Giáo án vật lí 11 tiêt 20

+ Vận dụng các công thức tính điện năng tiêu thụ, công suất tiêu thụ điện năng và công suất toả nhiệt của một đoạn mạch ; công, công suất và hiệu suất của nguồn điện.. + Vận dụng được cá

Bài 11 PHƯƠNG PHÁP GIẢI MỘT SỐ BÀI TOÁN VỀ TOÀN MẠCH

Tiết 20-Tuần 20 Ngày19/8/2010

I MỤC TIÊU

+ Vận dụng định luật Ôm để giải các bài toán về toàn mạch.

+ Vận dụng các công thức tính điện năng tiêu thụ, công suất tiêu thụ điện năng và công suất toả nhiệt của một đoạn mạch ; công, công suất và hiệu suất của nguồn điện

+ Vận dụng được các công thức tính suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn nối tiếp, song song và hỗn hợp đối xứng để giải các bài toán về toàm mạch

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên: Nhắùc nhở học sinh ôn tập các nội dung kiến thức đã nêu trong

các mục tiêu trên đây của tiết học này Chuẫn bị một số bài tập ngoài các bài tập đã nêu trong sgk để ra thêm cho học sinh khá

2 Học sinh: Ôn tập các nội dung kiến thức mà thầy cô yêu cầu.

III TIẾN TRÌNH DẠY – HỌC

Hoạt động 1: Oån định lớp

Hoạt động2 : Kiểm tra bài cũ :

-Phát biểu và viết biểu thức định luật Ôm cho tổng quát ?

-Tình bày cách ghép các nguồn điện thành bộ nguồn nối tiếp và bộ nguồn ghép song song ? Viết biểu thức tính sđđ và đtrở của bộ nguồn ?

Hoạt động 3 : Tìm hiểu phương pháp giải một số bài toán về toàn mạch.

Hoạt động của giáo

viên

Hoạt động của học

sinh

Nội dung cơ bản

-Yêu cầu học sinh nêu

công thức tính suất điện

động và điện trở trong

của các loại bộ nguồn

-Yêu cầu học sinh thực

hiện C1

-Yêu cầu học sinh thực

hiện C2

Yêu cầu học sinh nêu

các công thức tính

cường độ dòng điện

trong mạch chính, hiệu

điện thế mạch ngoài,

công và công suất của

nguồn

-Nêu công thức tính suất điện động và điện trở trong của các loại bộ nguồn đã học

-Thực hiện C1 :

+ Cường độ dòng điện chạy qua mạch gồm các điện trở mắc nối tiếp là như nhau: I1 = I2 =… In + Điện trở : Rtp =R1 + R2 +

……

+Hiệu điện thế giữa 2 đầu các điện trở mắc nối tiếp:

2

2 1

1 = =

R

U R U

-Thực hiện C2: Hiệu

điện thế giữa 2 đầu các điện trở mắc song song là như nhau :

U1 = U2 = ……

I = I1 + I2 +……

1 1 1

2 1

+ +

=

R R

1 Những lưu ý trong phương pháp giải

+ Cần phải nhận dạng loại bộ nguồn và áp dụng công thức tương ứng để tính suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn

+ Cần phải nhận dạng các điện trở mạch ngoài được mắc như thế nào để để tính điện trở tương đương của mạch ngoài

+ Áp dụng định luật Ôm cho toàn mạch để tìm các ẩn số theo yêu cầu của đề ra

+ Các công thức cần sử dụng :

I =

r

RN +

ξ ; ξ = I(RN + r) ;

U = IRN = ξ – Ir ; Ang = ξIt ; Png =

ξI

A = UIt ; P = UI

Hoạt động 4 : Giải các bài tập ví dụ.

Hoạt động của

giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung cơ bản

-Bài tập đơn giản,

nên đề nghị hs tự

giải bài tập này

-Nếu hs gặp khó

khăn, GV hướng dẫn

hs vượt khó khăn

-Hs nhận nhiệm vụ giải bài tập theo yêu cầu của GV

II Bài tập ví dụ

Bài tập 1

a) Điện trở mạch ngoài

RN = R1 + R2 + R3 = 5 + 10 + 3 = 18Ω

b) Cường độ dòng điện chạy qua nguồn điện (chạy trong

-Yêu cầu hs đọc đề

bài

-Nhìn vào hình vẽ 11.2

và trả lời câu C3 và

C4 ?

