Huong dan hoc sinh giai bai tap ve mach dien cobien tro

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (198.87 KB, 16 trang )

(1)<div class='page_container' data-page=1>

) Đặt vấn đề.

1. Lý do chọn đề tài :

Trong chơng trình Vật lý THCS ở giai đoạn 1 ( lớp 6 và lớp 7), vì khả năng t
duy của học sinh cịn hạn chế, vốn kiến thức toán học cha nhiều nên SGK chỉ đề cập
đến những khái niệm, những hiện tợng vật lý quen thuộc thờng gặp hàng ngày. ở giai
đoạn 2 ( lớp 8 và lớp 9 ), khả năng t duy của các em đã phát triển, đã có một số hiểu
biết ban đầu về khái niệm cũng nh hiện tợng vật lý hằng ngày. Do đó chơng trình sách
giáo khoa vật lý ở lớp 9 địi hỏi cao hơn, nhất là việc vận dụng các kiết thức vật lý vào
giải bài tập. Hệ thống bài tập chủ yếu trong chơng trình vật lý lớp 9 là các bài tốn về
điện và quang, trong đó bài tập về phần điện rất đa dạng và phong phú.

Qua việc giảng dạy bộ mơn Vật lí nói chung và phần điện học nói riêng tơi thấy
bài tập liên quan đến biến trở là loại bài tập khó. Học sinh thờng ngại làm những bài
tập dạng này do tính tốn phức tạp, áp dụng nhiều kiến thức toán, học sinh trung bình
thờng tích hợp kiến thức cha tốt . Trong quá trình làm bài tập học sinh thờng chỉ quen
với cách mắc biến trở nối tiếp trong mạch điện nên khi biến trở tham gia cách mắc
hỗn hợp các em cịn lúng túng.

Từ những lý do trên, trong q trình giảng dạy tôi đã chọn viết và áp dụng vào
giảng dạy cho học sinh chuyên đề “Hớng dẫn học sinh giải bài tập về mạch điện có
biến trở ” để giúp HS lớp 9 có một định hớng về phơng pháp giải bài tập về mạch điện
có biến trở.

2. Mục đích nghiên cứu.

Phân loại các dạng bài tập về mạch điện có biến trở và hớng dẫn HS cách phân
tích tìm lời giải đối với từng dạng, và hớng dẫn chi tiết ở một số bài tập cụ thể để từ đó

các em có thể nắm vững phơng pháp và tự lực giải đợc các bài tập dạng này.

3. §èi t ợng và thời gian nghiên cứu:

- Đối tợng nghiên cứu: HS lớp 9 nơi tôi công tác
- Thời gian nghiên cứu: trong năm học 2010-2011

B) nội dung.

I. Mt s vấn đề về lý thuyết: 
a) Khái niệm về biến trở:

Biến trở là điện trở có thể thay đổi đợc trị số và có thể đợc sử dụng để điều
chỉnh cờng độ dịng điện trong mạch.

</div>
(2)<div class='page_container' data-page=2>

Cã nhiỊu lo¹i biÕn trë nh biÕn trë con ch¹y, biÕn trë than hay biÕn trë cã tay
quay...

Biến trở là dụng cụ có nhiều ứng dụng trong thực tế cuộc sống và kĩ thuật nh
biến trở hộp trong các thiết bị in i, ti vi,...

b) Cách mắc biến trở vào mạch điện

+ Bin tr c mc ni tip : A C B R

+ Biến trở đợc mắc vừa nối tiếp vừa song song

C A C
A B 

R1 R 2 C B

+ Biến trở đợc mắc vào mạch cầu :

A C B

II/ Một số dạng bài tập về mạch điện có biến trở và cách giải. 
Dạng 1: Biến trở đợc mắc nối tiếp với phụ tải

Ví dụ 1: ( Bài 2 sgk vật lí 9 trang 32 ) 
Một bóng đèn khi sáng bình thờng A c B Đ
có điện trở là R1 = 7,5  và cờng

độ dịng điện chạy qua khi đó I = 0,6 A . Bóng đèn đợc mắc nối tiếp với biến trở và
chúng đợc mắc vào hiệu điện thế U = 12 V .Phải điều chỉnh con chạy C để RAC có giá

trị R2 = ? để đèn sáng bình thờng ?

íng dÉn

Khi đèn sáng bình thờng => Iđ = 0,6 A => Itm = 0,6 A (vì mạch nt)

 Itm = 1

0,6 ( )
AC

U

A
R R 

Từ đó HS tìm ra RAC + R1 và rút ra RAC khi thay R1 = 7,5

Bài giải
Theo đầu bài : R1 = Rđ = 7,5 và I®m = 0,6 A

Để đèn sáng bình thờng  Iđ = 0,6 A. vì Đ nối tiếp với RAC => I tm = 0,6 A

áp dụng định luật ôm cho mạch nối tiếp ta có

RAC+R®=

20( ) 20 7,5 12,5( )

0,6 AC

U

R

I        

.

