HƯỚNG DẪN HỌC SINH LỚP 9 GIẢI BÀI TẬP PHẦN ĐIỆN HỌC

Hiện nay ở trường THCS việc tự học của học sinh còn hạn chế, đặc biệt là việc tự giải bài tập của học sinh. Tôi thấy rằng khả năng phân tích mạch điện của học sinh còn hạn chế dẫn đến khó khăn trong việc giải bài tập. Làm thế nào để giúp học sinh giải quyết vấn đề trên luôn là niềm trăn trở của người thầy. Hơn nữa chương trình môn vật lý lớp 9, dung lượng bài tập khá nhiều, trong khi đó số tiết để giải bài tập cho các em còn ít. Do vậy việc hướng dẫn cho học sinh tự giải bài tập là rất cần thiết.Từ suy nghĩ như trên tôi đã hướng dẫn học sinh tự giải bài tập. Ý tưởng này được tôi áp dụng trước hết với phần điện học. Vì vậy tôi chọn đề tài “Hướng dẫn học sinh lớp 9 giải bài tập phần điện học”

Phòng giáo dục đào tạo huyện vĩnh tường

Trường trung học cơ sở yên lập

*****************

CHUYấN ĐỀ

Hướng dẫn học sinh lớp 9 giải bài tập phần điện học

Người thực hiện: Nguyễn Minh Hải

MỤC LỤC

1 Dạng 1: Vận dụng định luật Ôm cho đoạn mạch mắc nối

6 Dạng 6: Bài tập vận dụng định luật Jun- Lenxo 29

PHẦN I MỞ ĐẦU

I LÍ DO CHỌN CHUYÊN ĐỀ

Môn vật lý là một trong những môn học khá quan trọng trong nhà trường phổ thông, đồng thời nó cũng được áp dụng rộng rãi trong đời sống hàng ngày của mỗi con người

Để nâng cao hiệu quả dạy học ngành giáo dục đang đẩy mạnh thực hiện phương pháp dạy học tích cực, một trong các giải pháp nâng cao hiệu quả của phương pháp dạy học tích cực thì việc giúp cho học sinh rèn luyện khả năng tự học là rất cần thiết

Hiện nay ở trường THCS Yên Lập việc tự học của học sinh còn hạn chế, đăc biệt là việc tự giải bài tập của học sinh Tôi thấy rằng khả năng phân tích mạch điện của học sinh còn hạn chế dẫn đến khó khăn trong việc giải bài tập Làm thế nào để giúp học sinh giải quyết vấn đề trên luôn là niềm trăn trở của người thầy

Hơn nữa chương trình môn vật lý lớp 9, dung lượng bài tập khá nhiều, trong khi đó số tiết để giải bài tập cho các em còn ít Do vậy việc hướng dẫn cho học sinh tự giải bài tập là rất cần thiết

Từ suy nghĩ như trên tôi đã hướng dẫn học sinh tự giải bài tập Ý tưởng này được tôi áp dụng trước hết với phần điện học Vì vậy tôi chọn đề tài

“Hướng dẫn học sinh lớp 9 giải bài tập phần điện học”

II MỤC ĐÍCH VA ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

1 Mục đích:

- Tìm hiểu thực trạng việc học tập của học sinh khi giảng phần điện học lớp 9

- Xây dựng các dạng bài tập và cách giải bài tập phần điện học lớp 9 để

HS rèn kĩ năng giải bài tập theo dạng

- Tạo cho học sinh sự say mê, hứng thú với bộ môn Ham thích tìm tòi và giải các bài tập phần điện học lớp 9

2 Đối tượng nghiên cứu:

Học sinh trường THCS yên lập

III PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

1 Nghiên cứu lí thuyết

Nghiên cứu những tài liệu liên quan đến đề tài: SGK-SGV Vật lí 9, phương pháp giải bài tập Vật lí, bài tập nâng cao vật lý 9

2 Điều tra cơ bản

- Điều tra chất lượng học tập của học sinh

- Đối tượng điều tra: học sinh lớp 9

IV THỜI GIAN NGHIÊN CỨU

Từ tháng 9 năm 2015 đến tháng 11 năm 2016

PHẦN II: NỘI DUNG

I CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ CƠ SỞ THỰC TIỄN

1 Cơ sở lý luận:

Vật lý là một môn khoa học thực nghiệm cho nên khi giảng dạy phải chú

ý đảm bảo tính trực quan, sinh động Đối với học sinh THCS tư duy còn đang trên đà phát triển, nhận thức dễ theo thói quen, do đó người giáo viên giảng dạy môn vật lý phải có kiến thức vật lý vững vàng, có kĩ năng kĩ xảo trong việc xây dựng kiến thức

