SKKN PHƯƠNG PHÁP bồi DƯỠNG học SINH GIỎI môn vật lý 9 PHẦN điện học

Bồi dưỡng nhân tài cho đất nước là một trong những nhiệm vụ của ngành giáo dục, xem trọng “hiền tài là nguyên khí của quốc gia” công tác bồi dưỡng học sinh giỏi ở các trường THCS hiện na

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

Đề tài : Phương pháp bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lý 9 phần điện học

I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Trong giai đoạn đổi mới của đất nước, Đảng ta chủ trương đẩy mạnh hơn nữa công tác giáo dục, và coi đây là một trong những yếu tố đầu tiên, yếu tố quan trọng góp phần phát triển kinh tế - xã hội Mục tiêu của giáo dục là: “Nâng cao dân trí, đào tạo nhân lực

và bồi dưỡng nhân tài”

Bồi dưỡng nhân tài cho đất nước là một trong những nhiệm vụ của ngành giáo dục, xem trọng “hiền tài là nguyên khí của quốc gia” công tác bồi dưỡng học sinh giỏi ở các trường THCS hiện nay đã được tổ chức thực hiện trong nhưng năm qua Bồi dưỡng học sinh giỏi là nhiệm vụ then chốt trong mỗi nhà trường, là thành quả để tạo lòng tin với phụ huynh và là cơ sở tốt để xã hội hoá giáo dục

Qua nhiều năm giảng dạy bộ môn tại trường THCS Đọi Sơn, tôi cũng đã thu được một số kết quả trong công tác ôn học sinh giỏi, đã có các học sinh đạt giải nhất, giải nhì

và giải khuyến khích cấp huyện qua các năm bồi dưỡng Với mong muốn công tác ôn luyện này đạt kết quả tốt, thường xuyên và khoa học hơn, góp phần hoàn thành mục tiêu giáo dục, nâng cao chất lượng giáo dục của địa phương, tôi chọn đề tài sáng kiến kinh

nghiệm năm học này là: “ Phương pháp bồi dưỡng học sinh giỏi môn vật lý 9 phần điện học”.

II MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI

- Nhằm xác định rõ kế hoạch, nhiệm vụ của giáo viên phải dạy như thế nào để cho học sinh học tốt, đi thi có giải

- Xác định được phương hướng ôn tập, học tập cho học sinh, tạo điểm nhấn sức vượt cho học sinh khi tham dự đội tuyển HSG môn Vật lí

- Giúp học sinh nâng cao kiến thức, kỹ năng tìm ra phương hướng học bộ môn để học sinh yêu thích học bộ môn hơn nữa

- Giúp cho bản thân người dạy cũng như đồng nghiệp bổ sung vào phương pháp dạy học bộ môn của mình một số bài học thực tiễn

- Góp phần đẩy mạnh phong trào tự học, tự nghiên cứu của giáo viên và học sinh

- Tạo đà phát triển cao hơn cho việc bồi dưỡng đội tuyển trong các năm học tới

- Tăng cường trao đổi học tập kinh nghiệm từ đồng nghiệp cùng đơn vị Cũng như mong muốn sự đóng góp kinh nghiệm để đồng nghiệp, góp ý kiến nhằm nâng cao chuyên môn và khả năng tự học, tự đào tạo thực hiện phương châm học thường xuyên, học suốt đời

Đề xuất một số biện pháp thực hiện công tác bồi dưỡng để nâng cao chất lượng học sinh giỏi giỏi môn vật lý 9 của trường THCS , góp phần hoàn thành mục tiêu giáo dục của nhà trường

III ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

1 Đối tượng nghiên cứu: Học sinh giỏi môn vật lý lớp 9 trong trường THCS

2 Phạm vi nghiên cứu: Đề tài này tôi áp dụng trong trường THCS Đọi Sơn nói

riêng và và các trường THCS nói chung với tinh thần rút ra những bài học kinh nghiệm

và có sửa chữa, bổ sung cho phù hợp với các đối tượng và giai đoạn cụ thể.

