Với sáng kiến kinh nghiệm này góp phần nâng cao kỹ năng giải bài tập về định luật Ôm nói riêng và bài tập Vật lý nói chung, trở thành một trong những chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi,[r]
Trang 1CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
ĐƠN YÊU CẦU CÔNG NHẬN SÁNG KIẾN
Kính gửi: Hội đồng khoa học thị xã Phổ Yên – Thái Nguyên
Tôi ghi tên dưới đây:
Số
TT
Họ và
tên
Ngày tháng năm sinh
Nơi công tác
Chức danh
Trình độ chuyên môn
Tỷ lệ (%) đóng góp vào việc tạo ra sáng kiến
1 Vũ Chí
Nhân 11/04/1981
Trường THCS Bắc Sơn
Giáo viên Đại học 100%
Là tác giả đề nghị xét công nhận sáng kiến: “Phương pháp giải một số bài tập vận dụng định luật Ôm cho đoạn mạch hỗn hợp” áp dụng cho bồi
dưỡng học sinh giỏi môn Vật Lý cấp THCS
I Chủ đầu tư tạo ra sáng kiến
Tác giả: Vũ Chí Nhân
Đơn vị, địa chỉ: Trường THCS Bắc Sơn
II Lĩnh vực áp dụng sáng kiến
- Lĩnh vực áp dụng sáng kiến1: Dịch vụ (Giáo dục)
Sáng kiến được sử dụng trong công tác giảng dạy và bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lý 9 ở Trường THCS Bắc Sơn
III Ngày sáng kiến được áp dụng lần đầu hoặc áp dụng thử
1 Điện tử, viễn thông, tự động hóa, công nghệ thông tin
Nông lâm ngư nghiệp và môi trường
Cơ khí, xây dựng, giao thông vận tải
Dịch vụ (ngân hàng, du lịch, giáo dục, y tế…)
Khác…
Trang 2Sáng kiến được áp dụng từ ngày 15/9/2019 thuộc năm học 2019 - 2020
IV Mô tả bản chất của sáng kiến
1 Cơ sở lý luận và cơ sở thực tiễn
1.1 Cơ sở lý luận
Giải bài tập là phương pháp tốt nhất để củng cố kiến thức cho học sinh Đặc biệt với công tác bồi dưỡng học sinh giỏi còn cần hình thành những kỹ năng thuần thục nên giải bài tập càng có ý nghĩa quan trọng
Giải bài tập giúp học sinh vận dụng kiến thức một cách linh hoạt để tự giải quyết những tình huống cụ thể khác nhau, phát huy tính tự giác, độc lập trong học tập
Giải bài tập Vật Lý còn là phương tiện để phát triển tư duy, óc sáng tạo, tính tự lực, vượt khó, cẩn trọng, giúp các em có năng lực giải quyết các nhiệm
vụ học tập và những tình huống thực tiễn
Vì vậy, rèn luyện cho học sinh kỹ năng giải bài tập về Định luật Ôm nói riêng và bài tập Vật Lý nói chung góp phần nâng cao chất lượng môn học Vật
Lý, nhằm đào tạo ra nguồn nhân lực có đủ kiến thức và năng lực, đáp ứng những đòi hỏi, yêu cầu ngày càng cao của xã hội
1.2 Cơ sở thực tiễn
Qua thực tiễn nhiều năm công tác và đã có hơn mười năm tham gia bồi dưỡng học sinh giỏi bộ môn Vật Lý ở trường sở tại, tôi nhận thấy một số nguyên nhân dẫn đến khó khăn cho học sinh trong giải quyết các bài tập về định luật
Ôm như sau:
- Đa số học sinh chưa hiểu rõ về ý nghĩa, vai trò định luật Ôm
- Đa số học sinh chưa có định hướng chung về phương pháp giải bài tập Vật Lý cho các bài tập về định luật Ôm
- Kiến thức học được trong chương trình giáo khoa Vật lý THCS về phần này là rất ít ỏi, nhưng các dạng bài tập lại vô cùng phong phú dẫn đến học sinh
Trang 3dễ rơi vào trạng thái hoang mang không biết vận dụng kiến thức nào và bắt đầu
từ đâu
- Các tài liệu sách tham khảo rất ít đề cập đến nét đặc trưng của mỗi dạng bài tập, do đó học sinh đọc tài liệu chỉ có thể làm lại những bài tập quen thuộc chứ không thể hiểu những quy tắc bất biến khi bài toán được mở rộng hơn
2 Nội dung nghiên cứu:
Nhằm nâng cao năng lực giải bài tập về Định luật Ôm cho học sinh, góp phần nâng cao chất lượng môn học, trong phạm vi đề tài này tôi muốn tổng hợp một số dạng bài tập cơ bản và cách giải của mỗi dạng giúp học sinh có một định hướng đúng đắn khi giải bài tập về Định luật Ôm thông qua việc nắm vững các kiến thức cơ bản và những quy tắc bất biến của mỗi dạng bài tập đó
