Kiến thức: Phát biểu được quan hệ suất điện động của nguồn và tổng độ giảm thế trong và ngoài nguồn.. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung cơ bản -GV treo hình vẽ và t
Trang 1 Giáo án Vật Lý 11 – Ban cơ bản Biên soạn : Nguyễn Văn Khai - Trường THPT Cầu Quan Trang 1
Bài 9 ĐỊNH LUẬT ÔM ĐỐI VỚI TOÀN MẠCH
Tiết 17-Tuần 9
Ngày 8/7/09
I MỤC TIÊU
1 Kiến thức: Phát biểu được quan hệ suất điện động của nguồn và tổng độ
giảm thế trong và ngoài nguồn Phát biểu được nội dung định luật Ôm cho toàn mạch Tự suy ra được định luật Ôm cho toàn mạch từ định luật bảo toàn năng lượng Trình bày được khái niệm hiệu suất của nguồn điện
2 Kĩ năng: Mắc mạch điện theo sơ đồ Giải các dạng Bài tập có liên quan đến
định luật Ôm cho toàn mạch
II CHUẨN BỊ
1 Giáo viên: Dụng cu: Thước kẻ, phấn màu Bộ thí nghiệm định luật Ôm cho
toàn mạch
2 Học sinh: Đọc trước bài học mới.
III TIẾN TRÌNH DẠY – HỌC
Hoạt động 1: Oån định lớp.
Hoạt động 2 : Kiểm tra bài cũ :
Hoạt động 3 : Thực hiện thí nghiệm để lấy số liệu xây dựng định luật.
Hoạt động của giáo
viên Hoạt động của học sinh Nội dung cơ bản
-GV treo hình vẽ và trình
bày cách mắc mạch
điện và tác dụng của
các dụng cụ thí nghiệm
(hình 9.2)
Yêu cầu hs nhận xét
+ Mục đích của thí
nghiệm ?
+ Vẽ lại sơ đồ mạch
điện ?
- Thực hiện thí
nghiệm( thay đổi con
chạy của biến trở), gọi
hs ghi các giá trị của I
và U vào bảng 9.1 đã
kẻ trên bảng
-Từ đồ thị, hãy cho
nhận xét trên cơ sở
toán học ?
-Quan sát mạch điện và nêu mục đích thí nghiệm
+Tìm mối quan hệ giữa dòng điện và hiệu điện thế
+ Vẽ lại sơ đồ mạch điện
-Ghi chép kết quả của TN vào bảng giá trị và vẽ đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa U và mạch ngoài và cường độ dòng điện I chạy trong mạch kín
- Hiệu điện thế U và I tỉ lệ nghịch với nhau
I Thí nghiệm
1
0,1 5
0,2 0,2 5 0,3
U 3,0 1
2, 9
2,8 2,7 5
2,7 2,5 5
Hoạt động 4 : Tìm hiểu định luật Ôm đối với toàn mạch.
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học
-Gọi 1 hs nhận xét dạng đồ thị
và phương trình toán học của
đồ thị đó ?
-Đồ thị là 1 hàm bậc nhất,
có đường thẳng cắt trục
tung và trục hoành có phương
trình:
UN = U0 –aI
UN =ξ − aI (1)
-Để tìm ý nghĩa hệ số a
trong hệ thức UN =ξ − aI, áp
dung định luật ôm cho mạch
ngoài chỉ chứa RN
- Hiệu điện thế mạch ngoài:
UN = UAB = IRN (2)
-Đồ thị là 1 hàm bậc nhất
- Nghe thông GV thông báo
II Định luật Ôm đối với toàn mạch
1) Độ giảm điện thế và suất điện động của nguồn điện
Thí nghiệm cho thấy :
UN = U0 – aI = ξ - aI (9.1) Với UN = UAB = IRN (9.2)
gọi là độ giảm thế mạch ngoài
Thí nghiệm cho thấy a = r là điện trở trong của nguồn điện Do đó :
ξ = I(RN + r) = IRN + Ir (9.3)
Trang 2 Giáo án Vật Lý 11 – Ban cơ bản Biên soạn : Nguyễn Văn Khai - Trường THPT Cầu Quan Trang 2
=> IRN là độ giảm điện thế
mạch ngoài
-Thế (2) vào (1):
N
IR
aI =
−
ξ
=> ξ = I RN + aI=(RN+a)I
-Thế (2) váo (1) ta được hệ thức
mới nào ?
*Thông báo :
Vậy a cũng có đơn vị là ôm
(Ω)=> a là điện trở trong
của nguồn,được viết lại là r
= a
RN là đện trở tương đương
mạch ngoài
-Hãy thực hiện câu
C1,C2,C3 ?
