Đề tài Giúp học sinh học tốt bài toán về mạch điện có chứa vôn kế qua chương trình tự chọn nâng cao Vật lí 9

Bước 2:Tính cường độ dòng điện qua mạch chính: U 18 I=I1=I2= AB =  1,5 A R AB 12 Bước 3:Tìm số chỉ của vôn kếHiệu điện thế cả mạch Uv=UAB=I.RAB=1.5x16=24v *Tóm lại để giải một bài toán [r]

PHOØNG GIAÙO DUÏC HUYEÄN NUÙI THAØNH TRƯỜNG TRUNG HỌC CƠ SỞ TAM HIỆP ************************** SAÙNG KIEÁN KINH NGHIEÄM TÊN ĐỀ TAØI GIUÙP HOÏC SINH HOÏC TOÁT BAØI TOÁN VỀ MẠCH ĐIỆN CÓ CHỨA VÔN KẾ QUA CHƯƠNG TRÌNH TỰ CHỌN NÂNG CAO VÂT LÍ Taùc giaû: LEÂ VAÊN DUAÅN Tổ:Khoa học tự nhiên I Đơn vị:Trường THCS Tam Hiệp NAÊM HOÏC :2006 -2007 Lop7.net PHOØNG GIAÙO DUÏC HUYEÄN NUÙI THAØNH *************************** SAÙNG KIEÁN KINH NGHIEÄM TÊN ĐỀ TAØI GIUÙP HOÏC SINH HOÏC TOÁT BAØI TOÁN VỀ MẠCH ĐIỆN CÓ CHỨA VÔN KẾ QUA CHƯƠNG TRÌNH TỰ CHỌN NÂNG CAO VÂT LÍ NAÊM HOÏC :2006 -2007 Lop7.net ĐỀ TÀI:GIUÙP HOÏC SINH HOÏC TOÁT BAØI TOÁN VỀ MẠCH ĐIỆN CÓ CHỨA VÔN KẾ QUA CHƯƠNG TRÌNH TỰ CHỌN NÂNG CAO VÂT LÍ I /ĐẶT VẤN ĐỀ: Qua quá trình dạy tự chọn môn vật lí lớp nhiều năm tôi nhận thấyTrong các dạng toán mạch điện thì dạng toán mạch điện có chứa dụng cụ đo điện là dạng toán khó.Nhưng các loại mạch điện có chứa hai loại dụng cụ đo thông dụng thì mạch điện có chứa vôn kế là khó.Học sinh không tự định hướng mạch điện có chứa vôn kế thì tiến hành các bước giải nào?Lập luận sao? Qua quá trình nghiên cứu tìm tòi tôi nhận thấy các bài toán mạch điện có chứa vôn kế dù có hàng trăm bài thì nó tập trung số dạng ñònh Qua bài viết này tôi muốn trao đổi với các bạn đồng nghiệp số nội dung chủ đề trên mà tôi đã tìm hiểu II/GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ: Qua nghiên cứu các dạng toán mạch điện có chứa vôn kế Tôi nhận thấy các dạng toán mạch điện có chứa vôn kế quy dạng là: *Vôn kế có điện trở vô cùng lớn *Vôn kế có điện trở là giá trị xác định 1/Dạng 1:Vôn kế có điện trở vô cùng lớn: Để giải bài toán thuộc dạng này học sinh phải nắm rằng:Vôn kế cho biết hiệu điện hai điểm mà nó vừa nối vào Ta khơng xét dòng điện qua voân keá Trong loại toán dạng này lại chia thành các dạng sau: a/Tìm số vôn kế mắc vào đoạn mạch điện: Đây là dạng toán đơn giản tìm số vôn kế là tìm hiệu điện hai ñieåm maø voân keá maéc vaøo *Víduï 1:Cho maïch ñieän nhö hình veõ: A R1 C R2 B Biết R1=8  ;R2=4  ,UAB=6v.Tìm số vôn kế biết vôn kế có điện trở vô cùng lớn Lop7.net Để giải bài này học sinh cần làm theo các bước sau: Bước 1:Tính điện trở tương đương đoạn mạch AB RAB=R1+R2=8+4=12(  ) Bước 2:Tính cường độ dòng điện qua mạch chính: U I=I1=I2= AB =  0,5( A) R AB 12 Bước 3:Tính hiệu điện hai điểm C,B (đây chính là số vôn kế) Uv=UCB=I2.R2=0.5x4=2(v) *Ví duï 2:Cho maïch ñieän nhö hình veõ: Bieát R1=12  ;R2=4  ,UAc=18v.Tìm soá chæ cuûa voân keá A R1 C R2 B Để giải bài toán này học sinh cần: Bước 1:Tính điện trở đoạn mạch AB: RAB=R1+R2=12+4=16(  ) Bước 2:Tính cường độ dòng điện qua mạch chính: U 18 I=I1=I2= AB =  1,5( A) R AB 12 Bước 3:Tìm số vôn kế(Hiệu điện mạch) Uv=UAB=I.RAB=1.5x16=24(v) *Tóm lại để giải bài toán thuộc dạng này học sinh cần phải thực theo bước cô baûn sau: Bước 1:Tính điện trở đoạn mạch Học sinh cần phải nắm vững đoạn mạch đã cho thuộc