MỘT vài KINH NGHIỆM HƯỚNG dẫn GIẢI bài tập CHƯƠNG DÒNG điện KHÔNG đổi THEO CHỦ đề t

Trờng THPT Thạch Thành kinh nghiệm MC LC A PHẦN MỞ ĐẦU I Lý chọn đề tài II Mục đích nghiên cứu III Đối tượng nghiên cứu IV Phương pháp nghiên cứu V.Nhiệm vụ B PHẦN NỘI DUNG I Cơ sở lí thuyết II Các dạng tập II Chủ đề II Chủ đề II Chủ đề II Chủ đề III.Kiểm nghiệm C PHẦN KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT TÀI LIỆU THAM KHẢO S¸ng kiÕn Trang 1 2 2 3 6 16 19 23 26 27 GV: Nguyễn văn bình Vật lý Môn Trờng THPT Thạch Thành kinh nghiệm Sáng kiÕn A PHẦN MỞ ĐẦU I- LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI: Theo thời gian, phát triển khoa học kỹ thuật ngày đạt thành tựu to lớn; kiến thức khoa học ngày sâu rộng Khoa học kỹ thuật có tác động quan trọng góp phần làm thay đổi mặt xã hội loài người, ngành khoa học kỹ thuật cao Cũng môn khoa học khác, Vật lý học môn khoa học bản, làm sở lý thuyết cho số môn khoa học ứng dụng ngày Sự phát triển Vật lý học dẫn tới xuất nhiều ngành kỹ thuật mới: Kỹ thuật điện, kỹ thuật điện tử, tự động hố điều khiển học, cơng nghệ thơng tin… Do có tính thực tiễn, nên mơn Vật lý trường phổ thông môn học mang tính hấp dẫn Tuy vậy, Vật lý mơn học khó sở tốn học Bài tập vật lý đa dạng phong phú Trong phân phối chương trình học trường THPT số tiết tâp lại so với nhu cầu cần củng cố kiến thức cho học sinh Chính thế, phải làm để tìm phương pháp tốt nhằm tạo cho học sinh niềm say mê u thích mơn học Giúp học sinh việc phân loại dạng tập hướng dẫn cách giải cần thiết Việc làm có lợi cho học sinh thời gian ngắn nắm dạng tập, nắm phương pháp giải từ phát triển hướng tìm tịi lời giải cho dạng tương tự Dòng điện không đổi phần điện học, nghiên cứu vấn đề dịng điện khơng đổi, bao gồm khái niệm liên quan đến dòng điện, nguồn điện, điều kiện để có dịng điện Trong đó, định luật Ôm nội dung quan trọng chương, bao gồm định luật Ôm đoạn mạch chứa điện trở R, định luật Ôm tồn mạch, định luật Ơm loại đoạn mạch Những vấn đề sở để nghiên cứu vấn đề khác dòng điện Do đó, việc sâu nghiên cứu nội dung kiến thức phần cần thiết Với cấp thiết vậy, chọn đề tài “MỘT VÀI KINH NGHIỆM HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG DỊNG ĐIỆN KHƠNG ĐỔI THEO CHỦ ĐỀ TRONG CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÝ LỚP 11 THPT” Đề tài nhằm giúp học sinh khắc sâu kiến thức lí thuyết, có hệ thống tập phương pháp giải chúng, giúp em nắm cách giải từ chủ động vận dụng phương pháp làm tập Từ hoc sinh có thêm kỹ cách giải tập Vật lí, giúp em học sinh nhanh chóng giải tốn trắc nghiệm tập dịng điện không đổi phong phú đa dạng Hiện có nhiều sách tham khảo trình bày vấn đề góc độ khác Ở chuyên đề trình bày việc phân loại dạng tập hướng dẫn cách giải có tính hệ thống với ý giúp em nm GV: Nguyễn văn bình Vật lý Môn Trờng THPT Thạch Thành kinh nghiệm Sáng kiến sõu sắc vấn đề liên quan Việc làm có lợi cho học sinh thời gian ngắn nắm dạng tập nắm phương pháp giải từ phát triển hướng tìm tòi lời giải cho tương tự II MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU: Với dung lượng kiến thức nhiều mà dung lượng thời gian ngắn , học sinh khó nắm hiểu tồn kiến thức bản, ý nghĩa vật lý chắn gặp khó khăn để vận dụng kiến thức vào giải tập Tôi thực đề tài với mục đích giúp khắc sâu kiến thức cho học sinh ý nghĩa vật lý lý thuyết cụ thể thực giáo viên học sinh phân biệt dạng tập vận dụng phương pháp chung dạng mà đề tài xây dựng Giúp học sinh tháo gỡ khó khăn làm quen với công thức giải nhanh dạng tốn liên quan đến dịng điện khơng đổi III ĐỐI TƯỢNG, KHÁCH THỂ NGHIÊN CỨU: Đối tượng nghiên cứu: Học sinh trung học phổ thông lớp 11 nghiên cứu trình dạy học tập Trường THPT theo hướng phát triển tư lực phát triển sáng tạo Khách thể nghiên cứu: Quá trình áp dụng chủ đề: dạng tập dịng điện khơng đổi IV PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: Xác định nhận thức cách giải toán liên quan đến dịng điện khơng đổi chương trình vật lý 11 THPT để định hướng cho