Trịnh Thế Thắng - THCS Vĩnh Hùng, Vĩnh Lộc Phn I - T VN Do thc t trỡnh nhn thc ca hc sinh THCS cha cao, c bit l i vi vựng nụng thụn, thi gian tip thu trờn lp cũn ớt so vi lng kin thc v kh nng t duy, nhn dng, phõn loi bi toỏn xỏc nh c yờu cu ca bi toỏn l ht sc khú khn i vi phn ln hc sinh. Bờn cnh ú, do nhu cu ham hc, ham hiu bit ca s hc sinh cú trin vng, do mc quan trng ca vt lý 9 i vi vic thi vo lp 10 v tip tc hc ban KHTN cỏc lp trờn nờn yờu cu t ra l phi chn la, sng lc v phõn loi bi tp hng dn cho hc sinh l cụng vic vụ cựng quan trng i vi mi giỏo viờn dy bi dng . Thc t cho thy: kin thc l vụ hn, cỏc loi, cỏc dng bi tp núi chung, bi tp v mch in núi riờng l rt phong phỳ v a dng: - Mch in mc ni tip, mc song song. - Mch in hn hp tng minh. - Mch in hn hp khụng tng minh. - Mch cu, mch i xng, mch tun hon, mch bc thang Trong quỏ trỡnh bi dng vt lý THCS cho hc sinh, nu ta ch phõn ra cỏc phn c, nhit, in, quang; mi phn lm mt vi bi hc sinh quan sỏt, ghi chộp v ghi nh mỏy múc theo kiu tỏi hin thỡ rt khú cú th ghi nh bn vng v ỏp dng khi cn thit. Vic bi dng hc sinh cú trin vng ũi hi giỏo viờn phi nh hng c v phõn loi tng dng bi tp cho hc sinh, vi mi dng trc ht cung cp cho hc sinh h thng kin thc c bn, nhng im cn lu ý, cung cp cỏch gii c th, chn la bi tp cho hc sinh luyn gii nm vng phng phỏp vi mc t n gin n phc tp. Trong cỏc dng bi tp ú thỡ vic hc sinh bit phõn tớch cỏch mc cỏc b phn trong mch in phc tp thỡ mi cú th bt tay vo vic gii cỏc bi tp khỏc. Trong quỏ trỡnh bi dng cho hc sinh mi nhn, hc sinh thuc i tuyn d thi hc sinh gii, iu m tụi nhn thy hu ht hc sinh l i vi Hớng dẫn học sinh giải bài toán về mạch điện hỗn hợp không tờng minh 1 Trịnh Thế Thắng - THCS Vĩnh Hùng, Vĩnh Lộc nhng mch in phc tp, cỏc em u b lỳng tỳng, b tc khụng tỡm ra hng phõn tớch mch in. Song do iu kin cú hn v thi gian, iu kin v phng tin, dựng, vt cht nờn khụng th nghiờn cu k trỡnh by cỏc cho cỏc dng bi tp v cỏc loi mch in m õy tụi ch a ra mt vi kinh nghim nh giỳp hc sinh bin i t mch in hn hp khụng tng minh tr v mch in hn hp tng minh cú th thc hin gii mt cỏch n gin v nh vy, khi hc sinh ó bit cỏch v li mch in thỡ khi ú hc sinh s cú s hng thỳ bt tay vo vic khai thỏc nhiu dng toỏn, bi toỏn v mch in. Vy giỳp hc sinh cú kh nng gii toỏn vt lớ phn nh lut ễm, bi dng hc sinh cú trin vng chn i tuyn hc sinh gii t kt qu cao, tụi ó la chn chuyờn gii cỏc bi toỏn v mch in hn hp khụng tng minh cung cp cho hc sinh cú thờm gii phỏp gii bi toỏn loi mch in ny. Hớng dẫn học sinh giải bài toán về mạch điện hỗn hợp không tờng minh 2 Trịnh Thế Thắng - THCS Vĩnh Hùng, Vĩnh Lộc Phn II CC GII PHP CI TIN Chng I . Nhc li mt s kin thc c bn Mt