Bài 4. Đoạn mạch nối tiếp

Giáo viên thực hiện : Phạm Thị Hiền
Tuần 2 .Tiết 04
BÀI 4 ĐOẠN MẠCH NỐI TIẾP
I/ Cường độ dòng điện và hiệu điện thế trong đoạn mạch nối tiếp
1- Nhớ lại kiến thức ở lớp 7
Ở lớp 7 chúng ta đã học đoạn mạch gồm hai bóng đèn mắc nối tiếp.Em hãy cho biết cường độ dòng điện của mạch nối tiếp có quan hệ gì với cường độ dòng điện qua mỗi đèn ?
Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch nối tiếp có quan hệ gì với hiệu điện thế đặt vào mỗi đèn ?
Ta quan sát sơ đồ mạch điện như hình vẽ sau trả lời câu hỏi trên
1- Nhớ lại kiến thức ở lớp 7
I/ Cường độ dòng điện và hiệu điện thế trong đoạn mạch nối tiếp

BÀI 4 ĐOẠN MẠCH NỐI TIẾP
Cường độ dòng điện có giá trị như nhau tại mọi điểm: I = I1 = I2 (1)
Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch bằng tổng các hiệu điện thế trên mỗi đèn: U = U1 + U2 (2)
2- Đoạn mạch gồm hai điện trở mắc nối tiếp
C1- Quan sát sơ đồ mạch điện hình 4.1, cho biết các điện trở R1, R2 và ampe kế mắc với nhau như thế nào?
R1 nối tiếp với R2( R1 nt R2) và nối tiếp với ampe kế. R1 và R2 chỉ có duy nhất một điểm chung.
Các hệ thức (1) và (2) viết ở trên cho hai đèn nối tiếp vẫn đúng với đoạn mạch gồm hai điện trở mắc nối tiếp
I/ Cường độ dòng điện và hiệu điện thế trong đoạn mạch nối tiếp
1- Nhớ lại kiến thức ở lớp 7
BÀI 4 ĐOẠN MẠCH NỐI TIẾP
Các em hãy hoạt động nhóm , thảo luận cách chứng minh hệ thức câu C2: đối với hai đện trở R1 nt R2:
C2: Chứng minh: Áp dụng biểu thức định luật Ôm I = U/R, ta suy ra:
U= I.R hay U1 = I.R1; U2 = I.R2
Là mạch nối tiếp, nên ta có: I1 = I2 = I
Chia U1 cho U2 ta có:
(3)
Vậy điện trở của đoạn mạch mắc nối tiếp được tính như thế nào, ta chuyển sang phần II
I/ Cường độ dòng điện và hiệu điện thế trong đoạn mạch nối tiếp
Đối với đoạn mạch gồm hai điện trở R1, R2 mắc nối tiếp,hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở tỷ lệ thuận với điện trở đó.
BÀI 4 ĐOẠN MẠCH NỐI TIẾP
II/ Điện trở tương đương của đoạn mạch nối tiếp.
1- Điện trở tương đương
Điện trở tương đương (Rtd) của một đoạn mạch là điệm trở có thể thay thế cho đoạn mạch này, sao cho với cùng hiệu điện thế thì cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch vẫn có giá trị như trước
2- Công thức tính điện tương đương của đoạn mạch gồm hai điện trở mắc nối tiếp
Để tính điện tương đương của đoạn mạch gồm hai điện trở mắc nối tiếp ta nghiên cứu mục 2
C3: Hãy chứng minh công thức tính điện trở tương đương Rtd của đoạn mạch gồm hai điện trở R1, R2 mắc nối tiếp là :
Rtd = R1 + R2
BÀI 4 ĐOẠN MẠCH NỐI TIẾP
GV hướng dẫn: Hãy vận dụng hệ thức (2), tìm mối quan hệ giữa U của mạch nối tiếp với U1, U2.
Gọi cường độ dòng điện trong mạch là I,hãy vận dụng định luật Ôm để viết công thức liên hệ giữa U của mạch nối tiếp với R tương đương, U1 với R1, U2 với R2 … suy ra công thức phải tìm.
Học sinh làm việc theo nhóm để chứng minh
Gọi I là cường độ dòng điện trong đoạn mạch nối tiếp.
Áp dụng định luật Ôm cho điện trở R1, R2 và Rtd ta có :
U = I.Rtd (1) ; U1 = I. R1 (2) ; U2 = I.R2 (3)
Mà đoạn mạch nối tiếp thì : U = U1 + U2 (4) và I = I1 = I2
Thay (1), (2), (3) vào (4) ta có: I.Rtd = I. R1 + I. R2 chia hai vế cho I ta được: Rtd = R1 + R2
2- Công thức tính điện tương đương của đoạn mạch gồm hai điện
trở mắc nối tiếp
BÀI 4 ĐOẠN MẠCH NỐI TIẾP
3- Thí nghiệm kiểm tra:
Ta đang làm thí nghiệm kiểm tra hệ thức (4) vậy phải chọn những điện trở có giá trị như thế nào để làm thí nghiệm?
Phải chọn R1, R2 bằng một điện trở R3 có giá trị tương đương với hai điện kia. Tiến hành làm thí nghiệm như thế nào để kiểm tra?
Mắc mạch điện như hình vẽ dưới đây :
+ Đo IAB
+ Giữ nguyên U, thay R3 có giá trị bằng R1 + R2 đo I*AB.
