Sáng kiến kinh nghiệm: Giải toán điện chiều phương pháp chập mạch điện SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Tên đề tài: GIẢI BÀI TOÁN ĐIỆN MỘT CHIỀU BẰNG PHƯƠNG PHÁP CHẬP MẠCH ĐIỆN TÁC GIẢ: HOÀNG THỊ LOAN – Giáo viên vật lý – Trường THPT Lưu Đình Chất A PHẦN MỞ ĐẦU I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI: “ Dòng điện khơng đổi” phần chương trình SGK vật lý 11 nay, chương trình vật lý lớp học sinh biết công thức ghép điện trở song song nối tiếp em tiếp cận mạch điện đơn giản, khoảng thời gian dài em không sử dụng đến công thức mà chương trình SGK vật lý 11 khơng nhắc lại cơng thức SGK khơng có dạng tập mạch điện phức tạp sách tập lại có tập mạch điện hỗn hợp mà không vẽ lại mạch điện học sinh gặp khó khăn xác định sơ đồ mắc điện trở Trong nội dung đề tài “ GIẢI BÀI TOÁN ĐIỆN MỘT CHIỀU BẰNG PHƯƠNG PHÁP CHẬP MẠCH ĐIỆN ” đưa phương pháp tổng quát để chập mạch điện phức tạp thành đơn giản để từ học sinh dễ dàng xác định sơ đồ mắc mạch điện II NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU: Để thực tốt đề tài nghiên cứu, người thực đề tài cần phải thực nhiệm vụ sau: Nghiên cứu tài liệu chuyên môn, sách giáo khoa, sách tập, tài liệu tham khảo Thao giảng, dạy thử nghiệm Dự đồng nghiệp, trao đổi, rút kinh nghiệm Giáo viên thực : Hoàng Thị Loan – THPT Lưu Đình Chất Sáng kiến kinh nghiệm: Giải tốn điện chiều phương pháp chập mạch điện Kiểm tra, đánh giá kết thực đề tài dựa vào kết học tập học sinh để từ có điều chỉnh, bổ sung hợp lý III PHẠM VI NGHIÊN CỨU: Đề tài tập trung nghiên cứu môn vật lý lớp 11, phần dịng điện khơng đổi, dạng tốn mạch điện khơng đổi có nhiều điện trở mắc hỗn hợp mà muốn xác định sơ đồ mắc cần phải vẽ lại sơ đồ mạch điện IV MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU: Với việc nghiên cứu thành cơng đề tài, sáng kiến kinh nghiệm giúp giáo viên học sinh có phương pháp tổng quát giúp vẽ lại sơ đồ mạch ngồi mạch điện khơng đổi có nhiều điện trở mắc hỗn hợp, từ xác định sơ đồ mắc điện trở công việc học sinh gặp tập u cầu tính điện trở mạch ngồi hay xác định hiệu điện cường độ dòng điện điện trở V PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: Phương pháp quan sát: Người thực đề tài tự tìm tịi, nghiên cứu, đúc rút kinh nghiệm từ thực tiễn giảng dạy Phương pháp trao đổi, thảo luận: Từ kết nghiên cứu, người thực đề tài tiến hành trao đổi, thảo luận với đồng nghiệp, rút kinh nghiệm để hoàn thiện đề tài Phương pháp thực nghiệm: Giáo viên tiến hành dạy thể nghiệm theo phương pháp nghiên cứu đề tài Phương pháp điều tra: Giáo viên tập áp dụng để kiểm tra đánh giá kết sử dụng phương pháp Giáo viên thực : Hồng Thị Loan – THPT Lưu Đình Chất Sáng kiến kinh nghiệm: Giải toán điện chiều phương pháp chập mạch điện B