I. Lí do chọn đề tài- Việc xác lập đúng sơ đồ tương đương trong một số ít bài tập phần điện học là một khâu rất quan trọng, là chìa khóa để mở đường tính các đại lượng vật lí tuân theo quy luật đúng .- Thực tế trong nhiều năm trực tiếp giảng dạy, tu dưỡng học viên giỏi ; học viên thường khó khăn vất vả trong việc vẽ sơ đồ tương đương nên dẫn đến việc màn biểu diễn cách mắc các vật tiêu thụ điện sai .
Vì thế : Phương pháp vẽ mạch điện tương đương tuân theo những nguyên tắc nào, qui luật nào đó là đề tài rất cần thiết và thiết thực để học sinh biểu diễn cách mắc các điện trở một cách rành mạch, dễ nhìn và chính xác .
8 trang
| Chia sẻ : luyenbuitvga| Lượt xem : 16456
| Lượt tải: 10
Bạn đang xem nội dung tài liệu Phương pháp giải một số bài tập về mạch điện tương đương, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Phương pháp giải một số ít bài tập về mạch điện tương đương A. Mở đầu I. Lí do chọn đề tài – Việc xác lập đúng sơ đồ tương đương trong một số ít bài tập phần điện học là một khâu rất quan trọng, là chìa khóa để mở đường tính các đại lượng vật lí tuân theo quy luật đúng. – Thực tế trong nhiều năm trực tiếp giảng dạy, tu dưỡng học viên giỏi ; học viên thường khó khăn vất vả trong việc vẽ sơ đồ tương đương nên dẫn đến việc trình diễn cách mắc các vật tiêu thụ điện sai. Vì thế : Phương pháp vẽ mạch điện tương đương tuân theo những nguyên tắc nào, quy luật nào đó là đề tài rất thiết yếu và thiết thực để học viên trình diễn cách mắc các điện trở một cách rành mạch, dễ nhìn và đúng mực. II. Đối tượng và khoanh vùng phạm vi cần điều tra và nghiên cứu 1. Đối tượng : Các bài tập lớp 7 và lớp 9 lan rộng ra và nâng cao phần điện học. 2. Phạm vi : Định luật Ôm, định luật Jun-Len xơ, giá trị định mức, giá trị trong thực tiễn, các công thức tính hiệu suất của dòng điện ( p ) ; hiệu điện thế ( U ) ; cường độ dòng điện ( I ) …. ; đoạn mạch tiếp nối đuôi nhau ; đoạn mạch song song … đa phần là lớp 9 III. Phương pháp nghiên cứu và điều tra – Sử dụng phương pháp lí thuyết – Sử dụng giải pháp tìm hiểu trong thực tiễn – Sử dụng chiêu thức vận dụng việc học tập trên lớp, tu dưỡng học viên giỏi. IV. Tài liệu tìm hiểu thêm – Sách giáo khoa vât lí lớp 7, lớp 9 – Sách nâng cao vật lí trung học cơ sở – Vật lí tuổi trẻ. B. NộI DUNG I. Cơ sở lí thuyết a. Định luật Ôm cho đoạn mạch Định luật Cường độ dòng điện I Hiệu điện thế U Điện trở R Định luật Ôm cho đoạn mạch I = U = IR R = Định luật Ôm cho đoạn mạch tiếp nối đuôi nhau I = I1 = I2 = … = In U = U1 + U2 + … + Un R = R1 + R2 + … + Rn Định luật Ôm cho đoạn mạch song song I = I1 + I2 + … + In U = U1 = U2 = … = Un Công thức tính điện trở R = r. b. Một số quy tắc : * Quy tắc 1 : Có thể nhập các điểm có điện thế như nhau khi tính điện trở tương đương. * Quy tắc 2 : Ta hoàn toàn có thể tách một nút thành nhiều điểm khác nhau khi tính điện trở tương đương. Quy tắc 3 : Ta hoàn toàn có thể bỏ đi điện trở ( R # 0 ) khi điện thế hai đầu điện trở đó bằng nhau. * Quy tắc 4 : Nếu khóa K mở ta bỏ tổng thể các thứ tiếp nối đuôi nhau với khóa về cả hai phía. Nếu K đóng ta chập hai nút ở hai bên khóa K thành một điểm ( Để đơn thuần bài tập cho điều kiện kèm theo bỏ lỡ Rdây, Rk, RA ) * Quy tắc 5 : Nếu một mạng điện trở cấu trúc vô số mắt xích lặp đi, lặp lại một cách tuần hoàn thì điện trở tương đương của mạng không đổi khác nếu ta bớt 1 số ít mắt xích khởi đầu * Quy tắc 6 : Quy tắc chuyển mặch từ hình sao sang tam giác và ngược lại. c. Ghi nhớ : – Hình tương đương có tính năng tìm điện trở của mạch và cường độ dòng điện qua các nhánh có điện trở – Dùng thêm sơ đồ gốc tính dòng điện qua các nhánh không có điện trở II. Cơ sở thực tiễn Kết quả khảo sát học viên về việc giải 1 số ít bài tập đưa ra trong đề tài, trường hợp chỉ có công thức sách giáo khoa : Số học sinh Số học sinh giải được Số học sinh không giải được 15 2 13 III. Một số