IV PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Phương pháp quan sát: Quan sát thức tế, thực trạng về công tác chỉ đạo, công tác bồi dưỡng, quá trình học tập, chất lượng học tập của HS giỏi

Phương pháp nghiên cứu tài liệu Nghiên cứu sách, báo, giáo trình có liên quan đến công tác bồi dưỡng HS giỏi Nghiên cứu chất lượng HS giỏi những năm trước Nghiên cứu công tác chỉ đạo của nhà trường đối với công tác bồi dưỡng HS giỏi

Phương pháp tổng kết kinh nghiệm

V NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

1 Cơ sở lý luận

Các kết quả thực tế cho thấy số học sinh được xem là có năng lực nhận thức, tư

duy, vốn sống nổi trội hơn các em khác chiếm từ 5-10% tổng số học sinh Các tài năng xuất hiện từ rất sớm Vì vậy trên thế giới, người ta luôn quan tâm đến việc phát hiện và bồi dưỡng nhân tài ngay từ những năm tháng trẻ còn nhỏ tuổi Ở nước ta, từ nhiều năm nay vấn đề này cũng được quan tâm

Đồng thời với việc thực hiện nhiệm vụ phát hiện và bồi dưỡng nhân tài cho đất nước, tổ chức thi học sinh giỏi còn có tác dụng thúc đẩy phong trào thi đua dạy tốt, học tốt, việc bồi dưỡng học sinh giỏi có tác dụng tích cực trở lại đối với giáo viên Để có thể bồi dưỡng học sinh giỏi, người giáo viên luôn phải học hỏi, tự bồi dưỡng kiến thức để nâng cao trình độ chuyên môn và năng lực sư phạm cũng như phải bồi dưỡng lòng yêu nghề, tinh thần tận tâm với công việc

Vật lý là môn khoa học thực nghiệm, các sự vật hiện tượng vật lý rất quen thuộc gần gũi với các em Việc tạo lòng say mê yêu thích và hứng thú tìm tòi kiến thức lại phụ thuộc rất nhiều vào nghiệp vụ sư phạm của người thầy Qua giảng dạy và tìm hiểu tôi nhận thấy phần lớn các em chưa có thói quen vận dụng những kiến thức đã học vào giải bài tập vật lý một cách có hiệu quả, nhất là đối với các bài tập khó dành cho học sinh khá giỏi

2 Thực trạng

Trong nhiều năm thực hiện công tác này, cô trò chúng tôi đã phải khắc phục nhiều khó khăn Các buổi chiều đến bồi dưỡng, vì không có lớp cô trò phải mượn phòng thiết

bị, thư viện của nhà trường làm phòng học Để học sinh có nhiều thời gian ôn tập và tham khảo kiến thức trên mạng internet, được sự đồng ý của Ban giám hiệu nhà trường, tôi đã xin phép phụ huynh học sinh, cho các em ra nhà riêng để tiện cho việc ôn luyện

3 Một số giải pháp cụ thể cho công tác bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lý 9 phần điện học

a Đối với học sinh

Để tự tin và học giỏi môn Vật lý trong nhà trường, học sinh cần có phương pháp

học tập sao cho khoa học, hợp lý:

Đọc và soạn bài kỹ trước khi đến lớp Chú ý ghi lại những từ ngữ quan trọng, những vấn đề còn chưa rõ trong bài để khi đến lớp khi nghe thầy cô giảng bài học sinh sẽ tiếp thu nhanh hơn Phải mạnh dạn hỏi ngay những gì còn chưa hiểu với thầy cô, bạn bè

Về nhà làm tất cả các bài tập trong sách giáo khoa và sách bài tập Muốn vậy phải học đều tất cả các môn, đặc biệt là môn Toán, vì đây là môn học giúp ta có được tư duy

2

logic và tính toán chính xác, rất cần trong việc giải các bài tập Vật lý.

Cần có lòng yêu thích môn học, có yêu thích mới có hứng thú trong học tập Đây

là một trong những yếu tố rất cần thiết để học tốt môn này Vậy bằng cách nào? Phải thường xuyên đọc sách Vật lý vui, tham gia các hoạt động liên quan đến Vật lý như tham gia câu lạc bộ Vật lý ở trường, trên Internet,… Luôn đặt câu hỏi "Tại sao?" trước những vấn đề, những tình huống thuộc môn vật lý dù là đơn giản để từ đó khơi gợi tính tò mò, đòi hỏi phải được lý giải Như vậy dần dần sẽ tìm thấy được những cái hay, cái thú vị của bộ môn này mà yêu thích nó