+ So sánh IAB và I*AB
BÀI 4 ĐOẠN MẠCH NỐI TIẾP
+ Cường độ dòng điện qua 2 đoạn mạch đều bằng nhau:
IAB = I*AB.
+ Chứng tỏ Rtd = R1 + R2 là đúng.
Làm thí nghiệm trên hình vẽ cho thấy cường độ dòng điện qua đoạn mạch có 2 điện trở mắc nối tiếp và cường độ dòng điện qua đoạn mạch có điện trở thay thế bằng tổng trị số 2 điện trở trên như thế nào?
4- Kết luận: Đoạn mạch gồm hai điện trở mắc nối tiếp có điện trở tương đương bằng tổng các điện trở thành phần:
Rtd = R1 + R2.
Từ cách chứng minh, và thí nghiệm kiểm tra chúng ta rút ra kết luận gì?
Các điện trở và bóng đèn dây tóc có thể được mắc nối tiếp nhau khi chúng chịu được cùng một cường độ dòng điện không vượt quá một giá trị xác định. Giá trị xác định đó gọi là cường độ dòng điện định mức. Các dụng cụ dùng điện sẽ hoạt động bình thường khi dòng điện chạy qua chúng có cường độ định mức.
Vận dụng kiến thức trên ta làm bài tập sau Chuyển sang mục III
3- Thí nghiệm kiểm tra:
BÀI 4 ĐOẠN MẠCH NỐI TIẾP
III - Vận dụng
C4: Cho mạch điện có sơ đồ như hình 4.2.
+ Khi công tắc K mở, hai đèn có hoạt đông không? Vì sao?
+ Khi công tắc K đóng, cầu chì bị đứt, hai đèn có hoạt động không? Vì sao?
+ Khi công tắc K đóng, dây tóc đèn Đ1 bị đứt, đèn Đ2 có hoạt động không ? Vì sao ?
Trả lời C4: + Khi công tắc K mở hai đèn không hoạt động. Vì mạch hở không có dòng điện chạy qua mạch.
+ Khi công tắc K đóng, cầu chì bị đứt, hai đèn không hoạt động. Vì mạch hở không có dòng diện chạy qua hai đèn
+ Khi công tắc K đóng, dây tóc đèn Đ1 bị đứt, đèn Đ2 không hoạt động. Vì mạch điện lúc này cũng bị hở không có dòng điện chạy qua đèn 2
BÀI 4 ĐOẠN MẠCH NỐI TIẾP
C5: SGK
R1= 20
R2= 20
Điện trở tương đương của đoạn mạch mắc nối tiếp gồm hai điện trở là:
Rtd = R1 + R2 = 20 + 20 = 40 ( )
Điện trở tương đương của đoạn mạch khi mắc thêm R3 là:
R*td = Rtd + R3 = 40 + 20 = 60 ( )
Điện trở tương đương của đoạn mạch gồm 3 điện trở mắc nối tiếp tính như thế nào ?
Điện trở tương đương của đoạn mạch gồm 3 điện trở mắc nối tiếp bằng tổng các điện trở thành phần:
Rtd = R1 + R2 + R3
Điện trở tương đương so với các điện trở thành phần như thế nào ?
Nhận xét : Rtd > R1 > R2 > R3
Bài tập trắc nghiệm: Cho hai điện trở,R1 = 20 Ôm chịu được dòng điện có cường độ tối đa 2A mắc nối tiếp với điện trở R2 =40 Ôm chịu được cường độ dòng điện tối đa 1,5 A. Hiệu điện thế tối đa có thể đặt vào hai đầu đoạn mạch là bao nhiêu để khi hoạt động không điện trở nào bị hỏng ?
A. 210 V. B. 120V. C. 90 V. D. 100 V
Muốn cả hai điện trở không bị hỏng thì dòng điện tối đa trong mạch phải có cường độ là I = 1,5A
Đện trở tương đương của mạch điện :
Rtd = R1 + R2 = 20 +40 = 60 Ôm
Hiệu điện thế tối đa đặt vào hai đầu đoạn mạch là:
U = I . Rtd = 1,5 .60 = 90 V
I/ Cường độ dòng điện và hiệu điện thế trong đoạn mạch nối tiếp
Cường độ dòng điện có giá trị như nhau tại mọi điểm: I = I1= I2 (1)
Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch bằng tổng các hiệu điện thế trên mỗi đèn: U = U1 + U2 (2)
Đối với đoạn mạch gồm hai điện trở R1, R2 mắc nối tiếp,hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở tỷ lệ thuận với điện trở đó.
II/ Điện trở tương đương của đoạn mạch nối tiếp.
Đoạn mạch gồm hai điện trở mắc nối tiếp có điện trở tương đương bằng tổng các điện trở thành phần
Rtd = R1 + R2 (4)
Nếu có n điện trở mắc nối tiếp : Điện trở tương đương của đoạn mạch gồm n điện trở mắc nối tiếp bằng tổng các điện thành phần:
Rtd = R1 + R2 + ........ + Rn
(3)
BÀI 4 ĐOẠN MẠCH NỐI TIẾP
GV : Gọi 1 học sinh đọc phần có thể em chưa biết
Dặn dò về nhà : làm bài tập ở bài 4 trong sách bài tập trang 7 và trang 8