Skkn phương pháp giải những bài toán điện có sơ đồ mạch điện phức tạp

TÊN 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:
Giải

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.R3 ; IA2 ¹ 0
Bước 1:

Bước 2:
IA1 = I

Bước 3:

Giải

IA2 =


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

Giải

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:

Giải


(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:
M

Bước 2:
IA1 = I – I2 = IA2 + I5
IA2 = I4
IA3 = I2 + I4
UV1 = UV2 = UMN = U2

Bước 3:


Giải:

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.
Tôi xin chân thành cảm ơn.
Người thực hiện
Lê Thị Thu Cảnh


NHẬN XÉT, XẾP LOẠI ĐỀ TÀI SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
Tên đề tài sáng kiến kinh nghiệm: “Phương pháp giải những bài toán điện có
sơ đồ mạch điện phức tạp mắc Ampe kế và vôn kế”
Họ và tên tác giả: Lê Thị Thu Cảnh
Chức vụ: Giáo viên
Sinh hoạt chuyên môn tổ: Toán – Lý- Công nghệ
NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ VÀ XẾP LOẠI ĐỀ TÀI
Tổ chuyên môn

Hội đồng xét duyệt của đơn vị
………………………………………
………………………………………

………………………………………

………………………………………

………………………………………

………………………………………

………………………………………

………………………………………

………………………………………

………………………………………

………………………………………

………………………………………

………………………………………

………………………………………

………………………………………

Xếp loại đề tài:………………………

………………………………………
Xếp loại đề tài:………………………
Hòa Sơn, ngày….. tháng….. năm 20…

Hòa Sơn, ngày….. tháng….. năm 20…
HIỆU

TRƯỞNG

TỔ TRƯỞNG

Nhận

xét

và

xếp

loại

của

phòng

GD&ĐT

huyện

Hòa

……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………

Vang


…………………………………………………………………………………………...
……………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………...
…………………………………………………………………………….

Xếp
Hòa

Vang,

loại

đề

tài:………………………………..

ngày……….tháng………..năm

TRƯỞNG

20….
PHÒNG

Nhận xét và xếp loại của Hội đồng khoa học huyên Hòa Vang
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………...
…………………………………………………………………………………………...
……………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………...
……………………………………………………………………………


Xếp
Hòa

loại

Vang,

đề

tài:………………………………..

ngày……….tháng………..năm

CHỦ

20….
TỊCH

PHỤ LỤC
A. ĐẶT VẤN
ĐỀ................................................................................................................... - 1 B. THỰC TRẠNG VÀ SỰ CẦN
THIẾT................................................................................ - 2 1. Thực
trạng....................................................................................................................... 22. Sự cần thiết để giải những bài toán điện có sơ đồ mắc ampe kế và vôn
kế......................... - 2 C. GIẢI QUYẾT VẤN
ĐỀ..................................................................................................... - 3 1. Ví dụ

1:........................................................................................................................... 32. Ví dụ
2:........................................................................................................................... 53. Ví dụ
3:........................................................................................................................... 6-


4. Ví dụ
4:........................................................................................................................... 75. Ví dụ
5:........................................................................................................................... 9D. NHỮNG LƯU Ý KHI ÁP DỤNG SÁNG KIẾN KINH
NGHIỆM................................. - 11 E. BÀI HỌC KINH
NGHIỆM............................................................................................. - 12 F. ĐỀ XUẤT Ý
KIẾN.......................................................................................................... - 12 G. KẾT
LUẬN..................................................................................................................... 12 -