Đang tải... (xem toàn văn)
Tài liệu được soạn ra là một đề tài khoa học chuyên về phần điện học. Trong đề tài có liệt kê những bài tập khó phần điện và từ học lớp 9 và hướng dẫn giải. Tài liệu giúp giáo viên và học sinh có nhận thức sâu về phần điện học.
I/ Hệ phương trình bậc nhiều ẩn số Hệ phương trình dạng đối xứng Dạng x+y=a (1) y + z =b (2) x+z=c (3) Thông thường học sinh dùng phương pháp giải toán Thực chất dùng phương pháp giải dễ dàng toán Nhưng gặp dạng ta dùng cách giải đặc biệt sau giải toán nhanh Cộng tất vế phương trình ta : x + y + z = ½( a +b + c) (4) Trừ phương trình vừa cộng cho phương trình lại ta giá trò (4) (1) ⇒ z (4) (2) ⇒ x (4) (3) ⇒ y Dạng z (y + x ) / ( x + y +z ) = a (1) y ( x+ z) / ( x + y +z ) = b (2) x (y + z ) / ( x + y +z ) = c (3) Đối với toán dạng dùng phương pháp gặp nhiều khó khăn toán lối dùng cách giải gỡ toán nhanh hiệu nhiều Cộng tất phương trình ta được: ( xy + yz + xz )/ ( x +y +z )=1/2(a + b +c ) (4) Trừ phương trình (4) cho phương trình đầu ta xy / ( x +y +z )=1/2(a + b +c ) –a = A xz / ( x +y +z )=1/2(a + b +c ) –b = B zy / ( x +y +z )=1/2(a + b +c ) –c = C Chia phương trình vừa tìm cho ta phương trình sau: y/z = A/B x/y = B/C Rút ẩn theo ẩn ( rút ẩn khác theo ẩn y )và thay vào phương trình ta phương trình ẩûn số Giải phương trình ẩn tìm ẩn đó, suy ẩn lại z = y.B/A x = y.B/C Tuy nhiên phương trình tổng quát nhìn có vẽ khó hiểu gặp phương trình số lại đơn giản Sau hai ví dụ thực tế học sinh giải tập vật lý thường gặp cho cách giải Ví dụ 1: Trong môït hộp đen có ba điện trở mắc hình hình tam giác hình vẽ, có đầu dây đưa Dùng ôm kế đo điện trở hai đầu ôm kế 10 Ω, ôm kế 2A C đo điện trở hai đầu ôm kế 12 Ω, ôm kế đo điện trở hai đầu ôm kế 6Ω Tính điện trở hộp R Ra R2 Rc Từ toá1n ta đưa : R1 + R = 10 (1) R1 + R = 12 (2) R3 + R = (3) R R 3 b B Hình a Hình b Ví dụ 2: Cho hộp đen hình a Với dụng cụ vôn kế, ampêkế, nguồn điện, dây nối khoá K Bằng thực nghiệm xác đònh điện trở hộp Hướng dẫn cách giải: Mắc nguồn điện vào chốt 2, vôn kế vào chốt 2, am pêkế nối tiếp vào chốt hình để đo cường độ dòng điện hiệu điện hai đầu R R mắc nối tiếp U1 I Kết đưa ra: R1 + R2 = U1/I1 (1) Tương tự cho chốt lại ; R1 + R3 = U3/I3 (2) R3 + R2 = U2/I2 (3) Cuối đưa phương trình giải R1 = ½( U1/I1+ U3/I3 - U2/I2) R2 = ½( U1/I1+ U2/I2- U3/I3) R3 = ½( U2/I2+ U3/I3 - U1/I1) Thực chất ví dụ sau tương tự ví dụ Tương đương mạch điện, cách giải, tư học sinh phát huy mức cao Khi phát triển tư học sinh theo kế thừa giáo viên đánh giá khả học sinh biết học sinh nhận thức đánh giá mức độ nhận thức học sinh Ví dụ 3:Cho mạch điện hình vẽ Biết điện trở đoạn mạch 8Ω Nếâu thay đổi vò trí R1 R2 ta điện trở đoạn mạch 16Ω, nếâu thay đổi vò trí R1 R3 ta điện trở đoạn mạch 10Ω Tính điện trở R2 R3 R1 Căn toán ta có ( x= R1 , y= R2 , z=R3) x (y + z ) / ( x + y +z ) = (1) y ( x+ z) / ( x + y +z ) = 16 z (y + x ) / ( x + y +z ) = 10 Cộng tất phương trình ta được: ( xy + yz + xz )/ ( x +y +z )=1/2(8+ 16 + 10 ) ( xy + yz + xz )/ ( x +y +z )= 17 (2) (3) (4) Trừ phương trình (4) cho phương trình đầu ta zy / ( x +y +z )= (5) xz / ( x +y +z )= (6) xy / ( x +y +z )= (7) Chia phương trình vừa tìm cho ta phương trình sau: y/x = y/z = Rút ẩn theo ẩn ( rút ẩn khác theo ẩn y )và thay vào phương trình ta phương trình ẩûn số Giải phương trình ẩn tìm ẩn đó, suy ẩn lại x = y/9 z = y/7 Thay vào (7) ta : (y/7)y / ( y/9+ y + y/7) = Hay: 9y/ ( 7+ + 63) = Suy ra: y= 553/9 x= 553/ 81 z=79/ II- Bất đẳng thức Dạng học sinh thường gặp giải toán công suất dòng điện, biến trở thay đổi giá trò tìm giá trò cực đại, cực tiểu Vì kiến thức toán học phần hổ trợ học sinh cần thiết Bởi học sinh kiến thức toán phần đưa biểu thức không giải toán Dạng 1:Khi cung cấp học sinh chưa có đủ kinh nghiệm nên ta bắt nguồn từ biểu thức quen thuộc sau: ( A + B )2 ≥ với A , B > dấu xãy A = B Bình phương hai vế bất đẳng thứ ta có A + B ≥ AB * Nếu tổng A + B = a số không đổi ta tính giá trò lớn tích AB = a2/ iều quan trọng tích AB đạt giá trò nhỏ dấu chọn ( tức A = B) * Nếu tích AB = b số không đổi ta tính giá trò nhỏnhất tổng A + B = b Điều quan trọng tổng A + B đạt giá trò nhỏ dấu chọn ( tức A = B) Trong toán vật lý đưa lập luận A = B giải nhiều vấn đề liên quan Dạng 2:Sử dụng nghiệm phương trình bậc hai Trong toán vật lý thường giá trò thật, nên toán có nghiệm Khi gặp toán tìm giá trò cực đại cực tiểu ta lợi dụng ∆ ≥ Sau số toán minh họa cho thuật toán C- BÀI TOÁN GIẢI BẰNG NHIỀU PHƯƠNG PHÁP Bài1: Cho mạch điện gồm biến trở Rx mắc nối tiếp với điện trở R0 vào nguồn điện có hiệu điện không đổi U Tìm giá trò Rx để công suất tiêu thụ lớn nhất? Cách :Dùng phép biến đổi Cách mà học sinh cách thường dùng để giải vấn đề toán Tuy nhiên cách đòi hỏi học sinh có khả toán học tốt Quan trọng học sinh nhìn nhận vấn đề Rx R0 gặp phải toán khó khăn Thực tế học sinh khả khong giống nhau, nên gặp + U toán dạng nên cung cấp thủ thuật khác để học sinh lựa chọn cho cách tốt Dù giải cách thi nguyên tắc chung khảo sát đại lượng theo giá trò biến đổi, tốt nên hình thành biểu thức đại lượng khảo sát theo giá trò biến đổi đểû giải Hướng dẫn: -Hình thành công thức tổng quát tính công suất tiêu thụ đoạn mạch biến trở P = I2Rx = { U2/ ( Rx + R)2}.Rx P =U2Rx/ ( Rx+ R)2 (1) Xuất phát từ công thức ( 1) ta có P = { 4RRx/ ( Rx +R)2}.