SKKN Phương pháp giải những bài toán điện có sơ đồ mạch điện phức tạp mắc ampe kế và vôn kế

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
ĐỀ TÀI :
"PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHỮNG BÀI TOÁN ĐIỆN CÓ SƠ ĐỒ
MẠCH ĐIỆN PHỨC TẠP MẮC AMPE KẾ VÀ VÔN KẾ"
A. ĐẶT VẤN ĐỀ
Môn vật lý là bộ môn khoa học tự nhiên, nó gắn liền với sự phát triển tư duy, sức
tưởng tượng và khả năng sáng tạo của tuổi trẻ để áp dụng vào thực tế cuộc sống của
mình. Bản thân tôi trong những năm dạy môn vật lý tại nhà trường, trong quá trình giải
bài tập vật lý, thực ra trong chương điện học của vật lý lớp 9 nó có nhiều dạng nhưng
một dạng bài tập điện mắc ở dạng sơ đồ phức tạp có mắc ampe kế và vôn kế. Để tính
số chỉ ampe kế và vôn kế học sinh rất khó khăn trong quá trình xử lý mạch điện để có
điều kiện bồi dưỡng học sinh giỏi về dạng toán này, do vậy để cho học sinh dễ hiểu,
nắm được cách giải quyết. Tôi nảy sinh ra một ý tưởng, chính ý tưởng này giúp học
sinh vẽ được sơ đồ mạch điện lại đơn giản hơn so với mạch điện ban đầu.
Như vậy khi giả quyết được những bài toán dạng sơ đồ phức tạp này trước hết phải trải
qua một bước rất cơ bản bằng cách nào đó giúp học sinh vẽ chuyển dần từng bước từ
sơ đồ phức tạp đến sơ đồ đơn giản rồi lại đơn giản hơn nữa thì mới tính được các đại
lượng trên mạch điện rồi tiến đến tìm giá trị trên ampe kế và vôn kế.
Do vậy để giả quyết các bài toán phức tạp về điện trong chương điện học đối với sơ đồ
mạch điện phức tạp có mắc ampe kế và vôn kế. Tôi mạnh dạng đề xuất sáng kiến kinh
nghiệm nhỏ, “Phương pháp giải những bài toán điện có sơ đồ mạch điện phức tạp
mắc ampe kế và vôn kế”. Để phục vụ cho việc bồi dưỡng học sinh giỏi
B. THỰC TRẠNG VÀ SỰ CẦN THIẾT
1. Thực trạng
Việc dạy học chương điện học với những nội dung bí quyết trong sách giáo khoa cùng
với những tiết thực hành thì dụng cụ ampe kế và vôn kế mắc vào sơ đồ mạch điện để
đo được độ lớn của cường độ dòng điện và hiệu điện thế.
Thế nhưng trong thực tế gặp nhiều bài toán có sơ đồ rất phức tạp ở đây tôi chỉ xét trên
sơ đồ có mắc ampe kế và vôn kế.
Nhìn trên sơ đồ mạch điện theo đề bài học sinh không thể xác định được các dụng cụ
nối tiếp hay song song cho nên không thể áp dụng hệ thức của định luật ôm được.

