Chuyên đề vật lý 9 phần điện học

CHUYÊN ĐỀ VẬT LÝ


BÀI TẬP mạch điện
MỤC LỤC
PHẦN I: Mở đầu
PHẦN II: Nội dung
I/ Thực trạng vấn đề
II/ Các giải pháp thực hiện
Các kiến thức cơ bản
Phương pháp giải bài tập
Phân dạng bài tập
Tổ chức thực hiện
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 ở các bài kiểm tra.
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.
Chính vì những lý do nêu trên,chúng tôi xin đưa ra một giải pháp để giải quyết vấn đề vướng mắc của học sinh. Giải pháp này nhằn giúp cho các em học sinh lớp 9 nắm vững được phương pháp, biết vận dụng làm được các dạng bài tập và có cách nhìn nhận phương pháp giải, giúp cho các em hứng thu �trong học tập và yêu thích môn học.
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 không có tiết bài tập. 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 2 năm áp dụng chương trình mới, kết quả của học sinh chưa cao. 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 tập mạch điện,đặc biệt là các mạch điện hỗn hợp.
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:
a/ Định luật ÔM:
HS nắm được sự phụ thuộc giữa 3 đại lượng vật lý I,U,R
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 3 công thức sau và cách vận dụng nó
a) Cường độ dòng điện:
b) Hiệu điện thế:
c) Điện trở tương đương
?Tương tự mở rộng cho đoạn mạch có nhiều điện trở nối tiếp.
C/ Đoạn mạch có 2 điện trở mắc song song
a) Cường độ dòng điện:
b) Hiệu điện thế:
c) Điện trở tương đương
?Tương tự mở rộng cho đoạn mạch có nhiều điện trở song song
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:
Dùng công thức mạch song song áp dụng cho điện trở R2 và R3 Dùng công thức mạch nối tiếp áp dụng cho điện trở R1 và R2,3
? Dùng công thức mạch nối tiếp áp dụng điện trở R1 và R2
?Dùng công thức mạch song song áp dụng cho điện trở R12 và R 3
?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.
-VD
Ta đưa về dạng sau:
2) Phương pháp giải: Tóm tắt bằng các bước sau:
- Bước1: Đọc đề bài, vẽ hình, vẽ chiều dòng điện( Hoặc đề bài cho sẳn hình vẽ)
- Bước 2: Phân tích cấu trúc mạch điện:
Những điện trở nào mắc nối tiếp, mắc song song, cụm điện trở nào song song ,nối tiếp với cụm điện trở� nào?
- Bước 3: 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?
- Bước 4: 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 5:Phương pháp giải:
? Vận dụng hệ thống công thức cho phù hợp

? Tìm hiểu cách giải theo sơ đồ sau:
Bài toán hỏi gì?Công thức nào?
U nào?
I nào?
R nào?
Có
Không có
Tìm bằng công thức nào?
U nào?
I nào?
R nào?
Có
Không có
Tìm..
? Trình bày bài làm : Có lời giải cho mỗi công thức, thế số, ghi đơn vị
Ví dụ : Cho mạch điện sau
Biết R1= 6 R2 = 20
R3 = 30 U nguồn 9V
Tính:1)Rtm ?
2) Cường độ dòng điện qua mỗi điện trở?
?Phân tích:
Bước 1: Đọc đề bài, vẽ hình
Bước 2: Cấu trúc mạch : R1 nt (R2 // R3)
Bước 3: Mạch có 3 cường độ dòng điện I ,I1,I2 : I mạch chính
cũng là I qua R1, I1 chạy qua R2, I2 chạy qua điện trở R3.
Có 3 hiệu điện thế U nguồn, UAC, UCB.
Bước 4: Bài toán cho 3 giá trị điện trở và hiệu điện thế nguồn.
Cần phải tính RTM? I ,I1,I2 ?
Bước 5: A�p dụng các công thức sao cho phù hợp
Tính RTM?
Rtm = R1 + R23
Tính I?
có
có
Tìm
?Tính I1 chạy qua R2?
Tìm UCB = U - UAC
Tìm UAC = IR1
Có
?Tính I2 chạy qua R3?
Có
Có
Hoặc I2 = I - I1
3) Phân loại bài tập
Bài tập mạch điện lớp 9 rất đa dạng, ở đây chúng tôi chỉ mang tính chất phân loại những dạng cơ bản nhằm đáp ứng cho đại trà các trình đọ học sinh trong lớp, để HS nắm bắt và phân dạng được bài tập, có kỷ 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 .
? Mach songsong: 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.