(U2/4R) Vì (U2/4R) không thay đổi nên P ∈{ 4RRx/ ( Rx +R)2} Thì bước lập luận nhìn chốt toán chủ yếu chổ Ta có { 4RRx/ ( Rx +R)2} = {( Rx + R)2 – ( Rx - R)2}/ ( Rx + R)2 = { -( Rx - R)2/ ( Rx + R)2} Vì ( Rx - R)2≥ , ( Rx + R)2> nên thương ( Rx - R)2/ ( Rx + R)2 ≥ ( dấu xãy Rx = R ) Do { -( Rx - R)2/ ( Rx + R)2} ≤ Suy P ≤ (U2/4R) Dựa theo biểu thức P đạt giá trò lớn (U2/4R) Khi ( Rx - R)2 = , tức Rx = R Kết luận: Công suất tiêu thụ biến trở Rx đạt giá trò lớn P= (U2/4R) R x = R Cách 2: Dùng bất đẳng thức để giải Phương án dùng lập luân bất đẳng thức Cũng từ công thức ( 1) ta có : P =U2Rx/ ( Rx+ R)2 (1) 2 Suy ra: P = U /{( Rx + R/ Rx ) } P đạt giá trò lơn {( Rx + R/ Rx )2} đạt giá trò nhỏ U không đổi hay tổng {( Rx + R/ Rx )} đạt giá trò nhỏ Ta có tích số hạng tổng {( Rx + R/ Rx )} Rx ( R/ Rx ) = R ( số không đổi nên tổng đạt giá trò nhỏ hai số hạng Tức Rx = ( R/ Rx ) Suy Rx = R công suất cực đại Rx P = (U2/4R) Phương án dùng lập luân bất đẳng thức Chúng ta giải theo sau Cũng từ công thức ( 1) ta có : P =U2Rx/ ( Rx+ R)2 (1) 2 Suy ra: P = U /{( Rx + R/ Rx ) } khai triển biểu thức P = U2/ {R2/ Rx + 2R + Rx} = U2/ {2R + R2/ Rx + Rx} Vì U, R só không đổi nên P đạt cực đại tổng R2/ Rx + Rx đạt cực tiểu Ta có tích hai số hạng này: (R2/ Rx) Rx = R2 ( số không đổi ) nên tổng đạt giá trò nhỏ hai số hạng tổng bằøng Tức (R2/ Rx)= Rx ta suy Rx = R Cách 3: Giải theo phương trình bậc hai với ẩn P Tư công thức tính công suất Rx : P =U2Rx/ ( Rx+ R)2 Suy P ( Rx+ R)2 = U2Rx P.(Rx )2 -( 2PR – U2)Rx + PR2 = Vì công suất Rx có nên tồn Rx Nghóa phương trình bậc theo Rx có nghiệm Hay ∆ ≥ ⇔ ( 2PR – U2)2 – 4.P PR2 ≥ ⇔ P ≤ (U2/4R) P đạt cực đại P = (U2/4R) Thay vào biểu thức ta Rx = R CHỦ ĐỀ I D- NHỮNG DẠNG TOÁN CƠ BẢN VỀ PHẦN ĐIỆN HỌC BÀI TOÁN THIÊN VỀ TÍNH ĐIỆN TRỞ VÀ HÌNH THÀNH SĐMĐ Chủ yếu phần hình thành mạch điện, tính điện trở theo điện trở thành phần số mạch đặc biệt khác: -Dựa theo tính chất đoạn mạch nối tiếp, song song chương trình vật lý THCS - Các thuật thuật khác( thủ thuật biến đổi tương đương, chập mạch, bỏ điện trở, ghép điện trở ……………………………).Đặc biệt phần sâu vào kinh nghiệm dùng thủ để giải tập ( dạng tập mà áp dụng tính chất thông thường đoạn mạch để giải ) - Toán học hổ trợ phần tập phương trình nghiệm nguyên (2 ẩn, ẩn) phương trình bậc hai - Từng toán rút cho học sinh biết điểm thủ thuật giải Tóm lại : Bài toán tính điện trở toàn mạch dựa điện trở thành phần dựa theo qui tắc sau: 1- Qui tắc biến đổi tương đương dựa tính chất đoạn mạch mắc nối tiếp, mắc song song ( đoạn mạch tuý song song, tuý nối tiếp hay hổn hợp song song nối tiếp) 2- Qui tắc chập mạch điểm có hiệu điện : Trong trường hợp điểm có hiệu điện thường gặp toán + Các điểm nằm đường dây nối + Các điểm nằm hai bên phàn tử có điện trở không đáng kể.( khoá K , ampêkế A , phần tử dòng điện qua, mạch có tính đối xứng, mạch có điện nhau……) 3- Qui tắc tách nút: Tách nút thành nhiều nút khác nhau(ngược lại với qui tắc 2) 4- Qui tắc bỏ điện trở: Nguyên tắc qui tắc ta loại bỏ điện trở khỏi mạch điện mạch điện tương đương mạch ban đầu với điều kiện: hiệu điện hai đầu điện trở 0( điện hai đầu điện trở nhau) thường gặp mạch cầu cân 5- Qui tắc chuyển mạch thành tam giác ngược lại R3 A R1 C A C Ra R2 Rc Rb B B Hình a Hình b Xuất phát từ RAB ; RAC ; RBC không đổi ta chứng minh RAB =R1( R2 + R3)/ ( R1+ R2+R3) = Ra + Rb RAC = R3( R2 + R1)/ ( R1+ R2+R3) = Ra + Rc RBC = R2( R1+ R3)/ ( R1+ R2+R3) = Rb + Rc Suy Ra = ( R1R3)/ ( R1+ R2+R3) Rb = ( R1R2)/ ( R1+ R2+R3) Rc = ( R2R3)/ ( R1+ R2+R3) Cách ghi nhớ: Tích hai điện trở kề chia tổng điện trở Ngược lại R1= (RaRb + RaRc+ RcRb)/ Rc R2= (RaRb + RaRc+ RcRb)/ Ra R3= (RaRb + RaRc+ RcRb)/ Rb= Cách ghi nhớ: Tổng tích đôi điện trở chia cho điện trở không nối 6- Mạch tuần hoàn: mạch mà điện trở lặp lai cách tuần hoàn kéo dài vô hạn ( chu kì lặp gọi ô mắc xích) Với loại ta giả sử điện trở R mạch không thay đổi ta nối thêm mắc xích 7-Khi hai đầu dụng cụ dùng điện bò nối tắt dây dẫn ( khoá k , hay ampêkế A ) có đòen trở không đáng kể coi dụng cụ không hoạt động CÁC BÀI TẬP CƠ BẢN VÀ NÂNG CAO TRƯỜNG HP CÁC ĐIỆN TRỞ CỐ ĐỊNH Bài 1:Có n điện trở r mắc nối tiếp với điện trở thay đổi ta mắc chúng song song với Bài 2:Cần phải cắt đoạn dây dẫn phần để mắc chúng song song với ta thu đoạn mạch có điện trở nhỏ điện trở sợi dây n lần Bài 3: Cho điện trở R1 ; R2 R3 mắc với theo sơ đồ sau điện trở đoạn mạch 5Ω Nếu đổi chổ cho ta R trò điện trở mạch tương ứng 8Ω ; giá R1 9Ω Hãy xác đònh điện trở R1 ; R2 R3 C+ - D R3 Bài 4:Các điện trở có giá trò r Hãy tính điện trở toàn mạch Bài 5: Cho mạch điện hình vẽ, cạnh có điện trở r ( ví dụ AB, AC, BC………… ) Tính điện trở tương đương a) Dòng điện vào nút A nút C b) Dòng điện vào nút A nút B c) Dòng điện vào nút A nút O D B P A B O C O A M N D Q B A C D B A M M C N D P N Q P M N Q C Bài 6: Có điện trở 1Ω ; 2Ω ; 2Ω ; 4Ω ; 5Ω ; 6Ω Hãy thành lập mạch điện có điện trở Ω Bài 7:Phải dùng điện trở loại r= 5Ω để hình thành mạch điện có điển trở 3Ω ; 6Ω ; 7Ω Bài : Có nhiều điện trở có giá trò R Hãy mắc điện trở thành mạch hổn hợp đối xứng Tức mạch có p nhánh mắc song, nhánh có q điện trở mắc nối tiếp cho điện trở toàn mạch kR a) Có cách mắc? Cách mắc có điện trở với giá trò xác đònh k b) Nếu không cần mạch đối xứng số điện trở k= 0,8 k = 1,5 Bài 9: Cho 2007 điểm đánh số từ đến 2007 Mỗi cặp mắc với điện trở R= 2007Ω Nguồn điện có hiệu điện U = 20V mắc vào hai điểm 2.Hãy a) Tính điện trở hai điểm b) Hiệu điện hai điểm 2007 Bài 10: Cho n điểm đánh số từ đến n Mỗi cặp mắc với điện trở R= 2007Ω Hãy tính điện trở hai điểm kề Bài 11: Có hai loại điện trở 20Ω 30Ω Hỏi loại cần để mắc chúng a) Nối tiếp đoạn mạch có điện trở 200Ω b) Song song đoạn mạch có điện trở 5Ω c) Hai nhánh mắc song song đối xứng có điện trở toàn mạch 50Ω Bài 12: Cho mạch điện hình vẽ Hiệu điện hai điểm B D không đổi 220V, R1 = 170Ω, sốù ampêkế A 1A R điện trở gồm nhỏ mắc nối tiếp gồm loại khác : loại 1,8Ω ; loại 2Ω loại 3Ω Hỏi loại có A+ R R1 - D A Bài 13: Điện trở tương đương hai điện trở mắc nối tiếp 30Ω; Nếu mắc thêm điện trở R = 6Ω ,song song với x ta điện trở tương đương điện trở R /=22Ω , Hỏi mắc R song song với y ta điện trở tương đương điện trở bao nhiêu? DÙNG CÔNG THỨC ĐIỆN TRỞ Bài 1:Một dây dẫn đồng tính, tiết diện uốn thành tan giác vuông cân ABC Trung điểm O cạnh huyền AB đỉnh B lại nối đoạn ODB, tạo thành tam giác vuông cân D Biết điện trở AO R Hãy tính điện trở tương đương C đoạn mạch AB O A B R D Bài 2:Một biến trở gồm dây nikêlin, đường kính 2mm quấn vòng sát vòng ống sứ cách điện đường kính cm dài 20 cm Cho biết điện trở suất dây 0,4.10 Ωm Tính điện trở toàn sợi dây? Bài 3:Một cuộn dây đồng đường kính 0,5mm quấn lõi dài 10cm đường kính hai đóa hai đầu cm Biết rắng đường dây quấn sát Tính điện trở cuộn dây? Bài 4: Cuộn dây nam châm điện dài 3cm gồm nhiều lớp đường kính trung bình vòng dây 3cm Dây đồng đường kính 0,2mm có điện trở 100Ω Hãy tính xem cuộn dây có lớp? Bài 5: Cho mạch điện hình vẽ hình vẽ MON MCN hai dây đồng tính tiết diện , C chạy di chuyển dây dẫn uốn cong MCN; ampêkế A dây nối có điện trở không đáng kể Hiệu điện hai điểm P Q không đổi 7,2V Khi chạy C điểm cung MN ampêkế A 0,225A; Khi chạy C điểm C/ cung CN ampêkế A 0,200A Hỏi chạy C điểm C cung CM ampêkế A giá trò bao nhiêu? Q+ C C/ C1 P+ A M O A+ - B N Bài 6: Ba dây dẫn đồng tính tiết diện gùng hợp kim, dây thẳng, dây uốn thành hai đường tròn nối với theo hình vẽ sau đặt vào hai đầu A B hiệu điện U Tính tỉ số cường độ dòng điện qua hai đường tròn Bài 7: Có dây dẫn đồng chất tiết diện điện trở R uốn thành đường tròn Xác đònh vò trí A B cho RAB= a Áp dụng cho trường hợp R= 50Ω RAB= 10Ω A+ MẠCH TUẦN HOÀN - B x CHỦ ĐỀ 2: DẠNG BÀI TOÁN VỀ CÔNG SUẤT I-1 CÁC BÀI TOÁN CƠ BẢN Bài 1: Có bóng đèn, hiệu điên đònh mức 110V , có công suất 15W, 25W, 60W, 100W 150W.Phải ghép chúng nào, để mắc vào mạng điện có hiệu điện 220V chúng sáng bình thường Bài 2:Một đoạn mạch gồm diện trở R0 mắc nối tiếp với cụm hai điện trở R1= 3Ω R2 = 12Ω R0 diều chỉnh cho hai điện trở R 1và R2 mắc nối tiếp mắc song song nhiệt lượng chúng toả giây giữ nguyên giá trò P Hãy tính hiệu điện U đoạn mạch điện trở R0, biết công suất P= 15w Bài 3: Trên đoạn mạch, hiệu điện không đổi U, có ampêkế , điện trở r biến trở mắc nối tiếp Khi điều chỉnh cường độ dòng điện I 1=4A công suất tiêu thụ biến trở 40W, điều chỉnh cường độ dòng điện I2=3A công suất tiêu thụ biến trở 31,5W, điều chỉnh cường độ dòng điện I 3=2A công suất tiêu thụ biến trở bao nhiêu? Bài 4:Một đoạn mạch điện gồm biến trở r, mắc nối tiếp với đoạn mạch điện gồm hai nhánh mắc song song : nhánh chứa mọt bóng đèn Đ, nhánh chứa bóng đèn giống hệt bóng đèn Đ điện trở R0 mắc nối tiếp đặt vào hai đầu đoạn mạch hiệu điện U= 20V tổng công suất tiêu thụ hai nhánh 60W, biết r= 1,6Ω R0=2Ω Hãy tính công suất tiêu thụ hai đèn Bài 5:Một bàn điện chế tạo để dùng cho hiệu điện U 0=120V, có công suất P= 300W Khi mắc vào mạch hiệu điện ổ cắm giảm từ U 1=127V xuống U2= 115V Xác đònh điện trở dây nối , biết điện trở bàn không thay đổi Bài 6:Một ấm điện có hai dây giống hệt nhau, cho phép mức độ đốt nóng khác tuỳ thuộc vào thứ tự cách mắc cuộn dây Hãy vẽ sơ đồ cách mắc, công suất tiêu thụ ấm cách mắc quan hệ với nào? Bài 7:Khi mắc vào mạch điện bếp điện có công suất đònh mức 300W thấy công suất thực tế 250W a) Hỏi công suất toả hai bếp điện ta mắc đồng thời hai bếp vào mạch điện?( bỏ qua thay đổi điện trở) b) Nếu dùng hai bếp mắc vào mạch hình vẽ, cần phải chọn điện trở R 1và R2 để hiệu điện bếp nhỏ n lần hiệu điện mắc trực tiếp bếp vào hai cực nguồn điện công suất tiêu thụ toàn mạch công suất tiêu thụ mắc trực tiếp R2 + U - R2 R1 Rb Bài 8:Trong bóng mắc hình vẽ, bóng có điện trở R Cho biết công suất bóng thứ tư P4=1W Tìm công suất bóng lại A Đ2 Đ4 Đ1 B Đ3 Đ5 Bài 9:Trong sơ đồ mạch điện trên, bóng có công suất Cho R 4= 1Ω Tính điện trở lại R1, R2, R3 R5 Bài 10:Người ta dùng nguồn điện hiệu điện không đổi U0= 12V để thắp sáng bóng đèn có hiệu điện đònh mức =6V, có công suất chọn khoảng từ 1,5 W đến 3W dây nối có điện trở Rd = 2Ω Biết dùng loại bóng đèn có công suất xác đònh Hỏi loại bóng ghép để chúng sáng bình thường 2- MẠCH CẦU KHÔNG CÂN BẰNG R1/R3 ≠ R2/ R4 Hay R1.R4 ≠ R2 R3 Ví dụ: Cho mạch điện hình vẽ: R1= 1Ω, R2= 1Ω R3= 2Ω, R4= 3Ω, R5= 1Ω Hiệu điện không A+ đổi trì U=10V Cường độ dòng điện qua điện trở điện trở toàn mạch CÁC CÁCH GIẢI R1 R3 C R5 D R2 - B R4 Cách 1: Thông thường học sinh gặp phải dạng toán hay đưa phương trình ẩn số I1, I2,I3, I4,I5 Tuy nhiên qua cách giải học sinh phải vất vã để giải phương trình bật ẩn số dùng kó thuật thay dần để chuyển phương trình ẩn Việc giải có nhiều khéo léo, không dẫn đến đường vòng ( giải hoài trở lối cũ) Giả sử dòng I5 có chiều từ CD Sử dụng phương trình I R1 R2 I C U 1+U2 = U A+ - B U 3+U4 = U R5 I I3 R R4 I U 1+U5 = U3* D I1 = I5 + I2 I3 = I4 - I5 Thay số ta hệ phương trình sau I 1R1+I2R2 = U I1+ I2 = 10 I 3R3+I4R4 = U 2I3 + 3I4 = 10 I 1R1+I5R5 = I3R3 ⇒ I 1+I5 = 2I3 I1 = I5 + I2 I1 = I5 + I2 I3 = I4 - I5 I3 = I4 - I5 Giải ta I1 = 4,8A - I2 = 5,2A – I3 = 2,2A - I4 = 1,8A - I5 = 0,4A Cường độ dòng điện qua mạch I = 7A R =10/7 ≈ 1,4A Cách 2: Giải theo ẩn số U1 U3 Cũng sử dụng phương trình ta chuyển ẩn U1 U3 U 1+U5 = U3 * (1) U 1+U5 = U3 I1 = I5 + I2 (2) ⇒ U1/R1 = U5/R5+ U2/R2 I3 = I4 - I5 (3) U3/R3 = U4/R4 – U5/R5 U4= U – U1 & U2 = U – U1 Thay vào ta U 1+U5 = U3 U 1+U5 = U3 U1/R1 = U5/R5+ (U – U1)/R2 ⇒ U1 = U5+ (10 – U1) U3/R3 = (U – U1)/R4 – U5/R5 U3/2 = (10 – U1)/3 – U5 Giải hệ phương trình ẩn số tìm : U1 = 4,8V – U3 = 4,4V suy : U2 = 5,2V - U4 = 5,4V - I5 = 0,4V Cách 3:Biến đổi tương đương Chuyển đổi từ mạch mạch tam giác A+ RC RB C R2 - B RD D R4 M Thuận tiện phương án ta tính điện trở toàn mạch cách dễ dàng RB = ( R1+ R3) / ( R1 + R2 +R3) RC = ( R1+ R5) / ( R1 + R2 +R3) RD = ( R5+ R3) / ( R1 + R2 +R3) Điện trở đoạn mạch MB: Rmb = ( RC+ R2) ( RD+ R4) / ( RC + RD+ R2+R4) Điện trở toàn mạch: R = RB + Rmb Cường độ dòng điện qua mạch chính: I = U / R Tìm U MB = I Rmb Suy I2 = UMB/ ( Rc + R2) ⇒ U2 = I2R2 I4 = I – I ⇒ U4 = I4R4 Trở mạch ban đầu, tìm U1 U ⇒ I1 & I3 ⇒ I5 Cách 4: Chọn mốc điện VB = ẩn số tìm VC VD Việc giải roán cần sử dụng phương trình nút C nút D U= VA – VB = VA = 10V I1 = I5 + I2 ⇒ (VA- VC)/ R1 = ( VC – VD)/ R5 + ( VC – VB)/R2 (1) I3 = I4 - I5 ⇒ (VA- VD)/ R3 = ( VD – VB)/ R4 + ( VD – VC)/R2 (2) Giải tìm VC VD ⇒ I1, I2,I3, I4,I5 theo cách tính Tóm lại cách giải cách giái có ưu điểm đònh Nhưng cách giải học sinh dễ dàng tiếp thu giải toán nhanh Bài tập rèn kó học sinh : Cho mạch điện hình vẽ: R1= 3Ω, R2= 2Ω ,R3= 3Ω, R4= 5Ω, R5= 3Ω Hiệu điện không đổi trì U=3V Cường độ dòng điện qua điện trở điện trở toàn mạch I R1 R2 I C A+ I3 R R5 I D - B R4 I4 Đáp số : 5(/9 – 2/3 – 4/9 – 1/3 – 5/9) CÁC DẠNG CƠ BẢN VẬN DỤNG RÈN KĨ NĂNG R Bài 1: Cho mạch điện hình vẽ biết hiệu điện giữaR1 đầu A và2B trì hai C không thay đổi U= 18V, R1= 2Ω, R2= 2Ω, R3= 3Ω, R4= 10Ω Tính A+ - B a) Cường độ dòng điện qua điện trở A R3 R4 b) Thay dây dẫn ampêkế Tính số ampêkế D R1 C R2 A+ - B R3 ( H1) D R4 Bài 2: Cho mạch điện hình vẽ: R1= 5Ω, R2 = 10Ω, R3= 6Ω, R4 biến trở, hiệu điện U= 18V không đổi Tính: a) Giá trò biến trở R4 để cường độ dòng điện qua ampêkế b) Giá trò R4 để cường độ dòng điện qua ampêkế 0,2 A.(H2) Bài 3: Cho mạch điện hình vẽ sau: Trên đèn ghi cá giá trò sau Đ 1( 12V6W); Đ2( 12V- 12W) Đ3 ghi 3W giá trò hiệu điện bò mờ hẳn Mạch điện đèn sáng bình thường a) Hãy tính hiệu điện đònh mức đèn Đ3 b) Cho R1 =9Ω Hãy tính R2 c) Tìm giới hạn R1 để thực điều kiện sáng bình thường đèn Đ1 Đ2 R3 K C Bài 4: Cho mạch điện hình vẽ: Trong R2 đèn ( 2,5V- 1,25W) , R4 =2,5Ω; A+ - B đổ , - cá A +U= 10V không đổi Cho điện trở B c đèn không thayR i Tìm R 1R R3 để đèn Đ3 sáng bình thường K mở K đóng R2 Rmạch điện hình vẽ Biết R = R = 6Ω , R = R =3Ω , R đèn 3V- 1,5W D Bài 5: Cho 1 sáng bình thường Tính UAB? R3 R2 R3 R2 C C A+ - B A+ - B A R1 R4 R1 R4 D D Bài 6: Cho mạch điện hình vẽ Biếùt Ampêkế có điện trở không đáng kể có số nằm vạch chia độ R1 2Ω, R2=3Ω, R3 = 6Ω Hỏi cường độ dòng điện qua ampêkế qua mạch thay đổi điều chỉnh R4 ? Cho UAB không thay đổi Bài 7:Cho mạch điện hình vẽ, cho C đèn :Đ1( 6V- 6W); Đ2( 12V- 6) Đ3(1,5W) Khi mắc A+ - B vào hai điểm A B vào hiệu điện U0, đèn sáng bình thường.Hãy xác đònh: a) Hiệu điện đònh mức đèn Đ3, Đ4, Đ5 D b) Công suất tiêu thụ mạch, biết tỉ số công suất hai đèn cuối 5/3 Bài 8: Cho mạch điện hình vẽ: Đ1 Đ4 hai đèn 6V- 9W; Đ2 Đ3 hai đèn 6V4W, ampêkế, khoá K dây nối có điện trở không đáng kể Đặt vào hai điểm M N môït hiệu điện không đổi U = 12V a) Xét hai trường hợp K đóng K mở đèn có sáng bình thường không? b) Xác đònh độ lớn cường độ dòng điện qua ampêkế K đóng? C M + - N A K D Bài : Cho mạch điện hình vẽ Trong hiệu điện hai đầu đoạn mạch không đổi U= 7V, điện trở R1 = 3Ω, R2 = 6Ω, AB dây dẫn có chiều U i-l= 1,5 m , tiết diện + dà -7 không đổi S= 0,1 mm điện trở suất ρ = 4.10 Ωm, R1 R2 điện trở dây nối ampêkế A không đáng kể a) Tính điện trở dây AB b) Con chạy vò trí C mà chiều dài AC = ½ CB A Xác đònh số ampêkế B c) Xác đònh vò trí chạy C/ để cường độ dòng A điện qua ampêkế từ D đến C có cường độ Ia/ = 1/3 A C Bài 10: Cho mạch điện hình vẽ R1=R3 = 45Ω, R2= 90Ω, Đ mộït bóng đèn khoá K có điện trở không đáng kể Hiệu điện U hai đầu đoạn mạch không thay đổi 90V Biết K đóng, K ngắt đèn sáng bình thường Hãy xác đònh điện trở hiệu điện đònh mức đèn R1 K C A+ - B R2 D R3 CHỦ ĐỀ 4: BÀI TOÁN VỀ ĐỊNH LUẬT JUN- LEN XƠ CÔNG CỦA DÒNG ĐIỆN- HIỆU SUẤT MẠCH ĐIỆN Bài 1: Để chế tạo cuộn dây đốt nóng ấm đun nước điện ta dùng dây nikêlin đường kính d= 0,2 mm, quấn lỏi sứ hình trụ đường kính D = 1,5cm Hỏi phải quấn vòng để đun sôi 120g nước 10 phút Biết hiệu điện mạch U 0= 100V, nhiệt độ ban đầu nước 100 C, hiệu suất bếp H = 60%, điện trở suất dây nikêlin 4.10-7 Ωm, nhiệt dung riêng nước 4200J/kg.K HD:Công thức tính tiết diện S= r2Π Cv= dΠ ( ĐS: n= 133 vòng) Bài 2: Trước mắc dụng cụ điện vào mạch hiệu điện đ U= 110V, Khi mắc thêm đèn có công suất đònh mức P0= 100w vào mạch hiệu điện giảm xuống U0=166V, Khi mắc ấm điện song song với đèn hiệu điện giảm xuống U1= 100V Bỏ qua phụ thuộc điện trở vào nhiệt độ Biết ấm đèn có hiệu điện đònh mức.hãy tính công suất đònh mức bếp U D R1 A Hướng dẫn Tính r dây hai trường hợp kiện m ( xác đònh điện trở ấm R1=R0r U/( R0{U- U1}- U1r) Suy P1= U( U0- U1) P0/ U1(U- U0)= 165W Bài 3: Khi mắc bếp điện có công suất đònh mức 300W công suất thực tế 250W Hỏi công suất toả hai bếp ta dùng đồng thời hai bếp mắc song song vào mạch Hướng dẫn Lập phương trình theo r hai trường hợp, so sánh giải ta ( hiệu điện đònh mức bếp hiệu điện nguồn nhau) P= 2P1P0/ ( P - P ) = 423W Bài 4: Trong mạch điện có dây đồng tiết diện 5mm2, cần phải mắc thêm cầu chì Hỏi tiết diện dây chì bằêng để đốt nóng mạch lên 100C chảy Nhiệt độ ban đầu dây chì 270C nhiệt độ nóng chảy dây chì 3270C ( ĐS: 4,25mm2) Bài 5: Một ấm nước có lò xo xoắn, có điện trở R 0=120Ω mắc song song với Ấm mắc với điện trở r = 50Ω Hỏi thời gian đun sôi lò xo bò đứt? ĐS: t2=(242/243) t1 Bài 6: Người ta dùng bếp điện loại 800W – 220V họat động hiệu điện 165V để đun kg nước đá có nhiệt độ ban đầu t1=- 200C Bỏ qua sư trao đổi nhiệt lượng kế với môi trường Xác đònh nhiệt độ cuối của nước thời gian đun t= 20phút hiệu suất bếp H= 80% Nhiệt dung riêng nước nước đá 2100J/kgK; 4200J/kgK Bài 7: Để đun sôi ấm nước người ta dùng bếp điện có hai dây điện trở R R2.Nếu dùng dây R1 thời gian đun 10phút nước sôi Nếu dùng dây R2 thời gian đun 30 phút nước sôi Hỏi thời gian đun nếu: a) Mắc nối tiếp hai điện trở để đun b) Mắc song song hai điện trở để đun.Biết hiệu điện nguồn không thay đổi, bỏ toả nhiệt ấm môi trường Bài 8: Để đun sôi ấm nước người ta dùng bếp điện có hai dây điện trở R R2 Khi mắc nối tiếp hai điện trở thời gian đun 15 phút măùc song song thời gian đun phút 20giây Hỏi dùng riêng điện trở đun thời gian bao nhiêu? Biết hiệu điện nguồn không thay đổi, bỏ toả nhiệt ấm môi trường Bài 9: Dùng bếp loại 200V- 1000W hoạt động hiệu điện U = 150V để đun sôi ấm nước Bếp có hiệu suất 80% Sự toả nhiệt môi trường sau: Nếu thử ngắt mạch điện sau phút nước hạ xuống 0,5 0C Ấm có khối lượng m1= 100g ; C1= 600J/kgK, nước có khối lượng m= 500g ; C1= 4200J/kgK, nhiệt độ ban đầu 200C Tính thời gian cần thiết để đun ( ĐS : t = 400s) Bài 10: Người ta đun nước mộït ấm có hiệu suất 100% Ấm toả nhiệt không khí, nhiệt lượng hao phí toả không khí tỉ lệ với thời gian đun Khi hiệu điện dùng U1 =200V sau phút nước sôi, U2 =100V sau 25 phút nước sôi Hỏi U3 =100V sau nước sôi? Hướng dẫn Công suất tỏa nhiệt môi trường ph = Q/t trường hợp không đổi Qtp = Qn + Qh Qtp= Qn + Pht ĐS: t3=18,75 phút Bài 11: Khi mắc bếp điện vào hiệu điện U1= 120V thời gian đun t1= 10ph, mắc vào hiệu điện U2= 110V thời gian đun t2= 15ph, Tính thời gian đun t3 mắc mắc vào hiệu điện U3= 100V Biết lượng nước ấm nhiệt độ ban đầu nước nhiệt lượng bếp toả môi trường tỉ lệ với thời gian đun Bài 12: Khi dòng điện có cường độ dòng điện I1= 1A qua dây dẫn khoảng thời gian dây nóng đến nhiệt độ t1= 400C, Khi dòng điện có cường độ dòng điện I2= 2A qua dây dẫn khoảng thời gian dây nóng đến nhiệt độ t2= 1000C Hỏi dòng điện có cường độ dòng điện I3= 4A qua dây dẫn khoảng thời gian dây nóng đến nhiệt độ t3 Coi nhiệt độ xung quanh dây không đổi Biết nhiệt độ toả môi trường tỉ lệ thuận với độ chênh lệch nhiệt độ dây dẫn môi trường xung quanh Hướng dẫn Công suất toả nhiệt dây dẫn P = I2R Công suất toả nhiệt môi trường Ph= k( t- t0) Khi cân nhiệt P= Ph ĐS: t3 = 5t2- 4t1=3400C CHỦ ĐỀ 5: BÀI TOÁN VỀ TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ĐI XA r toàn dường dây Nơi truyền tải U- P Nơi tiêu thụ U1 I Cường độ dòng điện dây 1-Công suất hao phí đường dây : Php= (P2.r )/U2 Php= I2r 2-Độ sụt ( sụt áp) đường dây: ∆ U = Ir ∆ U = U- U1 3-Hiệu suất truyền tải: H = (P1/ P).100% 4- Máy biến thế: hiệu điện cuộn dây tỉ lệ thuận với số vòng dây cuộn U1/U2= n1/n2 Bỏ qua lượng mát làm nóng lỏi sắt ta có P1=P2 hay U1I1= U2I2 U1/U2= I2/I1 Suy ra: I2/I1= n1/n2 Cường độ dòng điện qua cuộn dây tỉ lệ nghòch với số vòng dây cuộn I-1 CÁC BÀI TOÁN CƠ BẢN Bài 1: Từ nguồn điện có hiệu điện U1= 2500V, điện truyền tải đến nơi tiêu thụ Biết điện trở dây dẫn R = 10Ω công suất nguồn P = 100kw Hãy tính: a) Công suất tiêu thụ đường dây b) Hiệu điện nơi tiêu thụ hiệu suất tải tải điện Bài 2: Người ta dẫn điện từ nơi phát đến nơi tiêu thụ cách 5km dây dẫn điện có điện trở suất 1,57 10-8Ωm, dây có đường kính 4mm Nơi tiêu thụ cần công suất 10kW với hiệu điện 200V Tính hiệu điện nơi phát nơi sử dụng? Bài 3: Một thác nước lưu lượng 3m3/s Thác nước cao 20m Cho biết trọng lượng riêng nước 104N/m3 Tính: a) Công suất thác nước b) Thác nước dùng để vận hành nhà máy thuỷ điện với hiệu suất 56% Tính công suất nhà máy thuỷ điện cung cấp c) Điện sản xuất truyền tải đến nơi tiêu thụ xa nhà máy 2km với hiệu điện hai đầu dây truyền tải 10kV, mát đường dây tải điện 10% Biết dây dẫn điện đồng, tiết diện 1mm2, khối lượng riêng đồng 8900kg/m3 Tính khối lượng đồng dùng để làm dây dẫn II-2 CÁC BÀI TẬP NÂNG CAO Bài 1: Từ nguồn điện có hiệu điện U= 6200V, điện truyền tải đến nơi tiêu thụ Biết điện trở tổng cộng dây dẫn R = 10Ω công suất nơi tiêu thụ Pt = 100kw Hãy tính độ giảm đường dây công suất hao phí đường dây? Bài 2: Khi tải điện xa người ta dùng máy biến để tăng hiệu điện đến 6kV có khả chòu tải đònh mức 1000kW Khi hiệu số số công tơ điện trạm biến nơi tiêu thụ tăng lên ngày đêm 216kW Hỏi cần nâng hiệu điện lên đến bao nhiêu, để tải điện tổn hao điện không vượt 0,1% Bài 3: Cần nâng hiệu điện mạch lên lần để hạ thấp tổn hao công suất đường dây 100 lần việc tải điện đến vật tiêu thụ điện công suất, biết trước độ sụt đường dây ∆U= nU1( U1là hiệu điện vật tiêu thụ điện ) Bài 4: Một trạm máy phát điện cần truyền tải điện đến thành phố (A) cách nhà máy dây cáp điện Biết hiệu điện nơi truyền tải 220V, độ sụt áp đường dây không vượt 12V , công suất máy phát 15kW Dây cáp dẫn điện đồng Hỏi dây cáp dẫn điện có tiết diện tối thiểu bao nhiêu? Bài 5:Có hai trạm dân cư sủ dụng trạm điện dùng chung đường dây nối tới trạm Hiệu điện trạm không đổi 220V Tổng công suất tiêu thụ hiệu điện đònh mức 220V đồ dùng điện hai cụm P 0=55Kw Khi có cụm dùng điện công suất tiêu thụ thực tế cụm P 2= 50,688Kw Tính công suất hao phí đường dây tải từ trạm đến cụm Khi hai cụm dùng điện (cầu dao K đóng) công suất tiêu thụ thực tế cụm hai P2 = 44,55Kw Hỏi , hiệu điện thực tế cụm bao nhiêu? biết điện trở dùng điện dây nối không phụ thuộc Cụo công suất sử dụng m Cụm K TRẠM ĐIỆN CHỦ ĐỀ 6: BÀI TOÁN VỀ MẠCH ĐIỆN CÓ AMPÊKẾ I-1 CÁC BÀI TOÁN CƠ BẢN Bài1:Cho mạch điện hình vẽ Ampê kế có điện trở không đáng kể Biết R1= R3 = 30Ω R2 = 5Ω, R4= 15Ω U= 90V Xác đònh số ampêkế R1 U R2 R3 R4 A Bài2: Cho mạch điện hình vẽ Ampê kế có điện trở không đáng kể Biết R 2= R3 = 6Ω ; R4= 8Ω, R1= 9Ω U= 12V Xác đònh số ampêkế ( HSGT năm 2008) U R1 R2 R3 R4 A Bài 3: Cho mạch điện hình vẽ Các ampê kế có điện trở không đáng kể Biết R1= 30Ω , R2 = 5Ω, R3= 15Ω hiệu điện ahi điểm M, N không đổi U= 30V Xác đònh số ampêkế khi: K1 A1 - K1mở , K2 đóng R3 M + - K2mở , K1 đóng N- K1, K2 đóng R2 R1 A2 K2 II-2 CÁC BÀI TẬP NÂNG CAO Bài 1: Cho mạch điện hình vẽ: R1= 5Ω, R2 = 10Ω, R3= 6Ω, R4 biến trở, hiệu điện U= 18V không đổi Tính: a)Giá trò biến trở R4 để cường độ dòng điện qua ampêkế b)Giá trò R4 để cường độ dòng điện qua ampêkế 0,2 A.(H1) R1 A+ R3 ( H1) C A D R2 - B R4 Bài : Cho mạch điện hình vẽ Trong hiệu điện hai đầu đoạn mạch không đổi U= 7V, điện trở R1 = 3Ω, R2 = 6Ω, AB dây dẫn có chiều dài l= 1,5 m , tiết diện không đổi S= 0,1 mm2 điện trở suất ρ = 4.10-7Ωm, điện trở dây nối ampêkế A không đáng kể + U d) Tính điện trở dây AB R1 R2 e) Con chạy vò trí C mà chiều dài AC = ½ CB Xác đònh số ampêkế f) Xác đònh vò trí chạy C/ để cường độ dòng A điện qua ampêkế từ D đến C có cường độ Ia/ = 1/3 A A B C Bài :Cho sơ đồ mạch điện hình vẽ Nguồn điện có hiệu điện U =1V ; điện trở R= 1Ω; ampkế A1 , A2 có điện trở không dòng điện qua chúng bò thay đổi thay đổi giá trò biến trở r Khi điều chỉnh giá trò biến trở r ampêkế A giá trò 1A ampêkế A1 3,5A Nếu đổi vò trí R1 R2 chỉnh lại biến trở A2 lại 1A A1 2,333A (≈7/3 A) Hãy tính giá trò điện trở R1 R2 + U A1 R1 r ( hình 4) R2 R A2 Bài 4: Cho mạch điện hình vẽ: Biết R1 = 5Ω , R2 = 10Ω , R4 = 15Ω R4 biến trở a) Khi R4= 20Ω tính số am pêkế b) Điều chỉnh R4 để ampêkế giá trò c) Khi ampêkế 1,866A( ≈ 28/5A) R4 bao nhiêu?(hình 4) R1 A+ R2 ( hình 4) C A D R3 R2 - B R4 R3 R1 K1 ( hình 5) K2 + U - A Bài 5:Cho mạch điện hình vẽ , ampêkế , dây nối khóa K có điện trở không dáng kể , hiệu điện đoạn mạch không thay đổi U Biết hai khoá K 1và K2 mở ampêkế giá trò I0, hai khoá K1 đóng K2 mở ampêkế giá trò I1, hai khoá K1 mở K2 đóng ampêkế giá trò I2, Hỏi hai khoá K1và K2 đóng ampêkế giá trò giá trò bao nhiêu?(hình 5) U D R1 A Bài 6: Cho mạch điện hình vẽ , hiệu điện U=6V không đổi ; đèn Đ có điện trở Rđ=2,5Ω, có hiệu điện đònh mức = 4,5V; MN dây đồng chất tiết diện Bỏ qua điện trở dây nối ampêkế (hình 6) a) Đèn sáng bình thường ampêkế 2A Xác đònhg tỉ số MC/NC b) Khi dòch chuyển chạy đến vò trí C/ cho NC/= MC/ R M A C N +M A3 _ N A2 + U - A1 A4 ( hình 6) ( hình 7) Bài 7: Cho am pê kế giống có điện trở giống r Ampêkế A 4A ampêkế A4 3A ( hình 7) a) Tính số ampêkế lại b) Biết U= 28V Tìm r R Bài 8: Cho mạch điện hình vẽ Biết U= 20V không đổi, R1=3Ω, R3=1Ω R5= 2Ω Khi khoá K đóng hay mở ampêkế 1A Tính R2 R4.( hình 8) Bài 9: Cho mạch điện hình vẽ, ampêkế dây nối có điện trở không đáng kể Hiệu điện U = 12V không đổi Biết R1 = 12Ω; R2= 6Ω; R3= 4Ω R4=4 Ω Tính số ampêkế K đóng hay K mở.( hình 9) + U A1 R3 R4 R1 R2 R5 A2 R4 R3 R1 + U - A ( hình 9) K R2 ( hình 8) CHỦ ĐỀ 7: MẠCH ĐIỆN HAI NGUỒN HAY NGUỒN THAY ĐỔI Bài 1: Cho mạch điện hình vẽ Nếu đặt vào hai đầu mạch điện hiệu điện U= 100V, hiệu điện hai đầu 30V Nối ampekế có điện trở không đáng kể vào hai đầu ampêkế 1A , đặt vào hai đầu hiệu điện U=100V hiệu điện hai đầu vào 15V Xác đònh giá trò điện trở R , R2 R3 C A R2 Vào R1 R3 Ra B D Bài 2: Cho mạch điện hình vẽ Nếu đặt vào hai đầu A B hiệu điện U AB= 120V cường độ dòng điện qua R3 I3 = 2A hiệu điện đo hai đầu C D UCD = 30V Nêu ngược lại đặt vào hai đầu C D hiệu điện U/ CD = 120V ø hiệu điện đo hai đầu A B U/ AB= 20V Tìm điện trở R1 , R2, R3 C A Vào R1 R2 R2 R3 Ra B D Bài 3:Cho mạch điện hình vẽ Mắc vào hai điểm A, B hiệu điện U AB = 1,5V vôn kế mắc vào hai điểm C, D giá trò U1= 1V Nếu thay vôn kế ampêkế mắc vào hai điểm C, D ampêkế vgiá trò I= 60mA Nếu đổi lại, bỏ ampêkế , mắc vào hai điểm C, D mọt hiệu điện UCD= 1,5V, vôn kế mắc vào hai điểm vào A, B vôn kế U2= 1V Cho biết vôn kế có điện trở lớn, ampêkế có điện trở bỏ qua Hãy xác đònh điện trở R1, R2 R3 A C R1 R3 R2 B D Bài 4:Môït hộp kín, bên có hai linh kiện mắc nối tiếp, nối hai chốt M, N Người ta mắc thêm điện trở R = 1Ω, ampêkế A có điện trở không đáng kể nối tiếp với hộp, mắc toàn hệ thống vào vào hai cực nguồn điện có hiệu điện U biến đổi không thay đổi cực tính Lần đầu U= U1= 5V số ampêkế A I1= 1A, lần sauU= U= 20V số ampêkế A I2= 2A Cho biết linh kiện hộp đen phần tử mạch điện học chương trình SGK vật lý lớp Hãy xác đònh sơ đồ bên hộp Bài 5:Cho mạch điện hình vẽ hiệu điện U1=12V; R1=1Ω ; R2=3Ω a) Hiệu điện U2 phải để cường độ dòng điện qua biến trở R? b) Giả sử thay giá trò U2 = 6V cường độ dòng điện qua R khác không Hãy tính cường độ dòng điện hiệu điện hai điểm a, b mạch c) HDt dòch chuyển chạy để R=0 R vô lớn a - U + + U1 R _ U2 _ R3 + b R2 - U2 + R1 Bài 6: Cho mạch điện hình vẽ R1=1Ω ; R2=2Ω; R3=3Ω R biến trở có điện trở từ đến vô lớn; U1 =10V; U2=5V a) Tính cường độ dòng điện qua điện trở với biến trở có giá trò R b) Tính hiệu điện hai điểm A, B KẾT LUẬN 1- Khái quát kết luận cục sáng kiến Với sáng kiến nội dung kiến thức bao quát toàn chương trình chặc chẽ Hệ thống hoá kiến thức kiến thức nâng cao bổ sung kiến thức phần điện học mà chương trình khoá chưa đủ thời gian để cung cấp đáp ứng nhu cầu nhận thức học sinh đam mê môn vật lý Trong trình giảng dạy bồi dưỡng lực tư học sinh kì thi học sinh giỏi giúp học sinh thi vào trường chuyên thấy việc giảng dạy theo sáng kiến học sinh hứng thú tham gia học tập mang lại hiệu cao 2- Lợi ích khả áp dụng Hệ thống hoá kiến thức kiến thức nâng cao bổ sung kiến thức phần điện học để hổ trợ học sinh tham gia giải tập khó Cung cấp cho học sinh phương tiện toán thủ thuật cần thiết trình giải tập vật lý ( phương trình nghiệm nguyên, tìm cực đại, cực tiểu, tam thực bậc hai… ) mà bình thường chương trình hành học sinh chưa đủ khả lãnh hội chưa học Học sinh tiếp thu kiến thức theo trình tự tu logic, hệ thống toàn diện Nổibật sáng kiến điểm: phân dạng tập có hệ thống logic khoa học môn phần điện học, sáng kiến thu thập từ nhiều tài liệu có chọn lọc từ nhiều tác giả, từ thi tuyển chọn học sinh giỏi tỉnh thi vào trường chuyên Việc phân loại theo chủ đề nên trình giảng dạy tập bò trùng lặp giảng dạy thời gian dài gây hứng thú cho học sinh học sinh tích cực học tập trạng thái tư tiếp nhận kiến thức Nội dung kiến thức rộng, bao quát toàn chương trình chặc chẽ Bài tập vật lý đa dạng phong phú, để viết nên kinh nghiệm viết phạm vi chương trình vật lý phần điện học THCS áp dụng số kó toán học việc giải toán đạt hiệu cao Trên kinh nghiệm riêng thân rút trình giảng dạy bồi dưỡng học sinh giỏi bộn môn Tuy tập chọn lọc bản, dù hạn chế đònh Rất mong đóng góp bạn đồng nghiệp để bổ sung hoàn thành tài liệu có giá trò thực tiễn khoa học Xin chân thành cám ơn! Hoài Hảo, ngày 02 tháng 03 năm 2008 NGƯỜI VIẾT SÁNG KIẾN Lê Hữu Thạnh CHỦ ĐỀ 8: BÀI TOÁN VỀ MẠCH ĐIỆN CÓ BÓNG ĐÈN LÝ THUYẾT CƠ BẢN CẦN NHỚ Bài toán dạng chủ yếu tuý khai thác số liệu đònh mức bóng đèn ( m Pđm) Từ số liệu bóng đèn ta suy đại lượng khác cường độ dòng điện đònh mức điện trở bóng đèn hoạt động bình thường Iđm= Pđm/ m R = (m)2/ Pđm Đối với bóng đèn + Khi chưa hoạt động điện trở nhỏ( điện trở đo ôm kế) nhỏ điện trở lúc thắp sáng nhiều lần ( điện trở phụ thuộc nhiệt độ thắp sáng nhiệt độ dây tóc tăng đến vài ngàn độ C nên điện trở lớn ) + Khi giải toán bóng đèn với hiệu điện nhỏ ta thường bỏ qua phụ thuộc điện trở vào nhiệt độ coi điện trở không thay đổi + Điện trở phụ thuộc nhiệt độ tính theo công thức: R = R0( + ∝ t) ∝ = 1/273 gọi hệ số điện trở , R0 điện trở vật dẫn 00C + Thường giải toán khảo sát mạch điện thắp sáng đèn hay tính hiệu suất ta dùng công thức sau H= (P0/ P) 100% + Phương trình công suất: PTm= P0 + Ph + So sánh độ sáng bóng đèn -Bản thân bóng đèn ta cần so sánh giá trò (U, I, P) thực tế với giá trò ( m, Iđm, Pđm) tương ứng đèn Để đến kết luận sau ( đèn sáng bình thường, sáng yếu bình thường sáng mức bình thường, bò cháy) - Hai đèn khác có so sánh công suất thực tế với nhau, đèn có công suất thực tế lớn sáng - Độ sáng thay đổi nào? Thường ta có kết luận sau( đôï sáng tăng lên, đôï sáng giảm xuống, độ sáng không thay đổi) BÀI TẬP CƠ BẢN Bài 1: Cho hai bóng đèn Đ1( 6V- 12W); Đ2(6V- 9W) biến trở Rb Biết nguồn sử dụng với hiệu điện U=12V Hãy thành lập sơ đồ mạch điện đèn sáng bình thường Bài 2: Cho hai bóng đèn Đ1( 3V- 3W); Đ2(6V- 6W) biến trở Rb Biết nguồn sử dụng với hiệu điện U=12V Hãy thành lập sơ đồ mạch điện đèn sáng bình thường Bài 3: Giữa hai điểm có hiệu điện U=24V, có 34 bóng đèn thuộc hai loại 12V- 18W ; 8V-8W Công suất tiêu thụ tổng cộng 372 W Hỏi đèn phải mắc để sáng bình thường cường độ dòng điện mạch bao nhiêu? Bài 4: Một nhà thắp sáng 36 đèn thuộc loại công suất 15W, 12W, 8W Tổng công suất tiêu thụ 370W Biết bóng sáng bình thường Tính sôù bóng loại BÀI TOÁN NÂNG CAO Bài 1: Có hai loại bóng đèn hiệu điện đònh mức 6V công suất 3W, 5W a) Hỏi phải mắc bóng đèn vào hiệu điện U= 12V để chúng sáng bình thường b) Các bóng sáng bình thường, tắt bớt bóng độ sáng đèn lại thay đổi nào? Bài 2: Có bóng đèn loại 6V- 3W Mắc thành cụm nối tiếp, cụm gồm đèn mắc song song vào hai điểm có hiệu điện U = 12V a) Có thể mắc thành dãy , dãy gồm bóng mắc nối tiếp không Theo hai sơ đồ đèn sáng nào? b) Khi sáng có bóng bò hỏng ( bò đứt) bóng khác ảnh hưởng nào?( độ sáng tăng hay giảm ) c) Giả sử dòng điện qua đèn lớn đònh mức 20% đèn hỏng ( tức bò đứt tóc) hai cách mắc trên, cách mắc an toàn hơn, có bóng bò hỏng Bài 3: Một người đònh dùng nguồn điện có hiệu điện U= 150V đẻ thắp sáng số bóng đèn loại 120V- 180W Người phải dùng biến trở mà điện trở biến trở biến thiên từ đến 12Ω chòu cường độ dòng điện tối đa 8A Hỏi a) Với biến trở thắp sáng bình thường bóng đèn, nhiều bóng đèn b) Để thắp sáng bóng đèn biến trở có giá trò bao nhiêu? Bài 4: Có n bóng đèn loại 3V- 3W Khi mắc chúng thành dãy dãy song song vào hiệu điện không đổi U, phải cần điện trở phụ R= 36 mắc nối tiếp với bôï bóng để chúng sáng bình thường Xác đònh số bóng đèn tối đa thắp sáng bình thườngkhi mắc dãy vào hiệu điện U Bài 5:Một phòng thắp sáng bóng đèn 6V-12W mắc thành q dãy , dãy gồm p bóng mắc nối tiếp Nguồn điện có hiệu điện 30V Để đèn sáng bình thường phải mắc thêm vào mạch điện trở r = 2Ω Hỏi a) Có cách mắc để đèn sáng bình thường? Với cách mắc có bóng Cách mắc nhiều bóng b) Nên chọn cách ? Tại sao? Bài 6: Cho mạch điện hình vẽ hình vẽ Cho điện trở toàn day dẫn R = 5/3 Ω bộï bóng đèn thuộc loại 2,5V- 1,25W a) Công suất lớn mà nguồn cung cấp cho bóng bao nhiêu? b) Nếu có 15 bóng ghép để chúng sáng bình thường? c) Nếu chưa biết số bóng phải dùng bóng ghép để chúng sáng bình thường có hiệu suất cao nhất? ( ghép đối xứng)