-Biểu thức viết lại:
Ir IR r R
I N + = N +
ξ
-Ta có: UN = IRN = ξ − rI
Và
r R
I
N +
= ξ
=>phát biểu định luật ôm
-Thực hiện C1: Để I =
0 và tương ứng U= U0 thì mạch ngoài hở, tức là điện trở ở mạch ngoài R= ∞ Khi đó U0 có giá trị lớn nhất Umax= U0 =ξ,vì độ giảm điện thế mạch ngoài bằng 0 (vì rI
=0 )
-Thực hiện C2: khi UAB =
ξ trong trường hợp:
+ Khi mạch hở I= 0 nếu r ≠ 0
+Nếu r = 0 => I = 0
-Thực hiện C3: Số vôn
ghi trên võ pin là giá trị của sđđ của pin Do đó cđdđ chạy qua đèn là I = 0,3 A
=> U = 1,2V
Vậy: Suất điện động có giá trị bằng tổng các độ giảm điện thế ở mạch ngoài và mạch trong
2)Định luật ôm đối với toàn mạch,
Từ hệ thức (9.3) suy ra :
UN = IRN = ξ – It (9.4) và I =
r
RN +
ξ
(9.5) Cường độ dòng điện chạy trong mạch điện kín tỉ lệ thuận với suất điện động của nguồn điện và tỉ lệ nghịch với điện trở toàn phần của mạch đó
Hoạt động 5 : NHẬN XÉT
Hoạt động của giáo
viên Hoạt động của học sinh Nội dung cơ bản
-Hãy đọc,nghiên cứu
sgk và trả lời câu hỏi
C4 ?
-Hiên tượng đoản mạch
xảy ra khi nào ? Khi đó
cđdđ phụ thuộc vào
những yếu tố nào ? Tại
sao rất có hại cho acquy
nếu xảy ra đoản mạch ?
-Hãy chứng toả rằng
định luật ôm đối với
toàn mạch hoàn toàn
phù hợp với định luật
bảo toàn và chuyển
hoá năng lượng
-Thực hiện C4: Đối với
mạch điện gia đình, hiệu điện hế được sử dụng 220V,hiệu điện thế này tương đương với sđđ của nguồn điện Nguồn điện này có điện trở khá nhỏ,khoảng vài ôm, vì vậy nếu hiện tượng đoản mạch xảy ra thì I đạt tới hàng trăm ampe, làm dây nóng đỏ có thể dẫn đến cháy, nổ rất nguy hiểm -Hiện tượng đoản mạch xảy ra khi RN = 0, khi đó cđdđ phụ thuộc vào RN và r nên
r
I = ξ
Vì acquy có điện trở khá nhỏ, nên khi đoản mạch lâu,dđ chạy qua acquy khoảng vài trăm ampe sẽ làm acquy hỏng
-Công của nguồn điện sản ra trong mạch điện kín:
III Nhận xét
1 Hiện tượng đoản mạch
Cường độ dòng điện trong mạch kín đạt giá trị lớn nhất khi RN = 0 Khi đó ta nói rằng nguồn điện bị đoản mạch khi đoản mạch, dòng điện chạy qua mạch có cường độ lớn nhất và có hại
I =
r
ξ
(9.6)
2 Định luật Ôm đối với toàn mạch và định luật bảo toàn và chuyển hoá năng lượng
Công của nguồn điện sản
ra trong thời gian t :
A = ξ It (9.7) Nhiệt lượng toả ra trên toàn mạch :
Q = (RN + r)I2t (9.8) Theo định luật bảo toàn
Trang 3 Giáo án Vật Lý 11 – Ban cơ bản Biên soạn : Nguyễn Văn Khai - Trường THPT Cầu Quan Trang 3
-Giới thiệu hiệu suất
nguồn điện:
It
It U
A
A
H coich N
ξ
=
=
I
U
ξ
=
Trong đó :
A : công suất của
nguồn điện bằng tổng
điện năng tiêu thụ ở
mạch ngoài và ở mạch
trong
Acoíchù :điện năng tiêu thụ
có ích
-Yêu cầu học sinh thực
hiện C5 ?
A=ξ It
Nhiệt lượng toả ra ở mạch ngoài và mạch trong là: Q=(RN + r ).I2.t
> Theo định luât bảo toàn và chuyển hoá năng lượng: A = Q
ξ It = ( RN + r ) I2t
ξ = ( RN + r ) I
r R
I
N +
= ξ
Như vậy,định luật ôm đối với toàn mạch hoàn toàn phù hợp với định luật bảo toàn và chuyển hoá năng lượng
-Nghe GV giới thiệu và ghi nhận hiệu suất của nguồn điện
-Thực hiện C5:
r R
R r
R I
IR U
H
N
N N
N N
+
= +
=
=
) (
ξ
năng lượng thì A = Q, do đó từ (9.7) và (9.8) ta suy ra
I =
r
RN +
ξ
Như vậy định luật Ôm đối với toàn mạch hoàn toàn phù hợp với định luật bảo toàn và chuyển hoá năng lượng
3 Hiệu suất nguồn điện
H =
A
Acoich
=
ξN
U
.100%
Hay
R
R
Hoạt động 6 : Củng cố, giao nhiệm vụ về nhà.
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
-Nhắc lại kiến thức cơ bản trong bài
học
-Yêu cầu học sinh về nhà làm các bài
tập từ 4 đến 7 trang 54 sgk
-Nắm vững những kiến thức cơ bản -Nhận nhiệm vụ về nhà