Thậm chí từng đoạn mạch trên sơ đồ học sinh phải nhận ra được nó được mắc ở vị trí
nào là đúng theo yêu cầu rồi mới giải quyết được.
Từ những vấn đề đó tôi đưa ra ý tưởng để giải quyết các vấn đề sau:
* Giúp học sinh ban đầu nhận ra được các dụng cụ trên sơ đồ mắc như thế nào có mối
tương quan ra sao.
* Giúp học sinh từ cái nhìn trực quan, học sinh sẽ nãy sinh ra một ý tưởng trong quá
trình giải bài tập của mình.
* Từ chỗ nhận ra được sự tương quan giữa các dụng cụ trên học sinh tiến đến vẽ lại
được sơ đồ gọn hơn. Từng bước học sinh chuyển dần các dụng cụ trên sơ đồ mạch về
vị trí cụ thể rồi sau đó tiếp tục tính toán theo yêu cầu của đề bài.
* Từ chổ nắm được ý tưởng học sinh biết vận dụng, có một phương pháp xử lý mạch.
Nắm được dòng điện qua ampe kế gồm những dòng nào, vôn kế đo hiệu điện thế giữa
hai đầu điểm nào và cách xác định số đo của vôn kế.
2. Sự cần thiết để giải những bài toán điện có sơ đồ mắc ampe kế và vôn kế.
- Đối với mạch điện có mắc ampe kế và vôn kế phức tạp thì có một phương pháp giải
là một việc hết sức cần thiết.
- Nếu không có phương pháp giải bằng một hướng đi cụ thể thì tự học sinh khó có thể
vẽ lại sơ đồ mạch điện được, nhưng một khi không vẽ được sơ đồ đơn giản hơn thì học
sinh khó giải quyết được theo yêu cầu của bài toán. Bởi lẽ học sinh không biết cách xử
lý mạch, không nắm được mối liên hệ giữa các dụng cụ được mắc trên mạch điện.
C. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
Giải quyết mạch điện này chỉ áp dụng đối với những bài toán có điện trở vôn kế rất lớn
để không kể đến dòng điện qua vôn kế và điện trở ampe kế rất nhỏ có thể bỏ qua
- Phương pháp giải phải làm lần lượt theo ba bước sau:
*Bước 1:
- Bỏ ampe kế nối dây dẫn lại
- Bỏ vôn kế không nối dây dẫn
-Trên đường nối dây dẫn nếu không có điện trở thì hướng dẫn học sinh biết các
điểm trên dây là như nhau và được ký hiệu bằng một chữ cái giốngnhau. Nếu có điện
trở thì hai đầu điện trở là hai điểm khác nhau và được ký hiệu bằng hai chữ cái khác

nhau.
* Bước 2:
- Tiến hành vẽ lại mạch điện theo các ký hiệu các chữ cái đã được qui định viết
trên mạch điện.
- Sau đó lại đánh dấu chiều dòng điện trên hình vẽ lại theo chiều từ dương sang
âm. Đánh dấu dòng điện trên mạch điện của đề tài.
* Bước 3:
Dựa vào mạch điện ban đầu theo đề bài và mạch điện đã được vẽ lại để tìm số
chỉ của ampe kế và vôn kế.
Vậy để thực hiện vẽ phương pháp này theo ba bước ta xét lần lượt các ví dụ sau
đây.
1. Ví dụ 1:
Cho mạch điện như hình vẽ với R1 = 4W, R2 = 6W, R3 = 12W, UAB = 6V.
Tính số chỉ của các ampe kế và vôn kế.
Bước 1:
Bước 2:
D º A, C º B

IA1 = I – I1 = I2 + I3
IA2 = I1 + I2
UV1 = U1
UV2 = U3
Bước 3:

I = I1 + I2 + I3 = 1,5 + 1 + 0,5 = 3A
IA = I = 3A
IA1 = I2 + I3 = 1 + 0,5 = 1,5A
IA2 = I1 + I2 = 1,5 + 1 = 2,5A
UV1 = UV2 = UAB = 6V
2. Ví dụ 2:

Cho mạch điện như hình vẽ với:
UAB = 75V, R1 = 15W,
R2 = 30W, R3 = 45W, R4 = 10W;
Tính chỉ số các ampe kế.
* Chú ý: R1.R4 ¹ R2.R¬3 ; IA2 ¹ 0

Bước 1:
Bước 2:
IA1 = I IA2 =

Bước 3:

RAB = RAC + RCB = 11,25 + 7,5 = 18,75W

Vì I1 > I2 nên IA2 = I1 - I2 = 3 -1 = 2A
IA1 = I = 4A
3. Ví dụ 3:
Cho mạch điện như hình vẽ với:
R1 = 10W, R2 = 8W, R3 = 14W; R4 = 4W
UCD = 20V
Tính số chỉ ampe kế và vôn kế.
Bước 1:
Bước 2:
IA = I1
UPQ = UCQ - UCP
UPQ = jP - jQ = jC - jQ -(jC - jP)
Bước 3:
P
R1,3 = R1 + R3 = 10 + 14 = 24W
R2,4 = R2 + R4 = 8 + 4 = 12W

