Chuyên đề Hướng dẫn học sinh giải bài tập về định luật ôm cho đoạn mạch nối tiếp, song song ôn thi lớp 10

PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BÌNH XUYÊN TRƯỜNG THCS ĐẠO ĐỨC CHUYÊN ĐỀ HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI BÀI TẬP VỀ ĐỊNH LUẬT ÔM CHO ĐOẠN MẠCH NỐI TIẾP, SONG SONG ÔN THI LỚP 10 Tác giả Nguyễn Phương Nam Chức vụ Giá[.]

PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BÌNH XUYÊN

TRƯỜNG THCS ĐẠO ĐỨC

CHUYÊN ĐỀ HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI BÀI TẬP VỀ ĐỊNH LUẬT

ÔM CHO ĐOẠN MẠCH NỐI TIẾP, SONG SONG ÔN THI

1 Tác giả chuyên đề: Nguyễn Phương Nam.

2 Chức vụ: Giáo viên.

3 Đơn vị công tác: THCS Đạo Đức – Bình Xuyên – Vĩnh Phúc.

4 Tên chuyên đề:Hướng dẫn học sinh giải bài tập về định luật ôm cho đoạn

mạch nối tiếp, song song ôn thi lớp 10

5 Đối tượng học sinh lớp 9 ôn thi vào lớp 10; dự kiến số tiết dạy:8 tiết.

6 Thực trạng chất lượng thi vào lớp 10 của đơn vị năm học 2020 – 2021 6.1 Lý do viết chuyên đề.

Năm học 2021-2022 là năm học thực hiện mục tiêu kép bao gồmhoàn thànhchương trình giáo dục của các cấp theo hướng dẫn nhiệm vụ năm học đồng thờikết hợp với công tác phòng chống dịch Covid-19 được ưu tiên đặt lên hàng đầu.Ngay từ đầu năm học Bộ giáo dục đã có hướng dẫn điều chỉnh nội dung dạy họccấp THCS môn Vật lí đi kèm công văn 4040/BGDĐT- GDTrH ngày 16 tháng 9năm 2021 của Bộ trưởng Bộ GDĐT; Sở giáo dục và đào tạo đã xây dựng nộidung cốt lõi các môn học và hướng dẫn các phòng giáo dục thực hiện tinh giảnchương trình môn học và dạy học những nội dung cốt lõi ứng phó với tình hìnhdịch bệnh đang diễn ra trên cả nước Đây là cơ hội để giáo viên sắp xếp lại một

số nội dung một cách hợp lý hơn, tạo cơ hội để giáo viên có thời gian hướng dẫnhọc sinh vận dụng làm bài tập ở một số nội dung khó mà trước đây với học sinhtrung bình yếu chưa tự giải quyết được

Đối với cấp THCS thì ngoài nhiệm vụ quan trọng là nâng cao chất lượngđàotạo bồi dưỡng học sinh giỏi, phụ đạo học sinh yếu kém còn có một nhiệm vụ hếtsức khó khăn khácđó là bồi dưỡng học sinh lớp 9 ôn thi vào lớp 10 Đó là sảnphẩm đầu ra đối với giáo dục cấp THCS Các em học sinh lớp 9 phải đạt chuẩnyêu cầu về phẩm chất và năng lực môn học để có thể tiếp tục học lên THPT Cóthể nói ôn thi vào lớp 10 luôn được các nhà trường quan tâm và tìm giải pháp đểkhắc phục tình trạng này Muốn vậy người giáo viên không chỉ biết dạy mà cònphải biết tìm tòi phương pháp nhằm phát huy tính tích cực của học sinh và tăngdần tỉ lệ học sinh đỗ vào THPT của từng nhà trường theo từng năm học

Đối với bộ môn Vật lí, một bộ môn thường được chọn là một trong ba mônnằm trong bài thi tổ hợp vào lớp 10 của một số năm Các em học sinh lớp 9 ngay

từ đầu năm học phải học đều các môn thuộc các lĩnh vực KHTN và KHXH để

có kiến thức cơ bản cho kì thi chuyển cấp Môn Vật lí ở trường phổ thông đặcbiệt là bậc THCS, bài tập Vật lí đóng vai trò hết sức quan trọng, việc hướng dẫnhọc sinh làm bài tập Vật lí là một hoạt động dạy học, một công việc khó khăn.Bài tập Vật lí giúp học sinh hiểu những hiện tượng Vật lí và các quy luật cơ bảncủa Vật lí trong thế giới tự nhiên Qua thực tế giảng dạy Vật lí ở trường THCSnói chung, môn Vật lí lớp 9 nói riêng học sinh còn gặp rất nhiều khó khăn, lúngtúng khi giải các bài tập Vật lí, điều này ảnh hưởng ít nhiều đến chất lượng dạy

và học Đặc biệt là những em học sinh sau khi đã được phân luồng thi vàoTHPT Nhìn chung về chất lượng đại trà thi vào lớp 10 có nhiều em là ở mứctrung bình yếu,chưa thực sự yêu thích môn học, kĩ năng làm bài tập còn rấtnhiều hạn chế

