Một số kinh nghiệm giúp học sinh giải bài tập về công suất nhằm nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi môn vật lí lớp 9

MỤC LỤC
Nội dung

Trang

I.MỞ ĐẦU

1

I.1: Lí do chọn đề tài:

1

I.2.Mục đích nghiên cứu:

1-2

I.3. Đối tượng nghiên cứu.

2

I.4. Phương pháp nghiên cứu

2

II.NỘI DUNG SÁNG KIẾN.

3

II.1. Cơ sở lý luận.

3

II.2.Thực trạng của vấn đề cần nghiên cứu.

4

II.3. Các giải pháp thực hiện

4-21

III. KẾT LUẬN- KIẾN NGHỊ

22

- Kết luận.

22

- Kiến nghị.

22-23

1


I. MỞ ĐẦU
I.1: lí do chọn đề tài:
Mục tiêu chiến lược phát triển kinh tế xã hội giai đoạn 2011- 2020 của nước ta:
Phát triển kinh tế nhanh, bền vững, gắn với đổi mới mô hình tăng trưởng và cơ cấu
lại nền kinh tế theo hướng nâng cao chất lượng, hiệu quả sức cạnh tranh .......đến

năm 2020 nước ta cơ bản trở thành nước công nghiệp theo hướng hiện đại. Để hiện
được thành công mục tiêu chiến lược phát triển kinh tế đó thì nhân tố con người giữ
vai trò quyết định trong đó có vai trò của giáo dục và đào tạo. Bí thư Nguyễn Phú
Trọng đã ký ban hành Nghị quyết Hội nghị lần thứ 8, Ban Chấp hành Trung ương
khóa XI (Nghị quyết số 29-NQ/TW) với nội dung Đổi mới căn bản, toàn diện GDĐT: Đổi mới nội dung, phương pháp dạy và học theo định hướng "coi trọng việc
bồi dưỡng năng lực tự học tự nghiên cứu, tạo điều kiện cho người học phát huy tư
duy sáng tạo, đáp ứng yêu cầu công nghiệp hoá, hiện đại hoá trong điều kiện kinh
tế thị trường định hướng xã hội chủ nghĩa và hội nhập quốc tế". Vì vậy ngoài mục
tiêu giáo dục cho các em có một nguồn tri thức khoa học phổ thông cơ bản thì việc
phát hiện và bồi dưỡng nhân tài cho đất nước ngay từ khi đang còn là học sinh cấp
trung học cơ sở là một nhiệm vụ chiến lược hàng đầu của mỗi nhà trường.
Môn Vật lý là một môn khoa học tự nhiên được coi là khó tiếp cận, khó học đối
với học sinh, việc tiếp thu kiến thức môn Vật lý đối với học sinh nói chung và học
sinh giỏi bộ môn Vật lý nói riêng còn mang tính chất thụ động đôi khi còn phụ
thuộc vào người thầy quá nhiều. Việc rèn luyện kĩ năng giải bài tập Vật lý của học
sinh còn rất nhiều hạn chế. Đặc biệt đối với phần điện học cụ thể là một số kĩ năng
để giải bài toán về công suất: Như tìm giá trị của điện trở để công suất tiêu thụ trên
điện trở hay trên một đoạn mạch đạt giá trị lớn nhất, biện luận về độ sáng của đèn
khi thay đổi giá trị điện trở trong mạch, xác định các giá trị định mức của bộ bóng
đèn trong sơ đồ mạch điện, .... thì hầu hết học sinh chưa xác định được cách tư duy
suy nghĩ để có hướng giải đúng. Vì vậy là một giáo viên chịu trách nhiệm bồi
dưỡng đội tuyển học sinh giỏi lớp 9 của huyện dự thi học sinh giỏi cấp tỉnh nhiều
năm, tôi đã trăn trở tìm ra một số giải pháp để giúp các em làm tốt những bài tập về
công suất các giải pháp đó được thể hiện trong đề tài “Một số kinh nghiệm rèn
luyện kỹ năng giải bài tập về công suất nhằm nâng cao chất lượng bồi dưỡng học
sinh khá- giỏi môn Vật lý 9.”
I.2.Mục đích nghiên cứu:
Nghiên cứu đề tài:“Một số kinh nghiệm rèn luyện kỹ năng giải bài tập về công
suất nhằm nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh khá- giỏi môn Vật lý 9” Với
mong muốn giúp các em học sinh lớp 9 hình thành được cách nghĩ, cách tư duy,

cách khai thác và xây dựng được cho mình hướng giải quyết các bài toán điện có
liên quan đến biện luận công thức, tìm công suất tiêu thụ của các dụng cụ điện,
Mạch có biến trở bài toán biện luận về độ sáng của đèn, tìm giá trị của điện trở để
công suất tiêu thụ điện trên biến trở đạt giá trị lớn nhất, nhỏ nhất, Tìm định mức
2


của bộ bóng đèn.... Từ đó hình thành phát triển tư duy, suy luận lôgic cho học sinh
để làm các dạng toán tương tự. Vì thời gian có hạn nên tôi chỉ xin phép nghiên cứu
một số dạng toán cơ bản về công suất. Trong thời gian tới tôi sẽ tiếp tục nghiên cứu
các dạng toán tiếp theo về công suất để hoàn thiện sáng kiến của mình.
I.3. Đối tượng nghiên cứu.
Đề tài tập trung nghiên cứu các phương pháp giải các bài tập có liên quan đến công
suất tiêu thụ điện nhằm góp phần nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh khá- giỏi
môn Vật lí 9.
I.4. Phương pháp nghiên cứu.
- Nghiên cứu lí luận: Cụ thể nghiên cứu các vấn đề:
+Tâm lí học sinh.
+ Điều kiện học tập của học sinh.
+ Phương pháp dạy học môn Vật lí.
+ Định hướng đổi mới phương pháp dạy học.
-Phương pháp điều tra sư phạm:
+ Trên cơ sở khảo sát thực tế đối tượng học sinh, nghiên cứu tài liệu kết hợp với
kinh nghiệm thực tế giảng dạy của bản thân xây dựng cơ sở lí thuyết, cho học sinh
áp dụng . Đúc rút và điều chỉnh đưa ra được các giải pháp thiết thực.

3


II. NỘI DUNG SÁNG KIẾN.

II.1. Cơ sở lý luận:
Môn Vật lý là môn khoa học tự nhiên có vị trí và vai trò rất quan trọng trong
việc thực hiện mục tiêu đào tạo của giáo dục phổ thông. Việc giảng dạy bộ môn Vật
lý có nhiệm vụ trang bị cho học sinh các kiến thức vật lý phổ thông cơ bản, hiện đại
có hệ thống : Các hiện tượng Vật lí, các khái niệm Vật lí, các định luật Vật lí, các
thí nghiệm vật lí cơ bản, các ứng dụng của Vật lí trong kĩ thuật và công nghiệp ....
Hệ thống kiến thức Vật lí được gắn liền với cuộc sống và góp phần chuẩn bị tiềm
lực cho học sinh tham gia lao động sản xuất.
Việc học môn Vật lý góp phần phát triển tư duy khoa học và năng lực sáng
tạo của học sinh: Giáo viên bồi dưỡng phương pháp học, phương pháp nghiên cứu
bài, lòng ham thích nghiên cứu khoa học và ý thức tích cực chủ động sáng tạo trong
quá trình chiếm lĩnh, xây dựng, vận dụng tri thức Vật lí cho học sinh. Rèn cho các
em có khả năng thực hành tự lập, năng động và sáng tạo trong học tập, lao động sản
xuất, thích ứng với sự phát triển của thời đại. Học môn Vật lí làm cho học sinh hiểu
rõ về thế giới tự nhiên là vật chất, vật chất luôn ở trạng thái vận động và vận động
theo quy luật . Củng cố lòng tin ở khoa học .....góp phần hình thành thế giới quan
duy vật biện chứng và góp phần giáo dục kỹ thuật tổng hợp và giáo dục thẩm mỹ:
làm cho học sinh nắm được những nguyên lý cơ bản về các quá trình sản xuất, cũng
như cách sử sụng các dụng cụ đo lường và các máy móc đơn giản, rèn luyện cho
học sinh phương pháp thực nghiệm khoa học, biết tổ chức công tác thực hành, biết
sử lý các số liệu thực nghiệm, ..........Đảm bảo cho việc dạy học Vật lí gắn với đời
sống, với khoa học công nghệ hiện đại. Vì vậy môn Vật lý góp phần to lớn trong
việc rèn luyện cho học sinh tư duy lô gíc và tư duy biện chứng, phát triển khả năng
nhận thức của con người, khả năng ứng dụng khoa học để đẩy mạnh sản xuất, cải
thiện đời sống .Góp phần vào công cuộc xây dựng CNH-HĐH đất nước.
Môn vật lý là một trong những môn khoa học tự nhiên khó đối với học sinh,
đặc biệt là học sinh khối THCS, học sinh vừa phải hiểu hệ thống kiến thức cơ bản
vừa phải có óc liên tưởng, khả năng tư duy hiện tượng vật lý xảy ra trong bài như
thế nào, phân tích sự vật hiện tượng vật lý khâu này hầu như đối với học sinh còn
gặp rất nhiều khó khăn vì vậy các em rất sợ học Vật lý, Mặt khác khối lượng kiến