-Trả lời câu C5 ?

-So sánh dòng điện

chạy trong mạch thực

tế với dòng điện

định mức của đèn ?

Nhận xét ?

-Tính Png và hiệu suất

H của nguồn điện ?

-Đọc đề bài theo yêu cầu của gv

-Nhìn vào hình vẽ và trả lời C3 và C4 :

+ Trả lời C3:

Vì (R1 nt Đ2 )//Đ1 điện trở của đèn và của mạchlà:

RD1 =

6

122 1

2

1 =

dm

dm P

U

= 24(Ω)

RD2 =

5 , 4

62 2

2

2 =

dm

dm P

U

= 8(Ω)

+ Trả lời C4:

Vì Rb nt R2 nên :

Rb2 = Rb + R2 = 16 Ω

Vì Rb // R1 nên:

1 2

1 1 1

R R

RN = b +

 RN = 9,6 Ω Đặt vào 2 đầu mạch ngoài 1 hdt U=12V thì đèn sáng bình thường

-Trả lời C5:

Vậy cường độ dòng điện chạy qua nguồn là :

I=

4 , 0 6 , 9

5 , 12

+

= + r

RN

ξ

= 1,25(A)

- Vì R1 // Rb2 nên : U1 = Ub2

=12V Cường độ dòng điện qua mỗi bóng đèn lúc này :

Idm1 =

12

6

1

1 =

dm

dm U

P

= 0,5(A)

Idm2 =

6

5 , 4

2

2 =

dm

dm U

P

= 0,75(A)

Cường độ dòng điện chạy qua các bóng

ID1=

24

6 , 9 25 , 1

1 1

=

=

D

N

IR R

U

= 0,5(A)

ID1=

8 8

6 , 9 25 , 1 1

1= b+ D = +

N

IR R

U

=0,75 (A)

=> ID1 = Idm1 ; ID2 = Idm2 nên các bóng đèn Đ1 và Đ2 sáng bình thường

- Công suất và hiệu suất của nguồn

mạch chính)

I =

2 18

6

+

= + r

RN

ξ

= 0,3(A)

Hiệu điện thế mạch ngoài

Ta có : UN = IRN = 0,3.18 = 5,4(V)

c) Hiệu điện thế giữa hai đầu R1

Vì R1 ,R2 ,R3 mắc nối tiếp nên: I=I1=I2=I3

U1 = IR1 = 0,3.5 = 1,5(V)

Bài tập 2

- Điện trở và cường độ

dòng điện định mức của các bóng đèn

RD1 =

6

122 1

2

1 =

dm

dm P

U

= 24(Ω)

RD2 =

5 , 4

62 2

2

2 =

dm

dm P

U

= 8(Ω)

-Điện trở mạch ngoài

Vì (Rb nt R2 )// R1 nên:

Rb2 = Rb + R2 =16 (Ω)

24

1 16

1 1 1 1

1 2

+

= +

=

R R

RN = 9,6(Ω) Để đèn sáng bình thường thì hiệu điện thế mạch ngoài phải là U =12V

Vậy cường độ dòng điện chạy qua nguồn là : I =

4 , 0 6 , 9

5 , 12

+

= + r

RN

ξ

= 1,25(A)

Vì R1 // Rb2 nên : U1 = Ub2 =12V Cường độ dòng điện qua mỗi bóng đèn lúc này :

Idm1 =

12

6

1

1 =

dm

dm U

P

= 0,5(A)

Idm2 =

6

5 , 4

2

2 =

dm

dm U

P

= 0,75(A)

-Cường độ dòng điện chạy

qua các bóng

ID1 =

24

6 , 9 25 , 1

1 1

=

=

D

N

IR R

U

= 0,5(A)

ID1=

8 8

6 , 9 25 , 1

1

1 = b +N D = +

IR R

U

=0,75( A)

a) ID1 = Idm1 ; ID2 = Idm2 nên các bóng đèn Đ1 và Đ2 sáng bình

-Gồm có 8 nguồn,

mắc thành 2 dãy,

mỗi dãy gồm mấy

nguồn ? Hãy vẽ mạch

điện đó ?

