Phương pháp giải bài tập về mạch điện có biến trở môn vật lí 9 trường THCS quảng đại

MỤC LỤC Mục 1.1 1.2 1.3 1.4 2.1 2.2 2.3 2.4 3.1 3.2 Tran g MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Cơ sở lí luận sáng kiến kinh nghiệm Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm Các sáng kiến kinh nghiệm giải pháp sử dụng để giải vấn đề Hiệu sáng kiến kinh nghiệm hoạt động giáo dục, với thân, đồng nghiệp nhà trường KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ Kết luận Kiến nghị Tài liệu tham khảo 3 3 4 15 16 17 18 MỞ ĐẦU 1.1 Lí chọn đề tài : Nghị Hội nghị Trung ương khóa XI đổi bản, toàn diện giáo dục đào tạo mục tiêu cụ thể : Đối với giáo dục phổ thơng, tập trung phát triển trí tuệ, thể chất, hình thành phẩm chất, lực cơng dân, phát bồi dưỡng khiếu, định hướng nghề nghiệp cho học sinh Phát triển khả sáng tạo, tự học, khuyến khích học tập suốt đời Bảo đảm cho học sinh có trình độ trung học sở có tri thức phổ thông tảng, đáp ứng yêu cầu phân luồng mạnh sau trung học sở Nâng cao chất lượng giáo dục nói chung chất lượng mơn Vật lí trường THCS Quảng Đại nói riêng địi hỏi phải đổi phương pháp dạy học việc đổi phương pháp dạy học yếu tố quan trọng nhằm phát huy tính tích cực học sinh, nêu cao ý thức tự giác, tự tìm tịi kiến thức để nâng cao hiểu biết Xét cho công việc giáo dục phải tiến hành sở tự nhận thức, tự hành động, việc khơi dậy phát triển ý thức lực tư duy, bồi dưỡng phương pháp tự học đường phát triển tối ưu giáo dục Cũng mơn học khác, học Vật lí lại cần phát triển lực tích cực, lực tư học sinh để khơng phải biết mà cịn phải hiểu để giải thích tượng vật lí áp dụng kiến thức kỹ vào hoạt động sống gia đình cộng đồng Đối với mơn Vật lí lớp nói, việc học sinh nắm vững kiến thức, biết vận dụng kiến thức vào thực tiễn sống có nhiều khó khăn là; sở vật chất (màn chiếu, ti vi, mạng internet, phòng thực hành, ) đồ dùng dạy học (thiếu, hư hỏng, chất lượng kém, ) chưa đáp ứng yêu cầu dạy học thực tế Tuy nhiên, việc sử dụng phương pháp dạy học phù hợp điều kiện nhà trường để đảm bảo chất lượng học sinh điều quan trọng Những tập Vật lí thường vấn đề khơng q phức tạp, giải suy luận lơ gíc, tính tốn thực nghiệm dựa sở quy tắc, phương pháp học Việc giải tập Vật lí giúp học sinh đào sâu, mở rộng kiến thức giảng, xây dựng củng cố kỹ kỹ xảo vận dụng lý thuyết vào thực tiễn, biện pháp quí báu để phát triển lực tư học sinh, có tác dụng sâu sắc mặt giáo dục tư tưởng, đạo đức lớn Vì việc giải tập Vật lý mục đích cuối khơng phải tìm đáp số, điều quan trọng cần thiết, mục đích việc giải chỗ người làm tập hiểu sâu sắc khái niệm, định luật Vật lí, vận dụng chúng vào vấn đề thực tế sống, lao động Phần điện học lớp Chương I Học kì I có 23 tiết, có tiết học “Biến trở - Điện trở dùng kĩ thuật” học sinh vận dụng kiến thức làm tập có biến trở gặp khó khăn Xuất phát từ lý trên, tơi thấy việc rèn luyện kỹ cho học sinh giải tập việc làm cần thiết Vì vậy, tơi chọn đề tài “Phương pháp giải tập mạch điện có biến trở mơn Vật lí trường THCS Quảng Đại” làm đề tài sáng kiến kinh nghiệm 3 1.2 Mục đích nghiên cứu: Hình thành cho học sinh cách tổng quan phương pháp giải tập Mạch điện có biến trở trường THCS Quảng Đại, từ em vận dụng cách thành thạo linh hoạt việc giải tập thuộc dạng