học sinh việc rèn luyện kỹ vận dụng Nắm lại cách kỹ lưỡng sở lý thuyết dịng điện khơng đổi, định luật Ohm cho tồn mạch, định luật Jun-Lenz, ý đến số dạng tập cụ thể Mỗi dạng tập phải nắm lý thuyết gì, phương pháp giải nào, sở lý thuyết sách giáo khoa vật lý 11 kiến thức bổ sung, nhằm mục đính giúp học sinh hệ thống kiến thức rèn luyện kỹ tính nhanh, đáp ứng theo hướng làm trắc nghiệm Cụ thể hệ thống kiến thức chung chương, phân dạng tập, bổ sung kiến thức, phương pháp kỹ để giải dạng tập Trong giải pháp thực dạng tập có đưa phương pháp chung, kiến thức cần nhớ, ví dụ minh họa, hướng dẫn lược giải tập minh họa đưa số tập tự giải Yêu cầu tối thiểu học sinh phải nắm kiến thức chương, hiểu giải minh họa, nắm phương pháp chung dạng V NHIỆM VỤ: Đưa hệ thống kiến thức phương pháp giải nhanh dạng tập phần dịng điện khơng đổi thuộc chương trình Vật lý lớp 11 Giúp bạn học sinh nắm vững kiến thức khắc phục sai sót ca mỡnh gii GV: Nguyễn văn bình Vật lý Môn Trờng THPT Thạch Thành kinh nghiệm S¸ng kiÕn tập phần Đồng thời, giúp bạn học sinh hiểu rõ dạng tập phương pháp giải dạng Nhằm mang lại cho bạn học sinh kết cao kì đại học, cao đẳng, trung cấp chuyên nghiệp… B PHẦN NỘI DUNG I CƠ SỞ LÝ THUYẾT: I.1.Dòng điện khơng đổi-Nguồn điện: 1.Dịng điện – Các tác dụng dịng điện: -Dịng điện dịng dịch chuyển có hướng điện tích (các hạt tải điện) -Chiều dịng điện chiều dịch chuyển có hướng điện tích dương -Dịng điện có tác dụng nhiệt, tác dụng quang, tác dụng hóa đặc trưng tác dụng từ 2.Cường độ dòng điện – Định luật Ohm: -Cường độ dòng điện đặc trưng cho tác dụng mạnh, yếu dòng điện, xác định thương số điện lượng ∆q dịch chuyển qua tiết diện thẳng vật dẫn thời gian ∆t I= ∆q ∆t -Dịng điện có chiều cường độ khơng đổi theo thời gian gọi dịng điện khơng đổi Đối với dịng điện khơng đổi cường dịng điện mạch tính theo cơng thức sau: I= q t -Định luật Ohm đoạn mạch có điện trở R: cường độ dịng điện chạy qua đoạn mạch chứa điện trở R tỉ lệ thuận với hiệu điện U đặt vào hai đầu đoạn mạch tỉ lệ nghịch với điện trở R I= U R Nếu có điệ trở R cường độ dịng điên I, ta tính hiệu điện sau: U = VA – VB = I.R 3.Nguồn điện – Suất điện động: -Nguồn điện thiết bị tạo trì hiệu điện thế, nhằm trì dịng điện mạch -Suất điện động nguồn đại lượng đặc trưng cho khả thực công nguồn điện, đo thương số công A lực lạ thực dịch chuyển điện tích dương q bên nguồn từ cực âm đến cực dương độ lớn điện tích q đó: GV: Nguyễn văn bình Vật lý Môn Trờng THPT Thạch Thành kinh nghiệm Sáng kiến E= I.2.in công suất điện – Định luật Jun-Lenz: 1.Công cơng suất dịng điện: -Cơng dịng điện chạy qua đoạn mạch công dịch chuyển điện tích tự đoạn mạch tích hiệu điện hai đầu đoạn mạch với cường độ dòng điện thời gian dòng điện chạy qua đoạn mạch đó: A = q.U = U.I.t -Cơng suất dịng điện đoạn mạch cơng dịng điện thực đơn vị thời gian: P = = U.I -Định luật Jun-Lenz: Nhiệt lượng tỏa vật dẫn tỉ lệ thuận với điện trở vật, bình phương cường độ dịng điện thời gian dịng điện chạy qua vật dẫn: Q = R.I2.t 2.Công cơng suất nguồn điện: •Cơng nguồn điện: A = q.E = E.I.t •Cơng suất nguồn điện: P = = E.I 3.Công công suất dụng cụ tiêu thụ điện: •Dụng cụ tiêu thụ điện tỏa nhiệt: + Nhiệt lượng: Q = R.I2.t + Công: A = U.I.t = R.I2.t = + Công suất: P = U.I = R.I2 = t •Máy thu điện: + Suất phản điện: Ep = : cơng có ích (điện có ích) : điện lượng qua mạch + Điện năng: Ap= + =Ep.I.t+rp .t=U.I.t + Công suất: P = = Ep.I + rp.I2 GV: Nguyễn văn bình Vật lý Môn Trờng THPT Thạch Thành kinh nghiệm Sáng kiến + Hiệu suất máy thu điện: H = – I.3.Định luật Ohm toàn mạch: 1.Định luật Ohm tồn mạch: Cường độ dịng điện mạch kín tỉ lệ thuận với suất điện động nguồn tỉ lệ nghịch với điện trở toàn phần mạch I= 2.Hiện tượng đoản mạch: Khi điện trở mạch ngồi nhỏ khơng đáng kể R nguồn điện bị đoản mạch Khi đó: I= 3.Mạch ngồi có máy thu: Cường độ dòng điện chạy mạch: I= E, rp: suất phản điện điện trở máy thu 4.Hiệu suất nguồn điện: + Nguồn điện: H = = + Máy thu: = 1- I.4.