Ta đưa về mạch
nối tiếp
Thay R2 và R3 bằng R23
Ta đưa về mạch
song song
Thay R1 và R2 bằng R12
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 ? - 2A)
Hiểu là: Giá trị lớn nhất của biến trở là 100 ?, cường độ dòng điện lớn nhất qua nó là 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:
? Khi tìm chiều dài, tiết diện,chất làm dây của điện trở hoặc biến trở ta sử dụng công thức điện trở dây dẫn:
suy ra các đại lượng cần tính.
( 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:
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:
? 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:
UĐ = Udm và ID = Idm
? Khi tính công suất tiêu thụ của đèn ta thường dùng công thức P = UI
? Chú ý cho HS cần phân biệt các giá trị định mức với các giá trị thực tế
? So sánh độ sáng các đèn ta tính công suất thực tế của các đèn đó, đèn nào tiêu thụ công suất lớn hơn thì sáng hơn.
d) Dạng 4: Bài toán nhiệt lượng và hiệu suất:
1/ Nhiệt lượng toàn phần toả ra của dây điện trở toả nhiệt:
Q = I2Rt, hoặc Q = Pt , hoặc Q = UIt ( với t tính bằng s)
Khi áp dụng các công thức này để tính cần phân biệt U,I, R nào để thế vào cho đúng.
2/ Bài toán dùng nhiệt lượng toả ra của dây điện trở để nấu nước:
- 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:
Với Qthu ich = mc ( t2 - t1)
Q = I2Rt
Q = Pt
Q = UIt
Với Qthu ich = mc ( t2 - t1)
? Từ các phương trình cân bằng , ta có thể tính các đại lượng theo yêu cầu bài toán
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. 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.
6) Các bài tập tham khảo:
Bài 1) Có 3 điện trở R1 , R2 ,R3 .Biết R1 = 4? , R2 = 6? 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 trị điện trở R3 ?
Bài 2)
Cho 2 điện trở R1 và R2 mắc nối tiếp vào nguồn 9V không đổi.
Biết R1 = 6 ? , R2 = 30 ? .
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
Bài 3
Cho 2 điện trở R1 và R2 mắc nối tiếp vào nguồn 42V không đổi. Biết R1 = 6 ? , R2 =10 ? .
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 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. Ơ� đây, chúng tôi chỉ đưa ra một phạm vi nhỏ về bài tập cơ bản. Qua một 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,chúng 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.
Tổ Vật lý- công nghệ
BÀI TẬP MẠCH ĐIỆN MẮC HỖN HỢP
?Ôn lại các công thức:

