Tôi đã tìm hiểu nguyên nhân khách quan và chủ quan dẫn đến đa số học sinh chưa có kỹ năng giải bài toán trên là nguyên nhân như sau : Thông thường caùc em chỉ dừng lại ở việc giải các bà[r]
(1)PHẦN A: ĐẶT VẤN ĐÊ I.LÍ DO CHỌN ĐÊ TÀI Cùng với phát triển đất nước,sự nghiệp giáo dục không ngừng đổi mới.Các nhà trường đã ngày càng chú trọng tới chất lượng giáo dục toàn diện bên cạnh đầu tư thích đáng cho giáo dục mũi nhọn Để đáp ứng yêu cầu nghiệp giáo dục và nhu cầu học tập học sinh đặc biệt là học sinh khá, giỏi,các em có tư nhạy bén,có nhu cầu hiểu biết ngày càng cao,làm nào để các học sinh này phát huy hết khả mình,đó là trách nhiệm giáo viên chúng ta Bản thân tôi ,trong năm học vừa qua nhà trường phân công dạy Vật lí lớp 9, dạy bồi dưỡng học sinh giỏi,dạy các lớp nâng cao.Qua giảng dạy tôi nhận thấy “Giải bài Toán mạch cầu Vật lí 9” là vấn đề lí thú Vì tôi chọn đề tài “Giải bài Toán mạch cầu Vật lí 9”để góp phần nào đó nhằm giúp các em giảm bớt khó khăn gặp dạng toán trên và góp phần làm hoàn thiện thêm việc giải các bài toán phần điện học Vật lí 9.Tôi hy vọng bài viết này có ích cho đồng nghiệp và các em học sinh II ĐỐI TƯỢNG – PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ ÁP DỤNG - Đối tượng nghiên cứu: Đối tượng học sinh khối bậc THCS -Phương pháp nghiên cứu : Tham khaûo taøi lieäu chuyeân moân coù lieân quan Điều tra, thực nghiệm,khảo sát kết học tập học sinh Thực nghiệm giảng dạy cho các em học sinh cùng với nhóm chuyên môn thực Điều tra ,đánh giá kết học tập học sinh sau thực nghiệm giảng dạy chuyên đề Trao đổi ý kiến với đồng nghiệp -Nhiệm vụ sang kiến : (2) Đưa kiến thức để giải bài toán mạch cầu Vật lí Nhận dạng và lựa chọn phương pháp giải hợp lí (3) PHẦN B: GIẢI QUYẾT VẤN ĐÊ I- CƠ SỞ LÍ LUẬN: Mạch cầu thường nói đến qua các bài toán nâng cao chương trình bồi dưỡng học sinh giỏi lớp 9, lí thuyết cách giải mạch cầu thì ít có tài liệu để tham khảo Vì nhằm giúp cho các bạn đồng nghiệp có điều kiện tìm hiểu mạch cầu, từ đó có thêm tư liệu cho việc bồi dưỡng học giỏi II- CƠ SỞ THỰC TIỄN: Trong quá trình giảng dạy với lượng thời gian theo khung phân phối chương trình thì học dạng toán này đa số học sinh còn lúng túng việc áp dụng phương pháp vào giải tốn, đặc biệt học sinh khá, giỏi còn nhiều vấn đề chưa đề cập đến Tôi đã tìm hiểu nguyên nhân khách quan và chủ quan dẫn đến đa số học sinh chưa có kỹ giải bài toán trên là nguyên nhân sau : Thông thường caùc em dừng lại việc giải các bài toán điện sách giáo khoa,ít gặp dạng bài tập đã nêu gặp thì thường bỏ qua không chịu khó tìm hiểu cách giải tài liệu ngoài sách giáo khoa,mà thực tế thì tài liệu vấn đề này không nhiều Vì làm để học sinh