2.1 Những kiến thức cơ bản
- Định luật Ôm: Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn tỉ lệ thuận với hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây và tỉ lệ nghịch với điện trở của dây dẫn đó
- Công thức tính điện trở tương đương của đoạn mạch gồm các điện trở mắc nối tiếp:
Rtđ = R1 + R2 + + Rn
- Công thức tính điện trở tương đương của đoạn mạch gồm các điện trở mắc song song:
- Vận dụng định luật Ôm cho đoạn mạch mắc hỗn hợp: Chia đoạn mạch
mắc hỗn hợp thành nhiều đoạn mạch nhỏ sao cho trong mỗi đoạn nhỏ đó chỉ có một cách mắc Sau đó áp dụng định luật Ôm cho từng đoạn mạch để tìm hiệu điện thế, cường độ dòng điện, điện trở theo yêu cầu của đề bài
- Công thức tính hiệu điện thế giữa hai điểm P, Q bất kỳ trên mạch điện + Nếu P, Q cùng nằm trên một mạch rẽ: UPQ = IPQ.RPQ
Trang 4+ Nếu P, Q không cùng nằm trên một mạch rẽ: UPQ = UPM + UMQ (Với M là một điểm cùng nằm trên đoạn mạch rẽ chứa P, chứa Q)
2.2 Các dạng bài tập cơ bản
2.2.1 Bài toán về đoạn mạch chỉ gồm các điện trở mắc nối tiếp
Bài toán 1: Khi đặt vào hai đầu dây dẫn một hiệu điện thế 18V thì cường độ dòng điện chạy qua nó là 0,6 A Hỏi nếu hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây dẫn
đó tăng lên đến 48V thì cường độ dòng điện chạy qua nó là bao nhiêu ?
Hướng dẫn giải:
Từ hệ thức định luật Ôm ta có: U = I.R
*Cách 1: Khi U = 18 V thì I = 0,6 A vậy điện trở R là:
Vậy khí U = 48 V thì cường độ dòng điện là:
*Cách 2: Theo định luật Ôm ta có:
Vậy I tỉ lệ thuận với U khi R không đổi
Khi U = 18 V thì I = 0,6 A; khi U = U' = 48 V thì I có giá trị I' Ta có tỉ số
Bài toán 2:
Đặt một hiệu điện thế U vào hai đầu đoạn mạch có sơ đồ như trên hình sau Khi đóng công tắc K vào vị trí 1 thì ampe kế có số chỉ I1 = I, khi chuyển công tắc này sang vị trí số 2 thì ampe có số chỉ là I2 = I/3, còn khi chuyển sang
vị trí số 3 thì ampe kế có số chỉ I3 = I/8 Cho biết R1 = 3Ω, hãy tính R2 và R3
Trang 5Hướng dẫn giải:
Khi K đóng vào vị trí 1 thì mạch chỉ gồm R1
Hiệu điện thế đặt vào hai đầu mạch là U = I1.R1 = I.3
Khi K đóng vào vị trí 2, mạch gồm R1 nối tiếp với R2 Điện trở tương đương của mạch là: R12 = R1 + R2 = 3 + R2
Hiệu điện thế đặt vào hai đầu mạch là U = I2.R12 = I/3.(3 + R2) Ta có:
Khi K đóng vào vị trí 3, mạch gồm R1, R2 và R3 mắc nối tiếp với nhau Điện trở tương đương của mạch là: R123 = R1 + R2 + R3 = 9 + R3
Hiệu điện thế đặt vào hai đầu mạch là U = I3.R123 = I/8.(9 + R3) Ta có:
Đáp số: R2 = 6 Ω; R3 = 15 Ω
2.2.2 Bài toán về đoạn mạch chỉ gồm các điện trở mắc song song
Bài toán 3:
Một đoạn mạch gồm hai điện trở R1 = 9 Ω; R2 = 6 Ω được mắc song song với nhau vào hiệu điện thế U = 7,2V
a) Tính điện trở tương đương của đoạn mạch
b) Tính cường độ dòng điện trong mỗi đoạn mạch rẽ và cường độ dòng điện trong đoạn mạch chính
Trang 6Hướng dẫn giải:
a) Điện trở tương đương của đoạn mạch:
b) Cường độ dòng điện trong mạch chính là:
Cường độ dòng điện chạy qua điện trở R1 là:
Cường độ dòng điện chạy qua điện trở R2 là:
Đáp số: a) Rtd = 3,6 Ω b) I = 2A; I1 = 0,8 A; I2 = 1,2 A
Bài toán 4:
Trên điện trở R1 có ghi 0,1k – 2A, điện trở R2 có ghi 0,12k – 1,5A a) Giải thích các số ghi trên 2 điện trở
b) Mắc R1 nối tiếp R2 vào hai điểm A, B thì UAB tối đa bằng bao nhiêu để khi hoạt động cả hai điện trở đều không bị hỏng?