a/ Định luật ÔM:
HS nắm được sự phụ thuộc giữa 3 đại lượng vật lý I,U,R
Công thức
b/ 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:
b) Hiệu điện thế:
c) Điện trở tương đương
?Tương tự mở rộng cho đoạn mạch có nhiều điện trở nối tiếp.
C/ Đoạn mạch có 2 điện trở mắc song song
a) Cường độ dòng điện:
b) Hiệu điện thế:
c) Điện trở tương đương
?Tương tự mở rộng cho đoạn mạch có nhiều điện trở song song
D/ 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:
VD: Biến trở : RMN( 100 ? - 2A)
Hiểu là: Giá trị lớn nhất của biến trở là 100 ?, cường độ dòng điện lớn nhất qua nó là 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:
Mạch điện có mắc biến trở
BÀI TẬP 1:
Cho mạch điện sau
Biết R1= 6 R2 = 20
R3 = 30 U nguồn 9V
Tính:1)Rtm ?
2) Cường độ dòng điện qua mỗi điện trở?
?Phân tích:
Các điện trở mắc như thế nào?
R1 nt (R2 // R3)
Mạch điện có mấy dòng điện ? Có mấy hiệu điện thế?
Có 3 cường độ dòng điện I ,I1,I2.đó là I mạch chính cũng là I qua R1, I1 chạy qua R2, I2 chạy qua điện trở R3. Có 3 hiệu điện thế U nguồn, UAC, UCB.
- Bài toán cho các đại lượng nào? Cần tính các đại lượng nào?
Bài toán cho 3 giá trị điện trở và hiệu điện thế nguồn.
Cần phải tính RTM? I ,I1,I2 ?
BÀI TẬP 1:
Cho mạch điện sau
Biết R1= 6 R2 = 20
R3 = 30 U nguồn 9V
Tính:1)Rtm ?
2) Cường độ dòng điện qua mỗi điện trở?
?Phân tích:
Bước 1: Đọc đề bài, vẽ hình
Bước 2: Cấu trúc mạch : R1 nt (R2 // R3)
Bước 3: Mạch có 3 cường độ dòng điện I ,I1,I2 : I mạch chính
cũng là I qua R1, I1 chạy qua R2, I2 chạy qua điện trở R3.
Có 3 hiệu điện thế U nguồn, UAC, UCB.
Bước 4: Bài toán cho 3 giá trị điện trở và hiệu điện thế nguồn.
Cần phải tính RTM? I ,I1,I2 ?
Bước 5: A�p dụng các hệ thống công thức để giải.
Biết R1= 6 R2 = 20
R3 = 30 U nguồn 9V
Tính:1)Rtm ?
2) Cường độ dòng điện qua mỗi điện trở?
?Hướng dẫn
Tính RTM?
Rtm = R1 + R23
Tính I?
có
có
Tìm
Biết R1= 6 R2 = 20
R3 = 30 U nguồn 9V
Tính:1)Rtm ?
2) Cường độ dòng điện qua mỗi điện trở?
2) Tính cường độ dòng điện I1,I2
UCB = U - UAC
UAC = IR1
Có
Tìm
Tìm
Biết R1= 6 R2 = 20
R3 = 30 U nguồn 9V
Tính:1)Rtm ?
2) Cường độ dòng điện qua mỗi điện trở?
Có
Có
Hoặc I2 = I - I1
Tìm I2:
BÀI 2
Cho mạch điện sau
Cho R1=12 ? , U = 36V không đổi, đèn Đ(8V-8W), RMN là biến trở
Hỏi:
Khi biến trở tham gia vào mạch là RMC= 28 ? .Hỏi đèn sáng như thế nào?
2)Tính nhiệt lượng toả ra của R1 trong 10 ph?
Và công suất toàn mạch?
Cho mạch điện sau
Hướng dẫn:
1) Độ sáng đèn phụ thuộc UDB ( Ta tính UDB so sánh Uđm của đèn)
Tính UDB:
Ta có I2 = Ib = IĐ
UDB = I2 RĐ
Tìm
Tìm
Tìm
Rbd= Rb + R d
Cho mạch điện sau
Tính nhiệt lượng toả ra của R1:
Q = I12R1t
Tìm
Có
( Thời gian t tính bằng s thì Q tính bằng J)
Cho mạch điện sau
Tính công suất Ptm
Ptm = UI
Tìm
I = I1 + I2
Có
Có
Có
? Phương pháp giải bài toán mạch điện:
Tóm tắt bằng các bước sau:
- Bước1: Đọc đề bài, vẽ hình, vẽ chiều dòng điện( Hoặc đề bài cho sẳn hình vẽ)
- Bước 2: Phân tích cấu trúc mạch điện:
Những điện trở nào mắc nối tiếp, mắc song song, cụm điện trở nào song song ,nối tiếp với cụm điện trở� nào?
- Bước 3: 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?
- Bước 4: 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 5:Phương pháp giải:
? Vận dụng hệ thống công thức cho phù hợp

? Tìm hiểu cách giải theo sơ đồ sau:
Bài toán hỏi gì?Công thức nào?
U nào?
I nào?
R nào?
Có
Không có
Tìm bằng công thức nào?
U nào?
I nào?
R nào?
Có
Không có
Tìm..
Tiết học đã hết,
kính chào quý thầy cô
Chúc các em học sinh lớp 9a7
Lam sơn ngoan, học giỏi.