sáng kiến kinh nghiệm vật lý 11: Hướng dẫn học sinh giải bài tập về điện

Giúp học sinh nắm chắc được kiến thức cơ bản, mở rộng và hiểu sâu kiến thức. Từ dó nâng cao được chất lượng bộ môn Vật lí và biết vận dụng vào thực tế. Các giải pháp giải bài tập để giải quyết các vướng mắc của học sinh . Giải pháp này nhằm giúp cho các em học sinh lớp 9 nắm vững được phương pháp, biết vận dụng làm được các dạng bài tập và có cách nhìn nhận phương pháp giải, giúp cho các em hứng thú trong học tập và yêu thích môn học.

HƯỚNG DẪN HỌC SINH PHƯƠNG PHÁP

GIẢI BÀI TẬP ĐIỆN

A- PHẦN MỞ ĐẦU.

I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI.

Trong chương trình vật lý 9, phần điện học, nhất là các bài tập mạch điệnhỗn hợp rất đa dạng và khó đối với học sinh Hơn nữa, trong phân phối chươngtrình lại ít có tiết bài tập để luyện tập Do đó, học sinh rất lúng túng khi giảiquyết các bài tập ở các bài kiểm tra

Kiến thức trong bài học phần vận dụng cũng khá phức tạp, bài tập trongsách bài tập thì khó đối với học sinh Các bài tập trong sách bài tập hầu như họcsinh không làm được, vì nó đa dạng trong khi đó giáo viên lại không có điềukiện sửa bài cho học sinh

Vì vậy, vấn đề đặt ra là: làm cách nào để học sinh nắm chắc kiến thức vàgiải quyết được các bài tập? Cũng như các bài tập vận dụng thường ra trong trắcnghiệm một cách tốt nhất, học sinh nắm bắt những phương pháp và cách xử lýmột bài tập

Qua thời gian dạy tự chọn môn Vật lí 9 tôi có nhiều cơ hội nghiên cứu cácgiải pháp giải bài tập để giải quyết các vướng mắc của học sinh Giải pháp nàynhằm giúp cho các em học sinh lớp 9 nắm vững được phương pháp, biết vậndụng làm được các dạng bài tập và có cách nhìn nhận phương pháp giải, giúpcho các em hứng thú trong học tập và yêu thích môn học

Cùng với sự đổi mới phương pháp dạy học chung của ngành giáo dục,đồng thời bản thân cũng tự kiểm tra, tổng kết tình hình dạy học Vật lí, cùng vớiviệc tiếp thu các chuyên đề, thấy được tác dụng giáo dưỡng và giáo dục rất lớnđối với học sinh khi giải bài tập Vật lí Từ đó vận dụng vào quá trình giảng dạy,tôi thấy có hiệu quả hơn so với trước đây, chất lượng học sinh được nâng cao rõrệt

Xuất phát từ những lí do trên, tôi quyết định chọn đề tài: “ Hướng dẫn học sinh phương giải bài tập điện ” nhằm giúp học sinh nắm chắc được kiến

thức cơ bản, mở rộng và hiểu sâu kiến thức Từ dó nâng cao được chất lượng bộmôn Vật lí và biết vận dụng vào thực tế

B- NỘI DUNG ĐỀ TÀI.

Chương I CƠ SỞ LÍ LUẬN

I MỤC ĐÍCH HƯỚNG DẪN HỌC SINH PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP ĐIỆN.

1 Bài tập điện giúp cho học sinh ôn tập, đào sâu, mở rộng kiến thức.

Trong giai đoạn xây dựng kiến thức học sinh đã nắm được cái chung cáckhái quát của các khái niệm, định luật và cũng là các khái niệm trìu tượng.Trong các bài tập học sinh phải vận dụng những kiến thức khái quát, trìu tượng

đó vào những trường hợp cụ thể rất đa dạng, nhờ thế mà học sinh nắm đượcnhững biểu hiện rất cụ thể của chúng trong thực tế và phạm vi ứng dụng củachúng Ngoài những ứng dụng quan trọng trong kỹ thuật bài tập Điện giúp chohọc sinh thấy được những ứng dụng muôn hình muôn vẻ trong thực tiễn của cáckiến thức đã học

Bài tập vật lí là một phương tiện củng cố, ôn tập kiến thức sinh động Khigiải bài tập Điện học sinh phải nhớ lại các kiến thức đã học, có khi phải sử dụngtổng hợp các kiến thức của nhiều phần của chương trình

