Thực trạng trình độ nhận thức của học viên trung học cơ sở chưa cao, đặc biệt quan trọng là so với học viên vùng nông thôn, trung du phân phối thời hạn cho học tập còn ít so với lượng kỹ năng và kiến thức của SGK và thiếu thốn sách tìm hiểu thêm nên việc nhận dạng và phân loại bài toán để xác lập được cách giải của bài toán là rất là khó khăn vất vả so với phần nhiều học viên .Bên cạnh đó, do nhu yếu ham học, ham hiểu biết của số học viên có ý chí quyết tâm, hứng thú với môn học hoặc do môn học vật lý 9 thiết yếu so với việc thi vào lớp 10 THPT và trung học phổ thông chuyên phải liên tục học ban KHTN ở những lớp trên nên nhu yếu đặt ra cho người dạy là phải lựa chọn và phân loại bài tập để hướng dẫn cho học viên là việc làm vô cùng quan trọng so với mỗi giáo viên dạy tu dưỡng .Học không khi nào hết bỡi vì kho kiến thức và kỹ năng là vô hạn, những loại, những dạng bài tập nói chung, bài tập về mạch điện nói riêng là rất nhiều mẫu mã và phong phú :
– Mạch điện mắc nối tiếp, mắc song song.
– Mạch điện hỗn hợp đơn thuần .- Mạch điện hỗn hợp phức tạp .- Mạch cầu, mạch đối xứng, mạch tuần hoàn, mạch bậc thang .
13 trang | Chia sẻ : lephuong6688| Lượt xem : 24055
| Lượt tải: 10
Bạn đang xem nội dung tài liệu Hướng dẫn học sinh giải bài toán có mạch điện hỗn hợp phức tạp, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
A – PHẦN MỞ ĐẦU I – Lý do chọn đề tài : Thực trạng trình độ nhận thức của học viên trung học cơ sở chưa cao, đặc biệt quan trọng là so với học viên vùng nông thôn, trung du phân phối thời hạn cho học tập còn ít so với lượng kiến thức và kỹ năng của SGK và thiếu thốn sách tìm hiểu thêm nên việc nhận dạng và phân loại bài toán để xác lập được cách giải của bài toán là rất là khó khăn vất vả so với phần đông học viên. Bên cạnh đó, do nhu yếu ham học, ham hiểu biết của số học viên có ý chí quyết tâm, hứng thú với môn học hoặc do môn học vật lý 9 thiết yếu so với việc thi vào lớp 10 THPT và trung học phổ thông chuyên phải liên tục học ban KHTN ở những lớp trên nên nhu yếu đặt ra cho người dạy là phải lựa chọn và phân loại bài tập để hướng dẫn cho học viên là việc làm vô cùng quan trọng so với mỗi giáo viên dạy tu dưỡng. Học không khi nào hết bỡi vì kho kỹ năng và kiến thức là vô hạn, những loại, những dạng bài tập nói chung, bài tập về mạch điện nói riêng là rất phong phú và đa dạng và phong phú : – Mạch điện mắc tiếp nối đuôi nhau, mắc song song. – Mạch điện hỗn hợp đơn thuần. – Mạch điện hỗn hợp phức tạp. – Mạch cầu, mạch đối xứng, mạch tuần hoàn, mạch bậc thang … Trong quy trình tu dưỡng vật lý trung học cơ sở cho học viên, nếu ta chỉ phân ra những phần cơ, nhiệt, điện, quang ; mỗi phần làm một vài bài để học viên quan sát, ghi chép và ghi nhớ máy móc theo kiểu tái hiện thì rất khó để hoàn toàn có thể để ghi nhớ bền vững và kiên cố và vận dụng khi thiết yếu. Việc tu dưỡng học viên có năng lực tân tiến yên cầu giáo viên phải khuynh hướng được và phân loại từng dạng bài tập cho học viên, với mỗi dạng trước hết phân phối cho học viên mạng lưới hệ thống kiến thức và kỹ năng cơ bản, những điểm cần chú ý quan tâm, cung ứng cách giải đơn cử, lựa chọn bài tập cho học viên luyện giải để nắm vững giải pháp với