Rèn luyện một trí nhớ tốt vì có như thế mới nắm bắt được bài mới ở lớp cũng như các kiến thức đã học trước đó Rèn luyện như thế nào? Đó là : trước khi học bài mới nên xem lại các bài học cũ Như thế sẽ mất nhiều thời gian chăng? Câu trả lời là "Không" vì những bài đó mình đã học, đã biết, đã nhớ nên xem lại sẽ rất nhanh Khi được tái hiện lần nữa, sẽ giúp nhớ được lâu hơn, chắc hơn

Luôn tìm tòi mở rộng kiến thức Chương trình trong sách giáo khoa vốn là kiến thức chuẩn, căn bản nhưng không thể giải thích cặn kẽ hết mọi vấn đề vì thời lượng chương trình không cho phép Cho nên, để hiểu rõ và nắm chắc kiến thức trong sách giáo khoa chúng ta cũng cần tìm đọc thêm sách tham khảo ( không phải là sách giải bài tập) Đồng thời, nên làm bài tập thật nhiều, bắt đầu từ những bài đơn giản rồi đến những bài tập khó…Việc làm bài tập nhiều sẽ giúp rèn luyện tư duy nhanh, tích luỹ thêm kiến thức

bổ sung cho lý thuyết; đọc thêm nhiều sách thì mới nắm chắc và hiểu đúng, sâu sắc hơn những kiến thức

b Đối với giáo viên

- Lựa chọn đúng đối tượng học sinh:

Cần tổ chức thi chọn lọc qua vài vòng loại để lựa chọn chính xác đối tượng học sinh vào bồi dưỡng

Giáo viên cần đánh giá học sinh một cách khách quan, chính xác, không chỉ qua bài thi mà cả qua việc học tập bồi dưỡng hằng ngày Việc lựa chọn đúng không chỉ nâng cao hiệu quả bồi dưỡng, mà còn tránh bỏ sót học sinh giỏi và không bị quá sức đối với những em không có tố chất

- Xây dựng chương trình bồi dưỡng

Hiện nay có rất nhiều sách nâng cao và các tài liệu tham khảo, Internet, song chương trình bồi dưỡng của Huyện nhà chưa có sách hướng dẫn chi tiết, cụ thể từng tiết, từng buổi học như trong chương trình chính khoá Vì thế soạn thảo chương trình bồi dưỡng là một việc làm hết sức quan trọng và rất khó khăn nếu như chúng ta không có sự tham khảo, tìm tòi và chọn lọc tốt Giáo viên cần soạn thảo nội dung bồi dưỡng dẫn dắt học sinh từ cái cơ bản của nội dung chương trình học chính khoá, tiến dần tới chương trình nâng cao (tức là trước hết phải khắc sâu kiến thức cơ bản của nội dung học chính khoá, từ đó vận dụng để mở rộng và nâng cao dần)

Cần soạn thảo chương trình theo vòng xoáy: Từ cơ bản tới nâng cao, từ đơn giản tới phức tạp Đồng thời cũng phải có ôn tập củng cố Ví dụ: Cứ sau 2, 3 tiết củng cố kiến thức cơ bản và nâng cao thì cần có một tiết luyện tập để củng cố kiến thức; và cứ sau 5, 6 tiết thì cần có một tiết ôn tập để củng cố khắc sâu Khi soạn thảo một tiết học chúng ta cần có đầy đủ những nội dung:

- Kiến thức cần truyền đạt (lý thuyết, hay các công thức có liên quan đến tiết dạy)

- Bài tập vận dụng

- Bài tập về nhà luyện thêm (tương tự bài ở lớp)

Một số giờ ôn tập, Giáo viên cần giúp các em tổng hợp các dạng bài, các phương pháp giải theo hệ thống Vì hầu hết các em chưa tự mình hệ thống đựơc mà đòi hỏi phải

có sự giúp đỡ của giáo viên Ví dụ như khi dạy chương điện học thì cần phải học theo chuyên đề:

1 Mạch điện tương đương

2 Bài toán chia dòng

3 Phép chia thế

4 Vai trò của Ampe kế trong sơ đồ

5 Vai trò của Vôn kế trong sơ đồ

6 Các quy tắc chuyển mạch

7 Mạch cầu

Điều cần thiết, giáo viên cần đầu tư nhiều thời gian, tham khảo nhiều tài liệu để đúc rút, soạn thảo cô đọng nội dung chương trình bồi dưỡng Cần lưu ý rằng: Tuỳ thuộc vào thời gian bồi dưỡng, khả năng tiếp thu của học sinh mà lựa chọn mức độ bài khó và từng dạng luyện tập nhiều hay ít

- Dạy như thế nào cho đạt hiệu quả?