loại đoạn mạch nối tiếp mà áp dụng công thức tương ứng(RAB=R1+R2+ +Rn) Bước 2:Tính cường độ dòng điện qua mạch chính: Học sinh cần phải nắm vững đoạn mạch đã cho thuộc loại đoạn mạch nối tiếp mà áp dụng công thức tương ứng ( I=I1=I2= =In) Bước 3:Tìm số vôn kế Học sinh cần nắm vững công thức định luật ôm để áp dụng tính hiệu điện (U=I.R) Bài tương tự : Mời các bạn vận dụng nguyên tắc trên để giải bài tập sau: Lop7.net *Baøi taäp:Cho maïch ñieän nhö hình veõ: A R1 C R2 R3 B R4 Bieát R1=8  ,R2=15  ,R3=5  ,R4=10  UBC=5V.Tìm soá chæ cuûa voân keá Đáp số :Uv=11(v) b/Dạng toán biết số vôn kế tìm các đại lượng khác: *Ví dụ 1:Các điện trở R 1; R2;R3,với R3= R1 ghép vào hai điểm A,B hình vẽ.Biết các vôn kế có điện trở lớn.Số vôn kế V1 là 21 V,Của vôn kế V2 là 12 vôn.Tìm hiệu điện hai điểm A,B A R1 C R2 D R3 B Để giải bài toán này học sinh phải vẽ lại mạch điện Do vôn kế có điện trở lớn nên dòng điện không qua nó nên ta có thể bỏ các đoạn dây dẫn nối vôn kế với các điểm A và D;C và B.Do đó mạch điện đã cho goàm R1ntR2ntR3 A Neân I=I1=I2=I3 R1 C R2 D R3 B U U1  => maø R1=4R3 => U3=U1/4 (1) R3 R1 Theo đề bài cho số các vôn kế là 21V và 12V nên tacó: U1+U2=21(2) U2+U3=12(3) Giải hệ (1);(2) và (3) ta U1=12V;U2=9V;U3=3V Hiệu điện hai điểm A,B làUAB=U1+U2+U3=12+9+3=24V *Ví dụ2:Cho mạch điện hình vẽ,hiệu điện hai điểm A,B không đổi.Khi đóng và mở khoá K vôn kế hai giá trị là U1và U2.Biết R1=4R2 và vôn kế có điện trở lớn.Tính UBD theo U1và U2 Lop7.net B R0 C R2 R1 D K Để giải bài toán này học sinh cần vẽ lại mạch điện K đóng và K mở,lưu ý không tính doøng ñieän khoâng ñi qua voân keá,soá chæ cuûa voân keá cho bieát hieäu ñieän hai điểm B,D Khi k mở ta có sơ đồ: B R0 C R2 D U1 U1 U R  ( R0  R ) R0 R0 R2 U R1 U  Neân R0= (1) U BD  U U BD  U U BD  U1+ Khi K đóng ta có sơ đồ mạch điện sau: B R0 C R2 D R1 U BD U R2 R1 U  U2  U 2 0,8 R1 R0 ( R2  R1 ) R0 Neân R0= 0,8 R1 U (2) U BD  U Từ (1) và (2) ta có:UBD= 4U U 5U  U Qua phân tích hai ví dụ trên ta nhận thấy để giải các bài tập thuộc loại này là lợi dụng ta xem dòng điện không qua vôn kế để vẽ lại mạch điện đó mạch điện đơn giản và dễ tính toán *Ví duï 3:Cho maïch ñieän nhö hình veõ: Bieát R1=2  ,R2=8  ,R4=20  Vôn kế có điện trở lớn số A Tính R3 Lop7.net R1 C R2 B R3 R4 Vì vôn kế có điện trở lớn nên xem dòng điện không qua nó và vôn kế chæ soá neân ;UCD=0 hay UC=UD neân ta coù maïch caân baèng R1 C R2 A B R3 D Và đó UAD=UAC,UBC=UBD ,I1=I2 , I3=I4 R1 R3 R R 2.20   R3    5() R2 R4 R2 R4 Neân Bài tương tự : Mời các bạn vận dụng nguyên tắc trên để giải các bài tập sau: Cho mạch điện hình vẽ,hiệu điện hai điểm A,B không đổi.Khi đóng và mở khoá K vôn kế hai giá trị là U1=12vôn và U2=10 vôn.Biết ø vôn kế có điện trở lớn.Tính UAB A R0 C 4R R B K Đáp số UAB=24(vôn) 2/Dạng2:Vôn kế có điện trở là giá trị hữu hạn: Loại toán thuộc dạng này lại chia thành các dạng nhỏ sau: a/Dạng toán:Biết vôn kế có điện trở là giá trị cụ thể :Rv=a.Tìm số chæ cuûa voân keá Để tìm hiểu dạng toán này ta xét các ví dụ sau: *Ví duï:Cho maïch ñieän nhö hình veõ Điện trở các vôn kế là: Rv1=6000  ,Rv2=4000  ,R=10000  U=180V.Khi k mở các vôn kế bao nhieâu? U R A B D,K Lop7.net Vì k mở nên ta có mạch điện U R A Ta