mức độ từ đơn thuần đến phức tạp. Trong những dạng bài tập đó thì việc học viên biết nghiên cứu và phân tích cách mắc những bộ phận trong mạch điện phức tạp thì mới hoàn toàn có thể bắt tay vào việc giải những bài tập khác. II – Nhiệm vụ của đề tài : Giúp học viên có năng lực giải bài tập phần định luật Ôm, tu dưỡng học viên thi vào lớp 10 trung học phổ thông, trung học phổ thông chuyên, học viên giỏi môn vật lí để dự thi học viên giỏi những cấp … đạt hiệu quả cao, biến sơ đồ mạch điện hỗn hợp phức tạp thành sơ đồ mạch điện hỗn hợp đơn thuần để học viên tự tin hơn khi gặp loại bài toán mạch điện này. III – Nghiên cứu và thực thi : Tích lũy kinh nghiệm tay nghề qua nhiều năm giảng dạy bộ môn vật lý, Tôi xin đề xuất kiến nghị một giải pháp để mọi học viên hoàn toàn có thể rèn luyện một cách tự tin, để khai thác mạch điện vẽ lại được sơ đồ tương tự nắm vững kiến thức và kỹ năng so với đối tượng người tiêu dùng học viên khá, giỏi. Trong quy trình tu dưỡng cho học viên thuộc đối tượng người tiêu dùng này, học viên thuộc đội tuyển dự thi học viên giỏi, điều mà tôi nhận thấy hầu hết ở học viên là so với những sơ đồ mạch điện phức tạp, những em đều bị lúng túng, bế tắc không tìm ra hướng để nghiên cứu và phân tích cách mắc mạch điện. Song do điều kiện kèm theo hạn chế về thời hạn, điều kiện kèm theo về phương tiện đi lại, vật dụng, vật chất .. nên không hề nghiên cứu và điều tra kĩ để trình diễn đủ cho những dạng bài tập thực hành thực tế về những loại mạch điện mà ở đây tôi chỉ đưa ra một vài kinh nghiệm tay nghề nhỏ để giúp học viên biến hóa từ sơ đồ mạch điện hỗn hợp phức tạp trở về sơ đồ mạch điện hỗn hợp rõ ràng, dễ phân biệt, để hoàn toàn có thể triển khai giải bài toán một cách đơn thuần hơn. Khi học viên đã biết cách vẽ lại sơ đồ mạch điện tương tự thì những em sẽ có sự xu thế và hứng thú để bắt tay vào việc khai thác nhiều dạng toán, của bài toán về mạch điện. III – Phương pháp triển khai : 1 / – Bài toán : Vẽ sơ đồ mạch điện tương tự ( hình bên ) để tính RAB khi : R2 C B A R1 K1 đóng, K2 hở. K1 hở, K2 đóng. K2 K1 R3 R7 R66 R7 R3 K1, K2 đều đóng. E D R4 R5 2 / – Lập kế hoạch giải : D E C A R4 R3 R7 R2 R1 K1 đóng, chập A và D. Bỏ nhánh CE vì K2 hở, bỏ R5, R6 ra, mạch còn lại hai nhánh song song. Nhánh 1 gồm ( R1 / / R7 nt R2 ). Nhánh 2 gồm hai điện trở ( R3 nt R4 ). Ta có sơ đồ mạch điện tương tự như sau : Bỏ đoạn AD vì K1 hở, K2 đóng ta chập C với E, mạch gồm 2 cụm tiếp nối đuôi nhau nhau. Cụm 1 : Gồm hai nhánh / /. Một nhánh là R1, nhánh còn lại ( R6, R5 nt R4 / / R7 ). R7 R6 R5 R4 R3 R2 R1 A D C E B Cụm 2 : R2 / / R3. Chập A và D, C và E, mạch còn lại 3 điểm điện thế ( A và D ), ( C và E ), B. D A C E B R7 R1 R4 R2 R3 3 / – Thực hiện kế hoạch giải : ( bỏ lỡ vì chưa có trị số ) B – THỰC TRẠNG HIỆN TẠI VÀ KẾT QUẢ THU ĐƯỢC I – Thực trạng hiện tại : Hàng năm, tôi được phân công tu dưỡng đội học viên giỏi môn vật lý lớp 9 trung học cơ sở để dự thi cấp huyện, rất ít có học viên chưa trang bị phần kỹ năng và kiến thức này mà triển khai trôi chảy bài toán. Khi khởi đầu trang bị kim chỉ nan, đối tượng người dùng học viên khá giỏi cảm thấy thú vị vì có những kiến thức và kỹ năng khá mê hoặc. Lúc bước vào làm bài tập