này, nâng cao hiệu tập, giúp em nắm vững kiến thức để vận dụng vào sống cách thiết thực có hiệu 1.3 Đối tượng nghiên cứu : + Các dạng tập mạch điện có biến trở + Nghiên cứu lí luận phương pháp giải tập Vật lí có chứa biến trở + Nghiên cứu lí luận sử dụng tập Vật lí dạy học Vật lí + Nghiên cứu chương trình nội dung kiến thức phần Điện học học Vật lí cấp THCS + Nghiên cứu tình hình dạy học Vật lí Đặc biệt quan tâm đến hoạt động sử dụng tập Vật lí 1.4 Phương pháp nghiên cứu: Để thực đề tài sử dụng phương pháp nghiên cứu chủ yếu sau: 1/ Phương pháp tổng kết kinh nghiệm dạy học 2/ Phương pháp điều tra, phân tích, so sánh Ngồi cịn sử dụng phương pháp hỗ trợ sau; - Phương pháp trò chuyện với đồng nghiệp, học sinh - Phương pháp đọc sách tài liệu tham khảo NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1 Cơ sở lí luận sáng kiến kinh nghiệm: Bài tập Vật lí giúp học sinh hiểu, khắc sâu thêm phần lý thuyết đặc biệt giúp học sinh có phương pháp giải tập Biết vận dụng kiến thức Vật lí để giải nhiệm vụ học tập vấn đề thực tế đời sống thước đo mức độ hiểu biết, kĩ học sinh Bài tập Vật lí giúp học sinh hiểu sâu qui luật vật lí, tượng vật lí, tạo điều kiện cho học sinh vận dụng linh hoạt, tự giải tình cụ thể khác nhau, để từ hồn thiện mặt nhận thức tích lũy thành vốn riêng Muốn làm tập Vật lí, học sinh phải biết vận dụng thao tác tư duy, so sánh, phân tích, tổng hợp, khái qt hóa để xác định chất vật lý, sở chọn cơng thức thích hợp cho tập cụ thể Vì tập Vật lí cịn phương tiện tốt để phát triển tư duy, óc tưởng tượng, sáng tạo, tính tự lực suy luận Bài tập Vật lí hình thức củng cố, ơn tập mở rộng sâu vào trường hợp riêng lẻ định luật mà nhiều nhắc lại nhiều lần phần lý thuyết làm cho học sinh nhàm chán Khi làm tập, học sinh bắt buộc phải nhớ lại kiến thức học vận dụng, đào sâu kiến thức, đứng mặt điều khiển hoạt động nhận thức học sinh phương tiện tự kiểm tra kiến thức, kĩ học sinh Trong việc giải tập, học sinh tự giác, say mê tìm tịi cịn có tác dụng rèn luyện cho em đức tính tốt tinh thần tự lập, vượt khó, tính cẩn thận, tính kiên trì, đặc biệt tạo niềm vui trí tuệ học tập 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm Qua nhiều năm giảng dạy Vật lí trường THCS Quảng Đại, học sinh vấn đề giải sửa tập Vật lí gặp khơng khó khăn học sinh thường khơng nắm vững lý thuyết, khơng có luyện tập, tập lớp (phân phối chương trình Vật lí lớp 8) có (Vật lí 9), chưa có kỹ vận dụng kiến thức Vật lí Vì em giải tập cách mị mẫm, khơng có định hướng rõ ràng, áp dụng cơng thức máy móc nhiều khơng giải được, có nhiều ngun nhân: - Học sinh chưa biết phương pháp để giải tập Vật lí - Chưa có kỹ tốn học cần thiết để giải tập Vật lí - Chưa xác định mục đích việc giải tập tìm từ câu hỏi điều kiện tốn, xem xét tượng vật lí nêu đề tập để từ nắm vững chất vật lí, xác định mối liên hệ cho phải tìm 2.3 Các sáng kiến kinh nghiệm giải pháp sử dụng để giải vấn đề Những kiến thức liên quan: a) Biến trở: Là điện trở thay đổi trị số sử dụng để điều chỉnh cường độ dòng điện mạch b) Kí hiệu biến trở : - Kí hiệu biến trở bình bên - Biến trở mắc nối tiếp, mắc song song mắc hỗn hợp với phần tử mạch điện - Biến trở dùng để chia điện áp dùng để điều chỉnh cường độ dòng điện qua mạch - Nếu giá trị biến trở tăng