thức trong phân phối chương trình cần truyền tải đến học sinh thì nhiều, Hầu hết là
các tiết lý thuyết, số tiết giành cho luyện tập đã có tăng lên so với chương trình cũ
nhưng vẫn chưa đủ để học sinh rèn luyện được kĩ năng học tập nói chung và kĩ
năng giải bài tập vật lý nói riêng. Vì vậy học sinh học tiếp thu hệ thống kiến thức
Vật lý còn thụ động và phụ thuộc nhiều giáo viên đặc biệt là giải các bài tập về
công suất, thì hầu hết tất cả các em đều không làm được. Bằng sự sưu tầm nghiên
cứu trong quá trình giảng dạy tập huấn đội tuyển học sinh giỏi tôi đã đúc kết tìm ra
được một số giải pháp giúp các em có kỹ năng giải các dạng bài tập về công suất.
4


Tôi hy vọng và mong rằng sáng kiến kinh nghiệm này sẽ giúp cho các bạn
đồng nghiệp và các em học sinh có được phương pháp giải một số dạng toán cơ bản
về công suất nhằm nâng cao chất lượng dạy và học môn vật lí, đặc biệt là nâng cao
chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lí.
II.2.Thực trạng của vấn đề cần nghiên cứu.
Trong nhiều năm tôi được nhà trường phân công bồi dưỡng đội tuyển học
sinh giỏi môn Vật lí lớp 9 và được sự phân công của Phòng giáo dục - đào tạo tham
gia tập huấn đội tuyển học sinh giỏi môn Vật lý dự thi học sinh giỏi cấp tỉnh tôi
nhận thấy kỹ năng giải bài tập Vật lý của các em còn rất nhiều hạn chế. Đặc biệt là
trong các bài tập có liên quan đến tính công suất biện luận công suất nếu cho đoạn
mạch điện đơn giản tường minh chỉ áp dụng công thức tính công suất bình thường
đơn giản thay số vào công thức thì các em làm được, nhưng khi liên quan đến bài
toán biện luận công thức để tìm công suất tiêu thụ của một điện trở thông qua công
suất tiêu thụ của điện trở khác đã biết hay tìm giá trị điện trở để công suất lớn nhất
công suất nhỏ, tìm định mức của bộ bóng đèn ..... thì hầu như các em không làm
được. Từ đó tôi suy nghĩ và tìm ra các giải pháp giúp học sinh có được kỹ năng,
cách tư duy, hướng suy nghĩ khi gặp các bài toán liên quan đến công suất.
Tôi tiến hành cho học sinh làm bài kiểm tra bài tập về công suất. Kết quả kiểm
tra như sau:

Dạng 1: Biện luận công thức.
Tổng số HS
Biết làm
Không biết làm hay biến đổi sai
10
3
7
Dạng 2: Tìm định mức của bộ bóng đèn.
Tổng số HS
Biết làm
Không biết làm hay biến đổi sai
10
4
6
Dạng 3: Mạch có biến trở - Bài toán biện luận.
Tổng số HS
Biết làm
Không biết làm hay biến đổi sai
10
2
8
Dạng 4: Toán định mức.
Tổng số HS
Biết làm
Không biết làm hay biến đổi sai
10
2
8
Từ tình hình thực tế nêu trên tôi đã quyết định tìm ra các biện pháp giúp các em rèn
luyện kỹ năng giải bài tập về công suất.

II.3. Các giải pháp thực hiện
1. Một số vấn đề về kiến thức Vật lý phần điện.
a, Định luật Ôm:
Cường độ dòng điện trong dây dẫn tỉ lệ thuận với hiệu điện thế giữa hai đầu dây
dẫn và tỉ lệ nghịch với điện trở của dây.

5


Công thức : I =

U
R

I : Cường độ dòng điện ( A ) .
U : Hiệu điện thế ( V ) ;
R : Điện trở ( Ω )
b,Trong đoạn mạch mắc nối tiếp
I = I1 = I2 = ........ = In
U = U1 + U2 + ........ + Un
R = R1 + R2 + ........ + Rn
Lưu ý: - Xét nhiều điện trở R 1, R2… Rn mắc nối tiếp với nhau, với hiệu điện thế ở
hai đầu các điện trở là U1 , U2 …, Un. Vì cường độ dòng điện đi qua các điện trở là
như nhau, do vậy:
U
U1 U 2
=
= ..... = n
R1 R2
Rn

Nếu ta biết giá trị của tất cả các điện trở và giá trị của một hiệu điện thế, công thức
trên cho phép tính ra các hiệu điện thế khác.
Ngược lại, nếu ta biết giá trị của tất cả các hiệu điện thế và trị số điện trở của một
điện trở, công thức trên cho phép tính ra các giá trị các điện trở còn lại.
c,Trong đoạn mạch mắc song song.
U = U1 = U2 = ....... = Un
I = I1 + I2 + ........ + In
1
1
1
1
=
+
+ ..... +
R
R1 R2
Rn

Lưu ý: - Nếu có hai điện trở R1 , R2 mắc song song với nhau, cường độ các dòng
điện đi qua các điện trở là I1 , I2. Do I1R1=I2R2 nên :
I1 R2
=
I 2 R1

- Khi biết hai điện trở R1 , R2 và cường độ dòng điện đi qua một điện trở, công thức
trên cho phép tính ra cường độ dòng điện đi qua điện trở kia và cường độ dòng điện
đi trong mạch chính.
d. Định luật về nút: Nút là điểm “buộc” từ ba đầu sợi dây trở lên.
Tổng đại số các dòng điện đi vào một nút bằng tổng đại số các dòng điện đi ra khỏi

nút đó.

6


e. Để tính hiệu điện thế giữa hai điểm A,B bất kì thì ta tìm đường đi từ A đến B gặp
điện trở nào thì lấy U cho điện trở đó, U lấy dấu “+” khi đi qua điện trở R theo
chiều dòng điện và U lấy dấu “-” nếu đi ngược chiều dòng điện.
f.Công suất tiêu thụ điện:
- ý nghĩa của số vôn và số oát ghi trên dụng cụ tiêu thụ điện:
+ Số vôn cho biết hiệu điện thế định mức của dụng cụ tiêu thụ điện
+ Số oát cho biết công suất định mức của dụng cụ tiêu thụ điện.
+ Khi dụng cụ tiêu thụ điện được dùng ở hiệu điện thế đúng bằng số vôn ghi trên
nó thì dụng cụ tiêu thụ điện đó hoạt động bình thường và công suất tiêu thụ điện
của dụng cụ lúc này đúng bằng số oát ghi trên nó.
U2
R

- Công thức tính công suất tiêu thụ điện của một đoạn mạch: P = U.I. = I2.R =
P : công suất điện ( W )
U là hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch (V)
I là cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch( A)
1kW = 1000 W .
P

R

1
1
- Lưu ý: + Đối với đoạn mạch có hai điện trở R1 và R2 mắc nối tiếp ta có P = R

2
2

P1

R2

+ Đối với đoạn mạch có hai điện trở R1 và R2 mắc song song ta có P = R
2
1
2. Một số kỹ năng giải bài toán về công suất.
Dạng 1: Biện luận công thức.
Loại 1: Cho mạch điện, Biết mối quan hệ giữa các điện trở và biết công suất tiêu
thụ điện của một bóng đèn. Tính công suất tiêu thụ của các bóng đèn còn lại.
Hướng suy nghĩ để giải quyết vấn đề:
Để tìm được công suất của một bóng đèn khác thông qua công suất của bóng đèn
đã cho ta phải tính được tỉ số giữa công suất của bóng đèn cần tính với công suất
của bóng đã cho với lưu ý:
P

R

1
1
+ Đối với đoạn mạch có hai điện trở R1 và R2 mắc nối tiếp ta có P = R
2
2

P

R

1
2
+ Đối với đoạn mạch có hai điện trở R1 và R2 mắc song song ta có P = R
2
1
từ đó ta sẽ tính được công suất của bóng đèn cần tìm. +
C
Bài 1: Cho mạch điện như hình vẽ, các bóng đèn có A
cùng điện trở R, công suất của đèn Đ4 là 1w.
Đ2
Đ1
Đ3
Tìm công suất của các bóng đèn còn lại.
Hướng suy nghĩ và cách giải:
Dựa theo sự định hướng trên của giáo viên,
B
D
học sinh tìm ra cách làm bài tập này dễ dàng hơn.

Đ4
Đ5

7


Hầu như tất cả học sinh đều phát hiện ra được:
Vì đề bài cho biết công suất của đèn Đ4 mà Đ4 mắc nối tiếp Đ5 và điện trở của hai
đèn bằng nhau nên công suất tiêu thụ của đèn Đ4 bằng công suất tiêu thụ của đèn Đ5

( P5 = P4=1W). Để tính công suất tiêu thụ của đèn 3, Xét đoạn mạch CD gồm hai
I

R

I

2R

3
45
3
nhánh mắc song song. Ta có: I = R ⇒ I = R = 2 ⇒ I3 = 2 I 4
45
3
4

P3 ( I 3 ) 2 R
I
= ( 3 ) 2 = 22 = 4 ⇒ P3 = 4 P4 = 4.1 = 4( w)
nên =
2
P4 ( I 4 ) R
I4

Tại nút C ta có I2=I3+I4=2I4+I4=3I4
P2 ( I 2 ) 2 R
I
= ( 2 ) 2 = 32 = 9 ⇒ P2 = 9 P4 = 9.1 = 9( w)
nên =

2
P4 ( I 4 ) R
I4

Xét đoạn mạch AB gồm hai nhánh mắc song song ta có:
I1
I 2345

R
I
= 2345 ⇒ 1 =
R1
I2

R+

R.( R + R )
5
5
5
3R
= ⇒ I1 = I 2 = .3I 4 = 5I 4
R
3
3
3

P1 ( I1 ) 2 R
I
= ( 1 ) 2 = 52 = 25 ⇒ P1 = 25 P4 = 25.1 = 25( w)

Nên =
2
P4 ( I 4 ) R
I4

- Để tính công suất tiêu thụ của đèn Đ 3 học sinh có thể dựa vào mối quan hệ giữa
công suất với điện trở của hai nhánh mắc song song.
Ta có P45=P4+P5=2W
R45=R4+R5=2R
P3

R45

2R

Xét đoạn mạch CD gồm hai nhánh mắc song song ta có: P = R = R = 2
45
3
Nên suy ra P3=2P45=2.2=4W.
Hoàn toàn tương tự học sinh tính được công suất của đèn Đ2 và đèn Đ1.
Bài 2: Cho mạch điện như hình vẽ cho biết các đèn
C
Đ1(6V-6W), Đ2(12V-6W). Đ3: 1,5W. Khi mắc hai
Đ1
+
Đ2
điểmA và B vào một hiệu điện thế U0 thì các đèn
Đ
A
3

sáng bình thường. Hãy xác định:
D
Đ5
Đ4
a, Hiệu điện thế định mức của các đèn Đ3, Đ4, Đ5.
P

B

5

5
b, Công suất tiêu thụ của cả đoạn mạch, biết P = 3
4

Hướng suy nghĩ và cách giải: Giáo viên cho hs hiểu khi nào các đèn sáng bình
thường và đề bài cho các đèn sáng bình thường thì ta có được điều gì?
Vì các đèn sáng bình thường nên:
Cường độ dòng điện định mức của đèn Đ1, đèn Đ2 lần lượt là I1,I2:

8


I1 =

P1 6
= = 1( A) ,
U1 6

I2 =

P2
6
=
= 0,5( A)
U 2 12

Vì I1>I2 nên cường độ dòng điện chạy qua đèn Đ3 có chiều từ C đến D.
Tại nút C ta có: I1=I3+I2 ⇒ I3=I1-I2=1-0,5=0,5(A)
Hiệu điện thế định mức của đèn Đ3,Đ4, Đ5 lần lượt là U3,U4,U5
P

1,5

3
Ta có: U 3 = I = 0,5 = 3(V )
3
U4=U1+U3=6+3=9(V)
U5= -U3+U2= -3+12=9(V)
b, Học sinh khai thác phân tích lựa chọn công thức tính, Ở câu b bài 2 khác với bài

P5

5

I5

5

1 biết tỉ số P = 3 mà U5= U4 ⇒ I = 3 (1)

4
4
Mặt khác tại nút D ta có I.4+I3=I5 ⇒ I5=0,5+I4 (2)
Từ (1) và (2) ⇒ I.4=0,75(A), I5= 1,25(A)
P4=U4.I4=9.0,75=6,75(W); P5=U5.I5=9.1,25=11,25(W)
Công suất tiêu thụ của cả mạch:
P=P1+P2+P3+P4+P5=6+6+1,5+6,75+11,25=31,5(W)
Học đến phần công suất thì kĩ năng biến đổi mạch điện và sử dụng các công thức
tính hiệu điện thế, cường độ dòng điện, điện trở tương đương của từng đoạn mạch
học sinh đã có kĩ năng làm thành thạo nên sau khi làm bài tập đơn giản tôi đưa ra
bài tập khó hơn. Nhưng thật vui mừng sau khi được định hướng hầu hết 10 em
trong đội tuyển đều làm được:
Đ6
M
Bài 3: Một mạch điện gồm 9 bóng đèn giống nhau A
hoàn toàn giống nhau được mắc vào một hiệu điện +
Đ1
thế U không đổi. Xem rằng điện trở của đèn không
Đ5
Đ3
phụ thuộc vào nhiệt độ, điện trở của các dây nối nhỏ
không đáng kể.
Đ4
Tính công suíât tiêu thụ của mạch điện biết rằng
Đ2
bóng đèn Đ6 tiêu thụ công suất 3W.
B
Hướng suy nghĩ và cách giải:
N
Đ9

Theo như cách nghĩ chung để giải quyết loại bài tập này học sinh nghĩ đến:
Để tính công suất tiêu thụ của cả mạch thì phải tính được công suất tiêu thụ của
từng bóng đèn thông qua công suất tiêu thụ của bóng đèn Đ 6. Tức là phải tính được
tỉ số công suất của mỗi đèn đối với công suất tiêu thụ của bóng đèn Đ 6. Do P= I2.R
hoặc P =

U2
Mà các bóng đèn này giống nhau nên điện trở của chúng bằng
R

nhau(=R), nên việc tính tỉ số công suất của mỗi đèn đối với công suất tiêu thụ của
bóng đèn Đ6 trở thành tính tỉ số cường độ dòng điện qua mỗi đèn với cường độ
dòng điện qua đèn Đ6, hoặc tỉ số hiệu điện thế hai đầu mỗi đèn với hiệu điện thế hai

9

Đ7
Đ8


đầu đèn Đ6. Vì vậy dựa vào tính chất của đoạn mạch ta phải tính được cường độ
dòng điện qua mỗi đèn theo cường độ dòng điện qua đèn Đ 6 hoặc hiệu điện thế hai
đầu mỗi đèn theo hiệu điện thế hai đầu đèn Đ6.
Hs thực hiện lời giải:
- Đoạn mạch MN là mạch cầu cân bằng ⇒ I5=0(A) ⇒ P5=0(V)
Theo tính chất của mặt cầu cân bằng ta có I9=I8=I7=I6, I3=I4 mà điện trở của các đèn
bằng nhau nên P9=P8=P7=P6 =3(W), U7=U6 ⇒ U67=2U6 ⇒ U4 = U3 =U67=2U6
2

P U 

Ta có 3 =  3 ÷ = 4 ⇒ P3 = 4 P6 = 4.3 = 12(W) ⇒ P4=P3=12(W)
P6  U 6 
U
2U
Ta có I3=I4= 3 = 6 = 2 I 6
R
R

Vì I2=I1và R2=R1(=R) nên P2=P1 Mà I1= I3+I6=2I6+I6=3I6
2

P I 
Ta có 1 =  1 ÷ = 32 = 9 ⇒ P1 = 9 P6 = 9.3 = 27(W) ⇒ P2=P1=27(W)
P6  I 6 

Công suất tiêu thụ của toàn mạch là: P=2P1+2P3+4P6=2.27+2.12+4.3=90(W)
Loại 2: Ghép các đèn để chúng sáng bình thường.
Bài 1; Hai bóng đèn 110V-100W và 110V-25W được mắc vào hiệu điện thế
U=220V.
a.Liệu có thể ghép nối tiếp hai bóng đèn trên vào hiệu điện thế 220V để chúng
sáng bình thường được không?
b.Có thể dùng 1 hoặc 2 điện trở phụ ghép thêm vào bộ bóng để chúng sáng bình
thường. Hãy đề xuất sơ đồ và tính điện trở phụ? Chọn cách ghép nào có hiệu
suất cao hơn?
Hướng suy nghĩ để giải quyết vấn đề:
- Giả sử khi hai đèn mắc nối tiếp vào HĐT 220V. Học sinh tính:
U2
+ Điện trở của mỗi đèn theo công thức R =
P

+ Tính CĐDĐ I qua đèn, CĐDĐ định mức của mỗi đèn I1,I2
+ So sánh CĐDĐ định mức của mỗi đèn I1,I2 với CĐDĐ I qua đèn được I2Nên bóng đèn 2 hoạt động trên mức bình thường và có thể bị cháy còn bóng 1 sáng
yếu hơn bình thường, nên không thể ghép nối tiếp hai bóng đèn trên vào hiệu điện
thế 220V để chúng sáng bình thường được
Hoặc học sinh có thể lí luận vì R1nên U2>110V do đó bóng đèn 2 hoạt động trên mức bình thường, nên không thể
ghép nối tiếp hai bóng đèn trên vào hiệu điện thế 220V để chúng sáng bình thường
được
b, Có hai bóng đèn khi mắc chúng thành sơ đồ mạch điện thì chỉ có thể mắc chúng
song song với nhau , hoặc mắc nối tiếp với nhau.

10


- Nếu mắc hai bóng đèn nối tiếp với nhau thì phải làm giảm cường độ dòng điện
qua đèn 2 bằng cách mắc một điện trở phụ song song với đèn 2 từ đó học sinh-vẽ
+
sơ đồ và tính được giá trị của điện trở phụ.
B
A Đ1
Đ2
R1
- Nếu mắc hai bóng đèn song song với nhau và mắc vào 2 điểm có HĐT
220V >110V thì không thể mắc bộ 2 hai bóng đèn song song trực tiếp nguồn đó
được vì vậy phải mắc bộ 2 hai bóng đèn song song với một điện trở phụ hoặc mắc
mỗi đèn nối tiếp với với một điện trở phụ .
R1
Đ1
+

A

Đ1

R1

B

+
A

B

R2
Đ2
Đ2
Việc tính giá trị mỗi điện trở phụ trong từng sơ đồ trở thành bài toán quen thuộc đối
các em nên học sinh nào cũng làm được.
Bài tập vận dụng.
Đ1
Đ2
M
Bài 1.Cho mạch điện như hình vẽ 1, trên các bóng
đèn có ghi: Đ1 (12V - 6W); Đ2 (12V - 12W).
A
B
Trên đèn Đ3 chỉ ghi 3W, giá trị hiệu điện thế
Đ3
định mức bị mờ hẳn. Mạch đảm bảo các đèn
R2

R1
sáng bình thường.
N
a) Hãy tính hiệu điện thế định mức của đèn Đ3.
(H.1)
b) Cho biết R1 = 9Ω, hãy tính R2.
c) Tìm giá trị giới hạn của R1 để đảm bảo các đèn sáng bình thường.
Đ5
Bài 2. Có 5 bóng đèn, công suất định mức
A
bằng nhau mắc theo sơ đồ như hình (H.2)
thì cả 5 đèn đều sáng bình thường. Bỏ qua
Đ4
Đ3
Đ2
điện trở các dây nối.
B
a. Cho giá trị định mức của đèn Đ2 là
Đ1
3V-3W. Tìm giá trị định mức của các đèn
(H.2)
còn lại.
b. Nếu đột nhiên đèn Đ4 bị cháy thì lúc đó các đèn còn lại có độ sáng thế nào? Giả
thiết rằng hiệu điện thế UAB được giữ không đổi và các đèn còn lại không bị cháy.
Dạng 2: Tìm định mức của bộ bóng đèn.
Trước hết giáo viên cho học sinh hiểu Định mức của bộ bóng đèn là giá trị của hiệu
điện thế, cường độ dòng điện, công suất của bộ bóng sao cho trong bộ không có
bóng nào hoạt động quá định mức riêng.

11

Bài 1: Cho 3 bóng đèn, bóng 1 loại 110V-100W, bóng 2 loại 110V-25W,bóng 3 loại
220V-60W. Tìm hiệu điện thế định mức của bộ bóng khi chúng được ghép như
sau:
a. Ghép song song.
b. Ghép nối tiếp.
c. Bóng 1 ghép song song với bộ hai bóng kia mắc nối tiếp.
d. Bóng 1 nối tiếp với bộ song song của bóng 2 và bóng 3.
Hướng suy nghĩ và cách giải:
- Trước hết xác định và ghi rõ định mức riêng của từng bóng.
10
A −121Ω .
11
5
Bóng 2: 110V-25W- A − 484Ω .
22
3
2420
Ω.
Bóng 3: 220V-60W- A −
11
3

Bóng 1: 110V-100W-

Đ1

+
a. Khi ghép song song :

Đ2
A
B
Cơ sở để tìm định mức của bộ bóng ghép song song là
trong mạch song song U1=U2=U3,nên hiệu điện thế định
Đ3
mức của bộ bóng phải là giá trị nhỏ nhất của 3 định mức
về hiệu điện thế. Nên học sinh xác định được hiệu điện thế định mức của bộ là
U=110V.
b. Khi ghép nối tiếp .
+
Cơ sở để tìm định mức của bộ bóng ghép nối
B
Đ3
Đ2
tiếp là I1=I2=I3, nên cường độ dòng điện định A Đ1
mức của bộ bóng phải là giá trị nhỏ nhất của 3 dòng định mức. Do đó hiệu điện thế
định mức của bộ bóng chịu được được tính bằng cường độ dòng điện định mức của
bộ bóng nhân với điện trở tương đương.
Từ sự định hướng suy nghĩ trên học sinh dễ dàng tìm được:
Cường độ dòng điện định mức của bộ bóng I=I2=

5
A
22

Hiệu điện thế định mức của bộ bóng chịu được là:
U= I.Rtđ=I(R1+R2+R3)=

5 

2420 
.121 + 484 +
 ≈ 320,8(V )
22 
3 

c. Bóng 1 ghép song song với bộ hai bóng kia mắc nối tiếp.Đây là đoạn mạch hỗn
hợp, ta coi bộ hai bóng đèn 2,3
A
Đ1
nối tiếp nhau tìm định mức của bộ này :
B
+
5
Định mức dòng I23=I2= A
22

Định mức thế U23=I23.R23=

5 
2420 
 484 +
÷ ≈ 293,3(V ) > 110V
22 
3 

Đ2

Đ3

12


Coi đoạn mạch hỗn hợp gồm đèn 1 mắc song song với đèn 23 mà bóng 1 chịu được
hiệu điện thế 110V, nhánh 23 chịu được hiệu điện thế 293,3(V ) > 110V
Vậy hiệu điện thế định mức mà bộ bóng chịu được là 293,3(V)
d. Bóng 1 nối tiếp với bộ song song của bóng 2 và bóng 3.
Vì bộ song song 2,3 chịu được hiệu điện thế U 23=110V nên bộ này chịu được dòng
điện tối đa là
110 110 110 110
4
Đ1
Đ2
B
A
I 23 =
+
=
+
= A
R2
R3 484 2420 11
+
3

Bộ bóng đèn gồm đèn 1 nối tiếp với cụm đèn
23 chịu được dòng điện tối đa là

4
A

11

Đ3

Hiệu điện thế định mức của ba bóng đèn là
2420 

484.

4
4 
3  = 154V
U = ( R1 + R23 ) =
121 +
2420 
11
11 
484 +


3 


Bài tập vận dụng:
Bài 1: Cho 3 bóng đèn, bóng 1 loại 3V-3W, bóng 2 loại 3V-1W,bóng 3 loại
2,5V-1,25W.
a. Ghép 3 bóng nối tiếp. Tìm hiệu điện thế định mức của bộ. Khi đó công suất thực
tế của mỗi bóng là bao nhiêu?
b. Ghép 3 bóng song song. Tìm hiệu điện thế định mức của bộ. Khi đó công suất
thực tế của mỗi bóng là bao nhiêu?

Bài 2: tìm định mức của bộ bóng sau:
a. Bóng 220V-60W ghép song song với bộ hai bóng 110V-100W và 110V-25W nối
tiếp.
b. Bóng 220V-60W ghép nối tiếp với bộ hai bóng 110V-100W và 110V-25W mắc
song song.
Dạng 3: Mạch có biến trở - Bài toán biện luận.
loại1: Biện luận độ sáng của đèn.
Bài 1: Cho mạch điện như hình vẽ đèn Đ1 ghi (120V-60W); Đ2 ghi (120V-48W),
biến trở MN có giá trị toàn phần là RMN = 540 Ω ; Biết UAB = 240V không đổi,
A
B
các đèn sẽ bị cháy nếu công suất hoạt động mỗi đèn vượt quá
+D định mức của nó 15W.
a. Tính điện trở của mỗi đèn
K Đ2
Đ1
b. Khi khóa K mở các đèn có sáng bình thường không ?
C
Có đèn nào bị cháy không? vì sao?
M
N
13


c. Đóng khóa K, phải di chuyển con chạy C đến vị trí nào thì các đèn sáng bình
thường ? Hãy tính cường độ dòng điện đi qua khóa K khi đó.
Hướng suy nghĩ và cách giải:
a) Tính điện trở 2 đèn theo công thức R =

U2

P

Ta được điện trở của hai đèn Đ 1 và

Đ2 lần lượt là R1 = 240 Ω ; R2 = 300 Ω
b. Khi k mở ta được sơ đồ mạch điện như thế nào?
K mở mạch có (R1 nt R2) // RMN
Để biết các đèn có sáng bình thường không ta coi mạch điện gồm (R 1 nt R2) // RMN
mắc vào hai điểm có hiệu điện thế 240V.
- Ta tính CĐDĐ ( hoặc HĐT) thực tế qua đèn mỗi đèn
- Tính CĐDĐ định mức ( hoặc HĐT định mức) của mỗi đèn
- Ta so sánh CĐDĐ thực tế qua mỗi đèn với CĐDĐ định mức của nó hoặc ta so
sánh HĐT thực tế qua mỗi đèn với HĐT định mức của nó:
+ Nếu CĐDĐ thực tế qua đèn =CĐDĐ định mức của nó (hoặc HĐT thực tế qua
đèn = với HĐT định mức của nó.) Thì đèn sáng bình thường.
+ Nếu CĐDĐ thực tế qua đèn >CĐDĐ định mức của nó (hoặc HĐT thực tế qua
đèn > với HĐT định mức của nó.) Thì đèn sáng hơn mức bình thường và có thể bị
cháy.
+ Nếu CĐDĐ thực tế qua mỗi đèn < CĐDĐ định mức của nó (hoặc HĐT thực tế
qua mỗi đèn < với HĐT định mức của nó.) Thì đèn sáng yếu hơn mức bình thường.
- Theo sự định hướng chung học sinh thực hiện lời giải:
( R + R ).R

(240 + 300).540

1
2
MN
Tính điện trở toàn mạch:Rtm = R + R + R = 240 + 300 + 540 = 270Ω
1

2
MN

U

240

4

Tính cường độ dòng điện qua đèn 1 và 2 là : I1 = I2 = R + R = 240 + 300 = 9 A
1
2
Tính cường độ định mức của các đèn lần lượt là :
P

60

P

48

dm
dm
Iđm1 = U = 120 = 0,5( A) ;
Iđm2 = = U = 120 = 0, 4( A)
dm
dm
So sánh vì I1 < Iđm1 nên được đèn 1 sáng yếu hơn bình thường
I2 >Iđm2 nên đèn 2 sáng mạnh hơn bình thường.
- Tính công suất thực của đèn 2 : P = I 22 . R2 ≈ 59,3 W vượt công suất định mức là

11,3 W nên đèn 2 không bị cháy
c) Khi k đóng, đoạn mạch AB gồm (R 1 // RMC ) nt(R 2 // RCN)
Đặt điện trở RMC=x( Ω ) suy ra RCN= 540- x( Ω ); (0- Các đèn sáng bình thường nên:
+ Hiệu điện thế hai đầu mỗi đèn lần lượt là: U1 =Uđm1=120V; U2 =Uđm2=120V
+ CĐDĐ thực tế qua đèn mỗi đèn: I1 = Iđm1 = 0,5A, I2 = Iđm2 =0,4A

14


U

120

U

120

MC
CN
- CĐDĐ chạy qua RMC và RCN lần lượt là: IMC = R = x ; ICN= = R = 540 − x
MC
CN

- Ta có: I1+IMC=I2+ ICN ⇒ 0,5+

120
120
= 0,4+
x

540 − x

Giải và tìm được x =300 và x=-2160(loại)
Vậy RMC = 300 Ω

lMC RMC 300 5
5
=
=
= ⇒ lMC = lMN .
lMN RMN 540 9
9
5
Vậy con chạy C ở vị trí sao cho lMC = lMN thì các đèn sáng bình thường.
9

Ta có:

- Vì : I1 >I2 nên CĐDĐ chạy qua khoá k có chiều chạy từ D đến C
Tại nút D ta có I1 = I2+Ik ⇒ I k = I1 − I 2 = 0,5 − 0, 4 = 0,1A
Bài tập vận dụng:
Bài 1: Cho mạch điện như hình bên. Biết U = 12V, trên các bóng có ghi các giá trị
định mức như sau: Đ1(3V–1,5W); Đ2(6V-3W); Đ3(6V- 6W) và Rx là mộtĐbiến trở.
1
a. Có thể điều chỉnh để cả 3 đèn đều sáng bình thường được
không? Vì sao?
Đ2
Đ
Rx
b. Mắc thêm một điện trở R vào mạch điện. Hỏi phải mắc3

R vào vị trí nào và chọn giá trị R và Rx bằng bao nhiêu để
U
cả 3 đèn sáng bình thường?
+ Bài 2. Cho mạch điện như hình vẽ. Nguồn điện U có
U
R1
R
hiệu điện thế không đổi là 21V; R = 4,5Ω, R1 = 3Ω,
2
P
bóng đèn có điện trở không đổi RĐ = 4,5Ω. Ampe kế
và dây nối có điện trở không đáng kể.
C R
Đ
N
M
a. Khi khóa K đóng, con chạy C của biến trở ở vị trí
điểm N, thì ampe kế chỉ 4A. Tìm giá trị của R2.
R
K
b. Xác định giá trị của đoạn biến trở RX ( từ M tới C)
để đèn tối nhất khi khóa K mở.
A
c. Khi khóa K mở, dịch con chạy C từ M đến N thì độ sáng của đèn thay đổi thế
nào? Giải thích
Loại 2: Tìm giá trị lớn nhất, giá trị nhỏ nhất của công suất.
Hướng suy nghĩ và cách giải:
Chú ý cách chọn ẩn để bài toán trở nên đơn giản hơn:
- Nếu tìm giá trị một điện trở để công suất tiêu thụ của điện trở đó đạt giá trị lớn
nhất hay nhỏ nhất thì ta đặt giá trị điện trở đó là x

- Nếu tìm giá trị một điện trở để công suất tiêu thụ điện trên một đoạn mạch có
chứa điện trở đó đạt giá trị lớn nhất hay nhỏ nhất thì ta đặt điện trở của đoạn mạch
đó là x, bài toán trở về tìm điện trở x để công suất tiêu thụ trên điện trở x đạt giá trị
lớn nhất hay nhỏ nhất. Từ đó tìm ra giá trị của điện trở cần tìm.
X

15


- Nếu tìm giá trị một điện trở khi biết công suất tiêu thụ điện trên biến trở đạt giá trị
lớn nhất hay nhỏ nhất khi biến trở có giá trị điện trở cụ thể đã biết. Ta phải coi điện
trở đó đã biết giá trị và chọn ẩn là giá trị điện trở của biến trở. Tìm giá trị lớn nhất
của công suất theo ẩn đã chọn, từ đó tìm ra giá trị của điện trở cần tìm.
Sau khi học sinh xác định cách chọn ẩn phù hợp, học sinh sẽ giải quyết bài toán tìm
cực trị của công suất theo một thuật toán:
+ Nếu mạch điện không tường minh, vẽ sơ đồ mạch điện tương đương, khai mạch
+ Tính điện trở tương đương của mạch điện.
+ Tính cường độ dòng điện chạy qua mạch chính.
+Tính cường độ dòng điện chạy qua điện trở cần tính công suất, hoặc tính hiệu điện
thế hai đầu điện trở cần tính công suất tiêu thụ.
+Tính công suất tiêu thụ điện của trở cần tính công suất P theo công thức P=I 2R hay
P=

U2
R

+Tìm giá trị lớn nhất của biểu thức P.

M+ U - N

Bài 1: Cho mạch điện như hình vẽ. U=16V, R1=12Ω,
R3=4Ω , R2 là một biến trở.
a, Điều chỉnh biến trở R2 để cho công suất tiêu thụ của
nó là 9W.
b, Điều chỉnh biến trở R2 để cho công suất trên nó
là lớn nhất. Tính công suất cực đại đó.

R1
A
R3

B

4

R2

Phương pháp giải:
Đặt điện trở R2= x(Ω ) (x>0)
- Tính: Điện trở tương đương của đoạn mạch MN là :
R .R

12.x
16 x + 48 16( x + 3)
1 2
=
(Ω )
R= R3 + RAB = R3 + R + R = 4 +
==
12 + x

12 + x
12 + x
1
2
U

16(12 + x)

12 + x

- Tính Cường độ dòng điện chạy qua mạch chính: I= R = 16(3 + x) = 3 + x ( A)
- Tính Cường độ dòng điện chạy qua biến trở R2
I2 =

R1
12 12 + x
12
I=
.
=
( A)
R1 + R2
12 + x 3 + x 3 + x

2

144.x
 12 
(W)
- Tính công suất tiêu thụ điện của biến trở R2 là P2 = I .R2 = 

÷ .x =
(3 + x) 2
 3+ x 
2
2

( hoặc hướng dẫn học sinh có thể tính hiệu điện thế hai đầu biến trở R2 là
U2= I.RAB=

12 + x 12.x
12.x
.
=
(V )
3 + x 12 + x 3 + x

⇒ Công suất P2 =

U 22
144.x
=
(W)
R2 (3 + x) 2

)

16


144.x

a, Công suất tiêu thụ trên R2 là 9(W) nên ta có (3 + x)2 = 9 ⇔ x 2 − 10 x + 9 = 0
Giải phương trình bậc hai này ta được x=9 hoặc x= 1.
- Trả lời: Vậy biến trở R2= 9(Ω ) hoặc R2= 1(Ω ) thì công suất tiêu thụ trên R 2 bằng
9W.
b, Tìm R2 để công suất tiêu thụ trên R2 lớn nhất thì phải tìm giá trị lớn nhất của P 2
theo x.
Ta có

P2 =

144.x
144
=
2
(3 + x)
 3
+

 x

2


x÷


Áp dụng bất đẳng thức côsi cho hai số
Nên

P2 ≤

144

( 2 3)

2

⇒ P2 ≤ 12

3
và
x

. Dấu “=” xảy ra khi

x ta có
3
=
x

3
+ x ≥2
x

3
. x =2 3
x

x ⇔ x =3.

Vậy khi R2= 3(Ω ) thì công suất tiêu thụ trên R2 lớn nhất và maxP2= 12(W)
Bài 2: Cho mạch điện như hình vẽ. U=36V luôn không đổi , r =1,5Ω, điện trở toàn
phần của biến trở R=10Ω. Đèn Đ1 có điện trở R1= 6Ω, Đèn Đ2 có điện trở
r
B
+ U R2= 1,5Ω. Xác định vị trí của con chạy C trên biến trở để:
Công suất tiêu thụ trên đèn Đ2 là nhỏ nhất. Tìm công suất đó.
Coi điện trở của các đèn không phụ thuộc vào nhiệt độ.

A

Phương pháp giải:
Khai mạch: Đoạn mạch AB gồm
[( R2 nt RNC)//R1] nt RCM nt r
Hướng suy nghĩ và cách giải:
- Gọi điện trở RNC =x(Ω),điện trở RCM =R-x=10-x(Ω), (0( R2 + x).R1

(1,5 + x)6

Đ2
r

R
N CM

Đ1

9 + 6x

RAC = R + R + x = 6 + 1,5 + x = 7,5 + x
1
2
Điện trở tương đương của toàn mạch:
9 + 6x

Rtm = RAC + RCM + r = 7,5 + x + (10 - x) + 1,5 =
Hiệu điện thế giữa hai đầu đèn 1 là:

95,25 + 10 x − x 2
7,5 + x

36
9 + 6x
.
U
36(9 + 6 x)
2
UAC = R RAC = 95,25 + 10 x − x 7,5 + x = 95, 25 + 10 x − x 2
tm
7,5 + x

17


36(9 + 6 x).1,5

U

324

AC
==> UAN = R + x .R2 = (95, 25 + 10 x − x 2 )(1,5 + x) = 95, 25 + 10x − x 2
2
Công suất tiêu thụ trên đèn Đ2 là:

(U AN ) 2
. Mà R2= 1,5Ω nên P2 nhỏ nhất khi UAN nhỏ nhất.
R2
324
Theo câu b ta có: UAN = 95,25 + 10 x − x 2

P2 =

UAN nhỏ nhất khi 95,25+ 10x-x2 lớn nhất.
Ta có : 95,25+ 10x-x2 = 120,25-(x-5)2 ≤ 120, 25 . Dấu “=” xảy ra khi x-5=0.
Suy ra x=5.
Vậy khi con chạy C ở chính giữa biến trở thì công suất tiêu thụ của đèn 2 nhỏ nhất.
324

Khi đó : UANmin = 120,25 = 2,7V
2
U NA
2,70 2 7,29
min
=
=
= 4,86 W
P2min =

R2
1,5
1,5

M

Bài 3: Cho mạch điện như hình vẽ. U=24V, R1=6Ω,

N R1

R3=4Ω, R2 là một biến trở.Hỏi R2 bằng bao nhiêu để:
Công suất đoạn mạch AB lớn nhất.
A

Tính công suất toàn mạch trong trường hợp này.