vận dụng đơn thuần, học viên để nhận ra sơ đồ tương tự nhanh gọn. Khi tăng đến 7,8 điện trở mắc hỗn hợp phức tạp thì nhiều học viên trong số này ngồi hàng giờ vẫn không thể nào vẽ đúng sơ đồ mạch điện tương tự, giờ đây lại thấy nản chí. Sau vài buổi tốn nhiều giấy mực những em đã nhận ra và vẽ nhanh hơn, đúng mực hơn. II – Nội dung giải pháp mới : 1. Ôn lại một số ít kỹ năng và kiến thức cơ bản. a ) Mạch điện Một mạch điện hoàn toàn có thể gồm nhiều đoạn mạch điện. Mỗi đoạn mạch điện ở giữa hai điểm của đoạn mạch điện hoàn toàn có thể gồm một hay nhiều bộ phận, những bộ phận hoàn toàn có thể mắc tiếp nối đuôi nhau hoặc mắc song song với nhau. b ) Định luật Ôm : U = I.R và R1 R2 A C B c ) Định luật ôm so với những loại đoạn mạch Đoạn mạch tiếp nối đuôi nhau : * Tính chất : Hai điện trở R1 và R2 có một điểm chung là C. I = I1 = I2. ( 1 a ) U = U1 + U2. ( 2 a ) R = R1 + R2. ( 3 a ). ( 4 a ) * Chú ý : U1 = I1. R1 = I.R 1 =. R1 = U.. ( 5 a ) U2 = I2. R2 = I.R 2 =. R2 = U.. Chia U thành U1 và U2 tỉ lệ thuận với R1 và R2. . – Nếu R2 = 0 thì theo ( 5 a ) ta thấy : U2 = 0 và U1 = U. B R1 R2 I2 I1 I A Do đó trên sơ đồ ( H. 1 ). Hai điểm C và B : UCB = I.R 2 = 0. Khi đó điểm C coi như trùng với điểm B ( hay điểm C và B có cùng điện thế ). – Nếu R2 = ( rất lớn ) U1 = 0 và U2 = U. Đoạn mạch mắc song song : * Tính chất : Hai điện trở R1 và R2 có hai điểm chung là A và B. U = U1 = U2. ( 1 b ) I = I1 + I2. ( 2 b ). ( 3 b ). ( 4 b ) * Chú ý : ( 5 b ) Chia I thành I1 và I2 tỉ lệ nghịch với R1 và R2 : – Nếu R2 = 0 thì theo ( 5 b ) ta có : I1 = 0 và I2 = I. Do đó trên sơ đồ ( H. 2 ). Hai điểm A và B có : UAB = 0. Khi đó hai điểm A và B hoàn toàn có thể coi là trùng nhau ( hay hai điểm A và B có cùng điện thế ). – Nếu R2 = ( rất lớn ) thì ta có : I2 = 0 và I1 = I. ( Khi R2 có điện trở rất lớn so với R1 thì năng lực cản trở dòng điện của vật dẫn là rất lớn. Do đó ta hoàn toàn có thể coi dòng điện không qua R2. ) d ) Một số kiến thức và kỹ năng cơ bản : – Trong một mạch điện, những điểm nối với nhau bằng dây nối ( hoặc ampe kế ) có điện trở không đáng kể được coi là trùng nhau. Khi đó ta chập những điểm đó lại và vẽ lại mạch để đo lường và thống kê. – Trong những bài toán, nếu không có ghi chú gì đặc biệt quan trọng thì ta hoàn toàn có thể coi : RA 0 và RV. – Khi giải bài toán với những sơ đồ mạch điện mắc hỗn hợp tương đối phức tạp, nên tìm cách đưa về một sơ đồ tương tự đơn thuần hơn. Trên sơ đồ tương tự, những điểm có điện thế bằng nhau được chập lại để làm rõ những bộ phận phức tạp của đoạn mạch được ghép lại để tạo thành đoạn mạch đơn thuần dễ hiểu hơn. 2. Mạch điện hỗn hợp phức tạp. a ) Nhận xét chung : – Mạch điện hỗn hợp phức tạp cũng là một loại mạch điện mắc hỗn hợp, tuy nhiên cách mắc khá phức tạp, không đơn thuần chỉ nhìn vào mạch điện là nhận ra cách mắc những bộ phận trong mạch điện được ngay. Vì vậy, để thực thi được kế hoạch giải, bắt buộc phải tìm cách mắc lại để đưa về mạch điện tương tự đơn thuần hơn. Nhớ rằng, giữa những điểm nối với nhau bằng dây dẫn, ampe kế … có điện trở không đáng kể là những điểm có cùng điện thế, ta chập lại. Khi đó vẽ lại mạch điện, ta sẽ được mạch điện tương tự ở dạng rõ ràng hơn. – Phân