N
M

.

§
§

.

M N N

.

M N

</div>
(3)<div class='page_container' data-page=3>

Vậy phải điều chỉnh con chạy C sao cho RAC = 12,5 thì khi đó đèn sẽ sáng bình

th-êng .

VÝ dơ 2 : Cho mạch điện ( nh hình vẽ )

có UAB = 12 V , khi dÞch chun con M R1 A c B N

chạy C thì số chỉ của am pe kế thay đổi từ 0,24 A đến 0,4 A . Hãy tính giá trị R1 và giá

trÞ lín nhÊt cđa biÕn trë ?

íng dÉn

Khi C dịch chuyển => số đo của am pe kế thay đổi từ 0,24 A đến 0,4 A nghĩa là gì ?
+) Khi C trùng A => RAC = 0 => RMN = R1 (nhỏ nhất ) => I = 0,4 A là giá trị lớn nhất .

Lúc đó Rtđ = R1 ... Biết I & U ta tớnh c R1

Ngợc lại

+) Khi c trïng víi B ... I = 0,24 A là giá trị nhỏ nhất

=> Rt = R1 + Ro . vậy biết U , R1 và I ta sẽ tính đợc Ro là điện trở lớn nht ca bin

trở .

Bài giải

1. Tớnh R1 : Khi con chạy C trùng với A => Rtđ = R1 ( vì RAC = 0 ) và am pe kế khi đó

chØ 0,4 A .

Mµ UMN = 12 V => R1 = Rt®=

12
30(
0, 4
MN
U

I   )

VËy R1 = 30 

2. TÝnh ®iƯn trë lín nhÊt cđa biÕn trë :

Khi C trùng với B => Rtđ = R1 + Ro có giá trị lớn nhất => I đạt giá trị nhỏ nhất => I =

0,24 A

Ta cã Ro + R1 =

50( )
0, 24

MN
U

I    Mµ R

1= 30() Ro = 50 30 = 20 ()

Vậy giá trị lớn nhất của biÕn trë lµ 20 

Ví dụ 3 : Cho mạch điện ( nh hình vẽ ) M Đ C N 
Đèn loại 6 V – 3 W , UMN = 12 V không đổi . Rx

1 – Khi điện trở của biến trở Rx = 20 . Hãy tính cơng suất tiêu thụ của đèn và cho

biết độ sáng của đèn thế nào ?

2 – Muốn đèn sáng bình thờng phải điều chỉnh con chạy cho R
x = ?

Bài giải :

1 ) Khi Rx = 20  => Rt® = R® + Rx = Rđ + 20 ( vì mạch nối tiếp ) .

.

.

</div>
(4)<div class='page_container' data-page=4>

Mà Rđ =

2 62

10( )
3, 6

dm
dm
U

P    => R

t®= 10 + 20 = 30 () => I =

0, 4( )
30

MN
td
U

A
R  

=> P® = I 2 . R® = 0,42. 10 = 1,6 ( W )

Ta thấy Pđ < Pđm vậy đèn tối hơn bình thờng .

2) Để đèn sáng bình thờng  Iđm =

3,6

0,6 ( )
6

dm
dm

P

A

U   V× là mạch nt => I

đ là I tm

Nên I ‘

tm = 0,6 A => R’t®= R® + R’x =

'
'

20 ( ) 20 20 10 10( )
0,6

MN

x d

U

R R

I       

Vậy phải điều chỉnh con chạy C sao cho R’

x = 10  thì đèn sáng bình thờng .

VÝ dô 4 : Cho mạch điện ( nh hình vẽ ) M R A C B N
Khi con ch¹y C ë vị trí A thì vôn kế chỉ 12 V Rx

khi con chạy C ở vị trí B thì vôn kế chỉ 7,2 V

Tính giá trị điện trë R ( BiÕt trªn biÕn trë cã ghi 20 - 1 A )

íng dÉn :

T¬ng tù nh VD2 khi c trïng víi A => vôn kế chỉ giá trị lớn nhất nghĩa là chØ UMN vµ

khi đó Rtđ chỉ cịn là R ( RAC = 0 ) . Khi C trùng với B => RAC bằng số ghi trên biến

trở => HS dễ dàng giải đợc bài toán ...