c) Khi Mắc R1//R2 vào mạch thì hiệu điện thế và cường độ dòng điện của mạch tối đa phải là bao nhiêu để cả hai điện trở đều không bị hỏng ?
Hướng dẫn giải:
b) + Dựa vào Iđm1, Iđm2 xác định được cường độ dòng điện Imax qua 2 điện trở là giá trị nhỏ nhất trong các giá trị Iđm1, Iđm2
+ Tính điện trở tương đương của mạch tổng
+ Tính Umax dựa vào các giá trị Imax, Rtd
(Đs: 330V)
c) Dựa vào các giá trị ghi trên mỗi điện trở để tính Uđm1,Uđm2 trên cơ sở đó xác định UAB tối đa là giá trị nhỏ nhất trong các giá trị Uđm1,Uđm2
Tính RAB => Tính được Imax (Đs: 180V; 0,82A)
2.2.3 Bài toán về đoạn mạch gồm nhiều điện trở mắc hỗn hợp
Bài toán 5:
Trang 7Điện trở tương đương của đoạn mạch AB có sơ đồ như trên hình vẽ là RAB =10 Ω , trong đó các điện trở R1 = 7 Ω ; R2 = 12 Ω Hỏi điện trở Rx có giá trị bằng bao nhiêu?
Hướng dẫn giải:
Ta thấy R1 nt (R2 // Rx) Do đó điện trở tương đương của đoạn mạch AB là:
Bài toán 6
Cho mạch điện như hình vẽ Biết : UAB = 6V không đổi,
R1 = 8, R2 = R3 = 4; R4 = 6 Bỏ qua điện trở của
ampe kế, của khóa K và của dây dẫn
a) Tính điện trở tương đương của đoạn mạch AB và tính
số chỉ của ampe kế trong cả hai trường hợp K đóng và K
mở
b) Thay khóa K bởi điện trở R5 Tính giá trị của R5 để cường độ dòng điện qua
R2 bằng không
Hướng dẫn giải:
a)
+ Khi K mở : Mạch được vẽ lại như hình bên.
(R + R )R
R = + R = 8 (Ω)
AB
A
AB
I = = = 0,75 (A)
+ Khi K đóng : Mạch được vẽ lại như hình
bên
R2 = R3 RDC =
3
R
2 = 2 ();
AB
(R + R )R
A
-R R R
R
4
C
D
A
-R
1
2
3 4
Trang 8
DC
R
U = U = 1,5 (V)
DC
3
I = I = = = 0,375 (A)
4
5
= R = = = 5,33 (Ω)
Bài toán 7
Cho mạch điện như hình vẽ Biết: UAB = 6V không đổi, R1 = 8Ω, R2 = R3 = 4Ω, R4 = 6Ω Bỏ qua điện trở của ampe kế, của khóa K và của dây dẫn
a) Tính điện trở tương đương của đoạn mạch AB và tính số chỉ của ampe kế trong cả hai trường hợp K đóng và K mở
b) Thay khóa K bởi điện trở R5 Tính giá trị của R5 để cường độ dòng điện qua R2 bằng không
Hướng dẫn giải:
a)
+ Khi K mở: Mạch được vẽ lại như hình bên
+ Khi K đóng: Mạch được vẽ lại như hình bên
b)
Thay khoá K bởi R5
Mạch trở thành mạch cầu như hình
vẽ
Trang 9b) Thay khoá K bởi R5 Mạch trở thành mạch cầu như hình vẽ.