tích cách mắc những bộ phận trong mạch điện là bước khá quan trọng, nó giúp ta thực thi nhu yếu của bài toán tránh được những sai sót. Cuối cùng, ta vận dụng những đặc thù và hệ quả của định luật Ôm so với từng loại đoạn mạch tiếp nối đuôi nhau và song song. b ) Các bài tập thí dụ đơn cử Bài tập 1 : Cho sơ đồ mạch điện được mắc như sơ đồ hình vẽ. R1 R2 A Ơ R3 R4 A B C D Biết R1 = 6 Ω ; R2 = 3 Ω ; R3 = 8 Ω ; R4 = 4 Ω. Khi đoạn mạch được mắc vào một nguồn điện, ampe kế chỉ 3A. a / Tính hiệu điện thế của nguồn điện. b / Tính dòng điện đi qua R1 và R2. Hướng dẫn học viên. Với việc lần tiên phong giải bài toán mạch điện hỗn hợp như thế này, học viên lúng túng trong việc nghiên cứu và phân tích mạch điện. Vì vậy, sau khi đã được giáo viên cung ứng việc chập những điểm nối với nhau bằng dây dẫn, ta nhu yếu học viên quan sát kĩ sơ đồ và nhận xét cách mắc. Bước 1 : Lập kế hoạch giải. Ta thấy những điểm A và D được nối với nhau bằng dây dẫn có điện trở không đáng kể, nên chúng có cùng điện thế và ta chập lại thành một điểm. Như vậy thì giữa hai điểm A và B có một đoạn mạch mắc song song gồm 3 mạch rẽ. Mạch rẽ thứ nhất chứa R1, mạch rẽ thứ hai chứa R2, mạch rẽ thứ ba chứa R3 và R4. A Ơ R3 R4 R2 R1 A B Bước 2 : Thực hiện kế hoạch giải. – Sơ đồ được vẽ lại tương tự như sau : – Mạch điện được mắc : R1 / / R2 / / ( R3 nt R4 ) Gọi I1, I2, I3, 4 là những dòng điện đi qua những điện trở R1, R2, R3 và R4. a / Hiệu điện thế giữa hai cự của nguồn điện cũng chính là hiệu điện thế giữa hai mạch rẽ chứa R3 và R4. Ta có : UAB = I34. R34 = I34 ( R3 + R4 ) = 3 ( 8 + 4 ) = 36 ( V ) b / Cường độ dòng điện qua R1 và R2 lần lượt là : I 1 = I2 = ĐS : U = 36V ; I1 = 6A ; I2 = 12A. R2 R4 R3 R5 A R1 A B C D + – Bài tập 2 : Cho mạch điện có sơ đồ cách mắc như hình vẽ. Biết : R1 = 6,5 Ω ; R2 = 6 Ω ; R3 = 12 Ω ; R4 = 10 Ω ; R5 = 30 Ω. Ampe kế chỉ 2A. Tính : a / Hiệu điện thế ở 2 cực của nguồn điện. b / Cường độ dòng điện qua mỗi điện trở. Hướng dẫn học viên. Khi học viên quan sát sơ đồ mạch điện, rất khó để hoàn toàn có thể nghiên cứu và phân tích được cách mắc những bộ phận trong mạch điện, ta nhu yếu học viên quan sát và nhận xét sơ đồ cách mắc. Bước 1 : Lập kế hoạch giải. Ta thấy hai điểm B và C được nối với nhau bằng dây dẫn có điện trở không đáng kể. Do đó, ta chập hai điểm này lại với nhau. Khi đó đoạn mạch AC và đoạn mạch CD là hai đoạn mạch mắc tiếp nối đuôi nhau, mỗi đoạn mạch đó lại có 2 điện trở được mắc song song. Như vậy, mạch điện gồm : Hai đoạn mạch mắc song song AC và CD măvs tiếp nối đuôi nhau với nhau và tiếp nối đuôi nhau với điện trở R1 mắc vào nguồn điện. Bước 2 : Thực hiện kế hoạch giải. Sơ đồ mạch điện được vẽ lại tương tự như sau : R2 R3 A R1 A C + R4 R5 D – B – Mạch điện được mắc như sau : R1 nt { ( R2 / / R3 ) nt ( R4 / / R5 ) } a / Điện trở tương tự của đoạn mạch AC là : Điện trở tương tự của đoạn mạch CD là : Điện trở toàn mạch là : R = R1 + RAC + RCD = 6,5 + 4 + 7,5 = 18 ( Ω ) Vậy hiệu điện thế ở hai cực của nguồn điện là : U = I.R = 2.18 = 36 ( V ) b / Cường độ dòng điện qua R1 là I1 : I1 = I = 2 ( A ) Cường độ dòng điện qua R2 và R3 là I2 và I3 : Ta có : ( 1 ) Mà : I2 + I3 = I = 2A ( 2 ) Kết hợp ( 1 ) và ( 2 ), ta có : I2 = ( A ) và I3 = ( A ) Cường độ dòng điện qua R4 và R5 là I4 và I5 : Ta có : ( 3 ) Mà : I4 + I5 = I = 2A ( 4 ) Kết hợp ( 3 ) và ( 4 ), ta có : I4 = ( A ) và I5 = ( A ). ĐS : U = 36V ; I1 = 2A ; I2 = A ; I3 = A ; I4 = A ; I5 = A. Bài tập 3 : Cho sơ đồ mạch điện như hình vẽ. Các điện trở đều bằng nhau và có giá trị là r = 15 Ω. Dây nối và ampe kế có điện trở không đáng kể. Khi mắc mạch điện vào nguồn điện thì ampe kế chỉ 2A. Tính : a / Điện trở tương tự của toàn mạch AB. r r r r r D F H I + – A A K E G C B b / Hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện. B Hướng dẫn học viên. Với sơ đồ mach điện như thế này, nếu học viên chưa tiếp cận lần nào thì dễ gây cho học viên sự chán nản và bỏ cuộc. Song với việc chập những điểm có cùng điện thế mà những em đã được tiếp cận thì lại gây cho những em sự tò mò muốn được thử sức. Bước 1 : Lập kế hoạch giải. Ta thấy giữa những điểm A, C, D, F, I được nối với nhau bằng dây dẫn và ampe kế có điện trở không đáng kể nên chúng có cùng điện thế. Do đó, ta chập những điểm này lại làm một và nối với dương nguồn. Tương tự như vậy, giữa những điểm E, G, H, K, B ta chập lại làm một và nói với âm nguồn. Như vậy hai đầu mỗi điện trở này, một đầu nối với cực dương, một đầu nối với cực âm của nguồn điện, nghĩa là mạch điện AB gồm 5 điện trở được mắc song song với nhau. Bước 2 : Thực hiện kế hoạch giải : Sơ đồ mạch điện được vẽ lại tương tự như sau : A r r r r r A B – Mạch điện được mắc : R1 / / R2 / / R3 / / R4 / / R5. a / Điện trở tương tự của toàn mạch AB là : b / Hiệu điện thế ở hai cực của nguồn điện là : UAB = I.RAB = 2.3 = 6 ( V ) ĐS : RAB = ; UAB = 6 ( V ) Bài tập 4 : R1 R2 R3 R4 R7 R6 R5 A C D E F G H I K B Cho sơ đồ mạch điện như hình vẽ. Các điện trở đều bằng nhau và có giá trị là r = 49. Dây nối có điện trở không đáng kể. Tính điện trở tương tự của toàn mạch. Hướng dẫn học viên. Với mạch điện phức tạp này, học viên sau khi đã làm quen với chiêu thức quan sát để nhận ra được giữa những điểm được nối với nhau bằng dây dẫn sẽ được chập lại để làm rõ cách mắc những bộ phận trong mạch điện. Bước 1 : Lập kế hoạch giải. Quan sát sơ đồ mạch điện, ta thấy giữa những điểm A, C, I, E, G. được nối với nhau bằng dây dẫn có điện trở không đáng kể. Vì vậy, những điểm này có cùng điện thế, ta chập lại làm một và mắc về phía cực dương của nguồn điện, tương tự như như vậy ta cũng hoàn toàn có thể chập những điểm B, K, D, H, F lại làm một và mắc về phía cực âm của nguồn. R4 R3 R2 R6 R5 A B R1 R7 Bước 2 : Thực hiện kế hoạch giải. Sơ đồ mạch điện được vẽ lại tương tự như sau : – Mạch điện được mắc : R1 / / R2 / / R3 / / R4 / / R5 / / R6 / / R7. Điện trở tương tự của toàn mạch là : Bài tập 5 : A A B B ’ C ’ D ’ D A ’ C Cho sơ đồ mạch điện như hình vẽ. Các điện trở đều bằng nhau và có giá trị là r = 12 Ω. Điện trở dây nối không đáng kể. Ampe kế chỉ 2,4 A. a / Tính điện trở tương tự của toàn mạch. b / Tính hiệu điện thế giữa hai đầu mạch điện. Hướng dẫn học viên. Đến đây, học viên gặp phải một sơ đồ mạch điện phức tạp hơn, không riêng gì đơn thuần là chập những điểm được nối bằng dây dẫn mà học viên cần phải xác lập những yếu tố của định luật Ôm ( I. U, R ) và dòng điện đưa vào mạch như thế