Bài giải

+)Khi con chy C trùng với A khi đó RAC = 0 => Rtđ = R và khi đó vơn kế chỉ 12 V

nghÜa lµ UMN = 12 V

+) Khi con chạy C trùng với B khi đó RAC = 20  ( bằng số ghi trên biến trở ) và khi

đó vơn kế chỉ 7,2 V => UR = 7,2 V  UAC UMNUR 12 7, 2 4,8 ( )  V

4,8

0, 24 ( )
20

AC
AC

AC
U

I A

R

 

Vì mạch nt IR 0, 24 ( )A mµ UR = 7,2 V 
VËy :

7, 2

30 ( )
0, 24

R
R
U
R

I

   

Trên đây là một số ví dụ tiêu biểu cho dạng mạch điện có biến trở mắc nối tiếp
với phụ tải . Song để thành thạo loại bài tập này HS cần phải rút ra cho mình một vài
kinh nghiệm sau :

1 - Rtđ = Rtải + Rx trong đó Rx là phần điện trở tham gia của biến trở .

2 - I Rx là cờng độ dòng điện trong mạch chính và URx = Utm - Utải

3 - Khi C trùng với điểm đầu lúc đó Rx = 0 & Rtđ = Rtải ( là giá trị nhỏ nhất của

điện trở tồn mạch ) và khi đó I đạt giá trị lớn nhất ( vì UMN khơng đổi ) .

.

</div>
(5)<div class='page_container' data-page=5>

4 - Ngợc lại khi C trùng với điểm cuối lúc đó Rtđ = Rtải + Rx ( là giá trị lớn nhất

của Rtđ ) và khi đó I đạt giá trị nhỏ nhất ( vì UMN không đổi ) .

Dạng 2: Biến trở đợc mắc vừa nối tiếp, vừa song song.

Với loại bài tập này biến trở đợc dùng nh một điện trở biến đổi , ta phải sử dụng bất

đẳng thức ( 0RxRo)trong đó Ro là điện trở toàn phần của biến trở . Và HS phải biết
vẽ lại mạch điện để dễ dàng sử dụng định luât ôm trong mạch nối tiếp cũng nh mạch
song song .

Ví dụ 5 : ( Bài 11.4 b SBT L9) 
Cho mạch điện (nh hình vẽ ),đèn sáng bình thờng Đ

Với Uđm = 6 V và Iđm = 0,75 A . Đèn đợc mắc với biến trở A B

Có điện trở lớn nhất băng 16  và UMN không đổi băng 12V M N .

Tính R1 của biến trở để đèn sáng bình thờng ?

íng dÉn

+ Trớc hết HS phải vẽ lại đợc mạch điện & khi đó (Đ// RAC) nt RCB

Trong đó: RAC = R1

+ Khi đèn sáng bình thờng => Uđ = UAC = ? -> UCB = ?

+ I® + IAC = ICB

Trong đó:

1 1 1 1

; (*)

16 16

AC d d d

AC CB d

U U U U U U

I I I

R R R R

 

    

 

Học sinh giải PT (*) -> Tìm đợc R1

Bài giải
Sơ đồ mới:

Ta cã: RCB = 16 – R1

Vì đèn sáng bình thờng ->
Uđ = 6V

I® = 0,75A

-> UAC = U® = 6V-> IAC = 1 1

6
d
U

R R

Vì (Đ//RAC) nt RAC => Id + IAC = IAC Mµ 16 1

d
AC

U U
I

R





Ta cã PT: 1 1

6 12 6
16
d

I

R R



 

 Hay 0,75 + 1 1

6 6

16
R   R

.

.

16-R1

.

+ B

C
C

</div>
(6)<div class='page_container' data-page=6>

-1 1 1 1

3 6 6 1 2 2

4R 16 R  4 R 16 R

R1 (16-R1) + 8(16-R1) = 8R1

16R1 – R21 + 128 – 8R1 = 8R1

1 = 128 => R1 = 128

R1 = 11,3 ()

Vậy phải điều chỉnh con chạy C để RAC = R1 = 11,3 () thì đèn sáng bình thờng.

VÝ dơ 6 :

Cho mạch điện nh hình vẽ.

Biến trở có điện trở toàn phần Ro = 12

Đèn loại 6V 3W; UMN = 15 V.

a, Tìm vị trí con chạy C để đèn sáng bình thờng.
b, Khi định C -> Độ sáng của đèn thay đổi thế nào?

Bài giải:

Tng t nh vớ d 5.
Mch in c vẽ lại:

Gäi RAC = x () ®iỊu kiƯn: 0 < x < 12

th× RCB = 12 - x ()

Khi đèn sáng bình thờng: Uđ = Uđm = 6V

Pđ = Pđm = 3 W

Vì (Đ// RAC) nt RCB -> Iđ + IAC = ICB và UAC = Uđ -> UCB = U - U® = 15 - 6 = 9 (V)

áp dụng định luật ôm trong mạch nối tiếp và song song:

d d

d

U U U
I

x x



 

 hay

1 6 9

2x12 x

2
2

' '

1 2

(12 ) 12(12 ) 18

12 144 12 18

18 144 0

81 144 225 225 15

9 15 9 15

6( ); 24

1 1

x x x x

x x x x

x x

    

   

       

   

    

Vậy phải điều chỉnh con chạy C để RAC = 6() thì khi đó đèn sáng bình thờng.

b. Khi C A Rx giảm dần. Nhng cha thể kết luận về độ sáng của đèn thay đổi nh thế
nào đợc. Mà phải tìm I qua đèn. Khi C=>A => biện luận độ sáng của đèn (…)

.

N

.

I A Ro B

I®

.

A Ro - Rx

.

C B N

-> I® =

0,5( )
6

P

A
U  

</div>
(7)<div class='page_container' data-page=7>

2 2 2

6 12. 12 144 15(12 )

12( ) 12 ( )

3 12 12 12 144

dm MN

d MN

dm MN

U x x x U x

R R x I A

P x x R x x

  

          

    

Dòng điện qua đèn từ mạch song song:

2 2

15( 12) 15 15

144

12 12 144 12 12 144 12

d

x x x x

I I

x x x x x x x

x


   

          

Khi C =>A lµm cho x giảm =>

144
( x 12 )

x

tăng lên => Iđ giảm đi.

Vy sỏng ca ốn gim i (tối dần) khi dịch C về A.

VÝ dô 7 : Cho mạch điện (nh hình vẽ):

AB lm bin trở con chạy C có điện trở tồn phần
là 120. Nhờ có biến trở làm thay đổi cờng độ

dịng điện trong mạch từ 0.9A đến 4.5A.
1. Tìm giá trị của điện trở R1?

2. Tính cơng suất toả nhiệt lớn nhất trên biến trở.
Biết U khơng đổi.

íng dÉn:

Học sinh khai thác từ Imin=0.9A mà U không đổi => Rtđ max

=> CB và Rtđ=R1 + RAB= R1 + 120 ()

1 1

0.9 (1)

120 120

U U

I

R R

   

 

Khi Imax= 4.5A, U không đổi => Rtđ min => CA để RAC = 0 khi đó Rtđ = R1.

U
I

R

hay 1

4,5 (2)
U

R

Giải hệ phơng trình tạo bởi (1) và (2) => R1& U

Bài giải:
1. Tìm R1=?

Vì U khơng đổi, khi cờng độ dịng điện trong mạch nhỏ nhất I = 0.9A
=> CB =>RtdR1RAB R112

Ta cã: I = 1

0.9(1)
120

td

U U

R  R  

Vì U khơng đổi, khi cờng độ dòng điện trong mạch lớn nhất I = 4,5A

.

R1 A B

M U N

.

</div>
(8)<div class='page_container' data-page=8>

=> CA =>RAc=0 () =>R

t® = R1 Ta cã 1

4,5 (2)
td
U U
I
R R
  

Tõ (2) Ta cã : U = 4,5 R1 (3) . ThÕ (3) vµo (1) Ta cã :

1
1

1 1 1 1

4,5.

0.9
120

4,5 0,9 108 3,6 108 30( ) 135( )
R

R

R R R R U V




         

VËy R1=30 vµ U=135 V

2, Tìm vị trí của C để Px đạt giá trị lớn nhất ?

Gọi RAC = Rx () ( 0<Rx<120) để Px đạt giá trị lớn nhất?

Khi đó công suất toả nhiệt. Px= Rx.I2 =

2 2

2 2 2

1 1 1

.
.

( ) 2

2
x

x

x x x

x
x
U R
U U
R
R
R R R R R R

R R
R

 

  

 

Để Px đạt giá trị lớn nhất <=>
2
1

( x)
x
R

R

R  nhá nhÊt.

áp dụng bất đẳng thức Cô si vào 2 số dơng ta có:

2 2

1 1

2 . 2 2 .

x x

R R

R R R R

R   R  

NghÜa lµ:
2

1
1
2
x
x
R
R R

R  , thay R

1 = 30()

Ta có phơng trình:

2 2

60 60 900 0 ( 30) 0 30.

x x x x x

x

R R R R R

R           

Khi đó Px (cực đại) =

2 2 2 2

2 2 2

. 135 .30 135 .30 135

151,875( )

( ) (30 30) 60 120

x
x
U R

W
R R     

D¹ng 3: BiÕn trë trong m¹ch cầu

Biến trở có nhiệm vụ cung cấp điện cho hai điện trở nằm trong 2 mạch của cầu.
 Ví dụ 8 : Cho mạch điện nh hình vẽ

Biết R1=3; R2=6, AB là biến trở có con chạy C

và điện trở toàn phần Ro = 18 .

MN khụng i bng 9V.

1, Xác định vị trí con chạy C để vơn kế có chỉ số khơng?

2, Điện trở vơn kế vơ cùng lớn. Tìm vị trí của con chạy để vơn kế chỉ 1V.
Bài giải:

1, Tìm vị trí C để vơn kế chỉ 0 V?.

Khi v«n kÕ chØ 0 V => MN là mạch cần cân bằng.

</div>
(9)<div class='page_container' data-page=9>

Cách 1 : Ta dùng công thức điện trở: Gäi RAC = x () (0 < x < 18)

Khi đó: RCB = 18 - x (). áp dụng công thức:

1 2 3 6

18
AC CB

R R

R R  x   x

3(18 ) 6
54 3 6

9 54

6( )

x x
x x
x

x

  

 

  

VËy vÞ trÝ con chạy C trên AB sao cho RAC = 6 thì vôn kế chỉ 0 V.

Cách 2:

Vì RV vơ cùng lớn nên MN trở thành 2 mạch song song độc lập.

Ta cã: 1
3

.
3 6 MN
U U

và 3 18. MN
x
U U

Để vôn kế chỉ 0 V =>U1 = U3 mà U1 = 3

MN
U

. 6( )

18 3 18 3

MN
MN

U

x x

U     x 

2. Tìm vị trí của C để vơn kế chỉ 1V?.

Ta thÊy U1 =

3 9

. 3( )

3 6 3 3

MN
MN

U

U    V

 kh«ng phơ thuộc vào vị trí con chạy C.

Vy vụn k chỉ 1V thì UAC phải chênh lệch với U1 là 1V.

Do đó ta có 2 đáp số cho UAC: UAC = 2V

UAC = 4V

Mµ UAC =

.
18 MN

x
U

* Trờng hợp UAC = 2V ta có phơng trình:

.9 2
18

x



 2 2 4( )

x

   

* Trêng hợp UAC = 4V ta có phơng trình:

4 8( )

x

   

Vậy để vơn kế chỉ 1Vcon chạy C có 2 vị trí trên AB. Để RAC = 4hoặc để RAC = 8

VÝ dơ 9 :

Cho m¹ch ®iƯn (nh h×nh vÏ)
BiÕt R1 = 1; R2 = 2; R3 = 0

Điện trở toàn phần của biến trở là 6 . UMN =9V

1, Xác định vị trí con chạy C để ampe kế chỉ số 0.

2, Xác định vị trí con chạy C để hiệu điện thế giữa hai điện trở R1 và R2 bằng nhau.

.

N

R1 R2

R3 R4

A C C B

R1 R2

M N

A
.R3 C

</div>
(10)<div class='page_container' data-page=10>

Bài giải:

1. Để ampe kế chỉ số 0 => MN là mạch cầu cân bằng

áp dụng công thức:

1 2

3 4

R R

R R hay

1 2

AC CB
R R
R R

Gäi RAC = x (0 < x< 6 )

Ta cã : RCB = 6 - x vµ

1 2

6 2 3 6 2 ( )

6 x x x x

x   x        

*) Khi am pe kÕ chØ sè 0 ta vẽ lại mạch điện vì là mạch song song , nèi tiÕp . Nªn
muèn U1 = U2 thì R1,3 = R3,4 nghĩa là :

1 2

(6 )
6
R x R x
R x R x




   Thay R

1 = 1 và R2 = 2 ta có phơng tr×nh :

2 2

2(6 ) 12 2

8 12 2 12 2

1 2 6 1 8

2 12 0

x x x x

x x x x x

x x x x

x x

 

        

    

   

  ' 1 12 13   ' 13  x1  1 13 ( ) ; x2  1 13 (lo¹i)

Vậy để hiệu điện thế giữa hai đầu R1 và R2 bằng nhau thì vị trí của con chạy C trên AB

sao cho RAC = 1 13 ( )

VÝ dô 10 : Cho mạch điện (nh hình vẽ )

BiÕt Uo = 12 V , Ro là điện trở , R là biến trở

am pe kÕ lÝ tëng . Khi con ch¹y C cđa biÕn trë R tõ

M đến N , ta thấy am pe kế chỉ giá trị lớn nhất I1 = 2 A

Và giá trị nhỏ nhất I2 =1 A . Bỏ qua điện trở của các dây nèi.

1 – Xác định giá trị Ro và R ?

2 – Xác định vị trí của con chạy C của biến trở R để cơng suất tiêu thụ trên tồn
biến trở bằng một nửa cơng suất cực đại của nó ?

Bài giải :
1 Tính R0 & R ?