dịng điện qua biến trở giảm Ngược lại, giá trị biến trở giảm dịng điện qua biến trở tăng - Khi sử dụng biến trở, ta phải ý tới hai giá trị R Rmax nó, mà cịn phải ý đến cường độ dòng điện cực đại Imax qua biến trở c) Cơng thức bản: + Hệ thức định luật Ơm: I = U R + Hệ thức định luật Ôm đoạn mạch nối tiếp song song Đoạn mạch gồm n điện trở Đoạn mạch gồm n điện trở mắc nối tiếp Cường độ dòng điện I1 = I2 = I3 = = In Hiệu điện thế: U = U1 + U2 + U3 + + Un Điện trở tương đương : R = R1 + R2 + R3 + + Rn mắc song song Cường độ dòng điện I = I1 + I2 + I3 + + In Hiệu điện thế: U = U1 = U2 = U3 = = Un Điện trở tương đương: 1 1 = + + + R R1 R2 Rn Hiệu điện hai đầu Cường độ dòng điện chạy qua điện trở tỉ lệ thuận với điện trở điện trở tỉ lệ nghịch với điện trở U R1 = U R2 I R2 = I R1 + Cơng suất dịng điện : P = U.I = I2R = U2 R + Công dòng điện: A = UIt = I2Rt + Ý nghĩa số ghi dụng cụ điện : Trên dụng cụ điện thường ghi số : 12V – 6W; 220V – 60W; Cho biết : Hiệu điện định mức – công suất định mức (Uđm - Pđm), Trong đó: + Uđm hiệu điện định mức dụng cụ điện + Pđm công suất định mức dụng cụ điện + Iđm cường độ dòng điện định mức dụng cụ điện Điều kiện đề dụng cụ hoạt động bình thường: U = Uđm => I = Idm P = Pđm + Tam thức bậc hai : f(x) = ax2 + bx + c * Nếu a > : Hàm số nghịch biến đoạn x < Hàm số đồng biến đoạn x > - b 2a b 2a Hàm số đạt giá trị nhỏ x = - b 2a * Nếu a < : Hàm số đồng biến đoạn x < - b 2a b 2a b Hàm số đạt giá trị lớn x = 2a Hàm số nghịch biến đoạn x > - b) Các cách thông thường sử dụng để mắc biến trở vào mạch điện + Biến trở A mắc nối tiếp R1 B Rb + Biến trở Đ Đ2 mắc vừa nối tiếp vừa song song B A Đ1 B Rb Rb + Biến trở mắc vào mạch cầu D M N Các dạng giải tập mạch điện có biến trở Dạng 1: Biến trở mắc nối tiếp với bóng đèn điện trở khác Ví dụ : Một bóng đèn sáng bình thường có điện trở Rđ = 7,5 Ω C cường độ dịng điện chạy qua A B I = 0,6 A Bóng đèn mắc nối Đ tiếp với biến trở chúng mắc vào Hiệu điện U = 12 V Phải điều chạy C để RAC có giá trị để đèn sáng bình thường ? Lời giải Vì Rđ nt RAC nên Iđ = IAC = 0,6 A Hiệu điện hai đầu bóng đèn : U đ = I đ Rđ = 0,6.7,5 = 4,5 (V ) Hiệu điện hai đầu A, C : UAC= U – Uđ = 12 – 4,5 = 7,5 (V) Điện trở RAC : U AC 7,5 = = 12,5 (Ω) I AC 0,6 Vậy phải điều chỉnh chạy C để RAC = 12,5 Ω đèn sáng bình R AC = thường Ví dụ 2: Cho mạch điện (như hình vẽ) có UAB = 12 V , dịch chuyển chạy C A cường độ dịng điện qua R1 thay đổi từ R1 0,24 A đến 0,4 A Hãy tính giá trị R1 giá trị lớn biến trở? A Hướng dẫn Do R1 nt Rb nên : + Khi Rb = => I1 = 0,4A giá trị lớn UAB = U1 = 12 V Ta có : B Rb R1 = U I1 = 12 = 30(Ω) 0,4 + I = 0,24 A giá trị nhỏ nên : Rtđ = R1 + Rb U 12 AB Điện trở tương đương đoạn mạch : Rtđ = I = 0,24 = 50(Ω) Suy : Rb = Rtđ - R1 =50 – 30 = 20( Ω ) Giá trị lớn biến trở 20 Ω Ví dụ : Cho mạch điện (như hình vẽ) Đèn loại V – W , UMN = 12 V Đ C A B không đổi Rb a) Khi điện trở biến trở Rx= 20 Ω Hãy tính cơng suất tiêu thụ đèn cho biết độ sáng đèn ? b) Muốn đèn sáng bình thường phải điều chỉnh chạy cho R’x = ? Bài giải : a) Vì Rđ nt Rx nên Rx = 20 Ω : Rtđ = Rđ + Rx = Rđ + 20 U dm 62 = = 10(Ω) ⇒ Rtđ= 10 + 20 = 30 ( Ω ) mà Rđ = Pdm 3, U 12 = 0, 4( A) ⇒ I = MN = Rtd 30 ⇒ Pđ = I Rđ = 0,42 10 = 1,6 ( W ) Ta thấy Pđ < Pđm đèn tối bình thường