yêu thích môn Vật lí, làm để học sinh hồn thiện kỹ giải bài toán mạch cầu Để giải các vấn đề trên quá trình giảng dạy tôi đã hệ thống lại “Phương pháp giải mạch cầu Vật lí 9” để góp phần nào giuùp caùc em hieåu rỏ vaø vaän duïng phöông pháp này giải toán nhằm nâng cao chất lượng học tập cho học sinh (4) III- NỘI DUNG : Để giải tốt dạng toán mạch cầu Vật lí thì các em phải nắm các kiến thức sau : 1.Kiến thức bản: Mạch cầu là loại mạch dùng phổ biến các phép đo điện : Vôn kế, ampe kế, ôm kế 1.1 Hình dạng A R R M R - Mạch cầu vẽ.Trong đó : Các điện trở R1, R2, R3,R4 gọi là điện trở cạnh R5 gọi là điện trở gánh B RN R 1.2 Phân loại mạch cầu - Mạch cầu gồm hai loại: Mạch cầu cân và mạch cầu không cân Trong đó mạch cầu không cân chia làm hai loại:Mạch cầu đủ ( tổng quát) và mạch cầu khuyết 1.3 Cách nhận biết các loaị mạch cầu a/ Nhận biết mạch cầu cân : Cách 1: Bằng thực nghiệm thì đặt hiệu điện U AB khác thì ta nhận thấy I5 = Cách 2: Căn vào số liệu bài toán thì đặc điểm mạch cầu cân là : + Về điện trở + Về dòng điện: R R3 R1 R = ⇔ = R R4 R3 R I1 = I ; I3 = I4 + Về hiệu điện : U1 = U3 ; U2 = U4 Hoặc I R I R4 = ; = I R I R2 U1 R1 U R3 Hoặc U = R ; U = R 2 4 b/ Nhận biết mạch cầu không cân bằng: - Bằng thực nghiệm thì đặt hiệu điện U AB khác thì ta nhận thấy I5 khác - Khi mạch cầu không đủ điện trở thì gọi là mạch cầu khuyết 2.Cách giải : 2.1 Mạch cầu cân A R R M R B (5) RN R Ví dụ: Cho mạch điện hình vẽ : Với R1=1Ω, R2=2Ω, R3=3Ω, R4= 6Ω, R5 = 5Ω UAB=6V Tính I qua các điện trở? Giải: Ta có : R R3 = = R R4 => Mạch AB là mạch cầu cân => I5 = (Bỏ qua R5) Mạch điện tương đương: (R1 nt R2) // (R3 nt R4) - Cường độ dòng điện qua các điện trở U AB I1 = I2 = R + R = 1+2 =2 A ; U AB I3 = I4 = R + R = 3+6 ≈ 67 A 2.2 Mạch cầu không cân a Mạch cầu đủ hay còn gọi là mạch cầu tổng quát Có nhiều cách để giải mạch cầu loại trên,như là phương pháp chuyển mạch hình thành tam giác và ngược lại ,phương pháp điện nút Nhưng đây tôi xin trình bày hai phương pháp giải đó là :phương pháp điện nút,phương pháp đặt ẩn là dòng vì hai phương pháp này gần gủi với học sinh cấp hai ,các cháu có thể áp dụng kiến thức toán học vào giải Ví dụ : Cho mạch điện như hình vẽ: Với R1=1Ω, R2=2Ω, R3=3Ω, R4= 4Ω, R5 = 5Ω A UAB=6V Tính I qua các điện trở? Giải: a.1 Phương pháp điện nút R R M R RN R + Chọn hiệu điện bất kì làm ẩn + Sau đó qui các hiệu điện còn lại theo ẩn đã chọn + Giải hệ phương trình theo ẩn đó Ta chọn ẩn là U1 và U3 và giả sử chiều dòng điện từ N đến M -Ta có: UMN = UMA + UAN = -U1 + U3 = U3 –U1 = U5 - Xét nút M ta có: B (6) I1 + I5 = I2 <=> U U − U U AB −U + = R1 R5 R2 (1) - Xét nút N ta có : U U AB −U U −U = + R3 R4 R5 I3 = I4 + I5 <=> (2) -Từ (1) và (2) ta có hệ phương trình U U − U U AB −U + = R1 R5 R2 U U − U U AB −U + = U U AB −U U −U = + R3 R4 R5 U U AB −U U −U = + Giải ta U1 , U3 Tính U2 = UAB – U1 , U4 = UAB – U3 Aùp dụng định luật Ôm tính các dòng qua điện trở a.2 Phương pháp đặt ẩn là dòng + Chọn dòng bất kì làm ẩn + Sau đó qui các dòng còn lại theo ẩn đã chọn + Giải phương trình theo ẩn đó - Ta chọn ẩn là dòng I1 giả sử chiều dòng điện từ N đến M Ta có: UAB = U1 + U2 = I1R1 + I2R2 = I1 + 2I2 = I2 = - Tại nút M − I1 =3 − I (1) I5 = I2 – I1 = -0.5I1 - I1 = – 1.5I1 I5 = – 1.5I1 (2) - Mặt khác: U5 = UMN = UMA + UAN = -U1 + U3 = U3 –U1 = I3R3 – I1R1 = 3I3 – I1=5I5 => I3 = I3 = I − I 15 −7 I − I 15 −6 I = = 3 15 −6 I - Từ nút N I4 = I3 – I5 = I4 = 15 −6 I (3) - – 1.5I1 = − 11 I − 11 I -Mặt khác UANB = UAN + UNB = U3 + U4 = I3R3 + I4R4 = 3I3 + 4I4 = (4) (7) <= > 15 −6 I + Giải ta I1 − 11 I =6 1.1 A Thế vào (1), (2), (3), (4) ta tính các I còn lại + Chú ý: Nếu dòng điện qua MN theo chiều ngược lại thì có kết khác b.Mạch cầu khuyết: - Chập các điểm có cùng điện thế, vẽ lại mạch tương đương Aùp dụng định luật Ôm giải các bài toán thông thường để tính I qua các R Trở sơ đồ gốc xét nút mạch để tính I qua R khuyết 3.Nhận xét: Qua các ví dụ trên ta thấy : -Khi gặp bài toán mạch cầu thì ta nên ưu tiên xét xem nó có phải là mạch cầu cân hay mạch cầu không cân áp dụng phương pháp phù hợp -Nếu bài toán không cho chiều dòng điện thì phải chọn chiều dòng điện và giải bài toán theo chiều đã chọn ban đầu,sau đó kiểm tra lại kết có hợp lí hay không (thường kết âm là không hợp lí), đó ta suy dòng điện có chiều ngược lại so với ban đầu đã chọn (8) Bài tập áp dụng Bài 1: Cho mạch điện (Hình 2) Biết U = 7V; R = 3Ω; R =+6Ω; U AB là dây dẫn dài 1,5m tiết diện S = 0,1mm2 D điện trở suất =0,4.10-6Ω.m Điện trở ampe kế và dây nối không đáng kể R a) Tính điện trở dây dẫn AB A R b) Dịch chuyển chạy C đến vị trí cho AC = 1/2CB Tính cường độ dòng điện chạy qua ampe kế A Hướng dẫn: CHì - Đổi đơn vị tiết diện S: 0,1 mm2 = 0,1 10-6 m2 nhB a) l 0, 4.10 6.1,5 S 0,1.10 = 6 RAB = b) - Vì AC=1/2CB nên: RAC / RCB = R1/R2 = 1/2 - Vậy đây là mạch cầu cân Do đó ampe kế số 0A Bài 2:Cho maïch ñieän nhö hình veõ: I1 R1 R2 C R1= 3, R2= 2 ,R3= 3, R4= 5, R5= 3 Hiệu điện không đổi luôn trì U=3V.A + R5 I5 I3 R3 R4 Cường độ dòng điện qua các điện trở D Đáp số : Các giá trị cường độ dòng điện là 5/9A ; 2/3A ; 4/9A ; 1/3A ; 5/9A I2 - B I4 PHẦN C: KẾT LUẬN 1.