Thực hiện kế hoạch số 60/KH-PGDĐT ngày 21 tháng 10 năm 2021 về việc

tổ chức hội thảo nâng cao chất lượng tuyển sinh vào lớp 10 và sự phân công viếtchuyên đề môn Vật lí trong bài thi tổ hợp vào THPT Tôi đã tìm tòi, nghiên cứu

đưa ra nội dung của chuyên đề “Hướng dẫn học sinh giải bài tập về định luật

ôm cho đoạn mạch nối tiếp, song song ôn thi lớp 10”

6.2 Thực trạng kết quả thi vào lớp 10 của đơn vị năm học 2019-2020 (năm học thi môn Vật lí trong bài thi tổ hợp).

+ Tổng số học sinh tốt nghiệp THCS: 127 học sinh

+ Tổng số học sinh đăng kí dự thi vào THPT: 115 học sinh

+ Số học sinh bị điểm liệt ( ): 02 học sinh chiếm 1,7% và xếp thứ 5/14trường trong huyện

+ Số học sinh bị điểm yếu kém ( ): 25 học sinh chiếm 21,7% và xếpthứ 8/14 trường trong huyện

+ Số học sinh điểm trên trung bình ( ): 80học sinh chiếm 69,6% vàxếp thứ 5/14 trường trong huyện

+ Số học sinh điểm khá giỏi ( ): 62 học sinh chiếm 53,9% và xếpthứ 3/14 trường trong huyện

7 Hệ thống (phân loại, dấu hiệu nhận biết đặc trưng) các dạng bài tập đặc trưng của chuyên đề

1 Dạng bài tập định tính.

Bài tập định tính là những bài tập mà khi giải, học sinh không cần thực hiệncác phép tính phức tạp mà phải sử dụng những phép suy luận lôgic trên cơ sởhiểu rõ bản chất của các khái niệm, định luật vật lí và nhận biết được những biểuhiện của chúng trong các trường hợp cụ thể

R2 R1

R2

R1

R1

R3 R2

Bài tập định tính có tầm quan trọng đặc biệt vì nhiều bài tập tính toán có thểgiải được phải thông qua những bài tập định tính Vì vậy việc luyện tập, đàosâu kiến thức và mở rộng kiến thức của học sinh về một vấn đề nào đó cần đượcbắt đầu từ bài tập định tính Đây là loại bài tập có khả năng trau dồi kiến thức

và tạo hứng thú học tập của học sinh

Để giải quyết được bài tập định tính đòi hỏi học sinh phải phân tích đượcbản chất của các hiện tượng Vật lí Với các bài tập định tính ta có thể chia ra làhai loại: Loại bài tập định tính đơn giản và loại bài tập định tính phức tạp

a Bài tập định tính đơn giản:

Giải bài tập định tính đơn giản học sinh chỉ cần vận dụng một hai khái niệmhay định luật đã học là có thể giải quyết được dạng bài tập này nên dùng đểcủng cố, khắc sâu khái niệm hay định luật

b Bài tập định tính phức tạp:

Đối với các bài tập dạng định tính phức tạp thì việc giải các bài tập này làgiải một chuỗi các câu hỏi định tính Những câu hỏi này đòi hỏi học sinh phảidựa vào việc vận dụng một định luật vật lí, một tính chất vật lí nào đó

2 Dạng bài tập định lượng:

Bài tập định lượng là loại bài tập vận dụng một hoặc nhiều khái niệm, địnhluật, công thức để có thể tính toán ra được kết quả Với bài tập thuộc chuyên đềnày có thể chia thành một số dạng cơ bản như sau:

Dạng 1: Xác định cường độ dòng điện, hiệu điện thế, điện trở, điện trở tương đương trong đoạn mạch nối tiếp hoặc song song.

