SKKN môn Vật lí 9

Đề tài sáng kiến kinh nghiệm:
Hướng dẫn học sinh giải bài toán mạch điện – Vật Lí Lớp 9
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
*************
ĐỀ TÀI SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
Tên đề tài: Hướng dẫn học sinh giải bài toán mạch điện – Vật Lí Lớp 9
I- ĐẶT VẤN ĐỀ:
Thực trạng: Qua quá trình dạy học môn vật lí lớp 9 nhiều năm tôi nhận thấy trong
các dạng toán về mạch điện là những dạng toán khó. Học sinh không tự đònh
hướng được khi mạch điện có nhiều điện trở thì tiến hành các bước giải như thế
nào? Lập luận ra sao?
Trong chương trình vật lí lớp 9, nhất là trong chương trình đổi mới phương
pháp dạy học hiện nay do có rất ít thời gian trong phân phối chương trình dành cho
phần bài tập nên việc vận dụng kiến thức đã học để giải bài tập mạch điện vấn đề
mà đối với giáo viên khi dạy và học sinh khi học còn gặp rất nhiều khó khăn.
- Yêu cầu giải quyết: Thực tế cho thấy học sinh hiện nay rất ngại khi làm
bài tập có sơ đồ mạch điện phức tạp chỉ có vài học sinh có thể làm được các bài
tập có sơ đồ mạch điện có 2 điện trở, còn có từ 3 đến 4 điện trở mắc nối tiếp hoặc
mắc song song còn những mạch điện có nhiều điện trở mắc hổn hợp tường minh
hoặc mắc hổn hợp không tường minh hoặc có mắc thêm ampe kế, vôn kế, nhiều
công tắc thì hầu như không có học sinh nào làm được.
Qua khảo sát chất lượng phần lớn học sinh chỉ nhận dạng các đoạn mạch
điện chỉ có mắc nối tiếp hoặc chỉ có mắc song song kết quả như sau:
- Khoảng 40% số học sinh làm được bài tập đoạn mạch mắc nối tiếp.
- Khoảng 10% số học sinh làm được bài tập đoạn mạch mắc song song.
- Không có học sinh nào làm được bài tập đoạn mạch mắc hổn hợp.
Do đó muốn giúp học sinh có thể làm được các dạng bài tập mạch điện
nâng cao đối với giáo viên khi dạy và học sinh khi học cần phải có biện pháp,
phương pháp để chuẩn bò cho việc bồi dưỡng học sinh giỏi. Để giải quyết được các
yêu cầu nêu trên giáo viên cần giúp cho học sinh hiểu và vận dụng các vấn đề sau

đây:
- Hệ thống lý thuyết cho các đoạn mạch.
- Các loại mạch điện thường gặp.
- Một số chú ý khi vẽ lại sơ đồ mạch điện.
Giáo viên thực hiện: Dương Văn Đức
Trường THCS Hậu Thạnh Trang 1
Đề tài sáng kiến kinh nghiệm:
Hướng dẫn học sinh giải bài toán mạch điện – Vật Lí Lớp 9
- Giúp học sinh làm quen bài tập từ bài dễ đến bài khó.
II- GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ:
A- Hệ thống lý thuyết cho các mạch điện:
- Đònh luật ôm đối với các loại đoạn mạch:
a- Đònh luật Ôm:

U U
I = R = ; U = IR
R I
⇒

b- Đoạn mạch nối tiếp c- Đoạn mạch song song
R
1
và R
2
có một điểm chung R
1
và R
2
có hai điểm chung
I = I

1
= I
2
(1a) U= U
1
= U
2
(1b)
U= U
1
+ U
2
(2a) I = I
1
+ I
2
(2b)
1 1
2 2
U R
U R
=
(3a)
1 2
2 1
I R
I R
=
(3b)
R= R

1
+ R
2
(4a)
1 2
1 1 1
R R R
= +
(4b)
* Những điều cần chú ý
Đoạn mạch nối tiếp (R
1
nt R
2
) Đoạn mạch song song (R
1
// R
2
)
U
1
=
1
1 2
R
U
R R+
(5a) I
1
=