mch in cú th gm nhiu on mch in. Mi on mch in gia hai im ca on mch in cú th gm mt hay nhiu b phn, cỏc b phn cú th mc ni tip hoc mc song song vi nhau. 1. nh lut ễm: U = I.R v I U R = 2. nh lut ụm i vi cỏc loi on mch a/ on mch ni tip: * Tớnh cht: Hai in tr R 1 v R 2 cú mt im chung l C. I = I 1 = I 2 . (1a) U = U 1 + U 2 . (2a) R = R 1 + R 2 . (3a) 2 1 2 1 R R U U = . (4a) *Chỳ ý: U 1 = I 1 .R 1 = I.R 1 = R U .R 1 = U. 21 1 RR R + . (5a) U 2 = I 2 .R 2 = I.R 2 = R U .R 2 = U. 21 2 RR R + . Chia U thnh U 1 v U 2 t l thun vi R 1 v R 2 . 2 1 2 1 R R U U = . - Nu R 2 = 0 thỡ theo (5a) ta thy : U 2 = 0 v U 1 = U. Do ú trờn s (H.1). Hai im C v B: U CB = I.R 2 = 0. Khi ú im C coi nh trựng vi im B (hay im C v B cú cựng in th). - Nu R 2 = (rt ln) Hớng dẫn học sinh giải bài toán về mạch điện hỗn hợp không tờng minh 3 R U I = R 1 R 2 A C B H.1 B R 1 R 2 I 2 I 1 I A H.2 Trịnh Thế Thắng - THCS Vĩnh Hùng, Vĩnh Lộc U 1 = 0 v U 2 = U. b/ on mch mc song song: * Tớnh cht: Hai in tr R 1 v R 2 cú hai im chung l A v B. U = U 1 = U 2 . (1b) I = I 1 + I 2 . (2b) 1 2 2 1 R R I I = . (3b) 21 111 RRR td += . (4b) *Chỳ ý: 21 2 211 21 11 1 1 . )( R RR R I RRR RRI U R U I + = + === 21 1 212 21 22 2 2 . )( R RR R I RRR RRI U R U I + = + === (5b) Chia I thnh I 1 v I 2 t l nghch vi R 1 v R 2 : 1 2 2 1 R R I I = - Nu R 2 = 0 thỡ theo (5b) ta cú: I 1 = 0 v I 2 = I. Do ú trờn s (H.2). Hai im A v B cú : U AB = 0. Khi ú hai im A v B cú th coi l trựng nhau (hay hai im A v B cú cựng in th). - Nu R 2 = (rt ln) thỡ ta cú : I 2 = 0 v I 1 = I. (Khi R 2 cú in tr rt ln so vi R 1 thỡ kh nng cn tr dũng in ca vt dn l rt ln. Do ú ta cú th coi dũng in khụng qua R 2 .) 3. Mt s im lu ý: - Trong mt mch in, cỏc im ni vi nhau bng dõy ni (hoc ampe k) cú in tr khụng ỏng k c coi l trựng nhau. Khi ú ta chp cỏc im ú li v v li mch tớnh toỏn. - Trong cỏc bi toỏn, nu khụng cú ghi chỳ gỡ c bit thỡ ta cú th coi: R A 0 v R V . - Khi gii bi toỏn vi nhng s mch in mc hn hp tng i phc tp, nờn tỡm cỏch a v mt s tng ng n gin hn. Trờn s tng Hớng dẫn học sinh giải bài toán về mạch điện hỗn hợp không tờng minh 4 Trịnh Thế Thắng - THCS Vĩnh Hùng, Vĩnh Lộc ng, nhng im cú in th nh nhau (bng nhau) c gp li (chp li) lm rừ nhng b phn phc tp ca on mch c ghộp li to thnh on mch n gin hn. Chng II. Mch in hn hp khụng tng minh. 1/ Nhn xột chung: - Mch in hn hp khụng tng minh cng l mt loi mch in mc hn hp, song cỏch mc khỏ phc tp, khụng n gin m phõn tớch cỏch mc cỏc b phn trong mch in c ngay. Vỡ vy, thc hin c k hoch gii, bt buc phi tỡm cỏch mc li a v mch in tng ng n gin hn. Nh rng, gia cỏc im ni vi nhau bng dõy dn, ampe k cú in tr khụng ỏng k l nhng im cú cựng in th, ta gp li (chp li). Khi ú v li mch in, ta s c mch in tng ng dng n gin hn. - Phõn tớch cỏch mc cỏc b phn trong mch in l bc khỏ quan trng, nú giỳp ta thc hin yờu cu ca bi toỏn trỏnh c nhng sai sút. Cui cựng, ta ỏp dng cỏc tớnh cht v h qu ca nh lut ễm i vi tng loi on mch ni tip v song song. 2/ Cỏc bi tp thớ d c th 2.1 Bi tp thớ d 1: Cho s mch in c mc nh s hỡnh v 3. Bit R 1 = 6; R 2 = 3; R 3 = 8; R 4 = 4. Khi on mch c mc vo mt ngun in, ampe k ch 3A. a/ Tớnh hiu in th ca ngun in. b/ Tớnh dũng in i qua R 1 v R 2 . Hng dn hc sinh thc hin gii Vi vic ln u tiờn gii bi toỏn mch in hn hp nh th ny, hc sinh lỳng tỳng trong vic phõn tớch mch in. Vỡ vy, sau khi ó c giỏo viờn Hớng dẫn học sinh giải bài toán về mạch điện hỗn hợp không tờng minh 5 R 1 R 2 A R 3 R 4 A B C D H.3. Trịnh Thế Thắng - THCS Vĩnh Hùng, Vĩnh Lộc cung cp vic chp cỏc im ni vi nhau bng dõy dn, ta yờu cu hc sinh quan sỏt k s v nhn xột cỏch mc. Bc 1: Nhn xột: Ta thy cỏc im A v D c núi vi nhau bng dõy dn cú din tr khụng ỏng k, nờn chỳng cú cựng in th v ta chp l thnh mt im. Nh vy thỡ gia hai im A v B cú mt on mch mc song song gm 3 mch r. Mch r th nht cha R 1 , mch r th hai cha R 2 , mch r th ba cha R 3 v R 4 . Bc 2: Thc hin bi gii: - Mch in c v li tng ng nh sau: - Mch in c mc: R 1 // R 2 // (R 3 nt R 4 ) Gi I 1 , I 2 , I 3,4 l cỏc dũng in i qua cỏc in tr R 1 , R 2 , R 3 v R 4 . a/ Hiu in th gia hai c ca ngun in cng chớnh l hiu in th gia hai mch r cha R 3 v R 4 . Ta cú: U AB = I 34 .R 34 = I 34 (R 3 + R 4 ) = 3(8 + 4) = 36(V) b/ Cng dũng in qua R 1 v R 2 ln lt l : I 1 = )(6 6 36 1 A R U AB == I 2 = )(12 3 36 2 A R U AB == S: U = 36V; I 1 = 6A; I 2 = 12A. 2.2 Bi tp thớ d 2: Cho mch in cú s cỏch mc nh hỡnh v 4. Bit: R 1 = 6,5; R 2 = 6; R 3 = 12; R 4 = 10; R 5 = 30. Ampe k ch 2A. Tớnh: a/ Hiu in th 2 cc ca ngun in. b/ Cng dũng in qua mi in tr. Hớng dẫn học sinh giải bài toán về mạch điện hỗn hợp không tờng minh 6 R 1 A R 3 R 4 A B R 1 R 2 R 4 R 3 R 5 A R 1 A B C D + - H. 4 Trịnh Thế Thắng - THCS Vĩnh Hùng, Vĩnh Lộc Hng dn hc sinh thc hin gii Khi hc sinh quan sỏt s mch in, rt khú cú th phõn tớch c cỏch mc cỏc b phn trong mch in, ta yờu cu hc sinh quan sỏt v nhn xột s cỏch mc. Bc 1; Nhn xột Ta thy hai im B v C c ni vi nhau bng dõy dn cú in tr khụng ỏng k. Do ú, ta chp hai im ny li vi nhau. Khi ú on mch AC v on mch CD l hai on mch mc ni tip, mi on mch ú li cú 2 in tr c mc song song. Nh vy, mch in gm: Hai on mch mc song song AC v CD mvs ni tip vi nhau v ni tip vi in tr R 1 mc vo ngun in. Bc 2: Thc hin bi gii: - Mch in c v li tng ng nh sau: - Mch in c mc nh sau: R 1 nt {(R 2 // R 3 ) nt (R 4 // R 5 )} a/ in tr tng ng ca mch AC l : )(4 18 72 126 12.6 R . R 111 32 32 AC 32 32 32 == + = + = + =+= RR RR RR R RRR AC in tr tng ng ca on mch CD l: )(5,7 40 300 3010 30.10 R . R 111 54 54 CD 54 54 54 == + = + = + =+= RR RR RR R RRR CD in tr ton mch l: R = R 1 + R AC + R CD = 6,5 + 4 + 7,5 = 18() Hớng dẫn học sinh giải bài toán về mạch điện hỗn hợp không tờng minh 7 R 2 R 4 R 3 R 5 A R 1 A C D + - Trịnh Thế Thắng - THCS Vĩnh Hùng, Vĩnh Lộc Vy hiu in th hai cc ca ngun in l: U = I.R = 2.18 = 36(V) b/ Cng dũng in qua R 1 l I 1 : I 1 = I = 2(A) Cng dũng in qua R 2 v R 3 l I 2 v I 3 : Ta cú : 32 2 3 3 2 .2I 2 6 12 I R R I I ==== (1) M : I 2 + I 3 = I = 2A (2) Kt hp (1) v (2), ta cú :I 2 = 3 4 (A) v I 3 = 3 2 (A) Cng dũng in qua R 4 v R 5 l I 4 v I 5 : Ta cú : 54 4 5 5 4 .3I 3 10 30 I R R I I ==== (3) M: I 4 + I 5 = I = 2A (4) Kt hp (3) v (4), ta cú : I 4 = 2 3 (A) v I 5 = 2 1 (A). S: U = 36V; I 1 = 2A; I 2 = 3 4 A; I 3 = 3 2 A; I 4 = 2 3 A; I 5 = 2 1 A. 2.3 Bi tp thớ d 3: Cho s mch in nh hỡnh v 5. Cỏc in tr u bng nhau v cú giỏ tr l r = 15. Dõy ni v ampe k cú in tr khụng ỏng k. Khi mc mch in vo ngun in thỡ ampe k ch 2A. Tớnh: a/ in tr tng ng ca ton mch AB. b/ Hiu in th gia hai cc ca ngun in. Hng dn hc sinh thc hin gii Vi mach in nh th ny, nu hc sinh cha tip cn ln no thỡ d gõy cho hc sinh s chỏn nn v b cuc. Song vi vic chp cỏc im cú cựng in Hớng dẫn học sinh giải bài toán về mạch điện hỗn hợp không tờng minh 8 A r r r r r A B C D E F G H I K + - H. 5 Trịnh Thế Thắng - THCS Vĩnh Hùng, Vĩnh Lộc th m cỏc em ó c tip cn thỡ li gõy cho cỏc em s tũ mũ mun c th sc. Bc 1: Nhn xột: Ta thy gia cỏc im A, C, D, F, I c ni vi nhau bng dõy dn v ampe k cú in tr khụng ỏng k nờn chỳng cú cựng in th. Do ú, ta chp cỏc im ny li lm mt v ni vi dng ngun. Tng t nh vy, gia cỏc im E, G, H, K, B ta chp li lm mt v núi vi õm ngun. Nh vy hai u mi in tr ny, mt u ni vi cc dng, mt u ni vi cc õm ca ngun in, ngha l mch in AB gm 5 in tr c mc song song vi nhau. Bc 2: Thc hin k hoch gii: - Mch in c v li tng ng nh sau: - Mch in c mc: R 1 // R 2 // R 3 // R 4 // R 5 . a/ in tr tng ng ca ton mch AB l: 54321 111111 RRRRRR AB ++++= )(3 5 15 5 R 511111 AB ====++++= r rrrrrr b/ Hiu in th hai cc ca ngun in l: U AB = I.R AB = 2.3 = 6(V) S: R AB = )(3 ; U AB = 6(V) 2.4 Bi tp thớ d 4: Hớng dẫn học sinh giải bài toán về mạch điện hỗn hợp không tờng minh 9 A r r r r r + A - B Trịnh Thế Thắng - THCS Vĩnh Hùng, Vĩnh Lộc Cho s mch in nh hỡnh v 6. Cỏc in tr u bng nhau v cú giỏ tr l r = 49 . Dõy ni cú in tr khụng ỏng k. Tớnh in tr tng ng ca ton mch. Hng dn hc sinh thc hin gii Vi mch in phc tp ny, hc sinh sau khi ó lm quen vi phng phỏp quan sỏt nhn ra c gia cỏc im c ni vi nhau bng dõy dn s c chp li lm rừ cỏch mc cỏc b phn trong mch in. Bc 1: Nhn xột: Quan sỏt s mch in, ta thy gia cỏc im A, C, I, E, G. c ni vi nhau bng dõy dn cú in tr khụng ỏng k. Vỡ vy, cỏc im ny cú cựng in th, ta chp li lm mt v mc v phớa cc dng ca ngun in, tng t nh vy ta cng cú th chp cỏc im B, K, D, H, F li lm mt v mc v phớa cc õm ca ngun. Bc 2: Thc hin k hoch gii - Mch in c v li tng ng nh sau : Hớng dẫn học sinh giải bài toán về mạch điện hỗn hợp không tờng minh 10 R 4 R 3 R 2 R 6 R 5 + A - B R 1 R 7 R 1 R 2 R 3 R 4 R 7 R 6 R 5 + A C D E F F G H I K - B H. 6 [...]... khi hng dn hc sinh lm bi tp v mch in phc tp thỡ trc ht tụi phi dy kinh nghim gii toỏn v mch in khụng tng minh, cú nh vy thỡ hc sinh mi cú c s khai thỏc tip cỏc dng bi tp khỏc v mch in Sau khi hng dn cho hc sinh kinh nghim ny, phn ln hc sinh thc hin bi toỏn l t yờu cu, s ớt l thc hin cha t yờu cu, ch cũn li mt vi hc sinh khụng thc hin c T ú gõy cho hc sinh nim am mờ, yờu thớch b mụn vt lý hn Kt qu c... Hớng dẫn học sinh giải bài toán về mạch điện hỗn hợp không tờng minh 16 Trịnh Thế Thắng - THCS Vĩnh Hùng, Vĩnh Lộc Kt qu HS khụng thc hin c 40 SL 3 % 7,5 HS thc hin cha t yờu cu SL 9 % 22,5 HS thc hin t yờu cu SL 28 % 70 - Kt qu trong nhng nm bi dng hc sinh gii gn õy, tụi luụn cú hc sinh t gii hc sinh gii cp huyn v hc sinh c chn vo i tuyn d thi hc sinh gii cp tnh vi kt qu kh quan 2/ Bi hc kinh nghim... thớ d 1 56 + Bi tp thớ d 2 68 + Bi tp thớ d 3 89 + Bi tp thớ d 4 9 10 + Bi tp thớ d 5 10 12 + Bi tp thớ d 6 12 - 14 Hớng dẫn học sinh giải bài toán về mạch điện hỗn hợp không tờng minh 19 Trịnh Thế Thắng - THCS Vĩnh Hùng, Vĩnh Lộc 3 Cỏc bi tp ỏp dng 15 Phn III - Kt qu t c v bi hc kinh nghim 16 1 - Kt qu t c 16 2 Bi hc kinh nghim 16 - 18 Hớng dẫn học sinh giải bài toán về mạch điện hỗn hợp không... = 2,25A Phn III - KT QU T C V BI HC KINH NGHIM 1/ Kt qu t c * Trong quỏ trỡnh dy hc sinh cỏc lp bi dng, trc khi hng dn cho hc sinh kinh nghim ny, khi gp bi tp v mch in khụng tng minh thỡ hc sinh thng lỳng tỳng, ch cú s ớt l thc hin c, cũn li l thc hin c nhng cha t yờu cu, thm chớ l cú hc sinh khụng cú nh hng gii iu ú lm cho hc sinh cú tõm lớ chỏn nn, ngi hc vt lý Kt qu c th: Kt qu HS khụng thc hin... cp cho hc sinh phng phỏp gii i vi mch in loi ny giỳp hc sinh cú hng thỳ v ny sinh tỡnh hung cú vn khi hc tp thỡ giỏo viờn c cho hc sinh gii cỏc bi toỏn v mch in hn hp tng minh vi 2, 3 ri 4 in tr Sau ú, giỏo viờn mi a ra loi mch hn hp khụng tng minh dng n gin, khi ú hc sinh s bt u gp khú khn khi thc hin gii, lỳc ny giỏo viờn hng dn cho hc sinh phn kin thc mc 3 mt s im lu ý v cựng hc hc sinh tin... sau khi hng dn cho hc sinh mi dng bi tp trờn lp, cn giao thờm cỏc bi tp thuc dng ú hc sinh ỏp dng lm nh õy tụi thy: Vi cỏch xột in th ti cỏc im tỡm ra nhng im cú cựng in th v li mch in tng ng n gin hn, khi m hc Hớng dẫn học sinh giải bài toán về mạch điện hỗn hợp không tờng minh 17 Trịnh Thế Thắng - THCS Vĩnh Hùng, Vĩnh Lộc sinh ó nm vng kin thc c bn Vi phng phỏp ny s giỳp hc sinh trỏnh c tõm lớ... r r r r r r R AB = r 49 = = 7 ( ) 7 7 2.5 Bi tp thớ d 5: Cho s mch in nh hỡnh v 7 Cỏc in tr u bng nhau v cú giỏ tr l r = 12 in tr dõy ni khụng ỏng k Ampe k ch 2,4A a/ Tớnh in tr tng ng ca ton mch D C b/ Tớnh hiu in th gia hai u mch in D C A A A B B H.7 Hng dn hc sinh thc hin gii n õy, hc sinh gp phi mt s mch in phc tp hn, khụng ch n gin l chp cỏc im c ni bng dõy dn m hc sinh cn phi xỏc nh cỏc yu... khụng ỏng k thỡ ampe k ch bao nhiờu ? Hng dn hc sinh thc hin k hoch gii Sau khi hc sinh ó thc hin tt vic xột in th cỏc im chp li v v li mch thỡ giỏo viờn tip tc cho hc sinh lm quen vi dng mch in cú xột thờm vai trũ, chc nng ca vụn k trong mch khi vụn k cú in tr gii hn xỏc nh v khi cú in tr vụ cựng ln Bc 1: Nhn xột: Vi mch in ny, giỏo viờn s nhc li cho hc sinh chc nng ca vụn k v ampe k: - Nu vụn k cú... mch l: I= U 100 = = 0, 09( A) R1 + R2 600 + 500 + U - Hớng dẫn học sinh giải bài toán về mạch điện hỗn hợp không tờng minh 14 Trịnh Thế Thắng - THCS Vĩnh Hùng, Vĩnh Lộc c/ Khi b i tr R3 v thay vụn k bng ampe k (do ampe k cú in tr khụng ỏng k nờn mch in c mc: R1 Khi ú s ch ca ampe k l : IA = A U 100 1 = = 0,166( A) R1 600 6 + U - S: a/ K úng: UV = 38,8V; K m:UV = 60V b/ I = 0,09A c/ IA = 0,166A 3/ Mt... ng nh sau: R4 R5 R6 R1 +A A R2 B R10 C R7 R3 - C R11 R6 R8 R9 - Mch in c mc: (R1//R2//R3) nt (R4//R5//R6//R7//R8//R9) nt (R10//R11//R12) a/ in tr tng ng ca on mach AB l : 1 1 1 1 1 1 1 3 = + + = + + = R AB R1 R2 R3 r r r r r R AB = () 3 in tr tng ng ca on mch BC l : 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 6 = + + + + + = + + + + + = R BC R4 R5 R6 R7 R8 R9 r r r r r r r R BC = r ( ) 6 in tr tng ng ca on mch CC l . 7,5 9 22,5 28 70 - Kt qu trong nhng nm bi dng hc sinh gii gn õy, tụi luụn cú hc sinh t gii hc sinh gii cp huyn v hc sinh c chn vo i tuyn d thi hc sinh gii cp tnh vi kt qu kh quan. 2/ Bi hc kinh. hc sinh kinh nghim ny, phn ln hc sinh thc hin bi toỏn l t yờu cu, s ớt l thc hin cha t yờu cu, ch cũn li mt vi hc sinh khụng thc hin c. T ú gõy cho hc sinh nim am mờ, yờu thớch b mụn vt lý. bi tp khỏc. Trong quỏ trỡnh bi dng cho hc sinh mi nhn, hc sinh thuc i tuyn d thi hc sinh gii, iu m tụi nhn thy hu ht hc sinh l i vi Hớng dẫn học sinh giải bài toán về mạch điện hỗn hợp không