Việc giải bài tập vật lý có ý nghĩa rất quan trọng vì nó giúp học sinh hiểu sâu hơn về quy luật vật lý, biết phân tích và áp dụng chúng vào thực tế Thông qua việc giải bài tập tạo điều kiện cho học sinh vận dụng linh hoạt các kiến thức

để tự lực giải quyết thành công các tình huống khác nhau, đồng thời còn giúp học sinh ôn tập củng cố, hệ thống hóa kiến thức

Bài tập vật lý là hình thức, biện pháp phát triển năng lực làm việc độc lập, phát triển năng lực tư duy cho học sinh là phương tiện để giáo viên kiểm tra kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo cho việc giải bài tập vật lý không phải chỉ là tìm ra đáp số

mà phải hiểu sâu sắc những khái niệm, định nghĩa, định luật và lý thuyết vật lý

2 Cơ sở thực tiễn:

Từ thực tế giảng dạy cho thấy, trong quá trình giải bài tập học sinh thường nhầm lẫn công thức áp dụng cho hai loại đoạn mạch song song và nối tiếp, chưa biết vận dụng các giữ kiện của đề Cơ bản nhất là vẫn còn một số học sinh chưa rút được các đại lượng trong công thức

Hiểu biết về điện của học sinh còn hạn chế nên tiếp thu bài chậm, lúng túng

từ đó không nắm chắc các kiến thức, kĩ năng cơ bản, định lý, công thức cho nên khó mà hoàn thiện được một bài toán điện học lớp 9

Đa số các em chưa có định hướng chung về phương pháp học lý thuyết, biến đổi công thức, hay phương pháp giải một bài toán vật lý

Kiến thức toán còn hạn chế nên không thể tính toán được mặc dù đã thuộc lòng các công thức

Học sinh đọc đề hấp tấp, qua loa, khả năng phân tích đề, tổng hợp đề còn hạn chế

Học sinh vẽ sơ đồ mạch điện còn lúng túng Một số HS vẽ sai hoặc không vẽ được do đó không thể giải được bài toán Một số HS chưa thuộc công thức và ký hiệu các đại lượng trong công thức Một số HS khác không biết biến đổi công thức, còn nhầm lẫn giữa các công thức mạch điện nối tiếp và mạch điện song song

Khả năng phân tích mạch điện của các em còn hạn chế, chưa phân biệt được phần nào mắc nối tiếp, phần nào mắc song song nên không vận dụng công thức hợp lý cho từng phần trong mạch điện

II THỰC TRẠNG

1 Thuận lợi:

HS có đầy đủ SGK và tài liệu học tập, đa số các em ngoan, chịu khó học tập, nhiều em có khả năng nhận thức nhanh, học tập hăng say và thực sự có hứng thú trong việc học tập bộ môn vật lý Được sự quan tâm giúp đỡ của BGH nhà trường

3 Kết quả khảo sát trước khi áp dụng chuyên đề:

Kết quả đạt được ở bài kiểm tra 1 tiết học kỳ I năm học: 2015 – 2016

III CÁC DẠNG BÀI TẬP PHẦN ĐIỆN HỌC LỚP 9

1 Dạng 1: Vận dụng định luật Ôm cho đoạn mạch mắc nối tiếp

1.1 Lý thuyết:

a,Định luật Ôm:

Cường độ dòng điện qua dây dẫn tỷ lệ thuận với hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây và tỷ lệ nghịch với điện trở của dây

b, Cường độ dòng điện và hiệu điện thế trong đoạn mạch mắc nối tiếp:

- Cường độ dòng điện có giá trị như nhau tại mọi điểm:

I=I1=I2=…=In

- Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch bằng tổng hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở thành phần:

U=U1+U2+…+Un

c, Điện trở tương đương của đoạn mạch nối tiếp:

- Điện trở tương đương (Rtđ) của một đoạn mạch là điện trở có thể thay thế cho các điện trở trong mạch, sao cho giá trị của hiệu điện thế và cường độ dòng điện trong mạch không thay đổi

- Điện trở tương đương của đoạn mạch nối tiếp bằng tổng các điện trở thành

phần:

Rtđ=R1+R2+…+Rn d,Hệ quả:

- Trong đoạn mạch mắc nối tiếp (cùng I) hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở

tỷ lệ thuận với điện trở điện trở đó

U1 R1

U2R2

- Với mạch điện có n điện trở mắc nối tiếp mà bằng nhau thì: Rtđ = n.R

1.2 Phương pháp:

B1: Tìm hiểu, tóm tắt đề bài, vẽ mạch điện (nếu có)