Trước hết cần chọn lọc những phương pháp giải dễ hiểu nhất để hướng dẫn học sinh, không nên máy móc theo các sách giải

Cần vận dụng đổi mới phương pháp giảng dạy phù hợp với nội dung từng bài; phát huy tính tích cực, độc lâp, tự giác của học sinh; tôn trọng và khích lệ những sáng tạo của học sinh

Những bài hướng dẫn kiến thức mới, giáo viên cần lấy ví dụ và ra bài tập mang tính chất vui chơi, gắn với thực tế để gây hứng thú học tập cho học sinh đồng thời giúp các em ghi nhớ được tốt hơn Tuy nhiên, những bài toán như thế, giáo viên cần phải tìm hiểu kỹ, thử và kiểm tra kết quả nhiều lần

Khi ra các bài tập cụ thể giáo viên chỉ nên gợi mở để học sinh tìm tòi ra cách giải; không nên giải cho học sinh hoàn toàn hoặc để các em không giải được rồi thì chữa hết cho các em

Ngựợc lại, đối với các bài tập mẫu, cần chữa bài giáo viên lại phải giải một cách chi tiết (không nên giải tắt) để giúp học sinh hiểu sâu sắc bài toán; đặc biệt là những bài toán khó những bài học sinh sai sót nhiều Đồng thời uốn nắn những sai sót và chấn chỉnh cách trình bày của học sinh một cách kịp thời

4 Một số bài tập cụ thể

4.1 Ghép điện trở- Tính điện trở

Ví dụ 1 Có 3 điện trở giống hệt nhau, hỏi có thể tạo được bao nhiêu giá trị điện trở khác

nhau Nếu 3 điện trở có giá trị khác nhau R1, R2, R3 thì tạo được bao nhiêu?

Hướng dẫn :

- Với 1 điện trở ta được 1 giá trị: R1 = R

- Với 2 điện trở ta được hai giá trị với 2 cách : Ghép nối tiếp và ghép song song:

R2 = Rn.t = 2R ; R3 = Rss = R/2

4

- Với 3 điện trở ta được 4 giá trị :

+ Ghép 3 điện trở mắc song song: R4 = R/ 3

+ Ghép 3 điện trở mắc nối tiếp : R5 = 3R

+ 2 điện trở mắc song song rồi nối tiếp với điện trở thứ 3: R6 = 3R/2

+ 2 điện trở mắc nối tiếp và song song với điện trở thứ 3: R7 = 2R/3

* Vậy với 3 điện trở giống nhau , thì ta tạo ra được 7 giá trị điện trở sắp xếp từ nhỏ đến lơna như sau: R/3 ; R/2 ; 2R/3 ; R ; 3R/2 ; 2R ; 3R

* Nếu 3 điện trở R1 , R2, R3 khác nhau thì ta tạo được 2 + 3.5 = 17 giá trị điện trở khác nhau( trừ 2 cách ghép : 3 cái cùng song song, cùng nối tiếp, năm cách còn lại đều ghép được 3 giá trị khác nhau )

Ví dụ 2 Có 2 loại điện trở : R1=20 Ω, R2=30 Ω Hỏi cần phải có bao nhiêu điện trở mỗi loại để khi mắc chúng :

a Nối tiếp thì được đoạn mạch có điện trở R=200 Ω

b.Song song thì được đoạn mạch có điện trở R= 5 Ω

Hướng dẫn

a Khi mắc nối tiếp, gọi x là số điện trở R1 = 20Ω; y là số điện trở R2 = 30Ω

Ta có : 20x + 30y = 200

=> x + 3y/2 = 10

§Æt y/2 = t => x = 10 - 3t

Điều kiện : x,y là số nguyên dương x≥ 0 => t < 4 => t = 0,1,2,3

Ta được:

b.Khi mắc song song b Khi m¾c song song

1 1 1

R = R +R víi RI = R1/ x ; RII = R2/ y

=> 1/R = x/R1 + y/R2 <=> 1/5 = x/20 + y/30 <=> 30x + 20y = 120

=> x + 2y/3 = 4

Đặt y/ 3 = t => x = 4 - 2t ; x≥ 0 => t = 0,1,2

- Ta có bảng sau :

4 2 Mạch cầu

Mạch cầu là loại mạch được dùng phổ biến trong các phép đo điện như:

( Voân keá, am pe keá, oâm keá)

Trong đó các điện trở : R1, R2, R3, R4

gọi là các điện trở cạnh

R5 gọi là điện trở gánh

* Phân loại mạch cầu :

R5

M

N

+ Mạch cầu cân bằng

+ Mạch cầu khơng cân bằng : Mạch cầu đủ ( tổng quát ) và mạch cầu khuyết

* Dấu hiệu nhận biết các loại mạch cầu

- Mạch cầu cân bằng.