Cho đoạn mạch gồm các điện trở mắc nối tiếp hoặc song song Xác định mộttrong các yếu tố: cường độ dòng điện, hiệu điện thế, điện trở, điện trở tươngđương trong đoạn mạch khi biết các yếu tố còn lại

R2 R1

R3

R3

R2 R1

Đoạn mạch gồm 2 điện trở nối tiếp và

song song với điện trở thứ 3

Đoạn mạch gồm 2 điện trở song song

và nối tiếp với điện trở thứ 3

Dạng 3: Dạng bài toán về ampe kế và vôn kế

- Dạng bài toán về ampe kế: Tìm số chỉ của ampe kế hoặc cho biết số chỉcủa ampe kế tìm hiệu điện thế hoặc điện trở của mạch điện

- Dạng bài toán về vôn kế: Tìm số chỉ của vôn kế hoặc cho biết số chỉ củavôn kế tìm cường độ dòng điện hoặc điện trở của mạch điện

8 Hệ thống các phương pháp cơ bản, đặc trưng để giải các bài tập trong chuyên đề.

8.1 Hình thức của dạng câu hỏi, bài tập định tính và định lượng

a Câu hỏi, bài tập trắc nghiệm: (TNKQ dạng có 4 lựa chọn – đây là dạng bài

tập trong đề thi vào THPT nhiều năm nay với bài thi môn tổ hợp phần thi môn Vật lí)

Cách làm: Tuỳ vào mỗi loại câu hỏi, sau khi đọc và hiểu rõ đầu bài (phần dẫn),

HS chọn một trong các cách sau đây để chọn đáp án:

- Đọc lần lượt các đáp án A, B, C, D sau đó căn cứ vào những kiến thức Vật

lí cụ thể chọn đáp án đúng nhất: Áp dụng với những câu hỏi mà nội dung kiếnthức được hỏi học sinh đã nắm chắc

- Đọc lần lượt các đáp án A, B, C, D sau đó sử dụng phương pháp loại trừ đểloại ra đáp án không chọn: Thường áp dụng cho các câu hỏi mang tính định tính

ta không tìm được đáp án đúng nhưng lại dễ thấy đáp án sai

- Dựa trên cơ sở đề bài, giải bài toán bằng cách nhanh nhất để tìm ra đáp án,sau đó so sánh với đáp án đã cho xem đáp án nào trùng với lời giải thì ta chọn:Thường áp dụng cho các câu hỏi có tính định lượng

Lưu ý :

- Chú ý đến những câu hỏi có cụm từ dạng “sai” hoặc “không đúng” vì rất

dễ nhầm lẫn

- Khi đọc đáp án nếu thấy đáp án đúng vẫn cần đọc hết các đáp án còn lại vì

có thể đáp án đó đúng nhưng chưa đầy đủ

b Câu hỏi, bài tập tự luận:

Cách làm:Phương pháp hiệu quả nhất nên hướng dẫn cho học sinh để giải bài

tập phần này là “Giải bài tập bằng phương pháp phân tích”

- Theo phương pháp này thì xuất phát điểm là đại lượng cần tìm Học sinhphải tìm xem đại lượng chưa biết có liên quan với những đại lượng vật lí nào

- Biểu diễn đại lượng cần tìm bằng công thức: Nếu 1 vế của công thức là đạilượng cần tìm còn vế kia gồm những dữ kiện đã biết thì công thức ấy cho phép

ta giải được bài toán

8.2 Phương pháp giải bài tập định tính và định lượng về đoạn mạch nối tiếp, song song.

8.2.1 Phương pháp chung cho bài tập định tính và định lượng:

Học sinh cần nhớ và nắm chắc khái niệm về điện trở tương đương, vai tròcủa Vôn kế và Ampe kế trong sơ đồ mạch điện, các công thức của đoạn mạchnối tiếp, đoạn mạch song song, đoạn mạch có hỗn hợp tường minh có nhiều nhất

3 điện trở cụ thể:

a Điện trở tương đương.

Điện trở tương đương của một đoạn mạch gồm các điện trở là điện trở có thểthay thế cho đoạn mạch này sao cho với cùng hiệu điện thế thì cường độ dòngđiện chạy qua đoạn mạch vẫn có giá trị như trước

b Vai trò của Ampe kế và Vôn kế trong sơ đồ mạch điện.