B2 : Phân tích mạch điện, tìm công thức liên quan đến các đại lượng đã cho và các đại lượng cần tìm

B3: Vận dụng các công thức đã tìm ở bước 2 để giải bài toán

B4: Kiểm tra kết quả

1.3 Ví dụ:

Ví dụ 1:

Cho hai điện trở R1 = 3 và R2 = 6 được mắc nối tiếp với nhau

a Tính điện trở tương đương của đoạn mạch

b Nếu hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch là 18V Tính cường độ dòng điện chạy trong đoạn mạch Tính hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở

a) Để tính điện trở tương đương của đoạn mạch trên, các em chú ý đề đã cho các

giá trị điện trở thành phần hay chưa, nếu đã có thì khai thác dữ kiện: “được mắc

nối tiếp với nhau” Như vậy mắc nối tiếp thì biểu thức tính Rtđ là Rtđ = R1 + R2 b) Ở câu này, đề cho thêm U, như vậy ta đã có U và Rtđ Khi đó đề yêu cầu tính

I thì ta nghĩ ngay đến định luật Ôm cho toàn đoạn mạch I =

a) Điện trở tương đương: Rtd = R1 + R2 = 3 + 6 = 9

b) Cường độ dòng điện chạy trong đoạn mạch:

Áp dụng định luật Ôm I =

R

U

= 9

18

= 2(A)

Hiệu điện thế giũa hai đầu mỗi điện trở

Áp dụng định luật Ôm cho mỗi điện trở

a) Điện trở tương đương của đoạn mạch là: 9

b, cường độ dòng điện chạy trong đoạn mạch là 2A

Hiệu điện thế giũa hai đầu mỗi điện trở là: U1= 6(V ); U2 =12(V )

B4: Kiểm tra:

U = U1+ U2= 6 + 12 = 18 (V)

Ví dụ 2: Cho 2 điện trở R1 = 14Ω và R2 = 16Ω mắc nối tiếp với nhau

a) Tính điện trở tương đương của đoạn mạch

b) Muốn điện trở tương đương của đoạn mạch có giá trị R’ = 45Ω thì phải mắc thêm vào mạch điện một điện trở R3 bằng bao nhiêu và mắc như thế nào?

Cho đoạn mạch như hình vẽ:

Vôn kế chỉ 28V, R2 = 18V, ampe kế chỉ 0,7A

a) Tính R1, và hiệu điện thế ở 2 đầu đoạn mạch?

b) Nếu giữ nguyên hiệu điện thế 2 đầu đoạn mạch và thay R1 bằng điện trở Rxthì số chỉ của ampe kế khi đó là 0,4A Tính Rx và số chỉ của vôn kế?

Hướng dẫn

a) I1 = I2 = I = 0,7A

R1 =    40 

7 , 0

28

1 1

40

' 2

'

I

U R

Hai bóng đèn Đ1, Đ2 có điện trở lần lượt là 36Ω và 46Ω Hiệu điện thế ở 2 đầu đoạn mạch là 41V

a) Tính cường độ dòng điện qua các bóng đèn khi K đóng?

b) Nếu trong đoạn mạch chỉ sử dụng bóng đèn Đ1 thì cường độ dòng điện trong mạch là bao nhiêu?

Bài tập 2:Hai điện trở R1 = 15Ω và R2 = 30Ω mắc nối tiếp nhau trong một đoạn mạch

a Tìm điện trở tương đương của đoạn mạch

b Phải mắc nối tiếp thêm vào đoạn mạch một điện trở R3 bằng bao nhiêu để điện trở tương đương của đoạn mạch là 55Ω?

Bài tập 3:Cho hai điện trở R1 và R2 mắc nối tiếp vào hai điểm A, B Ampe kế

đo cường độ dòng điện trong mạch

Bài tập 5: Cho hai điện trở R1 và R2 mắc nối tiếp nhau vào hiệu điện thế U Biết điện trở R1 = 30 Ω chịu được dòng điện tối đa bằng 1,5A còn điện trở R2 = 40 Ω chịu được dòng điện tối đa bằng 1A Hỏi có thể đặt vào hai đầu đoạn mạch đó vào một hiệu điện thế tối đa là bao nhiêu để khi hoạt động, không điện trở nào bị hỏng?

