BAI TAP MACH DIEN CO BIEN TRO

Một số vấn đề về lý thuyết: a Khái niệm về biến trở: Biến trở là điện trở có thể thay đổi đợc trị số và có thể đợc sử dụng để điều chỉnh cờng độ dòng điện trong mạch.. Biến trở có thể m

B) nội dung.

I Một số vấn đề về lý thuyết:

a) Khái niệm về biến trở:

Biến trở là điện trở có thể thay đổi đợc trị số và có thể đợc

sử dụng để điều chỉnh cờng độ dòng điện trong mạch

Biến trở có thể mắc nối tiếp, mắc song song hoặc mắc hỗnhợp với các thiết bị trong mạch điện

Có nhiều loại biến trở nh biến trở con chạy, biến trở than haybiến trở có tay quay

Biến trở là dụng cụ có nhiều ứng dụng trong thực tế cuộc sống

và kĩ thuật nh biến trở hộp trong các thiết bị điện đài, ti vi,

b) Cách mắc biến trở vào mạch điện

+ Biến trở đợc mắc nối tiếp : A C B R

II/ Một số dạng bài tập về mạch điện có biến trở và cách giải.

Dạng 1: Biến trở đợc mắc nối tiếp với phụ tải

Ví dụ 1: ( Bài 2 sgk vật lí 9 trang 32 )

độ dòng điện chạy qua khi đó I = 0,6 A Bóng đèn đợc mắc nốitiếp với biến trở và

chúng đợc mắc vào hiệu điện thế U = 12 V Phải điều chỉnh conchạy C để RAC có giá trị R2 = ? để đèn sáng bình thờng ?

H ớng dẫnKhi đèn sáng bình thờng => Iđ = 0,6 A => Itm = 0,6 A (vì mạch nt)

Để đèn sáng bình thờng ⇔ Iđ = 0,6 A vì Đ nối tiếp với RAC => I tm

đèn sẽ sáng bình thờng

Ví dụ 2 : Cho mạch điện ( nh hình vẽ )

có UAB = 12 V , khi dịch chuyển con M R1 A c

B N

chạy C thì số chỉ của am pe kế thay đổi từ 0,24 A đến 0,4 A Hãy tính giá trị R1 và giá trị lớn nhất của biến trở ?

H ớng dẫnKhi C dịch chuyển => số đo của am pe kế thay đổi từ 0,24 A

đến 0,4 A nghĩa là gì ?

+) Khi C trùng A => RAC = 0 => RMN = R1 (nhỏ nhất ) => I = 0,4 A là giá trị lớn nhất Lúc đó Rtđ = R1 Biết I & U ta tính đợc R1

A

Ngợc lại

+) Khi c trùng với B I = 0,24 A là giá trị nhỏ nhất

=> Rtđ = R1 + Ro vậy biết U , R1 và I ta sẽ tính đợc Ro là điện trở lớn nhất của biến trở

2 Tính điện trở lớn nhất của biến trở :

Khi C trùng với B => Rtđ = R1 + Ro có giá trị lớn nhất => I đạt giá trị nhỏ nhất => I = 0,24 A

Vậy giá trị lớn nhất của biến trở là 20 Ω

Ví dụ 3 : Cho mạch điện ( nh hình vẽ ) M Đ C

Mà Rđ =

10( ) 3,6

dm dm

Ví dụ 4 : Cho mạch điện ( nh hình vẽ ) M R A

C B N

Khi con chạy C ở vị trí A thì vôn kế chỉ 12 V

Rx

khi con chạy C ở vị trí B thì vôn kế chỉ 7,2 V

Tính giá trị điện trở R ( Biết trên biến trở có ghi 20 Ω- 1 A )

H ớng dẫn :Tơng tự nh VD2 khi c trùng với A => vôn kế chỉ giá trị lớn nhấtnghĩa là chỉ UMN và khi đó Rtđ chỉ còn là R ( RAC = 0 ) Khi Ctrùng với B => RAC bằng số ghi trên biến trở => HS dễ dàng giải đợcbài toán

+) Khi con chạy C trùng với B khi đó RAC = 20 Ω ( bằng số ghi trênbiến trở ) và khi đó vôn kế chỉ 7,2 V => UR = 7,2 V