nào. Từ đó mới nhìn nhận được điện thế tại những điểm, khi đó những điểm nào có cùng điện thế ta chập lại làm một. Bước 1 : Lập kế hoạch giải. Ta nhận thấy : – Các điện trở được mắc vào những cạnh của hình lập phương. – Theo đề bài những điện trở này có cùng giá trị. – Dòng điện được đưa vào ở nút A, đi ra ở nút C ’ ( hai đầu đường chéo của hình lập phương ). Như vậy, những điểm B, D. A ’ có cùng điện thế ta chập lại làm một. Tương tự như vậy, những điểm C, B ’, D ’ cũng có cùng điện thế ta chập lại làm một. Do đó mạch điện thực ra gồm 3 đoạn mạch mắc tiếp nối đuôi nhau nhau. Trong đó đoạn mạch AB có 3 điện trở R1, R2, R3 mắc song song, đoạn mạch BC có 6 điện trở mắc song song, đoạn mạch CC ’ có 3 điện trở mắc song song. Bước 2 : Thực hiện kế hoạch giải. A A C R9 R8 R6 R5 R4 R7 R2 R1 R3 R11 R10 R12 C ’ B – Sơ đồ mạch điện được vẽ lại tương tự như sau : – Mạch điện được mắc : ( R1 / / R2 / / R3 ) nt ( R4 / / R5 / / R6 / / R7 / / R8 / / R9 ) nt ( R10 / / R11 / / R12 ) a / Điện trở tương tự của đoạn mach AB là : Điện trở tương tự của đoạn mạch BC là : Điện trở tương tự của đoạn mạch CC ’ là : Vậy điện trở tương tự của toàn mạch AC ’ là : V + – U R1 R2 R3 K RAC ’ = RAB + RBC + RCC ’ =. b / Hiệu điện thế giữa hai đầu mạch điện là : UAC ’ = I.RAC ’ = 2,4. 10 = 24 ( V ) ĐS : RAC ’ = 10 Ω ; UAC ’ = 24V. Bài tập 6 : Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ : Biết R1 = 600 Ω ; R2 = 500 Ω ; R3 = 700 Ω ; U = 100V. Dây nối và khóa K có điện trở không đáng kể. a / Giả sử vôn kế có điện trở RV = 2000 Ω. Tìm số chỉ của vôn kế khi khóa K đóng, khóa K mở. b / Giả sử vôn kế có điện trở rất lớn ( RV = ). Tính cường độ dòng điện chạy trong mạch khi khóa K đóng. c / Nếu tháo bỏ điện trở R3 và thay vôn kế bằng một ampe kế có điện trở không đáng kể thì ampe kế chỉ bao nhiêu ? Hướng dẫn học viên. Sau khi học viên đã triển khai tốt việc xét điện thế ở những điểm để chập lại và vẽ lại mạch thì giáo viên liên tục cho học viên làm quen với dạng mạch điện có xét thêm vai trò, công dụng của vôn kế trong mạch khi vôn kế có điện trở số lượng giới hạn xác lập và khi có điện trở vô cùng lớn. Bước 1 : Lập kế hoạch giải. Với mạch điện này, giáo viên sẽ nhắc lại cho học viên tính năng của vôn kế và ampe kế : – Nếu vôn kế có điện trở là một giá trị số lượng giới hạn nào đó thì vôn kế trong mạch lúc đó cho dòng điện chạy qua và xem nó như một điện trở trong mạch. – Nếu vôn kế có điện trở vô cùng lớn ( tính cản trở dòng điện của vật dẫn lớn ) thì dòng điên qua nó coi như không đáng kể ( hoàn toàn có thể tháo ra khi tính điện trở tương tự ). + – U R1 R2 R3 K Rv – Ampe kế có điện trở không đáng kể, hoàn toàn có thể chập lại những điểm có cùng điện thế để làm rõ cách mắc những bộ phận trong mạch điện. Bước 2 : Thực hiện kế hoạch giải : a / Nếu vôn kế có điện trở xác lập là RV = 2000 * Khi khóa K đóng, mạch điện được mắc : R1 nt { ( RV nt R3 ) / / R2 ) Ta có : = Điện trở tương tự của mạch là : Rtđ = R1 + R2V = 600 + 421,87 = 1021,87 ( Ω ) Cường độ dòng điện chạy trong mạch là : Vậy số chỉ của vôn kế là : UV = U2V = I.R 2V = 0,097. 