R3

Hướng suy nghĩ và cách giải:

R2

B

Đặt điện trở tương đương của đoạn mạch AB =x (Ω).
- Điện trở tương đương của đoạn mạch MN là: RMN = R1+ RAB= 6+x
U

- Cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch AB là: IAB=I= R

MN

=

24
(A)
6+ x

- Công suất tiêu thụ của đoạn mạch AB là:
2

PAB = I .RAB
2
AB

Ta có
Nên

576.x
576
 24 
=
=
÷ .x =
2
(6 + x)
6+ x 
 6
+


 x

6
+ x≥2
x

PAB ≤

576

( 2 6)

2

6
. x =2 6
x
⇔ PAB ≤ 24(w)

2


x÷


( Theo bất đẳng thức cosi)
Dấu “=” xảy ra ⇔

6
= x ⇔ x=6

x

18


Suy ra: R2+R3= 6 ⇔ R2 = 6 − R3 = 6 − 4 = 2Ω.
Vậy khi R2= 2(Ω) thì công suất trên đoạn mạch AB lớn nhất bằng 24W.
Khi đó công suất của toàn mạch là P=U.I= 24.

24
= 48(W)
6+6

Bài 4: Cho mạch điện như hình vẽ.Giữa hai đầu đoạn mạch duy trì một hiệu điện thế
U = 24V không đổi ; R1 =12 Ω, R3=18 Ω; Rx là một biến trở .
a. Khi khóa K mở, di chuyển con chạy C của biến trở
Rx = 16 Ω thì công suất tỏa nhiệt trên biến trở đạt giá trị cực đại.

M

N R1

Xác định giá trị điện trở R2.
Khai thác thêm câu b, c để luyện lại dạng 2 và 3 đã học.
b, Khóa k đóng , hãy xác định giá trị của biến trở Rx để công suất P
tỏa nhiệt trên đoạn mạch PQ có giá trị bằng 12W.
c, Khóa k đóng , hãy xác định giá trị của biến trở Rx để công suất

Rx
Q

R2
K

R3

tỏa nhiệt trên đoạn mạch PQ có giá trị lớn nhất.
Phương pháp giải:
Câu a: Khi k mở đoạn mạch MN gồm R1ntR2ntRx.
Điện trở tương đương của đoạn mạch MN: RMN = R1+R2+Rx
Cường độ dòng điện chạy qua điện trở Rx là:
U

=

Ix = IMN = R

MN

U
(A)
R1 + R2 + Rx

Công suất tiêu thụ trên điện trở Rx :
2



U
U2

U2
=
.
R
=
.
R
=
÷ x
x
2
( R1 + R2 + Rx ) 2
 R1 + R2

Px =(Ix)2Rx =  R1 + R2 + Rx 
+ Rx ÷

÷
 Rx

R1 + R2
Ta có: R + Rx ≥ 2 R1 + R2
x

Nên Px

≤

(2

U2
R1 + R2

)

2

Dấu “=” xảy ra khi

R1 + R2
= Rx ⇔ Rx = R1 + R2
Rx

Do đó công suất tiêu thụ trên Rx lớn nhất khi Rx = R1 + R2
Mặt khác theo đề cho công suất tiêu thụ trên R x lớn nhất khi Rx = 16 Ω và R1 =12 Ω
nên ta có : 12 + R2= 16 suy ra R2 = 4 Ω.

19


Vậy R2 = 4 Ω.
Câu b, câu c học sinh tự làm để tự luyện.
Bài tập vận dụng:
Bài 1: Cho một bóng đèn 6V-3W và một biến trở con chạy được mắc với nhau, sau đó nối
vào nguồn có hiệu điện thế không đổi U=9V nhờ dây dẫn có điện trở Rd=1Ω (hình 1)
1. Cho điện trở của toàn biến trở là 20Ω
a.Tìm điện trở RAC của phần AC của biến trở , biết đèn sáng bình
thường. Tìm hiệu suất của cách mắc mạch thắp sáng đèn đó.
b. Với nguồn U, dây dẫn Rd, đèn và biến trở như trên, hãy vẽ
những sơ đồ khác để cho đèn sáng bình thường. Tìm vị trí của

con chạy của biến trở ứng với mỗi sơ đồ.
c. Xác định vị trí của con chạy C trên biến trở trong sơ đồ hình 1
để công suất tiêu thụ của đoạn mạch AC(gồm đèn và biến trở)
đạt giá trị cực đại.
2. Muốn cho hiệu suất của cách mắc mạch thắp sáng đèn như
hình vẽ bên không nhỏ hơn 60% khi đèn sáng bình thường thì
giá trị toàn phần của điện trở biến trở nhỏ nhất là bao nhiêu?

Dạng 4: Toán định mức:
Bài 1: Dùng nguồn điện có hiệu điện thế không đổi
U0 = 32V để thắp sáng một bộ bóng đèn
cùng loại (2,5V-1,25W). Dây nối trong bộ đèn
có điện trở không đáng kể. Dây nối từ bộ bóng đèn

R

đến nguồn điện có điện trở là R =1Ω
a.Tìm công suất tối đa mà bộ bóng có thể tiêu thụ.
b. Tìm cách ghép bóng để chúng sáng bình thường.
Hướng suy nghĩ để giải quyết vấn đề.
a. Dùng định luật bảo toàn:
Ptoàn phần=Pbộ bóng+Phao phí
Gọi I là dòng điện qua R, công suất của bộ đèn là :
P = U.I – RI2 = 32.I – I2 hay: I2 – 32I + P = 0
Phương trình bậc 2 ẩn là I, tham số P, tính ∆ : ∆ ≥ 0 ⇔ 16 2 − P ≥ 0 → P ≤ 256
Vậy công suất lớn nhất của bộ đèn là Pmax = 256W
b. Có 3 cách đặt phương trình xuất phát cho bài toán:
-Cách 1: Giải bằng cách đặt phương trình dòng.
+ điện trở một đèn là: Rđ =

U 2 2,52
=
= 5Ω
P
25

20


+ Giả sử bóng đèn được ghép thành m dãy song song, mỗi dãy có n bóng mắc nối
tiếp.
5n
m
U0
32
=
=
= 0,5m
+ Cường độ dòng điện chạy qua mạch chính: I R + RAB 1 + 5n
m

+ điện trở tương đương của đoạn mạch AB: RAB =

32=0,5m+2,5n

⇒ 64 = m + 5n ; m, n nguyên dương (1)

Giải phương trình (1) ta có 12 nghiệm sau :
n
1

2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12
m
59
54 49 44
39
34 29
24 19 14 9
4
-Cách 2: Giải bằng cách đặt phương trình thế.
+ Ta có: U0=UR+UAB (1) mà U R= I.R= 0,5m.1=0,5m; UAB=2,5n thay vào (1)
biến đổi ta được phương trình 64 = m + 5n với m,n nguyên dương (2)
Giải phương trình (2) ta có 12 nghiệm sau :
n
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