2
1 2
R
I
R +R
(5b)
U
2
=
2
1 2
R
U
R R+
(6a) I
2
=
1
1 2
R
I
R +R
(6b)
Chia U thành U
1
và U
2
tỉ lệ thuận Chia I thành I
1
và I

2
tỉ lệ nghòch
với R
1
và R
2
:
1 1
2 2
U R
U R
=
với R
1
và R
2
:
1 2
2 1
I R
I R
=

Nếu R
2
= 0 thì U
2
= 0; U
1
= U Nếu R

2
= 0 thì I
2
= 0; I
1
= I
⇒
Hai điểm C, B có U
CB
= 0; C
≡
B
⇒
Hai điểm A, B có U
AB
= 0; A
≡
B
Giáo viên thực hiện: Dương Văn Đức
Trường THCS Hậu Thạnh Trang 2
R
+ -
A
K
••
•
•
→
U
I

+ -
R
1
R
2
A
A
1
. . .
.
K
A B
A
2
I

↑
I
1
→
I
2
→
A
A
B
K
V
R
2

R
1
C
A B
Đề tài sáng kiến kinh nghiệm:
Hướng dẫn học sinh giải bài toán mạch điện – Vật Lí Lớp 9
Nếu R
2
=
∞
(rất lớn): Nếu R
2
=
∞
(rất lớn):
U
1
= 0; U
2
= U I
1
= 0; I
2
= I
Sau khi hệ thống lý thuyết giáo viên giới thiệu cho học sinh các loại đoạn
mạch thường gặp
B- Các loại đoạn mạch điện thường gặp .
a) Chỉ có mắc nối tiếp c) Hổn hợp tường minh
b) Chỉ có mắc song song d) Hổn hợp không tường minh
C- Một số chú ý khi vẽ lại sơ đồ mạch điện:

a) Các điểm nối với nhau bằng dây nối (hoặc ampe kế) có điện trở không đáng kể
được coi là trùng nhau khi vẽ lại mạch điện để tính toán.
b) Vôn kế có điện trở vô cùng lớn có thể “tháo ra” khi tính toán.
c) Trong các bài tập nếu không có ghi chú gì đặc biệt, người ta thường coi là
R
a

≈
0, R
v
=
∞
D- Giúp học sinh làm quen bài tập từ bài dễ đến bài khó
1- Trước hết cần phải giúp học sinh hiểu và vận dụng được các dạng bài tập chỉ có
mắc nối tiếp:
Bài 1: Cho mạch điện như hình vẽ
Biết R
1
= 2
Ω
, R
2
= 4
Ω
, U
AB
= 12V
a- Tính điện trở của đoạn mạch AB
b- Tính hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở.
Để làm đúng học sinh cần vận dụng các hệ thức của đoạn mạch nối tiếp và

đònh luật Ôm.
a- Vận dụng hệ thức R
AB
= R
1
+ R
2
= 2
Ω
+ 4
Ω
= 6
Ω

b- Phải biết vận dụng R
1
nt R
2
nên I = I
1
= I
2
=
AB
U
R
=
12
2
6

V
A=
Ω
Từ đó tính được U
1
= IR
1
= 2A. 2
Ω
=4V
U
2
= IR
2
= 2A. 4
Ω
=8V
Sau khi học sinh làm thành thạo giáo viên mở rộng cho đoạn mạch có nhiều
điện trở mắc nối tiếp. Từ đó đưa ra tổng quát đoạn mạch gồm n điện trở mắc nối
tiếp ta vẫn có:
I = I
1
= I
2
=… = I
n
Giáo viên thực hiện: Dương Văn Đức
Trường THCS Hậu Thạnh Trang 3
R
1

R
2
• •
A B
Đề tài sáng kiến kinh nghiệm:
Hướng dẫn học sinh giải bài toán mạch điện – Vật Lí Lớp 9
U = U
1
+ U
2
+ … + I
n