coù V1 vaø V2 maéc noái tieáp neân Iv1=Iv2= B U v1 Rv1   (1) U v Rv 2 maø Uv1+Uv2=180(2) Từ (1) và (2) ta có Uv1=108v,Uv2=72v.Vậy vôn kế V1 108vôn,Vôn kế V2 72 voân Qua ví dụ trên ta thấy để giải dạng bài tập này học sinh cần: - Veõ laïi maïch ñieän -Tính điện trở mạch điện có chứa vôn kế -Tính cường độ dòng điện chạy qua vôn kế -Tính số vôn kế b/Dạng toán:Biết vôn kế có điện trở nhỏ phụ thuộc vào điện trở khác cho trước Đây là dạng toán thường có các đề thi học sinh giỏi tỉnh các năm qua.Để nghiên cứu dạng toán này ta xét các ví dụ sau: *Ví dụ:Có điện trở giống mắc nối tiếp nhö hình veõ.Hieäu ñieän theá UAB=66voân.Khi noái voân keá vaøo hai ñieåm A vaø D thì voân keá chæ 22voân.Hoûi noái voân keá vaøo hai ñieåm A vaø C thì voân keâ chæ bao nhieâu? A R C R D R Để giải bài tập này ta làm sau: Khi mắc vôn kế vào hai điểm A và D ta có sơ đồ: A Vaø RAD= R C R D R R.Rv đó Rv là điện trở vôn kế R  Rv Lúc đó điện trở đoạn mạch AB là R.Rv RAB=RAD+RBD= +2R R  Rv Lop7.net R B R B U AB 66  2R.R v R AB  2R 2R  R v R.Rv 66 Ta laïi coù:UAD=I.RAD Hay 22= (1) 2R.R v R  Rv  2R 2R  R v Cường độ dòng điện qua mạch chính:I= Biến đổi hệ thức (1) ta có Rv=2R Khi vôn kế mắc vào hai điểm A,C ta có sơ đồ: A Khi đó RAC= R C R D R R B R.Rv R.2 R 2R   R  Rv R  R 11R 66 18   11R R Điện trở đoạn mạch AB lúc nàyR/AB=RAC+3R= Doøng ñieän qua maïch chính luùc naøy I/= U AB R / AB Soá chæ cuûa voân keá luùc naøy:UAC=I/.RAC= 12(voân) Qua quá trình giải bài toán trên ta nhận thấy để giải bài toán ta phải làm theo các bước sau Bước 1:Vẽ lại sơ đồ mạch điện(đây là bước quan trọng giúp các em có thể tính điện trở mạch đoạn mạch nhỏ) Bước 2:Dựa vào các kiện đã biết tính điện trở vôn kế theo điện trở đã cho Bước 3:Tính số vôn kế cách cách thực lại qui trình giống bước và Bài tương tự: Mời các bạn vận dụng nguyên tắc trên để giải bài tập sau: Lop7.net Có điện trở giống mắc nối tiếp hình vẽ.Hiệu điện UAB=132voân.Khi noái voân keá vaøo hai ñieåm A vaø C thì voân keá chæ 44voân.Hoûi noái voân keá vaøo hai ñieåm A vaø D thì voân keâ chæ bao nhieâu? A R Đáp số UAD=24Vôn D R C R R B III/KẾT THÚC VẤN ĐỀ 1/Keát quaû: Sau giáo viên thực qui trình dạy trên thì chất lượng học tập học sinh môn tự chọn môn học có liên quan nâng lên qua bảng thoáng keâ sau: Naêm hoïc 2005-2006 2006-2007 Lớp 9 Số lượnghọc sinh 35 41 Gioûi 12 18 Khaù 18 20 TB 2/Baøi hoïc kinh nghieäm: Khi tiến hành dạy chương trình tự chọn người giáo viên cần phải: <1>Xây dựng chương trình tổng quát <2>Khai thác hết các yêu cầu mà nội dung tổng quát có thể đụng đến <3>Định hướng dạng toán và xây dựng qui trình giải dạng <4>Xây dựng hệ thống bài toán tương tự *Tuy đãcó nhiều cố gắng viết bài này khả còn hạn chế nên có lẽ còn nhiều thiếu sót.Mong các đồng nghiệp góp ý để nội dung phong phú hơn.Xin chân thành cảm ơn các đồng nghiệp PHIEÁU NHAÄN XEÙT CỦA HỘI ĐỒNG NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRƯỜNG: Tên đề tài SKKN: Lop7.net Teân taùc giaû: Ñôn vò: Nhận xét hội đồng nghiên cứu khoa học: 1/Hình thức: 2/Noäi dung: a)Tính thực tiễn: b)Tính khoa hoïc: c)Tính saùng taïo: d)Tính hieäu quaû: Xếp loại: ,ngaøy thaùng3 naêm 2007 Người chấm thứ Người chấm thứ Chuû tòch HDDNCKH Lop7.net