RCD = RCM +R5 = 8+2=10

UCM = I.RCM = 2.8 = 16V

IA = I1 = 0,67A

UPQ = UCQ - UCP = I2.R2 - I1.R1 = 4/3.8 - 2/3.10 = 12/3 V = 4 V
Vậy IA = 0,67A, UV = 4V.
4. Ví dụ 4:
Cho mạch điện như hình vẽ với:
UAB = 20V, R1 = R2 = 4W
R3 = 8W; R4 = R6 = 10W
R5 = 5W, R7 = 15W
Tính số chỉ của các Ampe kế
Bước 1:
Bước 2:
IA1 = I3 + I6 – I4
IA2 = I2 + I4 = I5 – I1
Bước 3:

(Vì R1 = R2 và R1//R2).
5. Ví dụ 5:
Cho mạch điện như hình vẽ với: R1 = R2 = R3 = R4 = R5 = R6 = 9W; UAB = 21V.
Tính số chỉ của các ampe kế và vôn kế.
Bước 1:
Bước 2:
IA1 = I – I2 = IA2 + I5
IA2 = I4
IA3 = I2 + I4

UV1 = UV2 = UMN = U2

Bước 3:

D. NHỮNG LƯU Ý KHI ÁP DỤNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
* Phải vẽ chính xác sơ đồ mạch điện các kí hiệu dụng cụ và các điểm cho trên
hình.
* Khi vẽ được sơ đồ mạch điện đơn giản hơn cần ghi chú chiều dòng điện trên
các đoạn mạch thật chính xác phù hợp với sơ đồ mạch điện ban đầu.
* Cần ký hiệu những chữ cái giống nhau trên những điểm của mạch điện cho
phù hợp và xếp cân đối mạch điện để dễ nhìn, dễ nhận ra mối tương quan các dụng cụ.
E. BÀI HỌC KINH NGHIỆM
Qua sáng kiến trên bản thân tôi rút ra được một số bài học sau:
- Tạo ra được một kỹ năng, thao tác trong quá trình giải bài tập, phát triển được
óc tưởng tượng tạo ra một cái nhìn bao quát cho toàn mạch điện.
- Rèn luyện được tính cẩn thận trong kỹ năng vẽ hình cũng như tính thẩm mỹ
trong thao tác vẽ và tính toán.
- Tạo ra cho học sinh có cái nhìn sâu hơn về mặt kiến thức vật lý mà đặc biệt là
phần điện học.
- Rèn luyện cho học sinh được kỹ năng thao tác trong quá trình hình thành mạch
điện ở tiết thực hành cũng như trong đời sống thực tế lao động sản xuất.
F. ĐỀ XUẤT Ý KIẾN
1. Rất mong phòng thiết bị luôn tạo điều kiện tốt nhất để học sinh phát huy kỹ
năng trong những tiết thực hành vật lý phần điện học.
2. Đối với giáo viên cần hướng dẫn tỉ mĩ rõ ràng trong các bước hình thành
mạch điện mới đơn giản hơn cùng với việc áp dụng các hệ thức để tính giá trị đo được
trên ampe kế và vôn kế.
G. KẾT LUẬN
Những ví dụ trên bản thân tôi chỉ xin trình bày phương pháp giải quyết một số
bài toán về mạch điện trên có ampe kế và vôn kế theo bài toán thuận.

Trong quá trình giảng dạy đa số học sinh giải quyết được bài toán một cách
nhanh chóng đạt được hiệu quả cao trong quá trình bồi dưỡng học sinh của mình.
Trên đây là một ý tưởng nhỏ mà bản thân tôi rút ra được trong quá trình dạy trên
lớp, cũng như bồi dưỡng học sinh giỏi, tất nhiên sẽ có những thiếu sót. Tôi rất mong
quý thầy cô, đồng nghiệp thông cảm.