U R

I

Trên đây là một số ví dụ tiêu biểu cho dạng mạch điện có biến trở mắc nối tiếp với phụ tải Song để thành thạo loại bài tập này HS cần phải rút ra cho mình một vài kinh nghiệm sau :

1 - R tđ = R tải + R x trong đó R x là phần điện trở tham gia của biến trở

2 - I Rx là cờng độ dòng điện trong mạch chính và U Rx = U tm

- U tải

3 - Khi C trùng với điểm đầu lúc đó R x = 0 & R tđ = R tải ( là giá trị nhỏ nhất của điện trở toàn mạch ) và khi đó I đạt giá trị lớn nhất ( vì U MN không đổi )

4 - Ngợc lại khi C trùng với điểm cuối lúc đó R tđ = R tải + R x ( là giá trị lớn nhất của R tđ ) và khi đó I đạt giá trị nhỏ nhất ( vì U MN không đổi )

Dạng 2: Biến trở đợc mắc vừa nối tiếp, vừa song song.

Với loại bài tập này biến trở đợc dùng nh một điện trở biến đổi ,

ta phải sử dụng bất đẳng thức ( 0 ≤R x ≤R o)trong đó Ro là điện trở toàn phần của biến trở Và HS phải biết vẽ lại mạch điện để dễ dàng sử dụng định luât ôm trong mạch nối tiếp cũng nh mạch songsong

Ví dụ 5 : ( Bài 11.4 b SBT L9)

Cho mạch điện (nh hình vẽ ),đèn sáng bình thờng

U U I

d

I

− + =

a, Tìm vị trí con chạy C để đèn sáng bình thờng.

b, Khi định C -> Độ sáng của đèn thay đổi thế nào?

2 2

b Khi C→ ⇒A R x giảm dần Nhng cha thể kết luận về độ sáng của

đèn thay đổi nh thế nào đợc Mà phải tìm I qua đèn Khi C=>A

=> biện luận độ sáng của đèn (…)

Ví dụ 7 : Cho mạch điện (nh hình vẽ):

AB làm biến trở con chạy C có điện trở toàn phần

là 120Ω Nhờ có biến trở làm thay đổi cờng độ

dòng điện trong mạch từ 0.9A đến 4.5A

1 Tìm giá trị của điện trở R1?

2 Tính công suất toả nhiệt lớn nhất trên biến trở

Bài giải:

1 Tìm R1=?

Vì U không đổi, khi cờng độ dòng điện trong mạch nhỏ nhất I =

0.9A => C≡B =>Rtd = +R1 R AB = + ΩR1 12

Ta có: I =

1

0.9(1) 120

td

R =>R =

+Vì U không đổi, khi cờng độ dòng điện trong mạch lớn nhất I = 4,5A

2, Tìm vị trí của C để P x đạt giá trị lớn nhất ?

Gọi RAC = Rx (Ω) ( 0<Rx<120) để Px đạt giá trị lớn nhất?

Khi đó công suất toả nhiệt Px= Rx.I2 =

2

x x

x x

Để Px đạt giá trị lớn nhất <=>

2 1

( x)

x

R R

1

2

x x

x x

U R

W

Dạng 3: Biến trở trong mạch cầu

Biến trở có nhiệm vụ cung cấp điện cho hai điện trở nằm trong 2 mạch của cầu

Ví dụ 8: Cho mạch điện nh hình vẽ

Biết R1=3Ω; R2=6Ω, AB là biến trở có con chạy C

DV

C

Điện trở toàn phần của biến trở là 6 Ω UMN =9V

1, Xác định vị trí con chạy C để ampe kế chỉ số 0

2, Xác định vị trí con chạy C để hiệu điện thế giữa hai điện trở

Ví dụ 10 : Cho mạch điện (nh hình vẽ )

Biết Uo = 12 V , Ro là điện trở , R là biến trở

am pe kế lí tởng Khi con chạy C của biến trở R từ

M đến N , ta thấy am pe kế chỉ giá trị lớn nhất I1 = 2 A

Và giá trị nhỏ nhất I2 =1 A Bỏ qua điện trở của các dây nối

+) Khi con chạy C ở M ( ở N ) thì RMNC = 0 và lúc đó am pe kế sẽchỉ giá trị cực đại :

0 2

2 - Để có phơng án giải phần này ta phải áp dụng công thức P =

I2R và định luật bảo toàn năng lợng trên toàn mạch điện

*) Những bài học kinh nghiệm mà HS cần phải đợc rút ra khi học & giải loại bài tập này là :

1- Biến trở là một điện trở biến đổi.