Định luật Ohm loại đoạn mạch: 1.Định luật Ohm mạch chứa nguồn: Dòng điện khỏi nguồn cực dương chiều từ A đến B, biểu thức định luật Ohm: I= 2.Định luật Ohm đoạn mạch chứa mỏy thu: GV: Nguyễn văn bình Vật lý Môn Trờng THPT Thạch Thành kinh nghiệm Sáng kiến Dòng điện vào cực dương, chạy từ A đến B, biểu thức định luật Ohm: I= Biểu thức tổng quát định luật Ohm loại đoạn mạch: •Xét đoạn mạch AB có chiều dịng điện từ A đến B Quy ước: E giá trị đại số suất điện động Nguồn: E > 0; Máy thu: E < 0; E = -EP Công thức tổng quát: I = Chú ý: Nếu đoạn mạch có nguồn máy thu mắc nối tiếp suất điện động chung đoạn mạch: E = e – ep I.5.Mắc nguồn điện thành bộ: 1.Mắc nối tiếp: -Suất điện động nguồn: -Điện trở nguồn: E = e1 + e2 + e3 + …… + en r = r1 + r2 +r3 +……+ rn 2.Mắc song song (các nguồn giống nhau): E ,r E ,r A B E ,r -Suất điện động bộ: Eb = E -Điện trở bộ: rb = 3.Mắc hn hp i xng: GV: Nguyễn văn bình Vật lý Môn Trờng THPT Thạch Thành kinh nghiệm -Sut điện động bộ: Eb = me -Điện trở bộ: rb = S¸ng kiÕn  [1] II.CÁC DẠNG BÀI TẬP II.1.CHỦ ĐỀ I: CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN- HIỆU ĐIỆN THẾ II.1.1 Phương pháp giải: Áp dụng công thức định nghĩa cường độ dòng điện: Với I= điện lượng (C) thời gian (S) Áp dụng công thức mật độ dòng điện: Với S: tiết diện thẳng dây dẫn (m2) n: mật dọ hạt mang điện tự (m-3) q: điện tích hạt mang điện tự do(C) V: vận tốc trung bình hạt mang điện ( i: đơn vị i= n.q.V ) ) Áp dụng định luật dòng điện phân nhánh (điểm nút) = Lập hệ thức tính tổng hiệu điện phần mạch điện [2] II.1.2 Bài tập mẫu: Bài 1: Một dây dẫn hình trụ có bán kính tiết diện ngang R = 0,5 mm Hạt mang điện tự dây dẫn electron tạo thành dịng điện khơng đổi có cường độ I = 1,57A Biết điện tích hạt electron e= -1,6.10-19 Tính : a Mật độ dịng điện số electron qua tiết diện ngang dây 10s b Vận tốc trung bình electron tạo nên dịng điện biết mật độ electron tự n = 5.1028 m-3 [2] Gii GV: Nguyễn văn bình Vật lý Môn Trờng THPT Thạch Thành kinh nghiệm Sáng kiÕn  a Mật độ dòng điện số electron qua tiết diện ngang - Diện tích tiết diện ngang: S = R2 = 3,14 (0,5 10-3)2 = 0,785.10-6 (m2) - Mật độ dòng điện: = 2.106 i= ) - Điện lượng qua tiết diện S thời gian t= 10s: q= I.t = 1,57.10 = 15,7 (C ) - Số electron: = 9,8125.1019 Ne = = b Vận tốc trung bình electron: i= n.e.V = 0,25 10-3 (m/s) V= Bài 2: Một dây dẫn hình trụ có bán kính tiết diện ngang S = 0,6 mm Hạt mang điện tự dây dẫn electron tạo thành dịng điện khơng đổi,trong thời gian t = 10s có điện lượng q= 9,6 C Biết điện tích hạt electron e= -1,6.10-19 Tính : a Mật độ dịng điện cường độ dòng điện qua dây dẫn b số electron qua tiết diện ngang dây 10s c Vận tốc trung bình electron tạo nên dịng điện biết mật độ electron tự n = 4.1028 m-3 [2] Giải a.Mật độ dòng điện số electron qua tiết diện ngang = 1,6.106 -Mật độ dòng điện: i= -Cường độ dòng điện: I = = 0,96 A ) b.Số electron qua tiết diện ngang -Điện lượng qua tiết diện S thời gian t= 10s: q= I.t = 0,96.10 = 15,7 (C ) -Số electron: Ne = = = 9,8125.1019 c.Vận tốc trung bình electron: i= n.e.V GV: Nguyễn văn bình Vật lý Môn Trờng THPT Thạch Thành kinh nghiệm Sáng kiến = 0,25 10-3 (m/s) V= II.1.3 Bài tập vận dụng: Bài 1: Một dịng điện khơng đổi thời gian 10 s có điện lượng 1,6 C chạy qua a Tính cường độ dịng điện b Tính số eletron chuyển qua tiết diện thẳng dây dẫn thời gian 10 phút [3] ĐS: a I = 0,16A.6 b 1020 Bài 2: Một dịng điện khơng đổi chạy dây dẫn có cường độ 1,6 mA Tính điện lượng số eletron chuyển qua tiết diện thẳng dây dẫn thời gian [3] ĐS: q = 5,67C ; 3,6.1019 Bài 3: Số electron dịch chuyển qua tiết diện thẳng dây dẫn khoảng thời gian s 6,25.1018 e Khi dịng điện qua dây dẫn có cường độ bao nhiêu? [3] ĐS: I = 0,5A Bài 4:Dịng khơng đổi I=4,8A chạy qua dây kim loại tiết diện thẳng S=1cm Tính: a.Số e qua tiết diện thẳng 1s b.Vận tốc trung bình chuyển động định hướng e, biết n=3.1028(hạt/m3) [2] 28 ĐS: 3.10 0,01mm/s II.2.CHỦ ĐỀ 2: ĐỊNH LUẬT OHM CHO ĐOẠN MẠCH – ĐIỆN TRỞ II.2.1 Phương