P 3, dm b) Để đèn sáng bình thường ⇔ Iđm = U = = 0, ( A) dm ‘ Vì mạch nối tiếp, Iđ = I tm Nên I ‘ tm = 0,6 A U MN 12 = = 20 (Ω) ⇒ Rx ' = 20 − Rd = 20 − 10 = 10(Ω) ' I 0, Vậy phải điều chỉnh chạy C cho R ’x = 10 Ω đèn sáng bình ⇒ R’tđ= Rđ + R’x = thường Ví dụ : Cho mạch điện (như hình vẽ) Bóng đèn loại 6V – 3,6W, UMN = 12V không đổi Đ R’x N M a) Khi điện trở biến trở R x = 20 Ω Hãy tính cơng suất tiêu thụ đèn cho biết độ sáng đèn ? b) Muốn đèn sáng bình thường phải điều chỉnh chạy cho R’x = ? Bài giải: 1-Khi Rx = 20 Ω ⇒ Rtđ = Rđ + Rx = Rđ + 20 (vì mạch nối tiếp) Mà Rđ = U đm U 62 12 = = 10(Ω) ⇒ Rtđ = 10 + 20 = 30(Ω) ⇒ I = MN = = 0,4( A) Pđm 3,6 Rtđ 30 Cơng suất tiêu thụ đèn là: Pđ = I2 Rđ = 0,42 10 = 1,6 (W) Ta thấy Pđ < Pđm nên đèn sáng yếu mức bình thường 8 P 3,6 đm 2- Để đèn sáng bình thường ⇔ I đm = U = = 0,6( A) đm U 12 MN Vì Rđ nt Rx nên Iđ I’tm ⇒ I’tm =0,6A ⇒ R’tđ = Rđ + R’x = I ' = 0,6 = 20(Ω) tm ⇒ R’x = 20 – Rđ = 20 – 10 = 10 ( Ω ) Vậy để đèn sáng bình thường phải điều chỉnh chạy C cho R’x = 10 Ω Ví dụ 6: Cho mạch điện (như hình vẽ) Khi chạy C vị trí A vơn kế 12V R A C B M N Khi chạy C vị trí B vơn kế 7,2V V Tính giá trị điện trở R (Biết biến trở có ghi 20 Ω - 1A) Hướng dẫn: Tương tự VD2, C trùng với A ⇒ vôn kế giá trị lớn nghĩa UMN Rtđ = R (vì RAC = 0) Khi C trùng với B ⇒ RAC số ghi biến trở ⇒ Học sinh dễ dàng giải toán Bài giải: - Khi chạy C trùng với A ta có: R AC = ⇒ Rtđ = R vơn kế 12V nghĩa UMN = 12V - Khi chạy C trùng với B ta có: R AC = 20 Ω ( số ghi biến trở) vơn kế 7,2V ⇒ UR = 7,2V ⇒ UAC = UMN – UR = 12 – 7,2 = 4,8(V) ⇒ I AC = U AC 4,8 = = 0,24( A) R AC 20 Vì mạch nối tiếp nên IR = IAC = 0,24 A Vậy : R= UR 7,2 = = 30(Ω) IR 0,24 Bài tập tương tự Bài : Cho mạch điện nh hình vẽ AB C biến trở có chạy C Lúc đầu đẩy A B chạy C sát điểm B để biến trở có điện trở lớn a, Khi dịch chuyển chạy C Đ phía A độ sáng bóng đèn thay đổi nh nào? Giải thích ? b, Biết điện trở bóng đèn R đ = 18 Ω Điện trở toàn phần biến trở 42 Ω chạy C AB Hiệu điện nguồn cung cấp 46,8V Tính cường độ dịng điện qua đèn A B Bài : Cho mạch điện nh hình vẽ , bóng đèn có hiệu điện định mức 24 V cờng độ dòng điện định mức 0,6 A , Đ M N đợc mắc với biến trở chạy để sử dụng với nguồn điện có hiệu điện không đổi 30 V a, Để dèn sáng bình thờng phải điều chỉnh biến trở ? b, Nếu biến trở có điện trở lớn 40 Ω đèn sáng bình thờng dòng điện chạy qua phần trăm (%) tổng số vòng dây biến trở Bài : Hai bóng đèn có hiệu điện định mức U = U2 = V Khi sáng bình thờng bóng dèn có điện trở tơng ứng R1 = Ω R2 = 12 Ω Cần mắc hai bóng với biến trở vào hiệu điện U = 9V để hai bóng sáng bình thường Vẽ sơ đồ mạch điện tính điện trở biến trở Bài : Hai bóng đèn có hiệu điện định mức U = 12 V , U2 = 24 V Khi sáng bình thường có điện trở tương ứng R1 = Ω R2 = Ω cần mắc hai bóng với biến trở vào hiệu điện U = 36 V để hai đèn sáng bình thường a, Vẽ sơ đồ mạch điện b, Tính điện trở biến trở Dạng : Biến trở cơng suất cực đại biến trở Ví dụ 1: Cho đoạn mạch hình vẽ, U ampe kế có điện trở r, hiệu điện hai đầu đoạn mạch không đổi U Khi điều chỉnh A biến trở số ampe kế I1 = 4A, cơng T suất tiêu thụ biến trở 40W; số í ampe kế I2 = 3A cơng suất tiêu thụ 31,5W n Rb a Tính cơng suất tiêu thụ biến trở h ampe kế I3 = 2A b Tìm