400 = 38,8 ( V ). + – a U R1 V R3 * Khi khóa K mở, mạch điện được mắc : R1 nt RV nt R3. Điện trở tương tự của mạch là : Rtđ ’ = R1 + R3 + RV = 600 + 700 + 2000 = 3300 ( Ω ) Cường độ dòng điện chạy trong mạch là : Vậy số chỉ của vôn kế trong trường hợp này là : UV = I.RV = 0,03. 2000 = 60 ( V ) + – U R1 R2 K b / Nếu vôn kế có điện trở rất lớn ( RV = ), coi như không có dòng điện chạy qua vôn kế và R3 ( hoàn toàn có thể tháo ra ). Khi khóa K đóng, mạch điện lức này chỉ gồm có 2 điện trở R1 và R2 mắc tiếp nối đuôi nhau : R1 nt R2. Cường độ dòng điện chạy mạch là : c / Khi bỏ điệ trở R3 và thay vôn kế bằng ampe kế ( do ampe kế có điện trở không đáng kể nên mạch điện được mắc : Khi đó số chỉ của ampe kế là : + – U R1 A ĐS : a / K đóng : UV = 38,8 V ; K mở : UV = 60V b / I = 0,09 A c / IA = 0,166 A 3 / Một số bài tập dành cho học viên thử vận dụng. Bài 1 : Tính điện trở tương tự của đoạn mạch AB như hình vẽ, nếu : a / K1, K2 mở. b / K1 mở, K2 đóng. c / K1 đóng, K2 mở. d / K1, K2 đều đóng. Cho R1 = 2 Ω ; R2 = 4 Ω ; R3 = 6 Ω ; R4 = 12 Ω ; điện trở những dây nối là không đáng kể. A M N K2 K1 B R4 R3 R2 R1 ĐS : a / K1, K2 mở : RAB = 12 Ω ; b / K1 mở, K2 đóng : RAB = 4 Ω. c / K1 đóng, K2 mở : RAB = 1,2 Ω ; d / K1, K2 đều đóng : RAB = 1 Ω. A 0 B C D H. a A B C D E F G H H. b Bài 2 : Tính điện trở RAB, và RAG theo mạch điện được vẽ ở H.a và H.b. Biết mỗi đoạn đều có điện trở là R. + – U A D B C R1 R2 R3 R4 ĐS : RAB = ; RAG = Bài 3 : Có mạch điện như hình vẽ : Biết R1 = R3 = R4 = 4 Ω ; R2 = 2 Ω ; U = 6V. a / Khi nối giữa A và D một vôn kế thì vôn kế chỉ bao nhiêu ? Biết vôn kế có điện trở rất lớn. b / Khi nối giữa A và D một ampe kế thì ampe kế chỉ bao nhiêu ? Biết điện trở của ampe kế rất nhỏ. Tính điện trở tương tự của mạch trong trường hợp này. ĐS : UV = UAD = 5,14 V ; IA = 2,25 A IV – Kết quả thu được : Trong quy trình dạy học sinh ở những lớp tu dưỡng, trước khi hướng dẫn cho học viên kinh nghiệm tay nghề này, khi gặp bài tập về mạch điện hỗn hợp phức tạp thì học viên thường lúng túng, chỉ có số ít là triển khai được, còn lại là triển khai được nhưng chưa đạt nhu yếu, thậm chí còn là có học viên không có khuynh hướng giải. Điều đó làm cho học viên có tâm lí chán nản, ngại học vật lý. Kết quả đơn cử qua 5 năm gần đây : Kết quả Tổng số HS HS không làm được HS biết cách làm HS làm được SL % SL % SL % 40 18 45 7 42,5 5 12,5 * Với tác dụng như vậy, tôi nhận thấy khi hướng dẫn học viên làm bài tập về mạch điện phức tạp thì trước hết tôi phải dạy kinh nghiệm tay nghề giải toán về mạch điện không tường minh, có như vậy thì học viên mới có cơ sở để khai thác tiếp những dạng bài tập khác về mạch điện. Sau khi hướng dẫn cho học viên kinh nghiệm tay nghề này, phần nhiều học viên triển khai bài toán là đạt nhu yếu, số ít là thực thi chưa đạt nhu yếu, chỉ còn lại một vài học viên không triển khai được. Từ đó gây cho học viên niềm đam mê, thương mến bộ môn vật lý hơn. Kết quả đơn cử : Kết quả Số HS HS không làm được HS biết cách làm HS làm được SL % SL % SL % 40 3 7,5 9 22,5 28 70 – Kết quả trong những năm tu dưỡng học viên giỏi gần đây, tôi luôn có học viên đạt giải học viên giỏi cấp huyện và học viên được chọn vào đội tuyển dự thi học viên giỏi cấp tỉnh. C – KẾT LUẬN Như tôi đã trình diễn ở phần đầu, đề tài chỉ nghiên cứu và điều tra trong phạm