Bài tập 6: Có ba điện trở R1 = 5 Ω, R2 = 15 Ω, R3 = 20 Ω Mắc ba điện trở này nối tiếp với nhau rồi đặt vào hai đầu đoạn mạch hiệu điện thế U = 60V

a Tính cường độ dòng điện trong mạch

b Để dòng điện trong mạch giảm đi chỉ còn một nửa, người ta mắc thêm vào mạch một điện trở R4 Tính R4 và hiệu điện thế vào hai đầu điện trở R4 khi đó

2 Dạng 2: Vận dụng định luật Ôm cho đoạn mạch mắc song song:

2.1 Lý thuyết:

a,Hệ thức của định luật Ôm:

I =

R U

b, Cường độ dòng điện và hiệu điện thế trong đoạn mạch mắc song song:

- Cường độ dòng điện trong mạch chính bằng tổng cường độ dòng điện trong các mạch rẽ:

I=I1+I2+…+In

- Hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch song song bằng hiệu điện thế hai đầu mỗi đoạn mạch rẽ

U=U1=U2=…=Un

c, Điện trở tương đương của đoạn mạch song song:

- Nghịch đảo điện trở tương đương của đoạn mạch song song bằng tổng các nghịch đảo điện trở các đoạn mạch rẽ:

B1: Tìm hiểu, tóm tắt đề bài, vẽ mạch điện (nếu có)

B2 : Phân tích mạch điện, tìm công thức liên quan đến các đại lượng đã cho và các đại lượng cần tìm

B3: Vận dụng các công thức đã tìm ở bước 2 để giải bài toán

B4: Kiểm tra kết quả

2.3 Ví dụ:

Ví dụ 1:

Cho hai điện trở R1 = 30, R2 = 60 được mắc song song với nhau

a) Tính điện trở tương đương của đoạn mạch?

b) Biết hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch là 45V Tính cường độ dòng điện qua mỗi điện trở và qua mạch chính?

R R R

R R

2 1 2

1

1 1 1

cho toàn đoạn mạch

Để tính dòng điện qua mỗi R ta áp dụng định luật Ôm I =

60 30 1

1

1

2 1

2 1 2

R R R

45 = 2,25 (A) Cường độ dòng điện qua mỗi điện trở là:

a, Điện trở tương đương của đoạn mạch là: 20

b) Cường độ dòng điện qua mỗi điện trở và qua mạch chính là:

I = 2,25 (A); I1=1,5(A); I2=0,75(A)

B4: Kiểm tra:

I = I1+ I2= 1,5 + 0,75 = 2,25 (A)

Ví dụ 2: Cho 2 điện trở R1 = 3Ω và R2 = 6 Ω mắc như hình vẽ

a) Tính điện trở tương đương của đoạn mạch?

b) Biết hiệu điện thế ở 2 đầu đoạn mạch là 9V Tính cường độ dòng điện qua mỗi điện trở và cường độ dòng điện trong mạch chính?

2 1

2 1

R R

U

5 , 1 6

9 ,

3 3

9

2

2 2 1

2 1

2 1

R R

2 18 36

2

2 2

Ví dụ 4: Cho mạch điện có sơ đồ hình vẽ

Trong đó R1 = 15Ω, R2 = 10Ω, ampe kế A1 chỉ 0,5A

a) Tính hiệu điện thế ở 2 đầu đoạn mạch?

2 1

2 1

R R

R

R

A R







Ví dụ 5: Cho đoạn mạch như hình vẽ:

Trong đó R2 = 6R1 Biết vôn kế chỉ 30V, ampe kế A1 chỉ 0,5A a) Tính R1, R2 và điện trở tương đương của đoạn mạch

5 , 0 6 6

I = I1 + I2 = A

12

7 12

1 2

cường độ dòng điện trong mạch chính là 6A Tính các điện trở R1 và R2

Bài tập 2:Cho mạch điện gồm hai điện trở R1 = 30 Ω, R2 = 60 Ω mắc song song nhau vào hiệu điện thế 15V

a) Tìm điện trở tương đương của mạch điện

Tìm cường độ dòng điện qua các điện trở và cường độ dòng điện qua mạch chính

Bài tập 3: Đặt vào hai đầu điện trở R1 một hiệu điện thế U = 20V thì cường độ dòng điện qua nó là 1A Nếu mắc song song với R1 một điện trở R2 thì cường

độ dòng điện trong mạch chính khi đó là 1,8A Tính R1 và R2.