cơng suất toả nhiệt lớn cógtrên biến trở Khi điện trở biến trở bao nhiêu? i Bài giải a Gọi điện trở biến trở ứng với hai trường hợp R1 R2 P 40 P 31 t ,5 = 3,5Ω R1 = 12 = = 2,5Ω ; R = 22 = r9 I 16 I2 ị Theo sơ đồ mạch điện ta có: U = I1(R1 +r) = 10 + 4r (1) đ U = I2(R2 + r) = 10,5 + 3r (2) i Từ (1) (2) ta tìm được: U = 12V; r = 0,5 Ω Khi ampe kế I3 = 2A biến trở có giá trị R3ệ U = I3(R3 + r) ⇒ R3 = 5,5nΩ Công suất toả nhiệt biến trở lúc là: t P3 = R3.I23 = 5,5.4 = 22W b Công suất toả nhiệt biến trở P, cường độr chạy mạch I Theo định luật bảo tồn lượng ta có: Ptm = P1 + P ⇔ U.I = I2r + P R ( i ế t 10 ⇔ rI2 - UI + P = t r U ∆ = U2 - 4rP ≥ ⇒ P ≤ ê 4r n U 12 = = 72W Vậy để công suất biến trở lớn P = 4r 4.0,5 b U 12 Khi ∆ = phương trình (3) có nghiệm kép:i I = 2r = 2.0,5 = 12 A ế U 12 Theo định luật ơm ta có: r + R = = = 1Ω ⇒ Rn= 0,5 Ω I 12 Vậy công suất toả nhiệt lớn có biến trở 72w Khi điện t trở biến trở 0,5 Ω r Ví dụ Cho mạch điện hình vẽ B A U = 12V ; R0 = 4Ω ; Rb biến trở c a Điều chỉnh biến trở để cơng Rb óR0 suất biến trở 4W Tính giá trị Rb tương ứng giá trị công suất mạch g trường h hợp i để để công suất b Phải điều chỉnh R b có giá trị Rb lớn Tính cơng suất này? Bài giải a Tìm Rb =? P = ? Công suất toả nhiệt biến trở: Pb = I Rb U Dòng điện qua biến trở: I = R + Rb U2 Rb = Do P b = I Rb = A ( R0 + Rb ) ) U R = 4( R + R ) ⇔ R − 20 R + 64 = (3) b b b b Giải phương trình ta được: Rb = Ω Rb = 16 Ω Với Rb = Ω cơng suất tồn mạch U2 12 P = = = 18 W R + Rb + Với Rb = 16 Ω cơng suất tồn mạch U2 12 P = = = 7,2 W R0 + Rb + 16 b Tìm Rb = ? để Pmax Pmax = ? Cách 1: Công suất biến trở: lúc là: lúc là: 11 Pb = I Rb = U Rb ( R0 + Rb ) = U Rb U2 U2 = = R02 + R0 Rb + Rb2 R02 + R0 + Rb  R0 + R  b Rb  R  b    R  Vì U2 khơng đổi nên muốn Pmax  + Rb  phải nhỏ  R  b   R0 Rb = R0 = số Với R0 > Rb > nên Rb  R  R0 Vậy  + Rb  nhỏ : R = Rb ⇒ Rb = R0 =  R  b b   Vậy Rb = Ω cơng suất biến trở lớn Pb = I Rb = U Rb 12 2.8 = = 4,5 W ( R0 + Rb ) ( + 8) Cách Theo định luật bảo tồn lượng: cơng suất tồn mạch tổng công suất đoạn mạch thành phần P = P0 + Pb ⇔ U.I = I2R0 + Pb (ẩn cường độ dòng điện I) ⇔ R0I2 - U.I + Pb = ∆ = U2 - 4R0Pb ≥ U2 U 12 ⇔ Pb ≤ P = = = 4,5 W để Pbmax b 4R0 R0 4.8 Khi ∆ = phương trình có nghiệm kép : U 12 I= = = 0,75 A R0 2.8 P bm 4,5 = 8Ω Pbmax = I2.Rb ⇒ Rb = = I 0,75 Ví dụ : Cho mạch điện hình vẽ UU R0 U = 12V ; R0 = 1Ω; R1 = 6Ω; R3 = 4Ω ; R1 R3 R2 biến trở R2 để công suất: A B a) Đoạn mạch AB lớn Tính cơng suất tồn mạch trường hợp b) R2 lớn Tính cơng suất tồn mạch trường hợp Bài giải a Theo định luật bảo toàn lượng: 12 P = P03 + PAB ⇔UI = (R0 + R3)I2 + PAB ⇔(R0 + R3)I2 - UI + PAB = (1) U 4( R + R ) ∆ = U2 - 4(R0 + R3)PAB ≥ ⇒ PAB ≤ U2 12 = = 7,2W 4( R0 + R3 ) 4(1 + 4) U 12 Khi ∆ = (1) có nghiệm kép I = 2( R + R ) = 2(1 + 4) = 1,2 A Để PAB lớn PAB = Điện trở đoạn mạch AB: R AB = Mặt khác: PAB I = ⇒ 7,2 = 5Ω 1,2 ⇒ R2 = 30 Ω b Tìm R'2 để P2max P2 = I22.R2 R1 R R2 30 + 11R Điện trở toàn mạch: R = R0 + R3 + R + R = + + R = + R 2 U 12(6 + R ) Cường độ dịng điện tồn mạch: I = R = 30 + 11R R1 72 Cường độ dòng điện qua R2 : I = I R + R = 30 + 11R 2 Thay (3) vào (2) ta được: P2 = 72 R = (30 + 11R ) (2) (3) 72 ( 30 R2 + 11 R ) 30 Để P2max ( R + 11 R2 ) phải nhỏ 30 30 Theo bất đẳng thức