11 12
m
59 54 49 44 39
34 29 24 19 14
9
4
- Cách 3: Giải bằng cách đặt phương trình công suất.
Gọi m là số dãy đèn, n là số đèn trong một dãy: Rd
Khi các đèn sáng bình thường: I d = 0,5( A) và I = m. I d = 0,5m
Từ đó: U0.I = RI2 + 1,25m.n Hay 32.0,5m = 1.(0,5)2 = 1,25m.n
⇒ 64 = m + 5n ; m, n nguyên dương (1)
Giải phương trình (1) ta có 12 nghiệm sau :
n
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12
m
59 54 49 44 39
34 29
24
19 14 9 4
5
3

Bài tập vận dụng: Cho hình vẽ, nếu U0= 15V, điện trở dây nối Rd= Ω , bộ bóng
loại(2,5V-1,25W).
a. Công suất lớn nhất mà nguồn hiệu điện thế này có
thể cung cấp cho bộ bóng là bao nhiêu?
b. nếu có 15 bóng thì ghép như thế nào để chúng sáng
Rd
bình thường?
c. Nếu chưa biết số bóng thì phải dùng bao nhiêu
bóng và ghép như thế nào để chúng sáng bình thường
và có hiệu suất cao nhất.
3. Kết quả của đề tài:
Qua thực tế dạy ôn luyện thi HSG nhiều năm tôi nhận thấy khi áp dụng đề tài
này vào giảng dạy thì hầu hết các em từ việc chưa biết làm các bài tập về công suất
tiêu thụ điện giờ đã có một kỹ năng suy luận và làm các bài toán này rất tốt, Từ đó
21


các em hình thành được cách giải các dạng toán liên quan như tìm giá trị điện trở
để số chỉ của ampe kế hoặc số chỉ của vôn kế lớn nhất hay nhỏ nhất......Các em đã
tự tin hơn khi học vật lí và cảm thấy hứng thú hơn khi học và nghiên cứu. Sau khi
áp dụng đề tài vào công tác bồi dưỡng học sinh giỏi đội tuyển kết quả thu được cao
hơn cụ thể Năm học 2014-2015 trong 10 em đi thi thì có 4 em đạt giải nhì, 1 em đạt
giải ba và 2 em đạt giải khuyến khích.
Năm học 2015-2016 trong 10 em đi thi thì có 5 em đạt giải ba và 4 em đạt giải
khuyến khích.
Đối với bài tập về phần công suất điện của lớp 9 sau khi áp dụng đề tài sáng kiến
kinh nghiệm này tôi có tiến hành khảo sát kết quả thu được như sau:
Dạng toán 1:
Tổng số HS

Biết làm
Không biết làm hay biến đổi sai
10
8
2
Dạng toán 2:
Tổng số HS
Biết làm
Không biết làm hay biến đổi sai
10
10
0
Dạng toán 3.
Tổng số HS
Biết làm
Không biết làm hay biến đổi sai
10
8
2
Dạng toán 4.
Tổng số HS
Biết làm
Không biết làm hay biến đổi sai
10
9
1
Từ kết quả khảo sát trên tôi nhận thấy đề tài này đã mang lại hiệu quả tương đối tốt
đối trong việc bồi dưỡng học sinh khá giỏi môn vật lý 9.

22

III. KẾT LUẬN- KIẾN NGHỊ
- Kết luận:
Qua quá trình trực tiếp giảng dạy và tham gia bồi dưỡng đội tuyển HSG của
huyện thi HSG cấp tỉnh bản thân tôi thấy sau khi áp dụng đề tài này vào dạy bồi
dưỡng học sinh giỏi tôi nhận thấy: Đối với giáo viên đã phân loại được các dạng
bài tập về công suất, từ đó có được phương pháp định hướng cho học sinh khai thác
xử lý từng dạng bài cụ thể về công suất điện giúp các em tự tin hơn khi học bài và
làm bài.
Đối với học sinh có được phương pháp để nghĩ, để khai thác giải các dạng bài tập
về công suất điện Ví dụ như loại toán tìm giá trị lớn nhất, giá trị nhỏ nhất của công
suất.
Chú ý cách chọn ẩn để bài toán trở nên đơn giản hơn:
- Nếu tìm giá trị một điện trở để công suất tiêu thụ của điện trở đó đạt giá trị lớn
nhất hay nhỏ nhất thì ta đặt giá trị điện trở đó là x
- Nếu tìm giá trị một điện trở để công suất tiêu thụ điện trên một đoạn mạch có
chứa điện trở đó đạt giá trị lớn nhất hay nhỏ nhất thì ta đặt điện trở của đoạn mạch
đó là x, bài toán trở về tìm điện trở x để công suất tiêu thụ trên điện trở x đạt giá trị
lớn nhất hay nhỏ nhất. Từ đó tìm ra giá trị của điện trở cần tìm.
- Nếu tìm giá trị một điện trở khi biết công suất tiêu thụ điện trên biến trở đạt giá trị
lớn nhất hay nhỏ nhất khi biến trở có giá trị điện trở cụ thể đã biết. Ta phải coi điện
trở đó đã biết giá trị và chọn ẩn là giá trị điện trở của biến trở. Tìm giá trị lớn nhất
của công suất theo ẩn đã chọn, từ đó tìm ra giá trị của điện trở cần tìm.
Sau khi học sinh xác định cách chọn ẩn phù hợp, học sinh sẽ giải quyết bài toán tìm
cực trị của công suất theo một thuật toán:
+ Nếu mạch điện không tường minh, vẽ sơ đồ mạch điện tương đương, khai mạch
+ Tính điện trở tương đương của mạch điện.
+ Tính cường độ dòng điện chạy qua mạch chính.
+Tính cường độ dòng điện chạy qua điện trở cần tính công suất, hoặc tính hiệu điện

thế hai đầu điện trở cần tính công suất tiêu thụ.
+Tính công suất tiêu thụ điện của trở cần tính công suất P theo công thức P=I 2R hay
P=

U2
R

+Tìm giá trị lớn nhất của biểu thức P.
Từ đó tôi thấy các em đã tự tin, hứng thú hơn với việc học môn vật lý và hình thành
được cách nghĩ, cách làm, cách tư duy cho các khi gặp những dạng toán tương tự,
góp phần phát triển năng lực tư duy
- Kiến nghị:
Trên đây là một số kinh nghiệm nhỏ của bản thân về việc giúp học sinh giải quyết
tốt các bài toán về công suất tiêu thụ điện. Tôi hi vọng rằng đề tài này sẽ giúp cho
các bạn đồng nghiệp và các em học sinh có được kỹ năng giải bài tập Vật lý một
23


cách tốt hơn, đặc biệt là xây dựng được cho học sinh phương pháp học nhằm nâng
cao chất lượng môn Vật lí nói riêng và nâng cao chất lượng giáo dục của huyện nhà
nói chung, do thời gian có hạn nên tôi mới nghiên cứu được một số dạng toán cơ
bản về công suất, trong thời gian tiếp theo tôi sẽ nghiên cứu tiếp các dạng bài tập
còn lại của toán công suất để giúp các em có kỹ năng giải các bài tập về công suất
tốt hơn. Nhưng nó chỉ là kinh nghiệm của bản thân rút ra được trong quá trình
giảng dạy, chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót, thiếu tính khách quan. Vì
vậy bản thân tôi rất mong được lĩnh hội những góp ý, nhận xét đánh giá của hội
đồng khoa học, của các bạn đồng nghiệp để hoàn thiện sáng kiến của mình.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Vĩnh lộc, ngày 14 tháng 4 năm 2016
XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ

Tôi xin cam đoan đây là SKKN của mình
viết, không sao chép nội dung của người khác.

Trần Thị Sâm

24