+ Khi đặt một hiệu điện thế UAB khác khơng thì ta nhận thấy I5 = 0

+ Đặc điểm của mạch cầu cân bằng :

2 3

1 4

3 2

1

R

R R

R R

R R

- Về dịng điện : I1 = I2 ; I3 = I4 hoặc :

2

4 4

2 1

3 3

R

R I

I R

R I

I

=

=

- Về hiệu điện thế : U1 = U3 ; U2 = U4 hoặc :

4

3 4

3 2

1 2

R

R U

U R

R U

U

=

=

- Mạch cầu khơng cân bằng

+ Khi đặt một hiệu điện thế UAB khác khơng thì ta nhận thấy I5 khác 0

+ Khi mạch cầu khơng đủ 5 điện trở thi ta gọi đĩ là mạch cầu khuyết

VÝ dơ 1 : Cho mạch điện như hình vẽ

Với R1=1Ω, R2=2Ω, R3=3Ω, R4= 6Ω, R5 = 5Ω

UAB=6V Tính I qua các điện trở ?

Híng dÉn gi¶i:

Ta có : 1 3

2 4

1 2

R R

R = R = => Mạch AB là mạch cầu cân bằng

=> I5 = 0 (Bỏ qua R5) Mạch điện tương đương: (R1 nt R2) // (R3 nt R4)

- Cường độ dòng điện qua các điện trở

I1 = I2 =

1 2

6 2

1 2

AB

U

A

+ + ; I3 = I4 =

3 4

6

0, 67

3 6

AB

U

A

VÝ dơ 2 Mach cầu đủ hay còn gọi là mạch cầu tổng quát.

Cho mạch điện như hình vẽ

Với R1=1Ω, R2=2Ω, R3=3Ω, R4= 4Ω, R5 = 5Ω

UAB=6V

Tính I qua các điện trở?

Híng dÉn gi¶i

- Phương pháp điện thế nút

+ Chọn 2hiệu điện thế bất kì làm 2 ẩn

+ Sau đó qui các hiệu điện thế còn lại theo 2 ẩn đã chọn

+ Giải hệ phương trình theo 2 ẩn đó

VD ta chọn 2 ẩn là U1 và U3

-Ta có: UMN = UMA + UAN = -U1 + U3 = U3 –U1 = U5

6

R1 R2

R3 R 4

R5

N

R1 R2

R5

N

- Xét tại nút M,N ta có

I1 + I5 = I2 <=> 1 3 1 1

AB

U U

I3 = I4 + I5 <=> 3 3 3 1

AB

+ = (2) -Từ (1) và (2) ta có hệ phương trình

2

1 5

1 3 1

1

R

U U R

U U

R

U + − = AB −

2 5

1

1 1

3

U + − = AB −

5

1 3 4

3 3

3

R

U U R

U U

R

U = AB − + −

5 4

3

1 3 3

U = AB − + − Giải ra ta được U1 , U3 Tính U2 = UAB – U1 , U4 = UAB – U3

Aùp dụng định luật Ôm tính được các dòng qua điện trở

- Đặt ẩn là dòng

+ Chọn 1 dòng bất kì làm ẩn

+ Sau đó qui các dòng còn lại theo ẩn đã chọn

+ Giải phương trình theo ẩn đó

- VD ta chọn ẩn là dòng I1.