Cô si ( R + 11 R2 ) ≥ R 11 R2 2 30 30 Do ( R + 11 R ) nhỏ R = 11 R2 ⇒ R2 = 2,7Ω 2 Vậy: I = 1,75A; I2 = 1,2A ; P2max = 3,9W Bài tập tương tự Bài Cho mạch điện nh hình § vẽ: M R Biết R = Ω , bóng đèn Đ: 6V – 3W, R2 biến trở Hiệu điện N UMN = 10 V (không đổi) a Xác định R2 để đèn sáng bình thường R b Xác định R2 để công suất tiêu thụ R2 cực đại Tìm giá trị 13 c Xác định R2 để công suất tiêu thụ đoạn mạch mắc song song làcực đại Tìm giá trị Bài 2: Cho mạch điện vẽ R = Ω ; đèn ghi 12V – 6W, U = Đ2 30V khơng đổi Rb a) Tính điện trở đèn? Đ1 b) Khi K mở, để đèn sáng bình thường phần biến trở sử dụng mạch Rbcó giá trị bao nhiêu? c) Khi K đóng, độ sáng đèn thay đổi nào? Muốn đèn sáng bình thường cần đẩy chạy phía nào? Vì sao? Tìm vị trí chạy C Biết điện trở lớn biến trở RMax = Ω d) Tính cơng suất tiêu thụ mạch điện K đóng? Dạng 3: “ Biến trở mạch cầu” Ví dụ : Cho mạch điện hình vẽ R1 D R2 Biết R1= Ω ; R2 = Ω , AB biến trở có chạy C điện trở tồn phần Ro =18 Ω M V UMN không đổi 9V Điện trở vôn kế vô lớn C a- Xác định vị trí chạy Cđể A vơn kế số 0? B b- Tìm vị trí chạy C để vôn kế 1V Bài giải: a- Tìm vị trí chạy C để vơn kế số Khi vôn kế V ⇒ MN mạch cầu cân Cách 1: Ta dùng công thức điện trở: Đặt RAC = x( Ω ) (0 < x < 18) Khi đó: RCB =18 – x ( Ω ) R R N Áp dụng công thức: R = R ⇒ x = 18 − x AC CB ⇔ 3(18 − x ) = x ⇔ 54 − x = x ⇔ x = 54 ⇒ x = 6(Ω) Vậy vị trí chạy AB cho RAC = Ω vơn kế V R2 R1 Cách 2: a - Vì RV vô lớn nên MN trở thành mạch song song M độc lập hình vẽ R4 R3 Ta có: N 14 U1 = x ⋅ U MN U = ⋅ U MN 3+6 18 U Để vôn kế V ⇒ U1 = U3 mà U = MN ⇒ x ⋅ U MN 18 U x = MN ⇒ = ⇒ x = 6(Ω) 18 b - Tìm vị trí C để vơn kế V Ta có: U = U ⋅ U MN = MN = = 3(V ) không phụ thuộc vào vị trí chạy 3+ 3 C Nên để vơn kế 1V U AC phải chênh lệch với U1 1V Do có đáp x ⋅ U MN 18 x ⋅9 = * Trường hợp UAC = 2V ta có phương trình: 18 x = ⇒ x = 4(Ω) x = ⇒ x = 8(Ω) * Trường hợp UAC = 4V ta có phương trình: số cho UAC : UAC = 2V UAC = 4V mà U AC = Vậy để vơn kế 1V chạy C có vị trí AB để cho: RAC = Ω để RAC = Ω *) Những học kinh nghiệm mà HS cần phải rút học giải loại tập là: Biến trở điện trở biến đổi 1- Phải vẽ lại mạch điện để toán đơn giản 2- Đưa toán dạng giải tồn cách lập phương trình qua cơng thức mạch điện cân 3- Chọn RAC ẩn, biểu diễn RCB theo ẩn RAC Chú ý: RAB = Ro không đổi (số ghi biến trở) RCB = Ro – RAC ⇔ RAC = x ( ≤ x ≤ R0 ) Các qui tắc tốn học cần thành thạo: - Giải hệ phương trình bậc - Giải phương trình bậc hai ẩn số * Hướng dẫn học sinh học nhà Qua thực tế giảng dạy Vật lí, ta khơng mở rộng nâng cao kiến thức kỹ giải tập cho học sinh không hiểu sâu nắm vững kiến thức Do đó, biện pháp thường xuyên luyện giải nhiều dạng tập khác nhau, tiếp xúc với dạng tập có tính chất mở rộng nâng cao, để từ học sinh vận dụng cách linh hoạt cách giải dạng tập Việc học sinh tự học nhà có ý nghĩa lớn lao mặt giáo dục, giáo dưỡng Nếu việc học nhà học sinh tổ chức tốt giúp em thói quen làm việc tự lực, giúp em nắm vững tri thức, có kỹ năng, kỹ xảo Ngược lại việc học nhà học sinh không quan tâm tốt làm cho em quen thói cẩu thả, có thái độ tắc trách việc thực nhiệm vụ 15 dẫn đến nhiều thói quen xấu cản trở đến việc học tập Việc học tập nhà học sinh có đặc điểm riêng sau: - Tiến hành thời gian ngắn, khơng có