- Người ta dùng ampe kế để đo cường độ dòng điện, ampe kế thường đượcmắc nối tiếp với dụng cụ cần đo hoặc được mắc nối tiếp với một đoạn mạch Sốchỉ của ampe kế cho biết cường độ dòng điện chạy qua dụng cụ hay đoạn mạch

nó mắc nối tiếp

- Người ta dùng vôn kế để đo hiệu điện thế, vôn kế thường được mắc songsong với dụng cụ cần đo hoặc song song với đoạn mạch Số chỉ của vôn kế chobiết số đo hiệu điện thế giữa hai đầu dụng cụ đó hoặc đoạn mạch đó

Lưu ý:Trong tất cả các bài tập của cuốn sách bài tập Vật lí 9, điện trở của

ampe kế, dây nối, công tắc K rất nhỏ được coi là bằng 0; còn điện trở của vôn

kế vô cùng lớn.

c Đ oạn mạch nối tiếp.

- Trong đoạn mạch gồm hai điện trở mắc nối tiếp:

+ Cường độ dòng điện có giá trị như nhau tại mọi điểm: I = I1 = I2

+ Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch bằng tổng hiệu điện thế giữa hai đầumỗi điện trở thành phần:U = U1 + U2

+ Điện trở tương đương của đoạn mạch nối tiếp bằng tổng các điện trở hợpthành: Rtđ = R1 + R2

+ Hệ quả: Trong đoạn mạch gồm hai điện trở mắc nối tiếp, hiệu điện thếgiữa hai đầu mỗi điện trở tỷ lệ thuận với điện trở điện trở đó:

- Trong đoạn mạch gồm ba điện trở mắc nối tiếp

R2 R1

R3

R3

R2 R1

BÀI TẬP ĐỊNH

LƯỢNG VẬT LÝ

VIẾT CÁC BIỂU THỨC, LẬP PHƯƠNG TRÌNH (NẾU CẦN)

ĐỌC KỸ ĐỀ BÀI VÀ PHÂN TÍCH SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỆN, TÓM TẮT ĐỀ BÀI

THAY SỐ VÀ TÍNH KẾT QUẢ (LƯU Ý ĐƠN VỊ)

- Trong đoạn mạch gồm hai điện trở mắc song song:

+ Cường độ dòng điện trong mạch chính bằng tổng cường độ dòng điệntrong các mạch rẽ:I = I1 + I2

+ Hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch song song bằng hiệu điện thế hai đầu mỗiđoạn mạch rẽ: U = U1 = U2

+ Điện trở tương đương của đoạn mắc song song: Nghịch đảo của điện trởtương đương của đoạn mạch song song bằng tổng các nghịch đảo của từng điệntrở thành phần: → Rtđ =

+ Điện trở tương đương: =>

(Điện trở tương đương luôn nhỏ hơn các điện trở thành phần: R tđ < R 1 , R 2 , R 3 )

Đoạn mạch hỗn hợp (gồm nhiều nhất 3 điện trở)

- Dùng công thức mạch nối tiếp áp

VIẾT CÁC BIỂU THỨC, LẬP PHƯƠNG TRÌNH (NẾU CẦN)

THAY SỐ VÀ TÍNH KẾT QUẢ (LƯU Ý ĐƠN VỊ)

KIỂM TRA ĐỂ CÔNG NHẬN

KẾT QUẢ

8.2.2 Phương pháp riêng.

8.2.2.1 Phương pháp giải dạng bài tập định tính.

a Dạng bài tập định tính đơn giản:

Phương pháp giải:Giải bài tập định tính đơn giản học sinh chỉ cần vận dụng

một hai khái niệm hay định luật đã học là có thể giải quyết được dạng bài tậpnày nên dùng để củng cố, khắc sâu khái niện hay định luật

b Dạng bài tập định tính phức tạp:

Phương pháp giải:Khi giải các bài tập định tính phức tạp này giáo viên thường

hướng dẫn học sinh phân tích ra ba giai đoạn:

+ Phân tích điều kiện câu hỏi

+ Phân tích các hiện tượng vật lí mô tả trong câu hỏi, trên cơ sở đó liên hệvới định luật vật lí, định nghĩa, một đại lượng vật lí hay một tính chất vật lí liênquan

+ Tổng hợp các điều kiện đã cho và kiến thức tương ứng để giải

8.2.2.2 Phương pháp giải dạng bài tập định lượng.

Dạng 1: Xác định cường độ dòng điện, hiệu điện thế, điện trở, điện trở tương đương trong đoạn mạch nối tiếp hoặc song song.

Phương pháp:Đây là dạng bài tập muốn giải được phải thực hiện một loạt các

phép tính

Bước 1:Giáo viên cần hướng dẫn học sinh đọc kỹ đề, tìm hiểu ý nghĩa thuật

ngữ mới (nếu có), nắm vững các dữ kiện đâu là ẩn số phải tìm

Bước 2: Phân tích nội dung bài tập, làm sáng tỏ bản chất vật lí của các hiện

tượng mô tả trong bài tập

Bước 3: Xác định phương pháp giải và vạch ra kế hoạch giải bài tập.