Ta có: UAB = U1 + U2 = I1R1 + I2R2 = I1 + 2I2 = 6

I2 = 1

1

6

3 0,5 2

I

I

− = − (1)

- Từ nút M I5 = I2 – I1 = 3 -0.5I1 - I1 = 3 – 1.5I1

I5 = 3 – 1.5I1 (2)

- Mắt khác: U5 = UMN = UMA + UAN = -U1 + U3 = U3 –U1

= I3R3 – I1R1 = 3I3 – I1=5I5

=> I3 =5 5 1 15 7,5 1 1 15 6,5 1

I −I = − I −I = − I

(3)

- Từ nút N I4 = I3 – I5 = 15 6,5 1

3

I

−

- 3 – 1.5I1 = 6 11 1

3

I

− => I4 = 6 11 1

3

I

−

( 4) -Mặt khác UANB = UAN + UNB = U3 + U4 = I3R3 + I4R4 = 3I3 + 4I4 = 6

< => 3. 15 6,5 1

3

I

−

+ 4 6 11 1

3

I

− = 6 Giải ra ta được I1 ≈ 1.1 A Thế vào (1), (2), (3), (4) ta tính được các I còn lại + Chú ý: Nếu dòng đi qua MN theo chiều ngược lại thì sẽ có kết quả khác

- Tính được IAB.

- Tính được UAN = U3 , UNB = U4

- Tính được I3 , I4

- Xét nút M hoặc N, áp dụng định lí nút mạch tính được I5

* Chú ý :Mạch cầu khuyết:

Thường dùng để rèn luyện tính toán về dòng điện không đổi

- Khuyết 1 điện trở ( Có 1 điện trở bằng không vd R1= 0)

+ Chập các điểm có cùng điện thế, rồi vẽ lại mạch tương đương Aùp dụng định luật Ôm giải như các bài toán thông thường để tính Iqua các R Trở về sơ đồ gốc xét nút mạch để tính I qua R khuyết

- Khuyết R1: Chập A với M ta có mạch tương đương

gồm: {(R3 // R5) nt R4 } // R2

- Khuyết R2: Chập M với B ta có mạch tương đương

gồm: {(R4 // R5) nt R3 } // R1

- Khuyết R3: Chập A với N ta có mạch tương đương

gồm: {(R1 // R5) nt R2 } // R4

- Khuyết R4: Chập N với B ta có mạch tương đương

gồm: {(R2 // R5) nt R1 } // R3

- Khuyết R5: Chập M với N ta có mạch tương đương

gồm: {(R4 // R3) // (R2 //R4)

- Khuyết 2 điện trở (có 2 điện trở bằng 0)

+ Khuyết R1 và R3: chập AMN ta có mạch tương đương gồm : R2 // R4

Vì I5 = 0 nên ta tính được I2 =

2

AB

U

R , I4 =

4

AB

U

R , I1 = I2 , I3 = I4

+ Khuyết R2 và R4 tương tự như trên

+ Khuyết R1 và R5 : chập AM lúc này R3 bị nối tắt (I3 = 0), ta có mạch tương đương gồm : R2 // R4 Aùp dụng tính được I2, I4, trở về sơ đồ gốc tính được I1, I5

+ Khuyết R2 và R5 ; R3 và R5 ; R4 và R5 tương tự như khuyết R1 và R5

Khuyết 3 điện trở (có 3 điện trở bằng 0)

- Khuyết R1, R2, R3 ta chập AMN Ta có mạch tương đương gồm R2 // R4 Thì

8

R2

R4

R5

M

N

R2

R4

R2

R3

N

R2

R3

caựch giaỷi vaón nhử khuyeỏt 2 ủieọn trụỷ

- Khuyeỏt R1, R5, R4 ta chaọp A vụựi M vaứ N vụựi B Ta thaỏy R2, R3 bũ noỏi taột

4.3 Mạch điện có am pe kế, vôn kế:

Ví dụ 1: Cho mạch điện nh hình 3.1, các điện trở Giống nhau, có giá trị là r ; điện trở của

các am pe kế không đáng kể; UAB có giá trị U0 không đổi Xác định số chỉ của các am pekế khi

a.Cả 2 khóa cùng đóng Chốt (+) của am pe kế mắc vào đâu?

b khi cả 2 khóa cùng mở?

Hớng dẫn giải

a khi cả hai khoá cùng đóng, mạch điện có dạng:

[R1 nt( R2//R3//R4)

- Số chỉ ampe kế A1 : IA1=I1 - I2 = I3 + I4

- Số chỉ ampe kế A2 : IA2= I2 + I3

b Khi cả 2 khoá mở :

(R1ntR2ntR3ntR4), số chỉ các ampe kế bằng 0

Ví dụ 2: Cho mạch điện nh hình 3.3.2 ; R1=R4= 1 Ω;

R2=R3=3 Ω; R5= 0,5 Ω; UAB= 6 v

a Xác định số chỉ của am pe kế? Biết Ra=0

b Chốt (+) của am pe kế mắc vào đâu.