hướng dẫn trực tiếp giáo viên, công việc giáo viên giao cho học sinh phải tự hồn thành, tự kiểm tra cơng việc làm - Công việc thực theo hứng thú, nhu cầu lực học sinh - Dễ bị chi phối ngoại cảnh khác Có thể coi trình học tập học sinh nhà bao gồm giai đoạn: trước hết phái nhớ lại điều học lớp sau rèn luyện sáng tạo Mỗi giai đoạn có nội dung cơng việc cụ thể Việc học tập học sinh nhà phụ thuộc phần lớn việc dạy học lớp giáo viên Vì giáo viên cần phải vào tình hình tiếp thu kiến thức học sinh mà giao cho em cơng việc có tính chất bổ sung phục hồi tài liệu học như: nghiên cứu sách giáo khoa, vẽ hình … Trong dạy vấn đề cần suy nghĩ việc giao cho học sinh tập nhà Chính việc giao tập cách có hệ thống đảm bảo cho việc học tập học sinh có quy luật chặt chẽ, nhờ mà học sinh tự lực giải tập kể tập khó, có chuẩn bị tập dễ Việc học sinh hoàn thành tốt tập nhà giúp em nắm vững tri thức học rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo cần thiết, mà giúp em chuẩn bị tốt cho việc tiếp thu kiến thức Vì bên cạnh làm phục hồi, luyện tập sáng tạo sở kiến thức học cần phải giao cho học sinh mang yếu tố chuẩn bị cho việc tiếp thu tri thức Có đảm bảo việc tiếp thu cách tích cực, tự lực tri thức Ta giao tập cho học sinh nhiều hình thức: + Giao tập đầu học + Giao tập cuối tiết học + Giao tập theo hệ thống tập SGK, SBT, sách tham khảo … + Giao tập theo dạng, theo chuyên đề Một biện pháp quan trọng để đảm bảo công tác hướng dẫn học nhà có kết cần có biện pháp kiểm tra, động viên, khích lệ kịp thời phù hợp: + Kiểm tra ghi, tập + Cho điểm khuyến khích học sinh có nhiều cố gắng chuyển biến học tập, … 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm Sau thời gian nghiên cứu tìm hiểu, quan tâm giúp đỡ Ban giám hiệu nhà trường, tổ chuyên môn, đồng nghiệp thực thành công việc “Hướng dẫn học sinh giải tập mạch điện có biến trở mơn Vật lí 9” với mong muốn phát triển lực tư duy, rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo cho học sinh, học sinh thấy ứng dụng quan trọng đời sống kỹ thuật việc học tập môn Vật lí Nhằm nâng cao chất lượng mơn nói riêng, góp phần nâng cao chất lượng giáo dục nói chung 16 Trong q trình giảng dạy, tơi áp dụng bước để hướng dẫn học sinh giải tập định lượng mơn Vật lí hướng dẫn học sinh giải tập mạch điện có biến trở, nhận thấy học sinh nắm vững lý thuyết hơn, giải tập có định hướng rõ ràng, nắm cách giải tập Vật lí, biết cách suy luận áp dụng cơng thức phù hợp, tính tốn nhanh, xác Trong q trình học Vật lí học sinh biết cách phát chiếm lĩnh kiến thức giải vấn đề gần gũi với đời sống, chất lượng học tập học sinh không ngừng nâng lên Thực tế cho thấy, giáo viên khơng tận tâm, tận tình trách nhiệm học sinh kết khơng đạt mong muốn Vì thân cố gắng tìm hiểu khó khăn mà học sinh thường gặp để giúp đỡ em khắc phục trình học tập Trên tinh thần trách nhiệm, nhiệt huyết yêu quý học sinh, thân học sinh quý trọng đồng nghiệp đánh giá cao Qua kết đạt năm cụ thể sau: Dưới trung Năm học Trung bình Khá Giỏi bình 2018-2019 5,1% 54,8% 21,5% 18,6% 2018-2020 3,3% 50,0% 26,8% 19,9% 2020-2021 2,4 % 41,5% 35,3% 20,8% KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 3.1 Kết luận Trong trình giảng dạy mơn Vật lí trường THCS Quảng Đại cho thấy, việc hình thành cho học