PHẦN NỘI DUNG I Nội dung tập cách giải: Nội dung: Ví dụ : ( Bài 2.22 – trang 23 – sách tập vật lý 11 nâng cao ) Cho mạch điện hình vẽ Cho biết:R1 = R2 = Ω ; R3 = R4 = R5 = R6 = Ω Điện trở ampe kế nhỏ không đáng kể a Tính RAB b Cho UAB = 12 V Tìm cường độ dịng điện qua điện trở số ampe kế C A1 D A2 E R5 R4 A3 R6 A B R1 F R2 H R3 Hình Phương pháp giải tổng quát: Đối với dạng tập điện chiều, sơ đồ mạch ngồi gồm có nhiều điện trở ghép hỗn hợp có điểm có điện sơ đồ nhìn vào hình vẽ ta chưa thể viết sơ đồ mắc điện trở mà đòi hỏi phải vẽ lại mạch điện cách chập điểm có điện giáo viên thực hoạt động sau: HOẠT ĐỘNG 1: Nhắc lại đặc điểm đoạn mạch điện trở ghép song song ghép nối tiếp: Giáo viên thực : Hồng Thị Loan – THPT Lưu Đình Chất Sáng kiến kinh nghiệm: Giải toán điện chiều phương pháp chập mạch điện a Ghép nối tiếp b Ghép song song Ib = I1 = I2 = = In Ib = I1 + I2 + + In Ub = U1 + U2 + + Un Ub = U1 = U2 = = Un Rb = R1 + R2 + + Rn 1 1 = + + + Rb R1 R2 Rn HOẠT ĐỘNG 2: Vẽ lại sơ đồ mạch điện Tiến hành theo bước sau: Bước 1: Đặt tên cho điểm nút mạch điện Bước 2: Xác định điểm có điện thế: dây dẫn ampe kế có điện trở nhỏ khơng đáng kể nên hiệu điện hai đầu ampe kế coi không, suy điện hai đầu ampe kế Bước 3: Xác định điểm đầu điểm cuối mạch điện Bước 4: Liệt kê điểm nút mạch điện theo hàng ngang theo thứ tự nút mạch điện ban đầu, điểm đầu điểm cuối mạch điện để hai đầu dãy hàng ngang, điểm nút thay dấu chấm, điểm nút có điện dùng chấm điểm chung chấm điểm có ghi tên nút trùng Bước 5: Lần lượt điện trở nằm hai điểm đặt điện trở vào hai điểm HOẠT ĐỘNG 3: Áp dụng cơng thức đặc điểm đoạn mạch nối tiếp song song để giải toán theo yêu cầu đề Áp dụng giải ví dụ: Bước 1: Đặt tên cho điểm nút A, B, C, D, E, F, H hình vẽ Bước 2: Xác định điểm có điện : VC = VD = VE = VB Bước 3: Xác định điểm đầu mạch điện:A; điểm cuối mạch điện (B,C,D,E) Giáo viên thực : Hoàng Thị Loan – THPT Lưu Đình Chất Sáng kiến kinh nghiệm: Giải toán điện chiều phương pháp chập mạch điện Bước 4: Liệt kê điểm nút mạch điện theo hàng ngang hình A F H B C,D,E Hình Bước 5: Lần lượt điện trở nằm hai điểm đặt điện trở vào hai điểm ( Hình ) Cụ thể: Điện trở R1 nằm hai điểm A F Điện trở R2 nằm hai điểm F H Điện trở R3 nằm hai điểm H B Điện trở R4 nằm hai điểm A C ( nằm A B ) Điện trở R5 nằm hai điểm F D ( nằm F B ) Điện trở R6 nằm hai điểm H E ( nằm H B ) R5 A R1 F R2 H R6 R3 B C,D,E R4 Hình Từ sơ đồ mạch điện vẽ lại hình 3, ta dễ dàng xác định sơ đồ mắc : { [ ( R3 // R6 ) ntR2 ] // R5 } ntR1 // R4 Giáo viên thực : Hồng Thị Loan – THPT Lưu Đình Chất Sáng kiến kinh nghiệm: Giải toán điện chiều phương pháp chập mạch điện Bước 6: Áp dụng công thức đặc điểm đoạn mạch song song nối tiếp, ta dễ dàng tính tốn đại lượng theo yêu cầu