Đánh giá chung Trước áp dụng phương pháp trên tôi nhận thấy nhiều học sinh nhìn nhận và giải bài toán chưa đúng Qua thực tế giảng dạy từ áp dụng phương pháp này tôi nhận thấy học sinh nắm vững kiến thức hơn, hiểu rõ cách giải toán dạng bài tập này, giuùp cho hoïc sinh khaù, gioûi coù ñieàu kieän tìm hieåu theâm moät soá phöông phaùp giaûi khaùc 2.Bài học kinh nghiệm Với học sinh khá, giỏi: Ngoài việc nắm các phương pháp bản, giaùo vieân caàn cho hoïc sinh tìm hieåu theâm caùc phöông phaùp phaân tích naâng cao khaùc thoâng qua caùc baøi taäp daïng naâng cao giuùp hoïc sinh vaän duïng thaønh (9) thạo kỹ biến đổi, linh hoạt lựa chọn các phương pháp Qua đó kích thích óc tìm tòi, sáng tạo, khai thác cách giải, khai thác bài toán nhằm phát triển tư cách toàn diện cho học sinh Đối với giáo viên: Thường xuyên kiểm tra mức độ tiếp thu và vận dụng học sinh quá trình cung cấp các thông tin có liên quan chương trình Đồng thời giáo viên phải tạo không khí tích cực giải bài tập đối tượng học sinh 3.Đề xuất : Giảng dạy môn Lí nói chung và giảng dạy các bài toán vật lí khó nói riêng đạt hiệu cao là vấn đề quan tâm nhiều phụ huynh, giáo viên dạy Do để học sinh chủ động học tập, phấn đấu vươn lên là vấn đề cần đến nhiều quan tâm gia đình, nhà trường và xã hội Song yếu tố chủ quan không kém phần quan trọng đến kết học tập học sinh là người giáo viên trực tiếp giảng dạy và lãnh đạo nhà trường.Vì tôi có số đề xuất sau: Đối với giáo viên : Phải nhận thức đúng vị trí, vai trò quan trọng môn Toán toàn hệ thống kiến thức Người giáo viên trực tiếp giảng dạy phải nắm vững nội dung, phương pháp giảng dạy sát đối tượng học sinh để sử dụng phương pháp thích hợp Phải thường xuyên trao đổi chuyên môn nghiệp vụ, tích luỹ kinh nghiệm giảng dạy, biết tổ chức cho học sinh học tập có nề nếp và đặc biệt phải biết lựa chọn phương pháp giảng dạy cách thích hợp Đối với nhà trường: Trước hết tổ chuyên môn phải là chỗ dựa vững chắc, tin cậy cho giáo viên việc cải tiến phương pháp giảng dạy, trau dồi chuyên môn nghiệp vụ Tăng cường dự nhằm tạo điều kiện để giáo viên tổ học tập, rút kinh (10) nghiệm lẫn nhau, từ đó củng cố và phát huy lực chuyên môn, nghiệp vụ Nhà trường cần cung cấp đủ tài liệu tham khảo Thường xuyên tổ chức chuyên đề để giáo viên có điều kiện trau dồi chuyên môn nghiệp vụ, tích luỹ kinh nghiệm, nâng cao chuyên môn nghiệp vụ Trên đây là kinh nghiệm mà tơi đã thực và đã rút thực tế giảng dạy Tôi mong kinh nghiệm này góp phần nhỏ vào vieäc giải bài toán phân tích đa thức thành nhân tử mà đa thức cần phân tích là đa thức biến, có bậc cao, có hệ số nguyên và có nghiệm hữu tỉ giải cách hiệu và nhanh choùng Song với tầm hiểu biết thân, tơi nghĩ còn nhiều thiếu sót và hạn chế ,vì mong góp ý các em học sinh,quí thầy cô và các đồng chí đồng nghiệp để đề tài hoàn thieän hôn Bình Long, ngày tháng năm 2016 Người thực đề tài: Nguyễn Văn Đặng (11)