2 - Phải vẽ lại mạch điện để bài toán đơn giản.

3 - Đa bài toán về dạng giải bài toán bằng cách lập phơng trình qua công thức của mạch điện cân bằng.

Chọn R AC là ẩn, biểu diễn R CB theo ẩn là R AC

2 - Đẩy con chạy C lên trên tì số đo của am pe kế & vôn kế

thay đổi thế nào ?

Số chỉ của am pe kế tăng

Vì I tăng => U2 = I.R2 tăng = UV= ( U- U2 ) giảm Vậy số chỉcủa vôn kế giảm

Bài 3: Cho mạch điện ( nh hình vẽ ) có 2 vị trí C cách nhau

10 cm ; Vôn kế chỉ 1 V Cho biết AB có điện trở phân bố MN

đều theo chiều dài , AB = 100cm và điện trở toàn phần của

C C '

AB là Ro = 18 Ω; R1 =3Ω ; R2 = 6 Ω; RV vô cùng lớn Tính UMN ? AB

Bài 4 : Cho mạch điện ( nh hình vẽ )

AB là biến trở có con chạy C ; RA = 0 ; R1 =1 Ω MN

R2 = 2 Ω; Ro = 3 Ω ( là điện trở toàn phần của AB ) AB

UMN = 4 V Xác định vị trí con chạy C để am pe kế chỉ 1 A và cóchiều từ D => C ?

H

ớng dẫn : Đặt RAC = x ( 0 < x < 3 ) => RCB = 3 – x

Ta hãy tính Rtđ theo x ; IA theo x rồi cho IA = 1 ta rút ra x = 2 Ω

Bài 5 : Cho mạc điện ( nh hình vẽ )

VD

AC

V 1 V 2

AB là biến trở có Ro = 6 000 Ω , các vôn kế có MN

điện trở lần lợt là R1 = 2 000 Ω; R2 = 4 000 Ω K

điện trở của dây nối & K không đáng kể , UMN = 60 V AB

1 – Khi K mở vôn kế chỉ bao nhiêu ?

2 – Khi K đóng Tìm vị trí C để dòng điện qua K bằng 0 ? và khi

đó các vôn kế chỉ bao nhiêu ?

3 – Khi K đóng , tìm vị trí C để 2 vôn kế chỉ cùng một giá trị Khi đó dòng điện qua K là bao nhiêu & theo chiều nào ?

Kết quả của đề tài:

Năm học 2010-2011 tôi đợc phân công giảng dạy bộ môn Vật

C

lực học nh nhau Trong quá trình áp dụng thể nghiệm đề tài, tôichỉ áp dụng vào giảng dạy ở lớp 9A và lớp 9C (lớp 9B để đối chứng).Sau đó tôi đã tiến hành khảo sát hai lớp 9B và 9C với cùng một đềbài và trong cùng một khoảng thời gian tôi thu đợc kết quả nh sau:Lớp 9B

tự tin hơn khi gặp một vài bài toán khó Nhìn chung tất cả các emcảm thấy bớt lúng túng và thích thú hơn khi giải một bài toán mạch

điện có biến trở Qua kết quả này, hy vọng lên cấp III khi học phânmôn điện các em sẽ có một số kỹ năng cơ bản để giải loại toán này

C) Kết luận

Tuy bài tập về biến trở chỉ là một phần nhỏ trong hệ thốngbài tập phần điện nhng đây là loại bài tập đòi hỏi sự tổng hợpcao của các kiến thức về điện trở, định luật ôm cho các đoạnmạch mắc nối tiếp và song song, kiến thức về công suất , điện trởtơng đơng cho đoạn mạch nối tiếp , song song , hỗn hợp Việcphân loại bài tập nh SKKN này giúp học sinh hệ thống kiến thức cơbản của chơng điện học sâu hơn , đồng thời giúp các em làmquen với những bài tập khó, về tính giá trị nhỏ nhất , lớn nhất củacờng độ dòng điện , hiệu điện thế hay công suất điện.