ví dụ * Ví dụ 1 : Sơđồ tương đương của mạch điện ở hình vẽ bên ( hình 1 ) như thế nào ? Các điện trở được mắc như thế nào ? Nếu : a ) Khóa K1, khóa K2 đều mở b ) Khóa K1 mở, khóa K2 đóng. c ) Khóa K1 đóng, khóa K2 mở. d ) Khóa K1, khóa K2 đều đóng. ( Bỏ qua điện trở dây nối, điện trở khóa K ) Bước 1 : Phân tích – Vì bỏ lỡ điện trở dây nối, khóa K nên các điểm M, B ; A, N có điện thế như nhau khi K đóng. – Vận dụng quy tắc ( 1 ) ; ( 4 ). Giải : a ) K1, K2 đều mở : Đoạn mạch khi đó gồm 3 điện trở R1, R2, R3 mắc tiếp nối đuôi nhau b ) K1 mở, K2 đóng : Chập điểm A với N, khi đó R2, R3 bị nối tắt Dòng điện không qua R2, R3 Mạch điện còn lại R1 c ) K1đóng, K2 mở : Chập điểm M với B ; R1, R2 bị nối tắt Dòng điện không qua R1, R2 Mạch điện còn lại R3 d ) K1, K2 đều đóng : Chập điểm A với N, M với B, ta có : Mạch điện gồm 3 điện trở ghép song song * Ví dụ 2 : Cho khung lục giác đều trong đó tổng thể các cạnh và nửa đường kính đều có điện trở r. Tìm điện trở RAC Giải : Giả sử chiều dòng điện vào A ra C Vận dụng quy tắc 2 : Tách nút O thành hai nút O1, O2. Hai điện trở RBO1và RO2E dòng điện không qua ( bỏ lỡ ) Mạch gồm ba nhánh song song RABC = = = RFED = 2 r RAFDC = r + r + = 3 r RAC = * Ví dụ 3 : Mạch điện có vô số mắt xích giống nhau như ABA’B ‘, A’B ‘ A ” B ” … Tìm điện trở tương đương của mạch điện ? Giải : Vận dụng quy tắc 5 : ta bớt mắt xích AA’B ‘ B, phần còn lại vẫn có điện trở là Rtd Gọi x là điện trơ tương đương khi đã bớt 1 mắt xích Ta có : RAB = RA’B ‘ = Rtđ = x. Ta vẽ lại sơ đồ : Từ hình vẽ ta có : RAB = 2 r + = RA’B ‘ = x ( x > 0 ) Ta có phương trình bậc hai : 2 r2 + 2 rx + rx – rx – x2 = 0 x1 = r + r = r ( 1 + ) > 0 x2 = r – r = r ( 1 – ) < 0 ( loại ) Vậy Rtđ = r ( 1 + ) * Ví dụ 4 : Chuyển mạch hình tam giác sang hình sao. Tính x, y, z theo R1, R2, R3 ở hình vẽ bên Giải : RAB = = x + y ( 1 ) RBC = = y + z ( 2 ) RAC = = x + z ( 3 ) Cộng ( 1 ) với ( 2 ) rồi trừ đi ( 3 ) được : 2 y = ị y = ( 4 ) Tương tự : x = ( 5 ) z = ( 6 ) Tổng quát : Chuyển hình tam giác sang hình sao x, y, z = * Ví dụ 5 : Chuyển mạch từ hình sao sang tam giác Tính R1, R2, R3 theo x, y, z Chia ( 4 ) cho ( 5 ) ta có : ị R2 = R3 .. Cia ( 4 ) cho ( 6 ) được : ị R1 = R3 .. Ta có : R1 + R2 + R3 = R3 ị ị R1 = ; R2 = ; R3 = Quy luật chung Công thức chung : R1, R2, R3 = * Kết quả đạt được sau khi thực thi đề tài Qua khảo sát 15 học viên lớp 9 do tôi phụ tách bộ môn kiêm tu dưỡng, nâng cao kiến thức và kỹ năng cho các em, cho thấy : + Các em đã nắm vữngkiến thức cơ bản, kiến thức và kỹ năng nâng cao về quy tắc và chiêu thức vẽ mạch điện tương đương + Biết vận dụng các kiến thức và kỹ năng đó vào làm thành thạo các dạng bài tập về mạch điện tương đương Kết quả khảo sát sau khi các em đã học lan rộng ra, nắm vững quy tắc lần vừa mới qua như sau : Số học sinh Số học sinh giải được Số học sinh không giải được 15 12 3 C. Kết luận Việc chú trọng loại bài tập lan rộng ra, nâng cao về giải pháp vẽ mạch điện tương đương để tính các đại lượng vật lí : R, U, I, ... rất khả quan. Qua đây tôi thấy rằng phần bài tập về vẽ mạch điện tương đương và tính một số ít đại lượng trong mạch điện thuộc kiến thức và kỹ năng mang tính thực tiễn cao, yên cầu góp vốn đầu tư thời hạn, đặc biệt quan trọng là công tác làm việc bồi dương học viên khá, giỏi ; giáo viên phải đầutư, lựa chọn giải pháp, lựa chọn dạng bài tập cơ bản, bài tập nâng cao để nhằm mục đích cũng cố, khắc sâu kiến cơ bản, kiến thức và kỹ năng lan rộng ra nâng cao. Trên đây là một số dạng bài tập mà tôi đưa ra trong đề tài mới chỉ là những sự lựa chọn phát minh sáng tạo về giải pháp qua tự tìm tòi, ghiên cứu nên rất còn hạn chế. Vì vậy, ong sư góp ý của đồng nghiệp và hội đồng khoa học góp ý và chỉ ra những yếu tố chưa tương thích trong quy trình thực thi đề tài trên ể bản thân càng hoàn thành xong hơn trong quy trình dạy học. Xin chân thành cảm ơn !
