Chuên đề về bài tập mạch điện

GIẢI BÀI TẬP MẠCH ĐIỆNPHẦN I: MỞ ĐẦU Trong chương trình vật lý 9, phần điện học, nhất là các bài tập mạch điện hỗn hợp rất đa dạng và khó đối với học sinh.. Do đó, học sinh rất lúng túng

BÀI TẬP mạch điện

Trường THCS Triệu Đơng

Tổ : Tốn - Lý

GV : Nguyễn Triệu

MỤC LỤC PHẦN I: Mở đầu PHẦN II: Nội dung I/ Thực trạng vấn đề

II/ Các giải pháp thực hiện

1 Các kiến thức cơ bản

2 Phương pháp giải bài tập

3 Phân dạng bài tập

4 Tổ chức thực hiện

5 Các bài tập tham khảo

PHẦN III: Kết luận

GIẢI BÀI TẬP MẠCH ĐIỆN

PHẦN I: MỞ ĐẦU

Trong chương trình vật lý 9, phần điện học, nhất là các bài tập mạch điện hỗn hợp rất đa dạng và khó đối với học sinh Hơn nữa, trong phân phối chương trình lại ít có tiết bài tập để luyện tập Do đó, học sinh rất lúng túng khi giải quyết các bài tập về mạch điện ở các bài kiểm tra cũng như các bài tập trong sách bài tập Đặc biệt là những em cĩ học lực yếu hầu như khơng biết gì về cách làm bài tập

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

Vì vậy, vấn đề đặt ra là: làm cách nào để học sinh nắm chắc kiến thức và giải quyết được các bài tập? Cũng như các bài tập vận dụng thường ra trong trắc nghiệm một cách tốt nhất, học sinh nắm bắt những phương pháp và cách xử lý một bài tập, và cĩ thể tự mình giải được các bài tập trong sách bài tập.Chính vì những lý do nêu trên tôi xin đưa ra một giải pháp để giải quyết vấn đề vướng mắc của học sinh Giải pháp này nhằm giúp cho các em học sinh lớp 9 nắm vững được các

kiến thức cơ bản về bài tập mạch điện và phương pháp giải bài tập vật lý, biết vận dụng làm được các dạng bài tập và có

cách nhìn nhận phương pháp giải, giúp cho các em hứng thu ùtrong học tập và yêu thích môn học biết cách tự học, tự làm các bài tập vật lý trong chương trình

PHẦN II: NỘI DUNG I/ THỰC TRẠNG VẤN ĐỀ:

Chương trình cải cách thay sách hiện nay còn rất nhiều bất cập như phân phối chương trình cĩ ít tiết bài tập trong khi đĩ số

lượng các bài tập thì nhiều và đa dạng Học sinh vẫn còn bỡ ngỡ với phương pháp mới Nhận thức của học sinh về kiến thức cũng đã khó, áp dụng cho bài tập lại càng khó hơn Qua 5 năm áp

dụng chương trình mới, việc giải các bài tập trong sách giáo khoa ở tiết bài tập kết quả của học sinh chưa cao.Chúng ta thường dạy

theo phuơng pháp cũ là lần lượt giải hết 3 bài tập mà sách giáo khoa đưa ra, đơi lúc bị gị ép về thời gian nên giáo viên thường lướt nhanh

để kịp thời gian Chưa sáng tạo, đào sâu kiến thức cho học sinh Các bài tập đa dạng, đòi hỏi học sinh phải nắm bắt vấn đề, có kỹ

năng, biết phân loại bài tập thì mới giải quyết được

Chính vì thực trạng vấn đề hiện nay rất khó khăn cho học

sinh, người giáo viên phải biết đưa ra phương pháp,phân loại bài tập, đào sâu kiến thức để các em có thể giải quyết tốt các bài

II/ CÁC GIẢI PHÁP THỰC HIỆN

1/ 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:

Các công thức này luôn áp dụng cho cả mạch

song song, nối tiếp và hỗn hợp

b/ Đoạn mạch nối tiếp:( có 2 điện trở):

HS cần nắm chắc các công thức sau và cách vận dụng

nó

a) Cường độ dòng điện: I = I1 = I2

b) Hiệu điện thế: U = U1 + U2

c) Điện trở tương đương

2

1 R R

C/ Đoạn mạch có 2 điện trở mắc song song

a) Cường độ dòng điện:

b) Hiệu điện thế:

c) Điện trở tương đương

2

1 I I

I = +

2

1 U U

2 1

1 1

1

R R

RTD = +

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

a) Cường độ dòng điện:

a) Cường độ dòng điện: I = + + + I1 I2 In

b) Hiệu điện thế:

+

d) Đoạn mạch hỗn hợp:

- Trong mạch hỗn hợp cần phân tích cho HS những đoạn mạch nào mắc nối tiếp, những đoạn mạch nào mắc song song mà dùng các công thức trên cho đúng

- VD: Cho mạch điện sau:

Mạch điện hỗn hợp trong 2 VD trên là mạch điện cơ bản

nhất, các mạch điện hỗn hợp khác ta cũng đưa về 2 dạng

trên để giải

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

- Bước1: Đọc đề bài, tĩm tắt, vẽ hình, vẽ chiều dòng điện( Hoặc

đề bài cho sẳn hình vẽ)

-Bước 2: Phân tích bài tốn.

+ Phân tích cấu trúc mạch điện:

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

- 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 2 đầu điện trở nào?

+ Phân tích giả thiết, kết luận của bài toán,những đại lưọng vật lý nào đã có, chưa có.Ghi những dữ liệu bài toán cho lên sơ đồ

- Bước 3:Lập kế hoạch giải giải:

Lập kế hoạch giải theo sơ đồ sau:

Bài toán hỏi

* Giải ngược với sơ đồ trên, thế số, ghi đúng đơn

vị đo các đại lượng vật lý

* Kiểm tra lại bài giải và trả lời

Ví dụ : Cho mạch điện sau

Biết R1= 12 R2 = 20

R3 = 30 U nguồn 24V Tính:1)Rtm ?

2) Cường độ dòng điện qua mỗi điện trở?

Phân tích:

Bước 1: Đọc đề bài,tĩm tắt vẽ hình

Bước 2: : Phân tích bài tốn

Cấu trúc của mạch :R1 nt (R2 // R3) Mạch có 3 cường độ dòng

điện I1 ,I2,I3 : I mạch chính cũng là I qua R1, I2 chạy qua R2, I3

chạy qua điện trở R3

Có 3 hiệu điện thế U nguồn, UAC, UCB

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

Ω

I1

Bước 3: Lập kế hoạch giải.

Aùp dụng các công thức sao cho phù hợp

Tính R tm ? Rtm = R1 + R 23

3 2

3

2 23

R R

R

R R

Tìm

I1 = I

I1

I1

3) Phân loại bài tập

Bài tập mạch điện lớp 9 rất đa dạng, ở đây tôi chỉ mang tính chất phân loại những dạng cơ bản nhằm đáp ứng cho đại trà các trình độï học sinh trong lớp, để HS nắm bắt và phân dạng được bài tập, có kỹ năng giải một cách thành 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 HS sử dụng

thành thạo công thức định luật ôm và 3 công thức I,U,Rtd trong mạch nối tiếp để tính Rtd ,tính I

mạch chính và U1,U2 ,hoặc tính R1, R2

 M ạ ch song song: Hướng dẫn cho HS sử dụng thành thạo công thức định luật ôm và 3 công thức I,U,Rtd

trong mạch song song để tính Rtd ,tính I mạch chính và I1,I2 ,hoặc tính R1, R2 .

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

nối tiếp, song song để giải.

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

 Cung cấp cho HS kiến thức về biến trở:

Biến trở xem như một điện trở thay đổi được giá

trị ,khi dịch chuyển con chạy 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 đó thay đổi theo:

+ Khi giá trị của biến trở tăng thì cường độ dòng điện trong mạch đó giãm và ngược lại.

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

VD: Biến trở : RMN( 100 Ω - 2A)

Khi C ở tại M thì giá trị của nó bằng 0

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

 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 tìm: B

B

I U

R =

 Khi tìm chiều dài, tiết diện,chất làm dây của điện trở hoặc biến trở ta sử dụng công thức điện trở dây dẫn:

S

l

( Chú ý cho HS các công thức suy ra, và đơn vị)

c) Dạng 3 : Các dạng toán về đèn:

 Cung cấp cho HS các kiến thức về đèn:

Hiểu là Udm = 6V, Pdm = 3W

Khi dùng đúng U = Udm thì công suất của đèn

P = Pdm  đèn sáng bình thường

Khi U > Udm đèn sáng mạnh có thể cháy

Khi U < Udm đèn sáng yếu

 Từ số liệu kỷ thuật của đèn ta có thể tính được:

dm

U R

2

p

 Khi bài toán hỏi đèn sáng bình thường không, ta

thường dùng 2 cách giải sau:

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

- Tính ID so sánh Idm  Rút ra được kết luận

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

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

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

- 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:

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 các công thức tính công ,nhưng thời gian t tính bằng h, lúc này điện năng A tính bằng wh ,đổi ra kwh

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

4/ Tổ chức thực hiện:

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

Muốn vậy sau giờ lý thuyết, giáo viên cần giành thời gian để củng cố lý thuyết, đưa ra một vài dạng sau mỗi tiết học Dành thời gian cho việc hướng dẫn về nhà thích đáng Vì thực tế theo phân phối chương

trình ít có tiết luyện tập, trong khi đó lượng bài tập khá nhiều và đa dạng

Hơn nữa, để tranh thủ thời gian, cần cho học sinh tăng cường học nhóm ở nhà Giáo viên ra bài tập về nhà, bài tập sách bài tập cần

hướng dẫn để học sinh làm bài ở nhà Giới thiệu các loại sách tham khảo, giáo viên cần tăng cường kiểm tra việc học của học sinh Triển khai trong chương trình tự chọn ,Có như thế học sinh mới nắm chắc

được các bài tập để chuẩn bị cho kiểm tra ,làm các bài tập trắc

nghiệm vận dụng và các kỳ thi

Đối với các tiết bài tập theo quy định của SGK giáo viên cĩ thể khơng

5) Các bài tập tham khảo :

Bài 1) Có 3 điện trở R1 , R2 ,R3 Biết R1 = 4Ω , R2 =

6Ω và R3 chưa biết giá trị 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 điện trong 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 15 phút?

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 2/3 A

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

Bài 2)

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

Biết R1 = 6 Ω , R2 = 30 Ω

1) Tính giá trị điện trở toàn mạch, cường độ dòng điện

trong mạch, và công suất toàn mạch? Và hiệu điện thế giữa

2 đầu mỗi điện trở?

2) Mắc thêm điện trở R3 song song với điện trở R2 thì

cường độ dòng điện trong mạch chính là 0.5A

a)Tính giá trị điện trở R3, và nhiệt lượng toả ra của điện trở R1 trong 30 phút ?

b) Bây giờ thay điện trở R1 bằng đèn Đ có hiệu điện thế định mức là 3V đèn sáng bình thường, Tính công suất định mức của đèn Đ

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

PHẦN III: KẾT LUẬN

Trong phần điện học vật lý 9, kiến thức và bài tập rất đa dạng

Ơû đây, tôi chỉ đưa ra một phạm vi nhỏ về bài tập cơ bản Qua 5 năm đổi mới chương trình vật lý 9, tôi thấy rằng học sinh còn bỡ ngỡ với phương pháp học,chưa có kỹ năng giải bài tập, cho dù đó là những bài tập cơ bản Vì vậy, người giáo viên cần phải hệ thống hóa kiến thức để đưa ra phương pháp giải bài tập cho học sinh là điều cần thiết Hơn nữa, theo chương trình thì rất ít tiết luyện tập, cần phải tăng cường cho học sinh làm bài tập

Với chuyên đề này, tôi chỉ đề cập đến bài tập trong phạm vi nhỏ, với những kiến thức và bài tập cơ bản, phân dạng bài tập và cách giải Tuy đề tài này ngắn gọn, đơn giản nhưng nếu áp dụng được trong tình hình thực tế, nó sẽ giúp cho học sinh rất nhiều kiến thức bổ ích khi các em làm bài tập mạch điện, góp phần nâng cao chất lượng học tập và yêu thích môn học của học sinh

BÀI TẬP mạch điện

TrườngTHCS Triệu Đơng

Tổ : Tốn - Lý

GV : Nguyễn Triệu

BÀI TẬP MẠCH ĐIỆN MẮC HỖN HỢP

Ôn lại các công thức :

2/ Đoạn mạch nối tiếp:( có 2 điện trở):

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

a) Cường độ dòng điện:

3/ Đoạn mạch có 2 điện trở mắc song song

a) Cường độ dòng điện:

b) Hiệu điện thế:

c) Điện trở tương đương

2

1 I I

I = +

2

1 U U

2 1

1 1

1

R R

RTD = +Cường độ dịng diện chạy qua mõi điện trở tỷ lệ nghịch với điện trở đĩ

4) Định luật Ôm cho các đoạn mạch d ạng tổng quát

tiếp

Đoạn mạch mắc song song

5/ Công suất, công,điện năng ,nhiệt lượng

a) Công suất: P = UI , P = I2R , Hoặc P = U2/R

b) Công, điện năng: A = Pt , A = UIt, A = I2Rt

Chú ý: Khi t tính bằng s thì công A tính bằng J

Khi t tính bằng h thì công A ( điện năng)tính bằng Kwh

c) Nhiệt lượng: Thường tính theo công thức:

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

Mạch điện có mắc đèn:

 Các kiến thức về đèn:

VD: Đèn Đ( 6v- 3w) Hiểu là Udm = 6V, Pdm = 3w Khi dùng đúng U = Udm thì công suất của đèn

P = Pdm  đèn sáng bình thường

Khi U > Udm đèn sáng mạnh có thể cháy

Khi U < Udm đèn sáng yếu

 Từ số liệu kỷ thuật của đèn ta có thể tính được:

dm

U R

2

p

VD: Biến trở : RMN( 100 Ω - 2A)

Khi C ở tại M thì giá trị của nó bằng 0

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

 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 tìm: B

BÀI TẬP 1: Cho mạch điện sau

Biết R1= 12 R2 = 20

R3 = 30 U nguồn 24V Tính:1)Rtm ?

2) Cường độ dòng điện qua mỗi điện trở?

Phân tích:

Bước 1: Đọc đề bài,tĩm tắt vẽ hình

Bước 2: Phân tích bài tốn.

Cấu trúc mạch : R1 nt (R2 // R3)

Mạch có 3 cường độ dòng điện I1 ,I2,I3 : I mạch chính

cũng là I1 qua R1, I2 chạy qua R2, I3 chạy qua điện trở R3

Có 3 hiệu điện thế U nguồn, UAC, UCB Bài toán cho 3 giá trị điện trở và hiệu điện thế nguồn

+

-I1

Biết R1= 12 R2 = 20

R3 = 30 U nguồn 24V Tính:1)Rtm ?

2) Cường độ dòng điện qua mỗi điện trở?

3

2 23

R R

R

R R

Biết R1= 12 R2 = 20

R3 = 30 U nguồn 24V Tính:1)Rtm ?

2) Cường độ dòng điện qua mỗi điện trở?

Tìm

UCB = IR23

I1

+

-Biết R1= 12 R2 = 20

R3 = 30 U nguồn 24V Tính:1)Rtm ?

2) Cường độ dòng điện qua mỗi điện trở?

2 3 23

R R R

Giảia) Tính điện trở tương đương của toàn mạch.

Điện trở tương đương của đoạn mạch BC là :

b)Tính cường độ dòng điện qua mỗi điện trở :

Vì R1nt(R2//R3) Do đó ta có cường độ dòng điện qua mạch chính bằng cường độ dòng điện qua R1 và qua CB:

Cường độ dòng điện qua điện qua R2 và R3 lần lượt là:

Hiệu điện thế giữa hai đầu CB là: UCB = I RCB = 1.12 = 12V

BÀI TẬP 2: Cho mạch điện sau Biết R1= 12

U nguồn 24Va) Tìm Rb để đèn sáng bình thường?

b) Tính nhiệt lượng toả ra ở biến trở trong 10 phút,và cơng suất của tồn mạch

Ω

Phân tích:

Bước 1: Đọc đề bài,tĩm tắt vẽ hình

Bước 2: Cấu trúc mạch : R1 nt (Đ // Rb)

Mạch có 3 cường độ dòng điện ,I1,Iđ,, Ib : I mạch chính

cũng là I1 qua R1, Iđ chạy qua đèn, Ib chạy qua điện trở Rb

Có 3 hiệu điện thế U nguồn, UAC, UCB Bài toán cho 1 giá trị điện trở và hiệu điện thế, cơng suất định mức của đèn Đèn sáng bình thường, thời gian dịng điện chạy qua mạch

BÀI TẬP 2: Cho mạch điện sau

Biết R1= 12

U nguồn 24Va) Tìm Rb để đèn sáng bình thường?

b) Tính nhiệt lượng toả ra ở biến trở trong 10 phút,và cơng suất của tồn mạch

U R

R

=

UAB = U - Uđ