2 Bài tập có thể là điểm khởi đầu để dẫn đến kiến thức mới.

Nhiều khi bài tập được sử dụng khéo léo có thể dẫn học sinh đến nhữngsuy nghĩ về một hiện tượng mới hoặc xây dựng một khái niệm mới để giải thíchhiện tượng mới do bài tập phát hiện ra

3.Giải bài tập điện rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo, vận dụng lý thuyết vào thực tiễn, rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức khái quát

Bài tập điện là một trong những phương tiện rất quý báu để rèn luyện kỹnăng, kỹ xảo vận dụng lý thuyết vào thực tiễn, rèn luyện thói quen vận dụngkiến thức khái quát đã thu nhận được để giải quyết các vấn đề của thực tiễn

4 Giải bài tập điện là một trong những hình thức làm việc tự lực cao của học sinh

Trong khi làm bài tập do phải tự mình phân tích các điều kiện của đầu bài,

tự xây dựng những lập luận, kiểm tra và phê phán những kết luận mà học sinhrút ra được nên tư duy của học sinh được phát triển năng lực làm việc tự lực

5 Giải bài tập góp phần làm phát triển tư duy sáng tạo của học sinh.

Có nhiều bài tập điện không chỉ dừng lại trong phạm vi vận dụng nhữngkiến thức đã học mà còn giúp bồi dưỡng cho học sinh tư duy sáng tạo

6 Giải bài tập điện là một phương tiện để kiểm tra mức độ nắm vững kiến thức của học sinh

Chương II CÁC GIẢI PHÁP THỰC HIỆN

1 Thực trạng trước khi thực hiện đề tài.

Trước khi thực hiện đề tài qua giảng dạy ở trường THCS Đông Hà, quatìm hiểu và trao đổi với đồng nghiệp tôi nhận thấy:

- Đa số học sinh ham mê học bộ môn Vật lí, nhưng khi làm các bài tập vật

lí các em thường lúng túng trong việc định hướng giải, có thể nói hầu như các

em chưa biết cách giải cũng như trình bày lời giải

Theo tôi, thực trạng nêu trên có thể do một số nguyên nhân sau:

+ Học sinh chưa có phương pháp tổng quan để giải một bài tập Vật lí,bài tập điện nói riêng

+ Học sinh chưa biết vận dụng liên kết các kiến thức

+ Nội dung cấu trúc chương trình sách giáo khoa mới hầu như khôngdành thời lượng cho việc hướng dẫn học sinh giải bài tập hay luyện tập, dẫn đếnhọc sinh không có điều kiện bổ sung, mở rộng và nâng cao kiến thức cũng nhưrèn kỹ năng giải bài tập điện

2 Số liệu điều tra trước khi thực hiện đề tài.

Trước khi thực hiện đề tài tôi đã tiến hành kiểm tra và khảo sát đối vớihọc sinh ở các lớp: 9D, 9E trường THCS Đông Hà bằng một số bài tập cơ bản

Lớp Sĩ GiỏiSL % KháSL % TBSL % Yếu - KémSL %

tương ứng với mức độ nội dung kiến thức ở mỗi khối lớp Kết quả thu được nhưsau:

chuyên đề “Hướng dẫn học sinh phương pháp giải bài tập điện ”.

Trong chuyên đề này tôi chia thành 3 nội dung, hướng dẫn học sinh:

 Trình tự giải một bài tập vật lí.

 Hai phương pháp suy luận để giải các bài tập vật lí.

 áp dụng phương pháp giải bài tập vật lí vào một số bài tập cơ bản

1 Trình tự giải một bài tập điện

- Phương pháp giải một bài tập điện phụ thuộc nhiều yếu tố: mục đích yêu

cầu của bài tập, nội dung bài tập, trình độ của các em, v.v Tuy nhiên trongcách giải phần lớn các bài tập điện cũng có những điểm chung

- Thông thường khi giải một bài tập điện cần thực hiện theo trình tự sauđây:

1.1.Hiểu kỹ đầu bài

- Đọc kỹ đầu bài: Bài tập nói gì? Cái gì là dữ kiện? Cái gì phải tìm?