sinh phương pháp, kỹ giải tập Vật lí nói chung, kỹ giải tập có biến trở nói riêng cần thiết, để từ giúp em đào sâu, mở rộng kiến thức giảng, vận dụng tốt kiến thức vào thực tế, phát triển lực tư cho em, góp phần nâng cao chất lượng giáo dục, cụ thể là: + Giúp học sinh có thói quen phân tích đầu bài, hình dung kiện Vật lí xảy tốn sau tìm hướng giải + Trong tập giáo viên cần hướng dẫn cho HS nhiều cách giải( có thể) Để kích thích hứng thú, say mê học tập cho học sinh rèn thói quen tìm tịi lời giải hay cho tốn Vật lí + Khắc sâu cho học sinh nắm kiến thức bổ trợ khác Cùng học kinh nghiệm phần bồi dưỡng cho học sinh mảng kiến thức mạch điện có biến trở Đây phần kiến thức Vật lí, Tốn học hóc búa lí thú, phần đáp ứng nhu cầu học sinh giỏi, đồng thời giúp học sinh có tư sâu sắc mạch điện nói riêng Vật lí nói chung kỹ vận dụng kiến thức toán học mà học sinh bậc THCS nhiều lúng túng thời lượng dành cho việc giải tập chương trình Vật lí cải cách ỏi Qua đề tài này, mục tiêu cịn giúp học sinh cuối bậc THCS làm tiền đề bước vào chương trình Vật lí bậc THPT phía trước chờ đón em Để làm điều này: - Giáo viên cần tự bồi dưỡng nâng cao nghiệp vụ chuyên môn, thường 17 xuyên trao đổi, rút kinh nghiệm với đồng nghiệp - Nắm vững chương trình mơn tồn cấp học - Giáo viên cần hướng dẫn học sinh nghiên cứu kỹ kiến thức cần nhớ để ôn tập, nhớ lại kiến thức bản, kiến thức mở rộng, nghiên cứu kỹ phương pháp giải tập sau giải tập theo hệ thống từ dễ đến khó, so sánh dạng tập để khắc sâu nội dung kiến thức cách giải sở học sinh tự hình thành cho kỹ giải tập Trên số kinh nghiệm mà thân rút từ thực tế q trình giảng dạy mơn Vật lí trường THCS Quảng Đại Tuy nhiên điều kiện thời gian, tình hình thực tế nhận thức điều kiện học tập học sinh địa phương nơi tơi cơng tác có hạn, nên việc thực đề tài chắn không tránh khỏi thiếu sót Kính mong đồng chí bạn đồng nghiệp, trao đổi góp ý để giúp tơi hồn thiện chun mơn 3.1 Kiến nghị Bổ sung các đồ dùng thiếu, đồ dùng bị hư hỏng, chất lượng Lắp thêm máy chiếu, ti vi phòng học Kết nối mạng phòng học Xây dựng tủ sách tham khảo Tôi xin chân thành cảm ơn ! XÁC NHẬN CỦA HIỆU TRƯỞNG Sầm Sơn, ngày 25 thánh năm 2021 Tơi xin cam đoan SKKN viết, không chép nội dung người khác Người viết Lê Văn Dũng TÀI LIỆU THAM KHẢO 18 Tài liệu bồi dưỡng giáo viên dạy lớp 8, môn Vật lí Đổi phương pháp dạy học Vật lí trường THCS Đổi phương pháp dạy giải Bài tập Vật lí trung học sở Sách giáo khoa sách Bài tập Vật lí lớp Ơn tập Vật lí 9- Luyện thi vào lớp 10 Chuyên Vật lí- Nhà xuất trẻ 500 Bài tập Vật lí Trung học sở Chiến thắng kì thi vào 10 chun Vật lí Tuyển chọn đề thi học sinh giỏi Trung học sở mơn Vật Lí ... mơn Vật lí Đổi phương pháp dạy học Vật lí trường THCS Đổi phương pháp dạy giải Bài tập Vật lí trung học sở Sách giáo khoa sách Bài tập Vật lí lớp Ơn tập Vật lí 9- Luyện thi vào lớp 10 Chuyên Vật. .. cứu lí luận phương pháp giải tập Vật lí có chứa biến trở + Nghiên cứu lí luận sử dụng tập Vật lí dạy học Vật lí + Nghiên cứu chương trình nội dung kiến thức phần Điện học học Vật lí cấp THCS. .. mắc biến trở vào mạch điện + Biến trở A mắc nối tiếp R1 B Rb + Biến trở Đ Đ2 mắc vừa nối tiếp vừa song song B A Đ1 B Rb Rb + Biến trở mắc vào mạch cầu D M N Các dạng giải tập mạch điện có biến