Việc áp dụng các bài tập này giúp các em có cơ sở ôn tập kiếnthức điện học, hoặc bồi dỡng học sinh giỏi môn Vật lí THCS Phần

điện một chiều, các bài tập này giúp các em có cơ sở ôn luyệntrong kì thi vào lớp 10, và đặc biệt là thi vào các trờng THPTchuyên

C) kiến nghị

+ Đối với giáo viên dạy bộ môn vật lý:

Để giúp HS hứng thú và đạt kết quả tốt trong việc giải toán

điện một chiều lớp 9 nói chung, phần bài tập mạch điện có biếntrở nói riêng, điều cơ bản nhất mỗi tiết dạy giáo viên phải tích cực,nhiệt tình, truyền đạt chính xác, ngắn gọn nhng đầy đủ nộidung, khoa học và lô gích nhằm động não cho HS phát triển t duy,

độ bền kiến thức tốt Khi dạy bài tập phải phân ra từng dạng nhỏ,hớng dẫn HS giải theo từng dạng

Thờng xuyên nhắc nhở các em yếu, động viên, biểu dơng các

em khá giỏi, cập nhật vào sổ theo dõi và kết hợp với GV chủ nhiệm

để có biện pháp giúp đỡ kịp thời, kiểm tra thờng xuyên vở bài tậpvào đầu giờ trong mỗi tiết học, làm nh vậy để cho các em có một

Đối với một số HS chậm tiến bộ thì phải thông qua GVCN kếthợp với gia đình để giúp các em học tốt hơn Hoặc qua GV bộ môntoán để giúp đỡ một số HS yếu toán có thể giải đợc một vài bàitoán đơn giản về điện lớp 9 Từ đó gây sự đam mê, hứng thú họchỏi bộ môn vật lý.

+ Đối với nhà trờng và cấp trên:

Cần tạo điều kiện cho giáo viên Vật lý có thêm một số tiếtluyện tập (có thể là ngoại khóa) để có điều kiện rèn luyện kỷ nănggiải bài tập cho HS

Cần có phòng học bộ môn và có đủ thí nghiệm thực hành đểviệc học lý thuyết có hiệu quả, HS dễ nắm bắt đợc các hiện tợng,

định luật Vật lý từ đó việc học bài tập cũng dễ dàng hơn

Phòng giáo dục và cụm cần tăng cờng tổ chức các chuyên đềVật lý để nhằm nâng cao trình độ chuyên môn nghiệp vụ củagiáo viên bộ môn Vật lý

Trên đây chỉ là một vài suy nghĩ của riêng cá nhân tôi và một vài kinh nghiệm nhỏ trong công tác giảng dạy, tôi cũng mạnh dạn đa

ra để trao đổi cùng bạn bè, đồng nghiệp và cũng muốn góp một phần nhỏ công sức cuả mình vào việc nâng cao chất lợng dạy học chung của toàn ngành giáo dục

Dù đã cố gắng nhiều tuy nhiên trình độ và kinh nghiệm còn nhiều hạn chế chắc chắn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót Tôi rất mong muốn nhận đợc sự góp ý kiến, xây dựng của bạn bè, đồng nghiệp, hội đồng khoa học các cấp để những lần tiếp theo tôi có thể làm đợc tốt hơn

Tôi xin chân thành cảm ơn !

Tài liệu tham khảo

- 500 bài tập vật lý thcs – Phan Hoàng Văn - nxb Đại học quốc gia tphcm

Bài cơ bản và nâng cao vật lý 9 – Nguyễn đức hiệp – lê cao phan nxbgd

450 câu hỏi trắc nghiệm và 249 bài tập vật lý chọn lọc thcs Vủ thanh khiết - nguyễn đức hiệp - nxb hà nội

- 121 bài tập nâng cao vật lý 9 – NXBGD