Hớng dẫn giải:

a khi Ra = 0

- Chập C với D, mạch điện có dạng:

[(R3//R4) nt(R1//R2) nt R5 ]

- Tính đợc: RAB = 0,2Ω

- Tính đợc Imạch chính = 3A

- Vì C và D là hai điểm có cùng hiệu điện thế nên :

UCF= UDF= IM

2 1

2 1

R R

R R

+ =

9

4V

UCE= UDE = IM

4 3

4 3

R R

R R

9

4 V

=> Cờng độ dòng điện qua các mạch rẽ:

I1 = A

R

U FC

4

9

1

= ; I2= A

R

U FD

4

3

2 = ; I3= A

R

UCE

4

3

3

R

U DF

4

9

4

=

- Để tính cờng độ dòng điện qua ampe kế ta xét nút C Tại C có I1 > I3 nên dòng điện qua ampe kế phải là từ C đến D

=> Ia = 1,5A

b Dấu cộng(+) của ampe kế phải nối với C

4.4: Điện năng – Công suất cực đại

Ví dụ 1 : Người ta lấy điện từ nguồn MN có hiệu điện thế U ra ngoài ở 2 chốt A,B qua

một điện trở r đặt trong hộp nh hình vẽ 1.1.Mạch ngoài là một điện trở R thay đổi đợc, mắc vào A và B

a Xác định giá trị của R để mạch ngoài có công suất cực đại

Tính giá trị cực đại đó?

b Chứng tỏ rằng, khi công suất mạch ngoài nhỏ hơn công suất cực đại (Pcđ) thì điện trở R

có thể ứng với 2 giá trị là R1 và R2 và R1.R2 = r2

H ớng dẫn:

a Tính R để mạch ngoài là cực đại:

- Cường độ dòng điện qua R là: I = U

R r+ (1)

- Công suất mạch ngoài R là: P = I2.R (2)

- Thay (1) vào (2) ta có: P = 2. 2

U R

R r+ (3)

=> P = 2 .4 2

U R r

r R r+ =

2

1

 − − 

  4)

- Để P cực đại thì ( )22 0

r R

r R

+ => r - R = 0 => R =r (5)

=> Pcđ = 2

4

U

r (6)

b Từ (3) ta có: P(R+r)2 =U2R

=> P R2 - ( U2 -2 r P) R+ r2P = 0 (7)

Thay U2 = 4rPcđ vào (8) ta được:

∆= 4r2 Pcđ (Pcđ - P) (9)

- Khi P < Pcđ thì ∆ > 0, phơng trình (7) có 2 nghiệm riêng biệt là R1 và R2:

R1 = ( 2 2 )

2

U rP

P

− + ∆ ; R

2 = ( 2 2 )

2

U rP

P

− − ∆

=> R1.R2 = 2 2 2

2

4

U rP

r P

− − ∆ = đpcm)

Ví dụ 2:

Biết hiệu điện thế nguồn giũa 2 điểm A,B của hộp lấy diện là U = 12 V

a, Khi R = 0 ôm, ngời ta lắp mạng điện gồm 6 bóng đèn ( 2 bóng loại (6V – 4W) và 4 bóng loại ( 6V – 2W)) Xác định cách ghép để các bóng đèn sáng bình thờng Vẽ các sơ

đồ ghép bóng?

b, Khi R = 1 ôm, tính số bóng đèn loại 3V – 3W tối đa có thể mắc vào M,N để chúng sáng bình thờng

Hớng dẫn:

a Khi R =0, Số cụm mắc trong mạch: n = 12 2

6

M D

U

U = = ( Cụm)

- Tổng công suất của các đèn là: Pt = 2.4 + 4.2 = 16 w

- Công suất cho mỗi cụm đèn là: P1cụm = P t 8

n = (w)

- Vậy để các đèn sáng bình thờng thì ta phải mắc 2 loại bóng đèn trên thành 2 cụm nối tiếp, mỗi cụm có công suất là 8w ta có 2 cách sau:

+ Cách 1:

Cụm 1: 2 đèn 6V-4w mắc song song Cụm 2: 4 bóng đèn loại 6V - 2w mắc song song

+ Cách 2:

Cụm 1: 1 đèn 6V-4w và 2 bóng 6V - 2w mắc song song

10