Bước 4: Tiến hành giải bài tập theo kế hoạch đã vạch ra.

Dạng 2: Đoạn mạch hỗn hợp tường minh (nhiều nhất 3 điện trở)

Phương pháp:

Bước 1:Phân tích cấu trúc mạch điện: Trong mạch có bao nhiêu hiệu điện

thế? Có bao nhiêu cường độ dòng điện Cường độ dòng điện nào chạy qua điệntrở nào? Hiệu điện thế nào giữa 2 đầu điện trở nào

Bước 2:Viết cấu trúc mạch điện: Những điện trở nào mắc nối tiếp, mắc song

song, cụm điện trở nào song song, nối tiếp với cụm điện trở nào?

Bước 3:Phân tích giả thiết, kết luận của bài toán, những đại lượng vật lý nào

đã có, chưa có Ghi những dữ liệu bài toán cho lên sơ đồ

Bước 4: Thực hiện lời giải theo sơ đồ.

Dạng 3:Dạng bài toán về ampe kế và vôn kế

Bước 4: Sử dụng công thức của đoạn mạch nối tiếp, đoạn mạch song song

để tính I, U, R trong mạch điện Từ vị trí và vai trò của Ampe kế, Vôn kế trong

sơ đồ mạch điện xác định được số chỉ của Ampe kế và Vôn kế và ngược lại

9 Hệ thống các ví dụ bài tập cụ thể cùng lời giải minh họa cho chuyên đề 9.1.Ví dụ về dạng bài tập định tính.

a Ví dụ dạng bài tập định tính đơn giản:

Ví dụ 1: Cho đoạn mạch gồm điện trở R1 mắc nối tiếp với điện trở R2 mắc vàomạch điện Gọi I, I1, I2 lần lượt là cường độ dòng điện của toàn mạch, cường độdòng điện qua R1, R2 Biểu thức đúng là

A I = I1 = I2 B I = I1 + I2 C I ≠ I1 = I2 D I1 ≠ I2

Hướng dẫn: Biểu thức đúng: I = I1 = I2→ Đáp án A

Ví dụ 2: Đoạn mạch gồm các điện trở mắc nối tiếp là đoạn mạch không có đặc

điểm nào dưới đây?

A Đoạn mạch có những điểm nối chung của nhiều điện trở

B Đoạn mạch có những điểm nối chung chỉ của hai điện trở

C Dòng điện chạy qua các điện trở của đoạn mạch có cùng cường độ

D Đoạn mạch có những điện trở mắc liên tiếp với nhau và không có mạch rẽ

Hướng dẫn: Đoạn mạch có những điểm nối chung của nhiều điện trở thì có thể

là mạch rẽ nhánh, phân nhánh ⇒ không phải mạch nối tiếp → Đáp án A

Ví dụ 3:(Đề thi tuyển sinh vào lớp 10 THPT tỉnh Vĩnh Phúc năm học

Đoạn mạch gồm hai điện trở R1 và R2 mắc nối tiếp có điện trở tương đương là

Hướng dẫn: Công thức đúng: → Đáp án A

Ví dụ 5: Đặt một hiệu điện thế UAB vào hai đầu đoạn mạch gồm hai điện trở

R1 và R2 mắc nối tiếp Hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở tương ứng là U1,

U2 Hệ thức không đúng là

A RAB = R1 + R2 B IAB = I1 = I2 C U1/U2 =R2/R1 D UAB = U1 + U2

Hướng dẫn: Hệ thức không đúng U1/U2 =R2/R1→ Đáp án C

Ví dụ 6: Đặt một hiệu điện thế UAB vào hai đầu đoạn mạch gồm hai điện trở

R1 và R2 mắc song song Hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở tương ứng là

Hướng dẫn: Vì theo định luật ôm ta có , ba điện trở mắc nối tiếpnên cường độ dòng điện bằng nhau ( ) Nếu hiệu điện thế bằng nhauthì R phải bằng nhau Vậy

Ví dụ 2: Có hai điện trở R1 và R2 (với R1 = R2 = r), gọi Rnt và R// lần lượt là điệntrở tương đương của chúng khi được mắc nối tiếp và song song Biểu thức đúnglà

A Rnt = 2R// B Rnt = 4R// C R// = 2Rnt C R// = 4Rnt

Hướng dẫn:R1 nt R2 => Rnt = R1 + R2 = 2r