Với mạch điện này thì : RMC // RNC vµ RMC + RNC = R .

Vì vậy khi ta đặt RMC = x( )  RNC  R x (0 x R)

( )

MNC

x R x
R

R


 

khi đó chỉ số của am pe kế là :

0 0

( )

MNC

U U

I

x R x
R R R

R

 



 

+) Khi con chạy C ở M ( ở N ) thì RMNC = 0 và lúc đó am pe kế sẽ chỉ giá trị cực đại :

C R

N
R0

+ _

</div>
(11)<div class='page_container' data-page=11>

0 0

1 0

0 1

6 ( )
2

U U

I R

R I

  

+) Để am pe kế chỉ giá trị nhá nhÊt th× :

( )

MNC

x R x
R

R



phải có giá trị cực đại , ta

triĨn khai RMNC :

2 2 2

2 2

2 ( )

4 4 4 2

MNC

R R R R

x Rx x

x Rx
R

R R R

     
 
  
4
R


Để RMNC có giá trị cực đại bằng 4

R

th× :

( ) 0 ( )

2 2

R R

x   x 

Tøc lµ con chạy C ở

chính giữa của biến trở và

0
2

( ) 1(*)

4 6
4
MNC
MNC
U
R
R I
R
R R
      




Giải phơng trình (*) ta tìm đợc R = 24( )
Vậy : R0 = 6  và R = 24 

2 - Để có phơng án giải phần này ta phải áp dụng công thức P = I2R v nh lut

bảo toàn năng lợng trên toàn mạch điện .

Đặt

(24 )
24
MNC

x x
R  y 

mµ PMNC = RMNC.I 2

+) Công suất tiêu thụ trên toàn biến trở lµ :

2 0 2 2

( ) . ( ) .

6
U

P yI y y

R y y

  

 

mµ công suất của nguồn điện & công suất tiêu thụ trên R0 là Pn =UoI & PRo = Ro I2

Theo định luật bảo tồn năng lợng ta có : Pn = PRo + P hay UoI = RoI 2 + P

0 0 0 (**)

R I U I P

   

(**) là phơng trình bậc 2 với ẩn là I

Để phơng trình có nghiệm

2 0

0 0

0 4 0

4
U

U R P P

R
         
VËy
2 2
2
0
0
12 12

6 ( ) ( ) . 3

4 4.6 6 2

max

U P

P W y

R y

     

 =>

2
2
2
2
144
3
36 12

144 108 36 3
3 108 108 0

36 36 0
y

y y

y y y

</div>
(12)<div class='page_container' data-page=12>

Phơng trình cã

1 2

17 y 18 17 35 (loai) ; y 18 17 1

        

()

Mà ta đặt

(24 )
24
x x
y 

nên ta có phơng trình :

(24 )
1
24
x x

2

24 24 0
x x

Giải phơng trình trên ta có

1 2

11 x 12 11 1 ( ) ; x 12 11 23 ( )

          

VËy có 2 vị trí của con chạy C trên biến trë R sao cho RMC  1  hc RMC  23

thì cơng suất tiêu thụ trên tồn biến trở bằng một nửa cơng suất cực đại của nó .

*) Những bài học kinh nghiệm mà HS cần phải đợc rút ra khi học & giải loại bài tập 
này là :

1- Biến trở là một điện trở biến đổi.

2 - Phải vẽ lại mạch điện để bài toán đơn giản.

3 - Đa bài toán về dạng giải bài toán bằng cách lập phơng trình qua công thức của 
mạch điện cân bằng.

Chọn RAC lµ Èn, biĨu diƠn RCB theo Èn lµ RAC.

Chó ý:

RAC =Ro không đổi (số ghi trên biến trở).

RCB = Ro - RAC <=> RAC = x th× ( 0 x R0)

4 - Quy tắc toán học cần phải thành thạo.
 - Giải phơng trình bậc 2 một ẩn số.
 - Giải hệ phơng trình bậc nhÊt.

- Giải bài toán cc i, bt ng thc Cụ si

III/ Những bài tËp t ¬ng tù:

Bài 1 : Cho mạch điện (nh hình vẽ ) víi U = 10 V U
R1 = 12  ; Rx lµ biÕn trë cã con ch¹y C . C

1 – Khi Rx = 20  th× am pe kÕ chØ 2 A

a) V«n kÕ chØ bao nhiªu ? b) TÝnh R2 = ?

2 - Đẩy con chạy C lên trên tì số đo của am pe kế & vơn k
thay i th no ?

Đáp số : 1- V«n kÕ chØ 6 V ; R2 = 4 

2 - C dịch lên trên => Rtđ giảm => I tăng hay số chỉ của ampe kế tăng

.