Bài tập 4 Biết điện trở R1 = 25 Ω chịu được cường độ dòng điện tối đa là 2,5A; còn điện trở R2 = 32 Ω chịu được cường độ dòng điện tối đa là 1,6A Nếu mắc hai điện trở trên song song với nhau thì hiệu điện thế tối đa có thể đặt vào hai đầu đoạn mạch đó là bao nhiêu để khi hoạt động không có điện trở nào hỏng?

Bài tập 5 Đặt một hiệu điện thế U = 45V vào hai đầu đoạn mạch gồm hai điện

trở R1 và R2 ghép song song Dòng điện trong mạch chính có cường độ 1,5A Hãy xác định R1 và R2 biết rằng R1 = 2R2

Bài tập 6 Cho mạch điện gồm ba điện trở R1, R2 và R3 mắc song song Hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch UAB = 48V Cường độ dòng điện trong mạch chính

B2 : Phân tích mạch điện, tìm công thức liên quan đến các đại lượng đã cho và các đại lượng cần tìm

(Cần phân tích chính xác mạch điện để tính toán cho hợp lý)



B3: Vận dụng các công thức đã tìm ở bước 2 để giải bài toán

B4: Kiểm tra kết quả

3.3 Ví dụ

Ví dụ 1:

Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ Trong đó R1 = 10, R2 = 30, R3 =

60

a) Tính điện trở tương đương của đoạn mạch?

b) Cho hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch là 60V Tính cường độ dòng điện qua mạch chính và cường độ dòng điện qua mỗi điện trở?

b) Để tính cường độ dòng điện chạy qua mạch chính ta áp dụng định luật Ôm

cho toàn đoạn mạch I =

Rtd

U

Sau khi đã có I mạch chính ta tính U1 Vì R1 nt R23 nên U23 = U – U1

Sau khi có U23 ta áp dụng định luật Ôm cho từng R2 va R3

60 30 1

1 1

3 2

3 2 23 3

2 23

R R R

R R R

a) Điện trở tương đương của đoạn mạch là: 60

b) Cường độ dòng điện qua mạch chính và cường độ dòng điện qua mỗi điện trở là: I = 1,5A; I2 = 1A; I3 = 0,5A

Muốn tính U3 phải biết I3 ( U3 = I3.R3 )

Muốn tính I3 phải biết I1 ( I3 = I1 + I2 ) ; Mà I1 = 2 ( )

Bài tập 2: Ba điện trở giống nhau R1 = R2 = R3 = 45 Ω Có mấy cách mắc cả

ba điện trở này vào mạch? Vẽ sơ đồ các cách mắc đó và tính các điện trở tương đương ứng với từng mạch điện

Bài tập 3: Cho hai điện trở R1 = R2 = 10 Ω được mắc vào hai điểm A, B Hãy

so sánh điện trở tương đương của đoạn mạch AB khi R1 mắc nối tiếp với R2

và khi R1 mắc song song với R2

Bài tập 4

Người ta mắc một mạch điện như hình vẽ,

giữa hai điểm A và B có hiệu điện thế 5V

Các điện trở thành phần của đoạn mạch là

a) Điện trở của dây dẫn:

Điện trở dây dẫn tỷ lệ thuận với chiều dài của dây, tỉ lệ nghịch với tiết diện của dây và phụ thuộc vào vật liệu làm dây dẫn

_

BA

Công thức tính điện trở của dây dẫn (điện trở thuần):

lRS



Trong đó: l chiều dài dây (m)

S tiết diện của dây (m2)

 điện trở suất (m)

R điện trở ()

* Ýnghĩa của điện trở suất

- Điện trở suất của một vật liệu (hay một chất liệu) có trị số bằng điện trở của một đoạn dây dẫn hình trụ được làm bằng vật liệu đó có chiều dài là 1m và tiết diện là 1m2

- Điện trở suất của vật liệu càng nhỏ thì vật liệu đó dẫn điện càng tốt

b) Biến trở:

- Biến trở dùng để thay đổi cường độ dòng điện trong mạch

- Các loại biến trở được sử dụng là: biến trở con chạy, biến trở tay quay, biến trở than (chiết áp).Biến trở là điện trở có thể thay đổi trị số và dùng để điều chỉnh cường độ dòng điện trong mạch

- Kí hiệu trong mạch vẽ: hoặc hoặc hoặc

4.2 Phương pháp:

B1: Tìm hiểu, tóm tắt đề bài, vẽ mạch điện (nếu có)

B2 : Phân tích mạch điện, tìm công thức liên quan đến các đại lượng đã cho và các đại lượng cần tìm

-Lưu ý: Với những bài tập về công thức tính điện trở của dây dẫn hay sử dụng

một số công thức trong toán học như sau: