Giáo án vật lí 11 tiêt 21

 Giáo án Vật Lý 11 – Ban cơ bản  Biên soạn : Nguyễn Văn Khai - Trường THPT Cầu Quan  Trang 1

BÀI TẬP
Tiết 21-Tuần 11
Ngày 20/8/2010

I. MỤC TIÊU
1. Kiến thức : Nắm được cách xác đònh suất điện động và điện trở trong của các loại
bộ nguồn ghép.
2. Kỹ năng : Giải được các bài toán về mạch điện có bộ nguồn ghép và mạch ngoài
có các điện trở và bóng đèn.
II. CHUẨN BỊ
Giáo viên: Xem, giải các bài tập sgk và sách bài tập. Chuẩn bò thêm nột số câu hỏi
trắc nghiệm và bài tập khác.
Học sinh: Xem lại những kiến thức về đoạn mạch có các điện trở ghép với nhau đã học
ở THCS. Giải các câu hỏi trắc nghiệm và bài tập thầy cô đã ra về nhà. Chuẩn bò sẵn
các vấn đề mà mình còn vướng mắc cần phải hỏi thầy cô.
III. TIẾN TRÌNH DẠY – HỌC
Hoạt động 1: n đònh lớp
Hoạt động 2 : Kiểm tra bài cũ :
+ Viết các công thức xác đònh suất điện động và điện trở trong của các loại bộ
nguồn ghép đã học.
+ Viết các công thức xác đònh cường độ dòng điện, hiệu điện thế và điện trở tương
đương của đoạn mạch gồm các điện trở ghép nối tiếp và đoạn mạch gồm các điện trở
ghép song song.
Hoạt động 3 : Giải các bài tập tự luận.

Hoạt động của giáo
viên
-Yêu cầu hs đọc đề tóm tắt .

Hoạt động của học
sinh
-Đọc đề và tóm tắt.

Nội dung cơ bản

Bài 4 trang 58
TT
ξ = 6 V , r = 0,6 Ω ; = 6 V , Pđ =
3W
I=?U=?
-Nghe GV hướng dẫn và
Giải.
-Hướng dẫn hs : p tư giải(như nội dung)
Điện trở của bóng đèn
dụng đònh luật ôm I =
U2
62
ξ
RĐ = dm =
= 12(Ω) = RN
Pdm
3
, mà Rđ chưa có
RN + r
Cường độ dòng điện chạy
nên ta tìm Rđ = ?
trong mạch
Trên bóng đèn có ghi
ξ

6
= 6V
=
I=
= 0,476(A)
R N + r 12 + 0,6
Pđ = 3 W, ta áp dụng Rđ =
Hiệu điện thế giữa hai cực
U d2
của acquy
Pd
U = ξ – Ir = 6 – 0,476.0,6 =
-Đọc đề –tóm tắt đề
Hiệu điện thế giữa 2
5,7(V)
bài.
cực của nguồn điện : U
= ξ - I.r = ?
Bài 5 trang 58
TT

ξ1 = 4,5 V ; r1 = 3 Ω ; ξ 2 = 6 V
r2 = 2 Ω

-Yêu cầu hs đọc đề và
tóm tắt

Tính : I = ?
-Nghe GV thông báo và
vẽ hình vào vỡ.

UAB = ?
Giải.

+
A

-Thông báo : Vì ξ1 > ξ 2
nên dđiện xuất phát
từ cực (+) nguồn ξ1 và - Đoạn mạch chứa nguồn
đi vào cực (+) cực (+) ξ1 :
(1)
của nguồn ξ 2 (như hình U AB = ξ1 − I .r1

B

Hai nguồn +điện được mắc nt
với nhau nên dòng điện
chạy trong mạch kín có chiều
đi ra từ (+) của mỗi nguồn:
-Đoạn mạch chứa nguồn ξ1 :

U AB = ξ1 − I .r1

(1)


 Giáo án Vật Lý 11 – Ban cơ bản  Biên soạn : Nguyễn Văn Khai - Trường THPT Cầu Quan  Trang 2

vẽ)

-Đoạn mạch chứa nguồn
-Tách mạch kín thành 2 ξ 2
đoạn mạch : Tìm UAB = ?
U AB = −ξ 2 + I .r2 (2)
ở đoạn mạch chứa ξ1
Từ (1) và (2) ta có :
-Tìm UAB = ? ở đoạn mạch
ξ1 − I .r1 = −ξ 2 + I .r2
chứa ξ 2
ξ1 + ξ 2 = I (r1 + r2 )
-Từ (1) và (2), hãy tìm I
ξ1 + ξ 2 4,5 + 3
=?
=
= 1,5 A
=> I =

r1 + r2

3+ 2

Suất điện động và
điện trở trong của bộ
nguồn :
ξ b = 2 ξ = 3V ; rb = 2r = 2Ω
- Điện trở của các bóng
đèn
-Tìm sđđ và đtrở trong
của bộ nguồn ?
-Tìm điện trở của mỗi

đèn(2
đèn
giống
nhau) ? điện trở ở
mạch ngoài ?

2
U dm
32
=
RD =
= 12(Ω)
Pdm 0,75

Điện trở mạch ngoài :Vì
2 đèn mắc // nên điện
trở giảm:

1
1
1
2
=
+
=
R N Rd Rd Rd
R
12
=> RN = D =
= 6(Ω)

2
2
- Cường độ dòng điện
chạy trong mạch chính
I=

-Tính Cường độ dòng
điện chạy trong mạch
chính ?
-Vì 2 đèn mắc song
song.Tính U1 ,U2 ,UN ?
-Hiệu điện thế đònh
mức của mỗi đèn ? So
sánh với hiệu điện
thế ở mạch ngoài và
nhận xét ?
-Tính hiệu suất của
nguồn điện ?

ξb
3
=
=
R N + rb 6 + 2

0,375(A)
-Vì U1 = U2 = UN = I.RN =2,25 V
- Hiệu điện thế đònh mức
của mỗi đèn: = 3 V
So sánh : = 3 V > UN =

2,25 V
- Hiệu suất của bộ
nguồn

U IR N 0,375.6
=
=
H=
=
ξ
ξ
3

0,75
= 75%
- Hiệu điện thế giữa hai
cực của mỗi nguồn :
U1 = U2 = Ui = ξ – Ir
-Thông báo : Vì 2
= 1,5 – 0,375.1 = 1,125(V)
nguồn giống nhau, mắc
song song nên hđt giữa 2 - Nếu tháo bớt một
đầu mỗi nguồn bằng bóng đèn thì điện trở
nhau và bằng luôn hđt mạch ngoài tăng là:
của bộ nguồn :
R N' = Rd = 12(Ω)
U1 = U2 = UN = ξ − I.r = ?
- Dòng điện chạy qua đèn
-Nếu tháo bỏ bớt 1 lúc này là:
bóng đèn thì điện trở

ξb
3
ở mạch ngoài là bao I ' =
=
≈ 0,214( A)
'
R N + rb 12 + 2
nhiêu ?
- Hiệu điện thế ở 2 đầu
-Tìm cường độ dòng

-Đoạn mạch chứa nguồn ξ 2

U AB = −ξ 2 + I .r2

(2)
Từ (1) và (2) ta có:

ξ1 − I .r1 = −ξ 2 + I .r2
ξ1 + ξ 2 = I (r1 + r2 )
ξ1 + ξ 2 4,5 + 3
=
= 1,5 A
=> I =
r1 + r2
3+ 2
Bài 6 trang 58
Suất điện động và điện
trở trong của bộ nguồn : ξ b
= 2 ξ = 3V ; rb = 2r = 2Ω

Điện trở của các bóng
đèn
RD =

2
U dm
32
=
= 12(Ω)
Pdm 0,75

Điện trở mạch ngoài

RD 12
= = 6(Ω)
2
2

RN =

Cường độ dòng điện chạy
trong mạch chính
I=

ξb
3
=
= 0,375(A)
R N + rb 6 + 2

Vì 2 đèn mắc song song nên
hđt đặt lên mỗi đèn có giá
trò như nhau và bằng hđt UN :
UN = I.RN = 0,375.6 = 2,25 V
a) Hiệu điện thế đònh mức
của mỗi đèn:
= 3 V
=> = 3 V > UN = 2,25 V
Vậy đèn sáng yếu hơn bình
thường.
b) Hiệu suất của bộ nguồn
H =

U IR N 0,375.6
=
=
= 0,75 =
ξ
ξ
3

75%
c) Hiệu điện thế giữa hai cực
của mỗi nguồn :
Ui = ξ – Ir = 1,5 – 0,375.1 =
1,125(V)
d) Nếu tháo bớt một bóng
đèn thì điện trở mạch ngoài
tăng là:

R N' = Rd = 12(Ω)
Dòng điện chạy qua đèn lúc
này là:

I' =

ξb
3
=
≈ 0,214( A)
R + rb 12 + 2
'
N


 Giáo án Vật Lý 11 – Ban cơ bản  Biên soạn : Nguyễn Văn Khai - Trường THPT Cầu Quan  Trang 3

điện qua đèn lúc này ?

bóng đèn:

U N' = I ' .Rd = 0,214.12 ≈ 2,57(V )

Hiệu điện thế ở 2 đầu
bóng đèn:

-Hiệu điện thế ở 2 => U N ≈ 2,57(V ) > U N . Vậy U ' = I ' .R = 0,214.12 ≈ 2,57(V )
N
d
đầu bóng đèn lúc này đèn còn lại sáng mạnh

=> Vậy đèn còn lại sáng
? So sánh và nhận xét hơn trước.
mạnh hơn trước.
?
'

-Đọc đề và tóm tắt và
vẽ hình.
-Yêu cầu hs đọc đề –
tóm tắt và vẽ hình.

Bài 1 trang 62
TT
ξ = 6(V ) ,r = 0 ; R1 = R2 = 30 Ω ,
R3 = 7,5 Ω
a) RN = ?
I=?
Giải.

+
- Vì 3 điện trở mắc song
song nên:
-Hãy hình dung sơ đồ,
các điện trở mắc như
thế nào ? Tính điện trở
ở mạch ngoài(điện trở
tương đương) ?

1 1 1 1 1 1 1
= + + = + +

RN R1 R2 R3 30 30 7,5
 RN = 5 Ω
- Vì R1 // R2 // R3 nên :
U1 = U2 = U3 = UN

-Vì R1 //R2 //R3 nên U1 =U2
ξ
6
=U3 =UN = I.RN và dđiện
=
= 1,2( A)
Mà : I =
chạy qua mạch chính ?
RN + r 5 + 0
hđt UN = ?
UN = I.RN = 1,2.5 = 6 V
- Vì R1 = R2 nên:
-Vì R1 = R2 nên I1 = I2 = ?
Và I3 = ?

U2
6
=
= 0,2( A)
R2 30
U
6
I3 = 3 =
= 0,8( A)
R3 7,5

I1 = I2 =

-Đọc đề –tóm tắt-đổi
đơn vò.
-Yêu cầu hs đọc đề –
tóm tắt và đổi đơn vò.

-Tính suất điện động
và điện trở trong của
bộ nguồn mắc nối
tiếp ?
-Điện trở tương đương
mạch ngoài gồm 2 điện
trở mắc nối tiếp ?
-Tính cường độ dòng
điện chạy trong mạch ?

- Suất điện động và
điện trở trong của bộ
nguồn
ξ b = ξ 1 + ξ 2 = 12 + 6 = 18V
rb = 0
- Điện trở mạch ngoài
gồm 2 điện trở.
RN =R1 +R2 =4+8 = 12(Ω)
-Cường độ dòng điện
chạy trong mạch

R1

R2

a) Điện trở tương đương của
mạch ngoài:
Vì 3 điện trở mắc song song
nên:

1
1
1
1
1
1
1
=
+
+
=
+
+
R N R1 R2 R3 30 30 7,5
 RN = 5 Ω

b) Cường độ dòng điện chạy
qua mỡi điện trở.
Vì R1 // R2 // R3 nên : U1 = U2 = U3
= UN
Mà : I =

ξ
6
=
= 1,2( A)
RN + r 5 + 0

UN = I.RN = 1,2.5 = 6 V
Vì R1 = R2 nên:

U2
6
=
= 0,2( A)
R2 30
U
6
I3 = 3 =
= 0,8( A)
R3 7,5

I1 = I2 =

Bài 2 trang 62
TT
ξ1 = 12(V ) , ξ 2 = 6(V ) ; r1 = 0 , r2 = 0
R 1 = 4 Ω , R2 = 8 Ω
a) I = ? P1 = ? , P2 = ?
b) Png1 = ? , Png2
A = ? trong t = 5 phút = 300
giây.

Giải.
Suất điện động và điện trở
trong của bộ nguồn
ξ b = ξ 1 + ξ 2 = 12 + 6 = 18V ; rb
=0
Điện trở mạch ngoài gồm 2
điện trở.
RN = R1 + R2 = 4 + 8 = 12(Ω)


 Giáo án Vật Lý 11 – Ban cơ bản  Biên soạn : Nguyễn Văn Khai - Trường THPT Cầu Quan  Trang 4

I=
-Công suất tiêu thụ
của mỗi điện trở ?
-Công suất tiêu thụ
của acquy thứ 1 ? năng
lượng mà acquy thứ 1
cung cấp ?

-Công suất tiêu thụ
của acquy thứ 2 ? năng
lượng mà acquy thứ 2
cung cấp ?

-Yêu cầu hs đọc đềtóm tắt.

ξb
18
=

= 1,5(A)
R N + rb 12 + 0

- Công suất tiêu thụ của
mỗi điện trở
P1 = I2R1 = 1,52.4 = 9(W)
P2 = I2R2 = 1,52.8 = 18(W)
- Công suất và năng
lượng của acquy thứ 1
cung cấp trong 5 phút =
300 giây.
PA1 = ξ 1I = 12.1,5 = 18(W)
WA1 = PA1.t = 18.300 = 5400 J
- Công suất và năng
lượng của acquy thứ 2
cung cấp trong 5 phút =
300 giây.
PA2 = ξ 2 .I = 6.1,5 = 9(W)
WA2 = PA2It = 6.1,5.300 =
2700(J)
- Hs đọc đề-tóm tắt.

a) Cường độ dòng điện chạy
trong mạch
I=

ξb
18
=
= 1,5(A)

R N + rb 12 + 0

b) Công suất tiêu thụ của
mỗi điện trở
P1 = I2R1 = 1,52.4 = 9(W)
P2 = I2R2 = 1,52.8 = 18(W)
c)- Công suất và năng lượng
của acquy thứ 1 cung cấp
trong 5 phút = 300 giây.
PA1 = ξ 1I = 12.1,5 = 18(W)
WA1 = PA1.t = 18.300 = 5400 J
-Công suất và năng lượng
của acquy thứ 2 cung cấp
trong 5 phút = 300 giây.
PA2 = ξ 2 .I = 6.1,5 = 9(W)
WA2 = PA2It = 6.1,5.300 = 2700(J)
Bài 3 trang 62
TT
ξ = 12(V ) , r =1,1 Ω , R = 0,1 Ω
a) x = ? để P = ? x = ? để
Pmax = ?

+
-

-Điện
trở
ở
mạch
ngoài(R nt với x). Tìm I

=?

-Tìm công suất tiêu thụ
ở mạch ngoài ? (Gợi ý
: Chia mẫu,ở vế phải
cho R+x ?)

-Mạch ngoài gồm R mắc
ξ,r
nối tiếp với x, có điện
trở tương đương:
RN = R + x
R
x
Cường độ dòng điện
Giải.
chạy trong mạch:
a) Tính điện trở x để công
ξ
ξ
suất tiêu thụ ở mạch ngoài
=
I=
lớn nhất .
RN + r R + r + x
- Công suất tiêu thụ ở -Mạch ngoài gồm R mắc nối
tiếp với x, có điện trở tương
mạch ngoài:
đương: RN = R + x
2

ξ ( R + x)
2
-Cường độ dòng điện chạy
P = RN .I =
( R + r + x) 2
trong mạch:

ξ2
=

( R+x +

r

I=

)2

R+x
-Gợi ý : Để P lớn nhất
thì mẫu ở vế phải
nhỏ nhất. Từ bất đẳng
thức cô-sin khi đó:R+x
=r
=> P = x.I2
-Công suất tiêu thụ trên
= > x = r – R = 1Ω
-Công suất tiêu thụ x là:
Px(max) = x.I2
trên điện trở x ?

ξ 2x
ξ2
=
R+r 2
= ( R + r + x) 2
( x+
)
x

ξ
ξ
=
RN + r R + r + x

-Công suất tiêu thụ ở mạch
ngoài:
P = RN .I2 =

ξ 2 ( R + x)
( R + r + x) 2
ξ2

=

( R+x +

r
R+x

)2

Để công suất P lớn nhất thì
mẫu số ở vế phải nhỏ
nhất. Từ bất đẳng thức côsin khi đó ta có: R+ x = r


 Giáo án Vật Lý 11 – Ban cơ bản  Biên soạn : Nguyễn Văn Khai - Trường THPT Cầu Quan  Trang 5

Công suất Px lớn nhất
khi:
-Tính giá trò công suất x = R +r = 1,1+0,1 = 1,2 Ω
lớn nhất của x ?
- Giá trò của công suất
lớn nhất là:
Px(max) = x.I2 =

1,2.122
(1,1 + 0,1 + 1,2) 2

=> Px(max) = 30 W.

=> x = r – R = 1,1- 0,1 = 1 Ω
b) Công suất tiêu thụ trên
điện trở x :
-Công suất tiêu thụ trên x
là:
Px(max) = x.I2
ξ2x
ξ2

=
= ( R + r + x) 2 ( x + R + r ) 2
x

-Công suất Px lớn nhất khi:
x = R +r = 1,1+0,1 = 1,2 Ω
-Giá trò của công suất lớn
nhất là:
Px(max) = x.I2 =

1,2.122
(1,1 + 0,1 + 1,2) 2

=> Px(max) = 30 W.
Hoạt động 4 : Củng cố, giao nhiệm vụ về nhà.
Hoạt động của giáo viên
Hoạt động của học sinh
- Xem lại các bài toán mới giải.
Nhận nhiệm vụ về nhà.
- Dặn HS về nhà ôn tập chuẩn bò
kiểm tra 1 tiết