- Tóm tắt đầu bài bằng cách dùng các ký hiệu chữ đã qui ước để viết các

dữ kiện và ẩn số, đổi đơn vị các dữ kiện cho thống nhất (nếu cần thiết )

- Vẽ hình , nếu bài tập có liên quan đến hình vẽ hoặc nếu cần phải vẽ hình

1.2 Phân tích nội dung bài tập, lập kế hoạch giải

- Tìm sự liên hệ giữa những cái chưa biết (ẩn) và những cái đã biết (dữkiện)

- Nếu chưa tìm được trực tiếp các mối liên hệ ấy thì có thể phải xét một sốbài tập phụ để gián tiếp tìm ra mối liên hệ ấy

- Phải xây dựng được một dự kiến về kế hoạch giải

1.3 Thực hiện kế hoạch giải.

- Tôn trọng trình tự phải theo để thực hiện các chi tiết của dự kiến, nhất làkhi gặp một bài tập phức tạp

- Thực hiện một cách cẩn thận các phép tính số học, đại số hoặc hình học.Nên hướng dẫn học sinh làm quen dần với cách giải bằng chữ và chỉ thay giá trịbằng số của các đại lượng trong biểu thức cuối cùng

- Khi tính toán bằng số, phải chú ý đảm bảo những trị số của kết quả đều

có ý nghĩa

1.4 Kiểm tra đánh giá kết quả.

- Kiểm tra lại trị số của kết quả: Có đúng không? Vì sao? Có phù hợp vớithực tế không?

- Kiểm tra lại các phép tính: có thể dùng các phép tính nhẩm và dùng cáchlàm tròn số để tính cho nhanh nếu chỉ cần xét độ lớn của kết quả trong phép tính

- Nếu có điều kiện, nên phân tích, tìm một cách giải khác, đi đến cùngmột kết quả đó Kiểm tra xem còn con đường nào ngắn hơn không

2 Hai phương pháp suy luận để giải các bài tập điện.

Chính vì thực trạng vấn đề hiện nay rất khó khăn cho học sinh, người giáoviên phải biết đưa ra phương pháp, phân loại bài tập, đào sâu kiến thức để các

em có thể giải quyết tốt các bài tập mạch điện, đặc biệt là các mạch điện hỗnhợp Cung cấp cho học sinh các kiến thức cơ bản về định luật Ôm tổng quát,mạch nối tiếp, song song và các công thức:

Tương tự mở rộng cho đoạn mạch có nhiều điện trở nối tiếp.

2.2 Đoạn mạch song song: (có 2 điện trở)

2.2 Đoạn mạch hỗn hợp:

- Trong mạch hỗn hợp cần phân tích cho học sinh những đoạn mạch nàomắc nối tiếp, những đoạn mạch nào mắc song song mà dùng các công thức trêncho đúng

I 

2

1 U U

2 1

1 1 1

R R

R TD  

Tương tự mở rộng cho đoạn mạch có nhiều điện trở song song

- VD: Cho mạch điện sau:

Dùng công thức mạch nối tiếp áp dụng cho điện trở R2 và R3 Dùng công thức mạch nối tiếp áp dụng cho điện trở R1 và R2,3

HS cần nắm chắc 3 công thức sau và cách vận dụng nó

Dùng công thức mạch nối tiếp áp dụng cho điện trở R1 và R2

Dùng công thức mạch song song áp dụng cho điện trở R12 và R3

Mạch hỗn hợp ở hai thí dụ trên là mạch điện cơ bản nhất, các mạch điệnhỗn hợp khác ta cũng đưa về hai dạng trên để giải

Ví dụ cho mạch điện hỗn hợp như hình dưới:

3) Phương pháp giải: Tóm tắt bằng các bước sau:

- Bước1: Đọc đề bài, vẽ hình, vẽ chiều dòng điện( Hoặc đề bài cho sẳn hình vẽ)

- Bước 2: Phân tích cấu trúc mạch điện:

R 45 R 23

Những điện trở nào mắc nối tiếp với nhau, mắc song song với nhau, cụmđiện trở nào song song , nối tiếp với cụm điện trở nào?

- Bước 3: Phân tích trong mạch có bao nhiêu hiệu điện thế? Có bao nhiêu cường

độ dòng điện

Cường độ dòng điện nào chạy qua điện trở nào?Hiệu điện thế nào giữa 2đầu điện trở nào?