R = R
1
+ R
2
+… + R
n
2- Tiếp theo cần phải giúp học sinh hiểu và vận dụng được các dạng bài tập chỉ có
mắc song song:
Bài 2 : Cho mạch điện như hình vẽ
Biết R
1
= 3
Ω
, R
2
= 6

Ω
, U
AB
= 12V
a- Tính điện trở của đoạn mạch AB
b- Tính cường độ dong điện qua mỗi điện trở.
Để làm đúng học sinh cần vận dụng các hệ thức của đoạn mạch song song
và đònh luật Ôm.
a- Vận dụng hệ thức
1 2
1 1 1
AB
R R R
= +
=
1 1 2 1 3 1
3 6 6 6 2
+
+ = = = Ω

⇒
R
AB
= 2
Ω
b- Phải biết vận dụng R
1
// R
2
nên U

AB
= U
1
= U
2
= 12V
I
1
=
1
U
R
=
12
4
3
V
A=
Ω

I
2
=
2
U
R
=
12
2
6

V
A=
Ω

Khi học sinh làm thành thạo giáo viên mở rộng cho đoạn mạch có nhiều
điện trở mắc song song. Từ đó đưa ra tổng quát đoạn mạch gồm n điện trở mắc
song song ta vẫn có:
U= U
1
= U
2
= … = U
n

I = I
1
+ I
2
+ … + I
n
* Tiếp theo cho học sinh làm quen với dạng mạch điện mắc hổn hợp tường
minh có 3 điện trở.
Bài 3: Cho mạch điện như hình vẽ
Biết R
1
= 4
Ω
; R
2
= 3

Ω
; R
3
= 6
Ω
, U
AB
= 12V
a- Tính điện trở của đoạn mạch AB
Giáo viên thực hiện: Dương Văn Đức
Trường THCS Hậu Thạnh Trang 4
R
1
R
3
A B
R
2
R
1
R
2
A
B
Đề tài sáng kiến kinh nghiệm:
Hướng dẫn học sinh giải bài toán mạch điện – Vật Lí Lớp 9
b- Tính hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở
Đây là mạch điện thuộc dạng mắc nối tiếp nhưng trong đó có đoạn mạch
mắc song song.
Khi giải câu a giáo viên cần minh họa các mạch điện tương đương

BÀI GIẢI
a- Điện trở tương của R
2
và R
3
(R
2
// R
3
)
2,3 2 3
2,3
1 1 1
1 1 1 3 1
3 6 6 2
R R R
R
= +
= + = =
suy ra R
2,3
= 2
Ω
Điện trở tương đương R
AB
của R
1
,R
2
,R

3
là
điện trở tương đương của R
1
nt R
2,3
R
AB
= R
1
+ R
2,3
= 4
Ω
+ 2
Ω
= 6
Ω
b- Vì R
1
nt R
2,3
nên I
1
= I
2,3
= I =
AB
U 12V
= =2A

R 6Ω

và (R
2
// R
3
) nên U
2
= U

3

U
1
= I R
1
= 2A. 4
Ω
= 8V
U
2
= U
3
= I R
2,3
= 2A. 2
Ω
= 4V
Bài 4: Cho mạch điện như hình vẽ
Biết R

1
= 4
Ω
; R
2
= 2
Ω
; R
3
= 12
Ω
, U
AB
= 12V
a- Tính điện trở của đoạn mạch AB
b- Tính cường độ dòng điện qua mỗi điện trở
Đây là mạch điện thuộc dạng mắc song song nhưng trong đó có đoạn mạch
mắc nối tiếp.
Khi giải câu a giáo viên cần minh họa các mạch điện tương đương
Giáo viên thực hiện: Dương Văn Đức
Trường THCS Hậu Thạnh Trang 5
B
B
R
1
R
3
A
⇓
R

1
R
2,3
⇓
R
C
C
.
.
R
2
A B
R
3
A
R
1
R
2
B