vi mạch hỗn hợp phức tạp nhằm mục đích phân phối cho học viên chiêu thức giải so với mạch điện loại này. Để tạo học viên có hứng thú và phát sinh trường hợp có yếu tố khi học tập thì giáo viên cứ cho học viên giải những bài toán về mạch điện hỗn hợp phức tạp với 3 rồi 4 điện trở. Sau đó mới đưa ra loại mạch mạch điện hỗn hợp phức tạp ở dạng trung bình, khi đó học viên sẽ khởi đầu gặp khó khăn vất vả khi triển khai giải, lúc này giáo viên mới trang bị cho học viên “ Một số kỹ năng và kiến thức cơ bản ” và cùng học học viên triển khai giải rồi mới nâng dần lên mạch hỗn hợp phức tạp ở mức độ khó hơn. Các bài tập trong phần nội dung giải pháp mới là muốn sau khi học viên đã được làm quen với việc chập những điểm có cùng điện thế ( 2 đầu dây dẫn, khóa K, ampe kế … có điện trở không đáng kể ), ta nên ra mắt cho học viên dạng toán về mạch điện có xét đến vai trò của vônkế trong sơ đồ khi mà vôn kế có những giá trị về điện trở khác nhau, hoặc là trên nhánh chứa vôn kế có mắc thêm những bộ phận tiêu thụ điện khác để việc tiếp thu của học viên được liên tục khi chuyển từ dạng này sang dạng khác, sau khi hướng dẫn cho học viên bài tập ở trên lớp, cần giao thêm những bài tập thuộc dạng đó ở nhà để học viên vận dụng làm. Với cách xét điện thế tại những điểm để tìm ra những điểm có cùng điện thế để vẽ lại mạch điện tương tự đơn thuần hơn, khi mà học viên đã nắm vững 1 số ít kiến thức và kỹ năng cơ bản. Với giải pháp này sẽ giúp học viên tránh được tâm lí lúng túng khi gặp mạch điện loại này, đồng thời học viên sẽ giải đúng chuẩn và dễ hơn nhiều nếu để nguyên mạch điện khởi đầu ( nhiều mạch điện nếu để nguyên sơ đồ khởi đầu sẽ không hề giải được ). Để triển khai tốt việc xét điện thế để vẽ lại mạch và nghiên cứu và phân tích mạch điện thì nhất thiết học viên phải được giáo viên phân phối “ Một số kỹ năng và kiến thức cơ bản ” và “ Các quy tắc chuyển mạch ”. Việc nghiên cứu và phân tích mạch điện là rất thiết yếu để vẽ sơ đồ tương tự và lập kế hoạch giải rồi triển khai kế hoạch để làm bài. Nhưng khi làm bài, học viên chỉ nháp mà không cần trình diễn phần này. Trong bài làm, học viên chỉ cần trình diễn phần triển khai kế hoạch giải. Để tác dụng được đúng chuẩn và độ sai số là thấp nhất thì những phép tính nên biến hóa ở biểu thức chữ, chỉ thay giá trị bằng số vào những đại lượng ở biểu thức sau cuối, sau đó kiểm tra lại hiệu quả xem có tương thích với điều kiện kèm theo bài toán và thực tiễn không. Mong rằng, đề tài này sẽ góp thêm phần giúp học viên giải toán vật lí phần mạch điện hỗn hợp phức tạp được tốt hơn nhằm mục đích nâng cao hiệu suất cao, chất lượng dạy và học vật lý THCS. Trong quy trình nghiên cứu và điều tra và biên soạn đề tài, chắc như đinh là không hề tránh khỏi thiếu sót mà hoàn toàn có thể tôi chưa phát hiện kịp thời. Để nội dung và hình thức đề tài thêm đa dạng chủng loại, tôi rất mong được sự góp phần quan điểm của những vị trong Hội Đồng Khoa Học, của đồng nghiệp và những em học viên thân yêu. Tôi xin chân thành cảm ơn ! Phú Phong, ngày 10 tháng 02 năm 2010 Người viết Nguyễn Văn Ngữ Bài viết có lấy kiến thức và kỹ năng trong sách “ VẬT LÍ NÂNG CAO 9 ” của đồng tác giả : Nguyễn Cảnh Hòe và Lê Thanh Hoạch .