-Tính suất điện động

và điện trở trong của

bộ nguồn ?

-Điện trở định mức

của đèn ?

-Dòng điện thực tế

chạy qua đèn ?

-Tính công suất tiêu

thụ của bóng đèn khi

đó ?

-Tính công suất của

nguồn điện ? và

công suất của mỗi

nguồn ? (Gợi ý: công

suất của mỗi nguồn

bằng công suất của

bộ nguồn chia cho tổng

số nguồn )

-Hiệu điện thế của

bộ nguồn ?(Gợi ý :

Hiệu điện thế của

bộ nguồn bằng hiệu

điện thế của mỗi

nguồn)

-Hiệu điện thế của

mỗi nguồn?

Png = ξI = 12,5.1,12 = 15,625 (W)

H =

4 , 0 6 , 9

6 , 9

+

= + r R

R N

N

= 0,96

= 96%

-Có 2 dãy song song thì mỗi dãy có 4 nguồn mắc nối tiếp (hs vẽ như nội dung)

- Suất điện động và điện

trở trong của bộ nguồn

ξb = 4ξ = 6 (V) ; rb =

2

4r

= 2r

= 2(Ω)

- Điện trở của bóng đèn

RĐ =

6

62

2

=

dm

dm P

U

= 6(Ω) = RN

- Cường độ dòng điện

chạy qua đèn

I =

2 6

6

+

= + r

RN b

ξ

= 0,75(A)

- Công suất của bóng đèn khi đó

PĐ = I2RĐ = 0,752.6 = 3,375(W)

- Công suất của bộ

nguồn, công suất của mỗi nguồn và giữa hai cực mỗi nguồn

Pb = ξbI = 6.0,75 = 4,5(W)

Pi =

8

b P

= 8

5 , 4

= 0,5625(W) -Hiệu điện thế của bộ nguồn ?

Ub = U = I.R = 0,75.6 = 4,5 V -Hiệu điện thế của mỗi nguồn là:

Ui = 1 , 125

4

5 , 4

U

V

thường

b) Công suất và hiệu suất của nguồn

Png = ξI = 12,5.1,12 = 15,625 (W)

H =

4 , 0 6 , 9

6 , 9

+

= + r R

R N

N = 0,96 = 96%

Bài tập 3

a) Suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn

ξb = 4ξ = 6 (V) ; rb =

2

4r

= 2r = 2(Ω)

Điện trở của bóng đèn

RĐ =

6

62

2

=

dm

dm P

U

= 6(Ω) = RN

b) Cường độ dòng điện chạy qua đèn

I =

2 6

6

+

= + r

RN b

ξ

= 0,75(A) Công suất tiêu thụ của bóng đèn khi đó

PĐ = I2RĐ = 0,752.6 = 3,375(W)

c) Công suất của bộ nguồn, công suất của mỗi nguồn và giữa hai cực mỗi nguồn

Pb = ξbI = 6.0,75 = 4,5(W)

Pi =

8

b P

= 8

5 , 4

= 0,5625(W)

Vì bộ nguồn mắc song song đèn nên hđt giữa 2 đầu bóng đèn bằng hđt giữa 2 đầu bộ nguồn: Ub = U = I.R = 0,75.6 = 4,5 V

Nên ta có hđt của mỗi nguồn là:

Ui = 1 , 125

4

5 , 4

U

V

Hoạt động 5 : Củng cố, giao nhiệm vụ về nhà.

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh

- Cho HS nhận xét về mối liên hệ giữa

UN và R - Nhận xét về mối liên hệ giữa U- Nắm vững cách lấy dấu của sđđ vàN và R.

Đ

n

m

=4

- Nhấn mạnh cách lấy dấu của sđđ và

độ giảm điện thế

- Dặn HS về nhà ôn tập chuẩn bị kiểm

tra 1 tiết

độ giảm điện thế

-Nhận nhiệm vụ về nhà