pháp giải: DẠNG : ĐIỆN TRỞ DÂY DẪN-SỰ PHỤ THUỘC VÀO NHIỆT ĐỘ * Tính điện trở đoạn dây dẫn cho biết chiều dài, tiết diện dây điện trở suất cần áp dụng công thức : R =ρ l S - Chú ý: đơn vị đo tiến hành tính tốn *Điện trở suất phụ thuộc vào nhiệt độ: ρ = ρ (1 + α t ) R = R0 (1 + α t ) [2] DẠNG :TÍNH ĐIỆN TRỞ TƯƠNG ĐƯƠNG CỦA MẠCH CÓ CÁC ĐIỆN TRỞ MẮC NỐI TIẾP HOẶC SONG SONG -Biết cách vẽ, kí hiệu dụng cụ điện sơ đồ mạch điện; biết cách chuyển sơ đồ từ dạng phức tạp sang đơn giản -Sử dụng cơng thức để tính cường độ dịng điện: q t I= ; I= U (Định luật Ohm) R 10 GV: Nguyễn văn bình Vật lý Môn Trờng THPT Thạch Thành kinh nghiệm Sáng kiến R=10000 Ω Hiệu điện U không đổi 180V Con chạy D dịch chuyển dọc theo R a)Tính số vơn kế K ngắt b)Tính số vơn kế K đóng D nằm đứng R c)Tìm vị trí chạy D để vơn kế có số [3] Giải: a)Khi K ngắt, mạch điện vẽ lại hình dưới, R//(V1 nt V2) I U -Cường độ dịng điện qua vơn kế: I1 = I = U 180 = = 0,018( A) R1 + R2 6.10 + 4.10 -Số vôn kế: IR V1 = I R1 = 0,018.6.10 = 108(V ) I1 R I2 V1 V2 V2 = I R2 = 0,018.4.10 = 72(V ) b) Khi K đóng D mằn R ta xem R chia thành điện trở Ra Rb Do điện trở tỉ lệ với chiều dài nên ta có: R a=Rb= R =5.103 (Ω) -Khi đó, mạch điện mắc (Ra//V1) nt (Rb//V2) U M Ra D Rb N K Điện trở tương đương mạch: V1 C V2 Ra R1 Rb R2 5.10 3.6.10 5.10 3.4.10 R= + = + = 4,9.10 = 4900Ω 3 3 Ra + R1 Rb + R2 5.10 + 6.10 5.10 + 4.10 U 180 ≈ 0,0367( A) Cường độ dòng điện qua mạch: I = = R 4900 Ra R1 5.10 6.10 R = = ≈ 2,727.10 (Ω) Tổng trở Ra V1: 1a 3 Ra + R1 5.10 + 6.10 -Vì Ra song song V1 nên số V1 hiệu điện nhánh gồm Ra V1 ⇒ V1=I.R1a=0,0367.2,727.103=99,824 (V) Số vôn kế V2: V2=U-V1=180-99,824=84,176 (V) c)Do mạch điện mắc (Ra//V1) nt (Rb//V2) nên ta có: U -Theo đề, số vôn kế ⇒ V2=V1= =90 V 17 GV: Nguyễn văn bình Vật lý Môn Trờng THPT Thạch Thành kinh nghiệm Sáng kiến Vỡ mch cú R1a nối tiếp R2b nên cường độ dòng điện qua Ra V1 cường độ dòng điện qua Rb V ⇒ V1 V = R1a R2b ⇔ R1a V1 = R2 b V2 ⇔ R1 Ra R R = b R1 + Ra R2 + Rb ⇔ 6.10 3.Ra 4.10 Rb = 6.10 + Ra 4.10 + Rb ⇔ 3Ra (4.10 + Rb ) = 2.Rb (6.10 + Ra )(*) Lại có: Ra+Rb=R ⇒ Ra=R-Rb=104-Rb thay vào phương trình (*) ta được: 3(104-Rb).(4.103+Rb)=2Rb(6.103+104 Rb) ⇔ Rb2+14.103Rb 12.107=0 ⇒ Mà R ≈ l nên: a Ra = = = b Rb ⇒ Vậy vị trí chạy 3/5 biến trở vơn kế có số II.2.3 Bài tập vận dụng: Bài 1:Dây dẫn Nicrom có đường kính tiết diện d=0,01mm Hỏi độ dài dây để R=10Ω Biết ρ=4,7.10-7 Ωm [2] Bài 2:Dây dẫn 200C có điện trở 54 Ω 2000 C có R=90 Ω.Tính hệ số nhiệt điện trở dây dẫn? [2] Bài 3: Cho mach điện hình vẽ Biết: R1 = Ω , R2 =2 Ω , R3 = Ω Tính điện trở tương đương mạch? [2] ĐS: R td = Ω Bài 4:Cho đoạn mạch gồm n điện trở R1 = Ω , R2 = Ω , , Rn = song Tìm điện trở tương đương mạch? ĐS: R td = Ω mắc song n [3] Ω n(n + 1) Bài 5: Cho mạch điện hình vẽ: Cho biết R1 = 18 GV: Nguyễn văn bình Vật lý Môn Trờng THPT Thạch Thành kinh nghiệm Sáng kiến R2 = R5 = 20 Ω ; R3 = R6 = 12 Ω ; R4 = R7 = Ω Tìm điện trở tương đương RAB mạch? [3] (Đáp số: RAB = 16 Ω ) Bài 6:Các đoạn dây đồng chất tiết diện uốn hình vẽ Điện trở AO OB R.Tính điện trở RAB? [3] Bài 7:Có hai loại điện trở Ω 7Ω.Tìm số điện trở loại cho ghép nối tiếp ta điện trở tổng cộng 95 Ω với số điện trở [2] II.3.CHỦ ĐỀ 3: ĐỊNH LUẬT OHM ĐỐI VỚI ĐOẠN MẠCH CHỨA NGUỒN II.3.1 Phương pháp giải: - Cần nắm công thức định luật Ohm cho toàn mạch: I= [1] - Chú ý cách mắc nguồn sơ đồ - Phân biệt rõ nguồn máy thu để sử dụng công thức thích hợp Khi mạch điện khơng cho chiều dịng điện cần giả sử chiều dịng điện để giải cách áp dụng định luật Ohm Khi giải cường độ dịng điện có giá trị dương chiều dịng điện chiều chọn, có giá trị âm chiều dịng điện ngược chiều chọn II.3.2 Bài tập mẫu: E ,r I Bài 1: Cho mạch điện hình vẽ Biết E 1=2,1V; E2=1,9V; r1=r2=1Ω; R3=45Ω; R1=R2=9Ω Xác R định cường độ dòng điện qua điện trở [2] E r 1 2, I3 R1 I2 R Giải: Giả sử chiều dịng điện hình vẽ, theo định luật Ohm ta có: I1 = = I2 = I3 = (1) = = (2) (3) Dựa vào chiều dòng điện mạch ta có: I3 = I1 + I2 19 GV: Nguyễn văn bình Vật lý Môn Trờng THPT Thạch Thành kinh nghiệm = + Sáng kiến = 5UAB = 2UAB + 90 UAB = 1,8 V (4) Thay vào (4) vào phương trình (1), (2), (3) ta được: I1 = = 0,03 A; I2 = = 0,01 A; I3 = = 0,04 A Vậy dòng điện chạy qua điện trở R1, R2, R3 có chiều chiều chọn có cường độ tương đương là: I1 = 0,03 A; I2 = 0,01 A; I3 = 0,04 A Bài 2: Một nguồn điện có suất điện động E = 18V, có điện trở r = mắc với mạch ngồi gồm bốn bóng đèn loại 6V-3W a) Tìm cách mắc để bóng đèn sáng bình thường b) Tính hiệu suất nguồn điện cách mắc Cách mắc lợi hơn? [2] Giải: a) Cường độ dòng điện định mức qua bóng đèn: Iđ = Pđ = = 0,5 A Khi bốn bóng đèn sáng bình thường tiêu thụ cơng suất định mức, cơng suất mạch ngồi ta xác định được: P = 4.3 = 12 W Lại có cơng suất mạch ngồi: P = I2R = R P R2 + (2 P r – E2) R + P r2 = Thay P = 12W, E = 18V, r = 6Ω ta được: R2 – 15R + 36 = Vì bóng đèn giống nên ta phải mắc chúng thành n dãy, dãy gồm m bóng đèn mắc nối tiếp n.m = Muốn bóng đèn sang bình thường cường độ dịng điện qua bóng phải đạt giá trị định mức Iđ Do đó: -Khi R = R1 = 3Ω cường độ dịng điện mạch là: I1 = số dãy là: n1 = = 2A = dãy số bóng đèn dãy là: m1 = = bóng -Khi R = R2 = 12 cường độ dịng điện chy mch l: 20 GV: Nguyễn văn bình Vật lý Môn Trờng THPT Thạch Thành kinh nghiệm I2 = số dãy là: n2 = S¸ng kiÕn  = 1A = dãy số bóng đèn dãy là: m1 = = bóng b) Hiệu suất nguồn điện: Với cách mắc thứ nhất: H1 = H I2 = A 33,3% E3 I1 I3 R3 R1 E1 Với cách mắc thứ hai: H2 = R2 = N 66,7% Như mắc theo cách thứ hai (mắc dãy gồm đèn nối tiếp) hiệu suất lớn hơn, mắc theo cách lợi Bài 3: Cho mạch điện hình vẽ Biết suất điện động nguồn e=3V, điện trở r=1Ω, điện trở R1=7Ω, R2=4Ω, dòng điện qua ampe kế Điện trở ampe kế không đáng kể a) Tính R3 b) Thay R3= =15Ω số ampe kế bao nhiêu? [3] Giải: a) Giả sử chiều dịng điện chạy hình vẽ Theo đề dịng điện qua ampe kế khơng, ta có: IA = I2 = =0 UNM + E1 = UNM = E1 = 3V Hay UMN = 3V Mạch điện gồm R1 , R3 nguồn E3 mắc nối tiếp I1 = I3 = I = Với E3 = 3e = 9V; r3 = 3r = 3Ω I1 = I = I = Lại có: I R3 = UMN ⇔ b) Thay R3 = R3 = 3⇒ R3 = 5Ω = 15Ω, áp dụng nh lut Ohm ta cú: 21 GV: Nguyễn văn bình Vật lý Môn Trờng THPT Thạch Thành kinh nghiệm I1 = = ; I2 = = S¸ng kiÕn  ; I3 = = Dựa vào chiều dòng điện mạch ta có: I3 = I1 + I2 ⇔ = ⇔ UNM +45 = UNM ⇔ + ⇒ UNM = = 4,1 V Từ ta có dịng điện qua ampe kế là: IA = I2 = = 0,22 A Vậy số ampe kế 0,22 A II.3.3 Bài tập vận dụng: Bài 1: Cho mạch điện hình vẽ: E = V, r = Ω, R1 = 20 Ω, R2 = 30 Ω, R3 = Ω Tính cường độ dịng điện qua điện trở hiệu điện đầu mạch [2] Bài : Cho điện trở R1 = R2 = 1200 Ω mắc nối tiếp vào nguồn điện có suất điện động E = 180V, điện trở khơng đáng kể Tìm số vơn kế mắc vào mạch theo sơ đồ bên Biết điện trở vôn kế RV = 1200 Ω [2] Bài 3: Cho : E = 48V, r = 0, R1 = Ω, R2 = Ω, R3 = Ω, R4 = 16 Ω a) Tính hiệu điện hai điểm M, N b) Muốn đo UMN phải mắc cực dương vôn kế vào đâu? [3] Bài 4:Cho mạch điện hình, nguồn điện có suất điện động E = 6,6V, điện trở r = 0,12Ω; bóng đèn Đ1 ( V – W ) Đ2 ( 2,5 V – 1,25 W ) a) Điều chỉnh R1 R2 cho đèn sáng bình thường Tính giá trị R1và R2 b) Giữ nguyên giá trị R1,điều chỉnh biến trở R2 cho có giá trị R 2’ = Ω Khi độ sáng bóng đèn thay đổi so với câu a? [3] II.4.CHỦ ĐỀ 3: CHỦ ĐỀ 4:CÔNG-CÔNG SUẤT-ĐINH LUẬT JUN-LENZ II.3.1 Phương pháp giải: Cơng cơng suất dịng điện đoạn mạch - Cơng dịng điện: A = Q.U = U.I.t - Cơng suất dịng điện: A P = =UI t Năng lượng công suất tiêu thụ đoạn mạch tỏa nhiệt 22 GV: Nguyễn văn bình Vật lý Môn Trờng THPT Thạch Thành kinh nghiệm Nhit lng: Q = A = UIt = RI 2t =  S¸ng kiÕn U2 t R Công công suất nguồn điện máy thu điện *Công, công suất, hiệu suất nguồn điện - Công nguồn điện: A= E.I.t - Công suất nguồn điện: P=E.I - Hiệu suất nguồn điện: H = U E *Chú ý: Công công suất nguồn điện công, công suất dịng điện tồn mạch củng cơng suất mà mạch điện tiêu thụ *Nguồn điện tiêu thụ phần điện để biến thành nhiệt điện trở Cơng, cơng suất, hiệu suất máy thu điện -Công tiêu thụ máy thu điện: A’=U.I.t=E’.I.t +r’.I2.t -Công suất tiêu thụ máy thu điện: P’=U.I=E’.I+r’.I2 E' -Hiệu suất máy thu điện: H = U ' +Chú ý: Công công suất nguồn điện cơng, cơng suất dịng điện tồn mạch củng cơng suất mà mạch điện tiêu thụ +Nguồn điện tiêu thụ phần điện để biến thành nhiệt điện trở Cơng cơng suất dịng điện đoạn mạch thụ điện A = U.I.t ; P = U.I -Định luật Jun – Lenz: Nếu đoạn mạch có điện trở (chuyển tồn điện dòng điện đoạn mạch thành nhiệt), ta có: Q = UIt = t = RI2t ; P = UI = = RI2 • Lưu ý: +Trên dụng cụ tiêu thụ điện, người ta thường ghi hai sô P đm (công suất định mức) Uđm (hiệu điện định mức) cần phải đặt vào để dụng cụ điện hoạt động bình thường, lúc dịng điện chạy qua mạch có cường độ định mức là: Iđm = +Khi có cân nhiệt Qtỏa = Qthu với Qthu tính Qthu = cm (t2 – t1) Qtỏa tính theo định luật Jun Lenz 23 GV: Nguyễn văn bình Vật lý Môn Trờng THPT Thạch Thành kinh nghiệm +Hiu sut sử dụng là:H = S¸ng kiÕn  100% [1] II.4.2 Bài tập mẫu: Bài 1: Người ta dùng ấm nhơm có khối lượng m = 0,4 kg, để đun lượng nước có khối lượng m = kg sau 20 phút nước sơi Bếp điện có hiệu suất H = 60% dùng mạng điện có hiệu điện U = 220V Nhiệt độ ban đầu nước t1 = 20o C, nhiệt dung riêng nhôm c1 = 920J/ (kg.K), nhiệt dung riêng nước c2 = 4,18 kJ/(kg.K) Hãy tính nhiệt lượng cần cung cấp cho ấm nước dòng điện chạy qua bếp điện [2] Giải: Nhiệt độ ban đầu nước: T1 = 20 + 273 = 293K Nhiệt độ sôi: T2 = 100 + 273= 373K Nhiệt dung riêng nước: c2 = 4180 J/(kg.K) Nhiệt lượng cần thiết để đun sôi nước: Q = (c1m1 + c2m2)(T2 T1) = (920.0,4 + 4180.2)(373 – 293)= 698240 J Nhiệt lượng bếp điện tỏa : Q’ = UIt Mà theo đề hiệu suất bếp điện là: Suy : I= = H= 60%, đó: Q = UIt = 4,4 A Bài 2: Một máy phát điện cung cấp điện cho động Suất điện động điện trở máy E = 25 V, r = Ω Dòng điện chạy qua động I = A, điện trở cuộn dây động R = 1,5 Ω Hãy tính : a) Cơng suất nguồn điện hiệu suất b) Cơng suất điện tiêu thụ tồn phần cơng suất học (có ích) động điện Hiệu suất động c) Giả sử động bị kẹt không quay được, dịng điện qua động có cường độ bao nhiêu? [3] Giải: a) Công suất nguồn điện :P = EI = 25.2 =50 W Hiệu suất :H = b) = = 92% Công suất tiêu thụ động : Công suất tỏa nhiệt động : Pđ = RI2 = 1,5.22 = W Công suất học động : Pc = Pđ Pn = 46 – = 40 W Hiệu suất động : Hđ = = = 87% 24 GV: Nguyễn văn bình Vật lý Môn Trờng THPT Thạch Thành kinh nghiƯm  S¸ng kiÕn c) Khi động bị kẹt, điện không chuyển thành được, dịng điện chạy qua cuộn dây động : = = = 10 A Bài 3: Một acquy có suất điện động E = V, điện trở r = 0,6 Ω nạp điện nguồn điện có hiệu điện U = 12 V Người ta mắc nối tiếp với acquy biến trở R để điều chỉnh cường độ dòng điện nạp a) Xác định điện trở biến trở R dòng điện nạp I1 = A b) Thời gian cần nạp t1 = Tính dung lượng acquy? c) Nếu dòng nạp I2 = 2,5 A thời gian cần nạp ? [2] Giải: a) Theo định luật Ohm ta có: ⇒ R= I1 = , với Ep = E = = 2,4 Ω b) Dung lượng acquy điện lượng nạp vào acquy thời gian giờ: q = I1t1 = 2.4 = A.h c) Thời gian cần nạp là: t2 = = = 3,2 h = 12 phút Bài 4: Cho bếp điện hoạt động với nguồn điện U = 220V có cơng suất P = 990W a) Tính R I bếp điện b)Nếu thay bếp động điện có cơng suất P=P’ = 990W hiệu suất động đạt 90% Tính suất điện động điện trở động cơ? [2] Giải: a) Bếp điện dụng cụ tiêu thụ điện , cấu tạo điện trở R có giá trị R= = = 48,89 Ω Cường độ dòng điện qua bếp điện : I= = = 4,5 A b) Cường độ dòng điện động điện : I= = = 4,5 A Mặc khác, ta có cơng suất động điện : P = EI + rI2 ⇔ 990 = E.4.r + r.4.r2 ⇔ E + 4,5r = 220 (1) 25 GV: Nguyễn văn bình Vật lý Môn Trờng THPT Thạch Thành kinh nghiệm Sáng kiến Li cú , hiệu suất động điện: H = ⇒ E = H.U = 90% 220 = 198 (V) Thay vào (1) ta được: r = = = 4,89 Ω Vậy suất điện động động là: E = 198 V, điện trở r = 4,89 Ω Bài 5:Cho sơ đồ mạch điện hình vẽ E = 12V, r = 2Ω a Cho R = 10Ω Tính cơng suất tỏa nhiệt R, nguồn, công suất nguồn, hiệu suất nguồn b Tìm R để cơng suất R lớn nhất? Tính cơng suất đó? c Tính R để cơng suất tỏa nhiệt R 36W [2] Giải: E, r R R1 R2 a) Tìm R để cơng suất mạch ngồi lớn tính công lớn (R = ? để PNmax ; PNmax = ?) Ta có : Cơng suất mạch PN = RI = E2 PN = R+r  ÷  R  = RE (R + r) I= E R+r E2 r    R+ ÷ R  Theo bất đẳng thức Cơ-si (Cauchy), ta có: ⇒ PNmax với R= r R R+ r ≥2 R R r =2 r R E2 tức R = r Dễ dàng tính PNmax = (2 r) = E2 4r b) Tìm giá trị R ứng với giá trị cơng suất tiêu thụ mạch ngồi xác định P E2 (với P < Pmax = ) 4r RE Từ P = RI2 = (R + r)2 ⇒ Phương trình bậc ẩn số R: PR2–(E – 2Pr)R + Pr2 = Ta tìm hai giá trị R1 R2 thỏa mãn  Chú ý : Ta có : R1.R2 = r II.4.3 Bài tập vận dụng: Bài Một ấm điện có hai dây dẫn R1 R2 để đun nước Nếu dùng dây R1 nước ấm sơi sau khoảng thời gian 40 phút Cịn dùng dây R 26 GV: Nguyễn văn bình Vật lý Môn Trờng THPT Thạch Thành kinh nghiệm Sáng kiến nc s sụi sau 60 phút Vậy dùng hai dây mắc song song ấm nước sơi sau khoảng thời gian ? (Coi điện trở dây thay đổi không đáng kể theo nhiệt độ) [2] Bài 2: Từ nguồn hiệu điện U, điện truyền dây dẫn đến nơi tiêu thụ Biết điện trở dây dẫn R=5Ω Công suất nguồn phát P=63kW Tính độ giảm dây, cơng suất hao phí dây hiệu suất tải điện a U=6200V b U=620V [2] Bài Một bếp điện sử dụng hiệu điện 220V, có cơng suất P=600W dùng để đun sơi 2l nước Từ 200C Hiệu suất bếp 80% a tính thời gian đun nước, điện tiêu thụ kWh ? b Dây bếp có đường kính d=0,2mm, ρ=4.10 -7Ωm quấn ống sứ hình trụ có đường kính d2=2cm Tính số vịng dây? [2] Bài :Hiệu điện lưới điện U=220V dân đến nơi tiêu thụ cách xa -8 l=100m hai dây dẫn Cu có ρ=1,7.10 Ωm Nơi tiêu thụ gồm 100 bóng đèn 75W bếp điện loại 1000W mắc song song.Tính đường kính dây dẫn biết hiệu điện dụng cụ lúc hoạt động U’=200V [3] Bài :Người ta dẫn dòng từ nơi sản xuất đến nơi tiêu thụ dây dẫn có điện trở tổng cộng R=1 Công suất hiệu điện nơi tiêu thụ P=11KW, U=220V.Tính: a.Cơng suất hao phí dây dẫn.(2,5KW) b.Hiệu suất dẫn điện(81,5%) [3] Bài 6: Bếp điện gồm hai điện trở R R mắc nối tiếp song song vào U không đổi Lúc đầu hai điện trở mắc nối tiếp sau chuyển sang song song: a.Công suất bếp điện tăng lên hay giảm lần? b.Tính R theo R để cơng suất bếp điện tăng lên hay giảm nhất? [3] 27 GV: Nguyễn văn bình Vật lý Môn Trờng THPT Thạch Thành kinh nghiệm Sáng kiến III KIỂM NGHIỆM Nội dung sáng kiến kiểm nghiệm qua thực tế giảng dạy trường cho thấy phù hợp với việc đổi phương pháp dạy học So sánh giảng dạy hai lớp 11 trường THPT Thạch Thành TT Lớp Sĩ Số GVCN 11B2 32 Thịnh Thị Lưu 11B3 42 Nguyễn Gia Thạch Điểm kiểm tra trước sau tác động lớp thực nghiệm: Lớp 11B2 STT Họ tên học sinh Điểm trước tác động Điểm sau tác động Nguyễn Tuấn Anh Trịnh Ngọc Cương Phạm Minh Cường Nguyễn Đình Thái Dũng Cao Văn Duy Bùi Mạnh Đạt Trương Minh Đặng Đạt 8 Phạm Thu Hà 5 Quách Thị Thu Hà 10 Bùi Khánh Hòa 11 Lê Tuyên Huấn 12 Nguyễn Thị Huệ 6 13 Trần Quang Huy 14 Nguyễn Thị Hường 15 Bùi Nhật Lệ 16 Bùi Thị Khánh Linh 17 Quách Thị Loan 18 Lê Bá Luận 19 Quách Công Quang 9.5 20 Tô Xuân Siêu 8 21 Trịnh Ngọc Tài 22 Ngơ Thị Tâm 23 Nguyễn Đình Tân 24 Quách Văn Tân 25 Vũ Mạnh Tân 26 Quách Công Thắng 27 Trần Đức Thắng 7 28 Bùi Thanh Thủy 28 GV: Nguyễn văn bình Vật lý Môn Trờng THPT Thạch Thành kinh nghiệm Sáng kiến 29 30 31 32 Bùi Thị Thúy Lê Văn Trường 5 Bùi Thiên Vương 9 Hoàng Việt ĐTB 6.25 7.48 Điểm kiểm tra trước sau tác động lớp đối chứng: Lớp 11B3 STT Họ tên học sinh Điểm trước tác động Điểm sau tác động Mai Duy An Nguyễn Thị Mai Anh Nguyễn Thị Vân Anh 10 Nguyễn Thị Vân Anh 4 Phan Đức Anh 6 Bùi Ngọc Ánh Đinh Đức Bình Lê Thị Hằng Bùi Thị Hiền 7 10 Bùi Quang Hiếu 11 Hoàng Thanh Hiếu 12 Vũ Thị Hòa 13 Trương Diệu Hoài 14 Lý Đức Hoàng 6 15 Bùi Thị Hồng 16 Cao Thị Hà Linh 17 Phương Ngọc Linh 5 18 Trịnh Khánh Linh 6 19 Quách Hà My 9,5 20 Phan Lương Nam 21 Nguyễn Thị Phương Nhung 22 Quách Thị Phượng 23 Bùi Đức Quý 24 Nguyễn Thị Thanh 25 Lê Thị Thảo 26 Mai Vũ Phương Thảo 27 Nguyễn Phương Thảo 28 Nguyễn Thị Thảo 6 29 Vũ Thị Hương Thảo 30 Đinh Thị Anh Thơ 31 Nguyễn Thị Thu 32 Lê Phương Thủy 29 GV: