hiệu điện hai đầu điện trở Để làm học sinh cần vận dụng hệ thức đoạn mạch nối tiếp đònh luật Ôm a- Vận dụng hệ thức RAB = R1 + R2 = Ω + Ω = Ω • • U 12V = 2A b- Phải biết vận dụng R1 nt R2 nên I = I1= I2= R = 6Ω AB Từ tính U1 = IR1 = 2A Ω =4V U2 = IR2 = 2A Ω =8V Hướng dẫn học sinh giải toán mạch điện – Vật Lí Lớp Sau học sinh làm thành thạo giáo viên mở rộng cho đoạn mạch có nhiều điện trở mắc nối tiếp Từ đưa tổng quát đoạn mạch gồm n điện trở mắc nối tiếp ta có: I = I1= I2 =… = In U = U + U + … + In R = R1 + R2 +… + Rn 2- Tiếp theo cần phải giúp học sinh hiểu vận dụng dạng tập có mắc song song: Bài 2: Cho mạch điện hình vẽ R1 A B R2 Biết R1 = Ω , R2 = Ω , UAB = 12V a- Tính điện trở đoạn mạch AB b- Tính cường độ dong điện qua điện trở Để làm học sinh cần vận dụng hệ thức đoạn mạch song song đònh luật OÂm 1 1 +1 = = Ω a- Vận dụng hệ thức R = R + R = + = 6 AB ⇒ RAB = Ω b- Phải biết vận dụng R1 // R2 nên UAB= U1 = U2 = 12V U 12V = 4A I1= R = 3Ω U 12V = 2A I2 = R = 6Ω Khi học sinh làm thành thạo giáo viên mở rộng cho đoạn mạch có nhiều điện trở mắc song song Từ đưa tổng quát đoạn mạch gồm n điện trở mắc song song ta coù: U= U1 = U2 = … = Un I = I + I2 + … + I n * Tiếp theo cho học sinh làm quen với dạng mạch điện mắc hổn hợp tường minh có điện trở Bài 3: Cho mạch điện hình vẽ A R1 R2 Bieát R1 = Ω ; R2 = Ω ; R3 = Ω , UAB= 12VR3 B a- Tính điện trở đoạn mạch AB b- Tính hiệu điện hai đầu điện trở Hướng dẫn học sinh giải toán mạch điện – Vật Lí Lớp Đây mạch điện thuộc dạng mắc nối tiếp có đoạn mạch mắc song song Khi giải câu a giáo viên cần minh họa mạch điện tương đương BÀI GIẢI A (R // R ) R1 C R1 ⇓ C R2 B R3 R2,3 ⇓ R A a- Điện trở tương R2 R3 1 = + R2,3 R2 R3 B 1 = + = = R2,3 6 suy R2,3 = Ω Điện trở tương đương RAB R1,R2,R3 điện trở tương đương R1 nt B R2,3 RAB = R1 + R2,3 = Ω + Ω = Ω U 12V b- Vì R1 nt R2,3 nên I1 = I2,3 = I = R = 6Ω =2A AB (R2// R3) nên U 2= U U1 = I R1 = 2A Ω = 8V U = U = I R2,3 = 2A Ω = 4V Baøi 4: Cho mạch điện hình vẽ R1 R2 B A R3 Bieát R1 = Ω ; R2 = Ω ; R3 = 12 Ω , UAB= 12V a- Tính điện trở đoạn mạch AB R1 R2 b- Tính cường độ dòng điện qua điện trở Đây mạch điện thuộc dạng mắc song song A B mắc nối tiếp R3 đoạn mạch có Khi giải câu a giáo viên cần minh họa mạch điện tương đương⇓ R1,2 a- Điện trở tương R1 vaø R2 (R1nt R2R) R1,2 = R + R2 = A B Ω + 2Ω = 6Ω Điện trở tương đương RAB ⇓ R1,R2,R3 A RAB B Hướng dẫn học sinh giải toán mạch điện – Vật Lí Lớp điện trở tương đương R1,2 // R3 1 = + RAB R1,2 R3 1 = + = = RAB 12 12 suy RAB =4 Ω b- Vì R1,2 //R3 nên U1,2 = U3 = UAB= 12V U 12V AB I = I2 = R = 6Ω = A 1,2 vaø (R1 nt R2) neân U AB 12V I3 = R = 12Ω =1A Giúp học sinh làm quen với tập mạch điện nâng cao :Mạch hổn hợp không tường minh Bài tập 5: Cho mạch điện hình vẽ Các điện trở r Tính điện trở tương đương đoạn mạch?  + r r r r r r _  +  + r r r r  r r r R2 _ r  R1 r r _   + r  + Rtđ _ Hướng dẫn học sinh giải toán mạch điện – Vật Lí Lớp -Với: R1 = r + r + r = 3r * Rtđ = r + R + r = r + ; R2 = r.R1 r.3r 3r = = r + R1 r + 3r ; 3r 11r +r = (Ω ) 4 Bài tập 6: Cho mạchđiện hình veõ K1 R1= 40 Ω , R2= 30 Ω , K2 E D R3= 20 Ω , R4= 10 Ω R4 A + Tính điện trở toàn mạch R B a- Khi K1 ngắt, K2 đóng b- Khi K1 đóng, K2 ngắt C c- Khi K1, K2 đóng R1 R2 Khi giải yêu cầu học sinh vẽ sơ đồ mạch điện tương đương trường hợp, sau vận dụng công thức tính điện trở tương đương cho đoạn mạch gồm điện trở mắc hổn hợp a- Khi K1 ngắt, K2 đóng có sơ đồ mạch ñieän: R3 R1 nt [ R3 // ( R2 nt R4 )] Rtm= R1+ R R 2, R + R 2, , R2,4= R2 + R4 R1 R2 b- Khi K1 đóng, K2 ngắt có sơ đồ mạch điện: R1 nt [ R2 // ( R3 nt R4)] Rtm= R1+ R R 3, R + R 3, , ñoù R3,4= R3 + R4 R1 R4 R2 R3 R4 c- Khi K1, K2 đóng có sơ đồ mạch ñieän: R1 nt ( R2 // R3 ) R2 R 2R3 Rtm= R1+ R2 + R3 R3 R1 Bài tập 7: Có hai loại điện trở R1= 20 Ω ,R2= 30 Ω Hỏi cần có điện trở loại để mắc chúng: a- Nối tiếp đoạn mạch có điện trở R = 200 Ω b- Song song đoạn mạch có điện trở R = Ω Khi tìm cần cho học sinh làm quen với phương pháp sau đây: a- Khi mắc nối tiếp: Hướng dẫn học sinh giải toán mạch điện – Vật Lí Lớp Gọi x số điện trở R 1= 20 Ω ; y số điện trở R 2= 30 Ω Ta có: 20x + 30y = 200 ⇒ x + y = 10 Ñaët y = 2t ⇒ x = 10 - 3t x,y số nguyên dương x ≥ ⇒ t