Để IR2 thì mạch cầu phải cân bằng:
Đáp số a) K mở: Rtd = 8 Ω; IA = 0,75 A;
K đóng: Rtd = 4 Ω; IA = 0,375 A b) R5 = 5,33 Ω
Bài toán 8
Cho mạch điện như hình vẽ bên Cho biết UAB = 30V
R1 = R2 = R3 = R4 = R5 = 10 Điện trở của ampe kế không đáng kể Tính Rtđ, số chỉ của ampe kế và dòng điện qua các điện trở
Trang 10Hướng dẫn giải:
Vì RA = 0 nên U5 = 0 Mạch điện đã cho trở thành mạch điện sau:
[R1 nt (R3 // R4)] // R2
R134 = R1 + R34 = 10 + 5 = 15 Ω
R2 // R134 ⇒ UAB = U2 = U134 = 30V
R1 nt R34 ⇒ I = I34 = I134 = 2A
R3 // R4 ⇒ U3 = U4 = U134 - U1 = 30 - 20 = 10V
I4 = 1A; IA = I2 + I4 = 3 + 1 = 4A Số chỉ của am pe kế là 4A
Đáp số: Rtd = 6 Ω; I1 = 2 A; I2 = 3A; I3 = I4 = 1A; IA = 4A
3 Kết luận
Với nhiều năm kinh nghiệm bồi dưỡng học sinh giỏi bộ môn Vật Lý , áp dụng các giải pháp đã nêu ở trên tôi nhận thấy kết quả giải bài tập của học sinh
có nhiều tiến bộ, đem lại kết quả cao Sau khi được bồi dưỡng các em đều nắm sâu kiến thức cơ bản và các dạng bài tập vận dụng định luật Ôm Với sáng kiến kinh nghiệm này góp phần nâng cao kỹ năng giải bài tập về định luật Ôm nói riêng và bài tập Vật lý nói chung, trở thành một trong những chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi, nhằm nâng cao mở rộng kiến thức cho các em, góp phần đẩy mạnh phong trào mũi nhọn của nhà trường
Trang 11Những thông tin cần được bảo mật: Không
Các điều kiện cần thiết để áp dụng sáng kiến
Áp dụng được cho học sinh THCS khối lớp 9, sau khi học xong về định luật Ôm dưới sự hướng dẫn của giáo viên bộ môn
………
Đánh giá lợi ích thu được hoặc dự kiến có thể thu được do áp dụng sáng kiến theo ý kiến của tác giả 2 :
+ Khi áp dụng sáng kiến này vào dạy học, tôi nhận thấy học sinh có được
kỹ năng phân dạng các bài tập về các loại mạch điện, có được phương pháp giải chung cho mỗi dạng bài tập về mạch điện
+ Khi áp dụng sáng kiến này tôi nhận thấy kết quả giải bài tập về vận dụng định luật Ôm cho các loại mạch điện của học sinh có nhiều tiến bộ, đem lại hiệu quả và kết quả cao hơn
+ Sau khi được bồi dưỡng các em đều nắm sâu kiến thức cơ bản về định luật Ôm và các loại mạch điện, có kỹ năng vận dụng định luật Ôm trong nhiều trường hợp phức tạp
+ Với sáng kiến này góp phần nâng cao kỹ năng giải bài tập về định luật
Ôm nói riêng và bài tập Vật lý nói chung cho học sinh khối THCS
+ Sáng kiến này trở thành một trong những chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi, nhằm nâng cao mở rộng kiến thức cho các em, góp phần đẩy mạnh phong trào mũi nhọn của nhà trường ……
………
2 Đánh giá lợi ích thu được theo hướng dẫn quy định tại điểm g khoản 1 Điều 5 của Thông tư số 18/2013/ BKHCN hướng dẫn thi hành một số quy định của Điều lệ Sáng kiến.
Trang 12- Đánh giá lợi ích thu được hoặc dự kiến có thể thu được do áp dụng sáng kiến theo ý kiến của tổ chức, cá nhân đã tham gia áp dụng sáng kiến lần đầu, kể cả áp dụng thử:
Sau khi áp dụng các kinh nghiệm trên vào công tác bồi dưỡng học sinh giỏi, tôi thấy khả năng giải bài tập vận dụng định luật Ôm của học sinh được nâng lên rõ rệt, góp phần nâng cao chất lượng học sinh giỏi ở bộ môn Vật Lý trong đơn vị trường tôi, cũng là nâng cao chất lượng đào tạo toàn diện đối với học sinh Kết quả trên thể hiện ở các giải học sinh giỏi cấp Huyện – Thị xã và cấp tỉnh của riêng bộ môn Vật Lý mà trường tôi liên tục giành được trong nhiều năm qua và của năm học này
……… ………
Tôi xin cam đoan mọi thông tin nêu trong đơn là trung thực, đúng sự thật
và hoàn toàn chịu trách nhiệm trước pháp luật
Bắc Sơn, ngày 22 tháng 05 năm 2020
Người nộp đơn
VŨ CHÍ NHÂN