đề (Trong nội dung giới hạn đề tài, tập trung việc vẽ lại mạch điện, cịn việc giải tốn có sơ đồ mắc tơi khơng đề cập đến tn theo cách giải thơng thường) II Bài tập vận dụng: Bài tập : ( Bài 2.27 – trang 24 – sách tập vật lý 11 nâng cao ) Cho mạch điện hình vẽ Cho biết:UAB = V; R1 = R2 = R3 = R4 = Ω ; R5 = R6 = Ω ; R7 = Ω Điện trở vôn kế lớn, điện trở ampe kế nhỏ khơng đáng kể Tính R AB, cường độ dòng điện qua điện trở, số ampe kế vôn kế A1 M A R2 F R1 R7 B N P A2 V K R3 R6 R4 Q R5 H Hình Hướng dẫn giải: Đây tập mạch cầu, nhìn vào sơ đồ này, học sinh không xác định sơ đồ mắc điện trở, vậy, công việc để giải toán vẽ lại sơ đồ mắc điện trở cách chập điểm có điện với Bước 1: Đặt tên cho điểm nút A, M, N, P, Q, F, H, K, B hình vẽ Bước 2: Xác định điểm có điện : VA = VP; VN = VF = VQ; VH = VK = VB; Giáo viên thực : Hồng Thị Loan – THPT Lưu Đình Chất Sáng kiến kinh nghiệm: Giải toán điện chiều phương pháp chập mạch điện Do vơn kế có điện trở lớn nên tạm bỏ đoạn mạch FH vẽ lại sơ đồ Bước 3: Xác định điểm đầu mạch điện:A; điểm cuối mạch điện (B,K,H) Bước 4: Liệt kê điểm nút mạch điện theo hàng ngang hình A /// P M N /// F /// Q B /// K /// H Hình Bước 5: Lần lượt điện trở nằm hai điểm đặt điện trở vào hai điểm ( Hình ) Cụ thể: Điện trở R1 nằm hai điểm A M Điện trở R2 nằm hai điểm M N Điện trở R3 nằm hai điểm N P Điện trở R4 nằm hai điểm P Q Điện trở (R5 nối tiếp R6) nằm hai điểm Q H ( nằm Q B ) Điện trở R7 nằm hai điểm M K ( nằm M B ) Giáo viên thực : Hồng Thị Loan – THPT Lưu Đình Chất Sáng kiến kinh nghiệm: Giải toán điện chiều phương pháp chập mạch điện R7 R1 A /// P R2 M R6 R5 N /// F /// Q R3 R4 B /// K /// H Hình Từ hình 6, ta thấy đoạn mạch MN ( chứa điện trở R ) chung cho đoạn mạch AMN đoạn mạch MNB, đoạn mạch MN cầu Từ ta vẽ lại theo sơ đồ mạch cầu hình R1 A /// P R3 R4 R5 M R2 R6 R7 B(K,H) N(F,Q) Hình Đến ta có sơ đồ mạch cầu quen thuộc, dựa vào số liệu đầu ta có tỉ số: R R1 = Vậy mạch cầu cân bằng, suy V M = VN, chập hai R34 R67 [ ] [ điểm M N ta có sơ đồ mắc: R1 // R3 // R4 nt R5 // ( R6 ntR7 ) ] Giáo viên thực : Hoàng Thị Loan – THPT Lưu Đình Chất Sáng kiến kinh nghiệm: Giải toán điện chiều phương pháp chập mạch điện C PHẦN KẾT LUẬN I KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ ÁP DỤNG: Tôi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm cho học sinh năm gần thu kết khả quan Trước hết kinh nghiệm phù hợp với chương trình SGK vật lý lớp lớp 11 Học sinh có hứng thú học tập hơn, tích cực hoạt động học, đồng thời linh hoạt tập cụ thể Khơng khí học tập sơi nổi, nhẹ nhàng Học sinh có hội để khẳng định mình, khơng cịn lúng túng, lo ngại gặp dạng tập nội dung sáng kiến kinh nghiệm áp dụng cho tất toán vẽ lại mạch điện Để khẳng định cụ thể kết đề tài, năm học 