Nguyễn văn bình Vật lý Môn Trờng THPT Thạch Thành kinh nghiệm Sáng kiến 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 Trần Thị Thúy Trương Thị Thường 8 Nguyễn Thị Thủy Tiên 6 Đoàn Thị Trang 6 Nguyễn Quỳnh Trang Nguyễn Thị Thu Trang 7 Tống Thị Trang 6 Nguyễn Thị Vân 6 Phạm Mai Xuân Bùi Thị Xuân ĐTB 6.29 6.56 Trong trình nghiên cứu, để kiểm chứng độ tin cậy giải pháp áp dụng, người nghiên cứu sử dụng phép kiểm chứng T-test độc lập Nghiên cứu thực với hai lớp 11 trường THPT Thạch Thành hai lớp có lực học tương đương 11B2, 11B3 Kết kiểm chứng sau tác động lớp thực nghiệm có điểm trung bình 7,48 kết kiểm tra tương ứng lớp đối chứng có điểm trung bình 6,56 Như vậy, lớp tác động có điểm trung bình cao rõ rệt so với lớp đối chứng Kiểm chứng chênh lệch ĐTB T-test cho kết P = 0,00027, cho thấy: chênh lệch điểm trung bình nhóm thực nghiệm nhóm đối chứng có ý nghĩa, kết tác động ngẫu nhiên C PHẦN KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Vấn đề đổi phương pháp dạy học vấn đề xúc nhà trường Để việc dạy - hoc mơn Vật lí nói riêng mơn học nói chung đạt hiệu quả, đáp ứng yêu cầu đổi phương pháp giảng dạy, q trình thực hiện, tơi ý số điểm sau đây: Giáo viên cần đầu tư nhiều công sức việc làm đồ dùng dạy học, chọn lọc ví dụ đưa vào hợp lí, sử dụng chủ động sách giáo khoa, phương tiện dạy học có nhà trường đồ dùng tự làm, đặt hệ thống câu hỏi gợi mở, phù hợp với đối tượng học sinh Giáo viên cần khắc phục tình trạng dạy Vật lí trở thành lặp lại nhàm chán kiến thức sách giáo khoa, biến dạy Vật lí thành giảng lý thuyết sng (vì q sa đà ví dụ) 30 GV: Nguyễn văn bình Vật lý Môn Trờng THPT Thạch Thành kinh nghiệm Sáng kiến Trong cụng cuc đổi phương pháp dạy học, giáo viên cần nhận thức vai trị quan trọng có trách nhiệm cao công việc giảng dạy Để góp phần nâng cao chất lượng hiệu trình dạy học, Mỗi giáo viên cần phải tìm phương pháp giảng dạy tốt kinh nghiệm thành cơng, thất bại đồng nghiệp Riêng thân tôi, nhờ biện pháp dạy học phù hợp: sử dụng đồ dùng dạy học (máy chiếu đa năng, đồ tư duy, dạy học theo nghiên cứu học,…), đưa thêm ví dụ hợp lý vào dạy đặt hệ thống câu hỏi gợi ý cho học sinh, đạt kết cao dạy Nhờ biện pháp trên, phát huy khả tư học sinh giúp em vận dụng lí thuyết vào kĩ thực hành, mặt khác cho em niềm hứng thú riêng học môn Vật lí Đề tài dừng lại việc nghiên cứu chun đề nhỏ chương trình Vật lí phổ thơng Để góp phần nâng cao chất lượng giải tập, rèn luyện tư Vật lí học sinh, đề tài tiếp tục phát triển cho chun đề khác chương trình Vật lí phổ thơng Vì trình độ người viết có hạn, chắn phần trình bày cịn nhiều thiêú sót Rất mong Q bạn đọc vui lịng thơng cảm đóng góp ý kiến để phần trình bày trở thành tài liệu tham khảo có ích Tơi xin chân thành cảm ơn! Thạch Thành, ngày 15 tháng 04 năm 2018 XÁC NHẬN CỦA Tôi xin cam đoan SKKN THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ viết, khơng chép nội dung người khác Phó Hiệu Trưởng Người viết Đỗ Duy Thành Nguyễn Văn Bình TÀI LIỆU THAM KHẢO Lương Duyên Bình (Tổng chủ biên), Vũ Quang (chủ biên), Nuyễn xuân Chi, Đàm Trung Đồn, Bùi Quang Hân, Đồn Duy Hinh, Vật lí 11 Cơ Bản, Nhà xuất Giáo dục 2006 [1] 2.Bùi Quang Hân (Chủ biên), Đào Văn Cự, Phạm Ngọc Tiến, Nguyễn Thành Tương, Giải tốn vật lí 11, Nhà xuất giáo dục 2002 [2] 3.T internet [3] 31 GV: Nguyễn văn bình Vật lý M«n ... ròng rọc M? ?t vài kinh nghiệm hướng dẫn giải t? ??p chu kì lắc đơn chịu ảnh hưởng yếu t? ?? bên M? ?t vài kinh nghiệm bồi phần học M? ?t vài kinh nghiệm bồi dưỡng học sinh giỏi THPT Sở GD&? ?T phần nhi? ?t học... ph? ?t triển V? ?t lý học dẫn t? ??i xu? ?t nhiều ngành kỹ thu? ?t mới: Kỹ thu? ?t điện, kỹ thu? ?t điện t? ??, t? ?? động hố điều khiển học, cơng nghệ thơng tin… Do có t? ?nh thực tiễn, nên mơn V? ?t lý trường phổ thơng... ĐIỆN KHƠNG ĐỔI THEO CHỦ ĐỀ TRONG CHƯƠNG TRÌNH V? ?T LÝ LỚP 11 THPT” Đề t? ?i nhằm giúp học sinh khắc sâu kiến thức lí thuy? ?t, có hệ thống t? ??p phương pháp giải chúng, giúp em nắm cách giải t? ?? chủ động