- Bước 4: 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 5:Phương pháp giải:

 Vận dụng hệ thống công thức cho phù hợp

 Tìm hiểu cách giải theo sơ đồ sau:

 Trình bày bài làm : Có lời giải cho mỗi công thức, thế số, ghi đơn vị

Ví dụ : Cho mạch điện sau

Phân tích:

Bước 1: Đọc đề bài, vẽ hình

Bước 2: Cấu trúc mạch : R1 nt (R2 // R3)

Bước 3: Mạch có 3 cường độ dòng điện I ,I1,I2 : I mạch chính

cũng là I qua R1, I1 chạy qua R2, I2 chạy qua điện trở R3

Có 3 hiệu điện thế U nguồn, UAC, UCB

Bước 4: Bài toán cho 3 giá trị điện trở và hiệu điện thế nguồn

Cần phải tính RTM? I ,I1,I2 ?

Tính I 1 chạy qua R 2 ?

R 1

R 2

R 3

3 2 23

R R

R R R





Tính I?

tmR

Tính:1)Rtm ?

2) Cường độ dòng điện qua mỗi điện trở?

Bước 5: Ap dụng các công thức sao cho phù hợp

R 1

R 2

R 3

R 2

R 3

I

1

I2I

Tính I2 chạy qua R3?Tìm UAC = IR1

3) Phân loại bài tập

Bài tập mạch điện lớp 9 rất đa dạng, ở đây chúng tôi chỉ mang tính chấtphân loại những dạng cơ bản nhằm đáp ứng cho đại trà các trình độ học sinhtrong lớp, để HS nắm bắt và phân dạng được bài tập, có kỹ năng giải một cáchthành thạo và chính xác

a)Dạng 1: Bài tập vận dụng định luật ôm cho đoạn mạch nối tiếp song

và hỗn hợp.Bài toán chỉ liên quan 3 đại lượng I, U,R.

 Mạch nối tiếp: Cần hướng dẫn cho học sinh sử dụng thành thạo công thức địnhluật ôm và 3 công thức I,U,Rtd trong mạch nối tiếp để tính Rtd ,tính I mạchchính và U1,U2 ,hoặc tính R1, R2

 Mạch song song: Hướng dẫn cho học sinh sử dụng thành thạo công thức địnhluật ôm và 3 công thức I,U,Rtd trong mạch song song để tính Rtd ,tính I mạchchính và I1,I2 ,hoặc tính R1, R2

 Mạch điện hỗn hợp: Dùng công thức định luật ôm và các công thức trong đoạnmạch nối tiếp song song để giải, chú ý để bài toán đơn giản ta đưa về mạch nốitiếp, song song để giải

b)Dạng 2: Bài tập biến trở và điện trở dây dẫn.

Cung cấp cho học sinh kiến thức về biến trở:

Biến trở xem như một điện trở thay đổi được giá trị ,khi dịch chuyển conchạy C nghĩa là đã thay đổi số vòng dây của biến trở

Khi giá trị của biến trở thay đổi thì cường độ dòng điện trong mạch đóthay đổi theo:

+ Khi giá trị của biến trở tăng thì cường độ dòng điện trong mạch đó giảm

và ngược lại

+ Khi giá trị của biến trở giảm thì cường độ dòng điện trong mạch đó tăng

VD: Biến trở : RMN( 100  - 2A)

 Khi bài toán cho giá trị của biến trở, ta xem

nó như 1 điện trở trong mạch

 Khi tìm giá trị của phần biến trở tham gia

vào mạch ta xem như 1 điện trở cần phải

Khi C ở tại M thì giá trị của nóbằng 0

Khi C ở tại N thì giá trị của nó lớn nhất

B

B B

I

U

R 

S l

R  suy ra các đại lượng cần tính

 Từ số liệu kỹ thuật của đèn ta có thể tính được:

 Khi bài toán hỏi đèn sáng bình thường không, ta thường dùng 2 cách giải sau:

- Tính UĐ so sánh Uđm  Rút ra được kết luận

- Tính IĐ so sánh Iđm  Rút ra được kết luận

 Khi bài toán cho đèn sáng bình thường có nghĩa là:

UĐ = Uđm và IĐ = Iđm

 Khi tính công suất tiêu thụ của đèn ta thường dùng công thức P = UI

 Chú ý cho HS cần phân biệt các giá trị định mức với các giá trị thực tế

 So sánh độ sáng các đèn ta tính công suất thực tế của các đèn đó, đèn nào tiêuthụ công suất lớn hơn thì sáng hơn

d) Dạng 4: Bài toán nhiệt lượng và hiệu suất:

1/ Nhiệt lượng toàn phần toả ra của dây điện trở toả nhiệt:

Q = I2Rt, hoặc Q = Pt , hoặc Q = UIt ( với t tính bằng s)

Khi áp dụng các công thức này để tính cần phân biệt U,I, R nào để thế vàocho đúng

2/ Bài toán dùng nhiệt lượng toả ra của dây điện trở để nấu nước:

- Khi nhiệt lượng mất mát không đáng kể

Q toả tp = Q thu của nước

Với Q thu của nước = mc ( t2- t1)

Khi bài toán có liên quan đến hiệu suất:

dm

dm D

I 

 Từ các phương trình cân bằng , ta có thể tính các đại lượng theo yêu cầu bàitoán

3/ Bài toán tính công và điện năng tiêu thụ :

 Công của dòng điện:

A = I2Rt, hoặc A = Pt , hoặc A = UIt

( Các công thức trên khi t tính bằng s thì công A tính bằng J)

 Tính điện năng tiêu thụ:

Điện năng tiêu thụ chính bằng công của dòng điện, ta vẫn dùng cáccông thức tính công, nhưng thời gian t tính bằng h, lúc này điện năng A tínhbằng wh,đổi ra kwh

 Tính tiền điện phải trả: Tính điện năng tiêu thụ ra đơn vị kwh nhân vớigiá tiền của 1kwh

III ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VẬT LÍ VÀO MỘT SỐ BÀI TẬP CƠ BẢN.

Trên đây là một số dạng bài tập cơ bản đối với chương trình vật lý 9 Ởđây không nêu ra các bài tập khó dành cho học sinh giỏi Vấn đề đặt ra là tổchức được cho học sinh

%100

TP

ich

Q H

Q 

Với Qthu ich = mc ( t2 - t1)

Tôi xin đưa ra một bài tập vận dụng thực tế giúp học sinh thiết kế giải bàitập theo các bước như trên.

1 Bài tập vận dụng : Cho mạch điện sau

Cho R1=12  , U = 36V không đổi, đèn Đ(8V-8W), RMN là biến trở

Tính công suất Ptm

2.Các bài tập tham khảo:

Bài 1) Có 3 điện trở R1 , R2 ,R3 Biết R1 = 4 , R2 = 6 và R3 chưa biết giátrị của nó, và bộ nguồn 6 V không đổi

1)Lấy R1 mắc nối tiếp với R2 Tính điện trở toàn mạch, cường độ dòng điệntrong mạch chính và hiệu điện thế giữa 2 đầu mỗi điện trở ?

2)Khi mắc song song R1 với R2 Tính nhiệt lượng toả ra toàn mạch trong 15phút?

3)Bây giờ mắc R1 nối tiếp với hệ thống R2 song song R3 [R1 nt (R2 // R3) Lúc

này cường độ dòng điện I3 chạy qua điện trở R3 là

3

2A

Tính cường độ dòng điện chạy qua điện trở R1, R2 và giá trị điện trở R3 ?

Có( Thời gian t tính bằng s thì Q tính bằng J)

Cho 2 điện trở R1 và R2 mắc nối tiếp vào nguồn 9V không đổi.

2) Mắc thêm đèn Đ(12V-12W) song song với điện trở R1

a)Tính cường độ dòng điện trong mạch chính và các mạch rẽ

b)Độ sáng đèn như thế nào?.Tính nhiệt lượng toả ra của điện trở

R1 trong 30 phút

c)Để dòng điện mạch chính là 2A.Ta phải mắc thêm RX như thế nào? TínhRX.d)Mỗi điện trở chịu hiệu điện thế lớn nhất là 36V.Tính hiệu

điện thế lớn của nguồn để đèn và các điện trở không bị cháy

IV HƯỚNG DẪN HỌC SINH HỌC TẬP VẬT LÍ Ở NHÀ.

Qua thực tế giảng dạy Vật lí ở trường THCS, tôi nhận thấy với cấu trúccủa chương trình Vật lí THCS là hầu hết không có hoặc có rất ít các tiết bài tập,thêm nữa thời lượng của một tiết học trên lớp có hạn, học sinh chủ yếu tiếp thukiến thức về lí thuyết một cách cơ bản hoặc giải các bài tập đơn giản 2 tiết / tuầnđối với lớp 9 Như vậy không có đủ lượng thời gian để giáo viên mở rộng vànâng cao kiến thức cũng như rèn luyện kỹ năng giải bài tập cho học sinh Do đóbên cạnh việc tổ chức các chuyên đề thì một trong những biện pháp tốt nhất để