2009 – 2010 áp dụng đề tài giảng dạy lớp 11 C (lớp thực nghiệm) lớp 11 C (lớp đối chứng), kết có tới 95% học sinh lớp 11C giải thành thạo tập vẽ lại mạch điện lớp 11C học sinh thường lúng túng gặp dạng mạch điện đạt có 20% em xác định toán II.BÀI HỌC KINH NGHIỆM: Sau áp dụng thành công đề tài này, thân thu kết đáng kể kinh nghiêm quý báu cho thân sau: Đối với tất mơn học nói chung mơn vật lý nói riêng có khó khăn định học sinh, song trình giảng dạy, để giúp học sinh giải khó khăn giáo viên cần phải trăn trở, tìm tịi kinh nghiệm q báu truyền đạt cho học sinh, từ tạo hứng thú học tập tốt cho học sinh Giáo viên cần tạo mơi trường học tập mà học sinh đối tượng hoạt động chính, rèn luyện cho em tính tự giác, chủ động sáng tạo linh hoạt học tập, rèn luyện kỹ giải tập cách thành thạo Giáo viên thực : Hồng Thị Loan – THPT Lưu Đình Chất Sáng kiến kinh nghiệm: Giải toán điện chiều phương pháp chập mạch điện III NHỮNG KIẾN NGHỊ: Xuất phát từ sở lý luận, thực tiễn, mục đích dạy học thành công hạn chế thực đề tài, để góp phần vào việc giảng dạy mơn đạt kết tốt, tơi có kiến nghị sau: * Về phía sở: Đối với tổ chuyên môn cần tăng cường hoạt động trao đổi, thảo luận nội dung chuyên môn buổi sinh hoạt tổ, cần chuẩn bị đưa nội dung khó để thảo luận, bàn phương pháp giải trước truyền đạt vấn đề cho học sinh * Về phía lãnh đạo cấp trên: Cần tạo điều kiện cho giáo viên có hội giao lưu, học hỏi rút kinh nghiệm qua hội thảo chuyên đề IV KẾT LUẬN: Trên số suy nghĩ, tìm tịi giáo viên giảng dạy cho học sinh phần thu nhận kết khả quan, gây hứng thú cho học sinh học tập nhận phản ứng tích cực học sinh Tuy nhiên điều kiện lực thời gian nên vấn đề đưa có chỗ cịn hạn chế Rất mong quan tâm đọc góp ý vận dụng đồng nghiệp Xin chân thành cảm ơn ! Hoằng Hoá, ngày 10 tháng 05 năm 2010 NGƯỜI THỰC HIỆN HOÀNG THỊ LOAN Giáo viên thực : Hoàng Thị Loan – THPT Lưu Đình Chất 10 Sáng kiến kinh nghiệm: Giải toán điện chiều phương pháp chập mạch điện CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO Giáo dục học đại cương – NXB Hà Nội 1995 Sách giáo khoa, sách giáo viên, sách tập vật lý lớp 11 Tài liệu tập huấn đổi phương pháp giảng dạy môn Vật lý THPT Giáo viên thực : Hồng Thị Loan – THPT Lưu Đình Chất 11 ... Đình Chất Sáng kiến kinh nghiệm: Giải toán điện chiều phương pháp chập mạch điện C PHẦN KẾT LUẬN I KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ ÁP DỤNG: Tôi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm... điểm cuối mạch điện (B,C,D,E) Giáo viên thực : Hoàng Thị Loan – THPT Lưu Đình Chất Sáng kiến kinh nghiệm: Giải toán điện chiều phương pháp chập mạch điện .. .Sáng kiến kinh nghiệm: Giải toán điện chiều phương pháp chập mạch điện Kiểm tra, đánh giá kết thực đề tài dựa vào kết học tập học