</div>
(13)<div class='page_container' data-page=13>

I tăng => UV I,R1, 2 tăng => số chỉ của vôn kế tăng

Bi 2 : Cho mạch điện ( nh hình vẽ ) . Trong đó U
U = 12 V ; R1 = 15 ; Rx là biến trở có con chạy C

1 – Khi Rx = 10 th× am pe kÕ chØ 1,2 A

a Vôn kế chỉ bao nhiêu ?
b Tính giá trị điện trở R2 ?

2 - Đẩy C sang trái thì số chỉ của các đông hồ thay đổi thế nào ?

H

íng dÉn : 1a)

1, 1,

. 15.10

6 ( ) . 1, 2.6 7, 2( )
15 10

x

x V x

x
R R

R U I R V

R R

       

 

1b)

2 2

4,8

12 7, 2 4,8 ( ) 4( )

1, 2
V

U

U U U V R

I

         

2 - C => trái Rx giảm => R1,xgiảm => Rtđ giảm vì U khơng đổi => I tăng .

Sè chØ cña am pe kÕ tăng .

Vì I tăng => U2 = I.R2 tăng = UV= ( U- U2 ) giảm . Vậy số chỉ của vôn kế giảm .

Bài 3: Cho mạch điện ( nh hình vẽ ) có 2 vị trí C cách nhau

10 cm ; Vôn kế chỉ 1 V . Cho biết AB có điện trở phân bố M N
đều theo chiều dài , AB = 100cm và điện trở toàn phần của C C '

AB lµ Ro = 18 ; R1 =3 ; R2 = 6 ; RV v« cïng lín . TÝnh UMN ? A B

H

íng dÉn : Khi v«n kÕ chi 1 V th× UAC = U1 – 1 =>

' 1 1

AC

U U

Các điện trở x & x tỉ lệ thuận với chiều dài , đoạn C C ứng víi hiƯu ®iƯn thÕ UCC'

Ta cã :

' ( 1 1) ( 1 1) 2 ( ) CC' AB

CC

U U

U U U V

CC AB

       ' '

100

. .2 20( )

AB CC

AB

U U V

CC

   

VËy UMN = 20 V

R1 D R2

Bài 4: Cho mạch điện ( nh h×nh vÏ )

AB là biến trở có con chạy C ; RA = 0 ; R1 =1  M N

R2 = 2 ; Ro = 3 ( là điện trở toàn phần của AB ) A B

UMN = 4 V . Xác định vị trí con chạy C để am pe kế chỉ 1 A và có chiều từ D => C ?
H

íng dÉn : Đặt RAC = x ( 0 < x < 3 ) => RCB = 3 – x

Ta h·y tÝnh Rt® theo x ; IA theo x råi cho IA = 1 ta rót ra x = 2

Bài 5 : Cho mạc điện ( nh hình vÏ )

AB lµ biÕn trë cã Ro = 6 000 , các vôn kế có M N

®iƯn trë lần lợt là R1 = 2 000 ; R2 = 4 000  K

.

V
A

.

R1 R2

.

.

V1 V2

.

</div>
(14)<div class='page_container' data-page=14>

điện trở của dây nối & K không đáng kể , UMN = 60 V A B

1 – Khi K mở vôn kế chỉ bao nhiêu ?

2 Khi K đóng . Tìm vị trí C để dịng điện qua K bằng 0 ? và khi đó các vơn kế chỉ
bao nhiêu ?

3 – Khi K đóng , tìm vị trí C để 2 vơn kế chỉ cùng một giá trị . Khi đó dịng điện qua
K là bao nhiêu & theo chiều nào ?

íng dÉn : a) V× 2 vôn kế nối tiếp nhau , mà UMN =60 V => U1 = 20 V & U2 =40 V

b) Khi dòng điện qua K bằng 0 => MN là mạch cầu cân bằng

1 2 2000( )

AC
AC CB

R R

R
R R

    

Khi đó V1 chỉ 20 V ; V2 chỉ 40 V

c) m¹ch MN => thµnh (R1 // RAC ) nt (R2 // RCB )

Đẻ 2 vôn kế chỉ cùng một giá trị => RMC = RCN ... HS giải phơng tr×nh :

2000 4000(6000 )
2000 1000

x x




  thay 1k = 1000 ta có phơng trình

2 4(6 )

2 1

x x




  Giải pt ta tìm đợc x4 Vậy RAC = 4000 

IV. Kết quả của đề tài:

Năm học 2010-2011 tôi đợc phân công giảng dạy bộ môn Vật lý ba lớp 9A, 9B,
9C trong đó lớp 9A là lớp chọn, con hai lớp 9B, 9C có lực học nh nhau. Trong q
trình áp dụng thể nghiệm đề tài, tơi chỉ áp dụng vào giảng dạy ở lớp 9A và lớp 9C (lớp
9B để đối chứng). Sau đó tơi đã tiến hành khảo sát hai lớp 9B và 9C với cùng một đề
bài và trong cùng một khoảng thời gian tôi thu c kt qu nh sau:

Lớp 9B

Số bài Điểm 0 Điểm 1,2 §iĨm 3,4 §iĨm 5,6 §iĨm 7,8 §iĨm 9,10

32 0 0 10 18 4 0

TØ lÖ% 0% 0% 31.25% 56.25% 12.5% 0%

Lớp 9C

Số bài Điểm 0 Điểm 1,2 Điểm 3,4 §iĨm 5,6 §iĨm 7,8 §iĨm 9,10

29 0 0 3 13 12 1

TØ lÖ% 0% 0% 10.34% 44.83% 41.38% 3.45%

</div>
(15)<div class='page_container' data-page=15>

quả này, hy vọng lên cấp III khi học phân mơn điện các em sẽ có một số kỹ năng cơ
bản để giải loại toán này

C) KÕt luËn

Tuy bài tập về biến trở chỉ là một phần nhỏ trong hệ thống bài tập phần điện
nhng đây là loại bài tập đòi hỏi sự tổng hợp cao của các kiến thức về điện trở, định
luật ôm cho các đoạn mạch mắc nối tiếp và song song, kiến thức về công suất , điện
trở tơng đơng cho đoạn mạch nối tiếp , song song , hỗn hợp. Việc phân loại bài tập nh
SKKN này giúp học sinh hệ thống kiến thức cơ bản của chơng điện học sâu hơn , đồng
thời giúp các em làm quen với những bài tập khó, về tính giá trị nhỏ nhất , lớn nhất
của cờng độ dịng điện , hiệu điện thế hay cơng suất điện.

Việc áp dụng các bài tập này giúp các em có cơ sở ơn tập kiến thức điện học,
hoặc bồi dỡng học sinh giỏi mơn Vật lí THCS. Phần điện một chiều, các bài tập này
giúp các em có cơ sở ơn luyện trong kì thi vào lớp 10, và đặc biệt là thi vào các trờng
THPT chuyên.

C) kiÕn nghị

+ Đối với giáo viên dạy bộ môn vật lý:

Để giúp HS hứng thú và đạt kết quả tốt trong việc giải tốn điện một chiều lớp 9
nói chung, phần bài tập mạch điện có biến trở nói riêng, điều cơ bản nhất mỗi tiết dạy
giáo viên phải tích cực, nhiệt tình, truyền đạt chính xác, ngắn gọn nhng đầy đủ nội
dung, khoa học và lơ gích nhằm động não cho HS phát triển t duy, độ bền kiến thức
tốt. Khi dạy bài tập phải phân ra từng dạng nhỏ, hớng dẫn HS giải theo từng dạng.

Thờng xuyên nhắc nhở các em yếu, động viên, biểu dơng các em khá giỏi, cập

nhật vào sổ theo dõi và kết hợp với GV chủ nhiệm để có biện pháp giúp đỡ kịp thời,
kiểm tra thờng xuyên vở bài tập vào đầu giờ trong mỗi tiết học, làm nh vậy để cho các
em có một thái độ đúng đắn, một nề nếp tốt trong học tập.

Đối với một số HS chậm tiến bộ thì phải thơng qua GVCN kết hợp với gia đình
để giúp các em học tốt hơn. Hoặc qua GV bộ mơn tốn để giúp đỡ một số HS yếu tốn
có thể giải đợc một vài bài tốn đơn giản về điện lớp 9. Từ đó gây sự đam mê, hứng
thú học hỏi bộ môn vật lý.

</div>
(16)<div class='page_container' data-page=16>

Cần tạo điều kiện cho giáo viên Vật lý có thêm một số tiết luyện tập (có thể là
ngoại khóa) để có điều kiện rèn luyện kỷ năng giải bài tập cho HS.

Cần có phịng học bộ mơn và có đủ thí nghiệm thực hành để việc học lý thuyết có
hiệu quả, HS dễ nắm bắt đợc các hiện tợng, định luật Vật lý từ đó việc học bài tập
cũng dễ dàng hơn.

Phòng giáo dục và cụm cần tăng cờng tổ chức các chuyên đề Vật lý để nhằm
nâng cao trình độ chun mơn nghiệp vụ của giáo viên bộ môn Vật lý.

Trên đây chỉ là một vài suy nghĩ của riêng cá nhân tôi và một vài kinh nghiệm nhỏ
trong công tác giảng dạy, tôi cũng mạnh dạn đa ra để trao đổi cùng bạn bè, đồng nghiệp
và cũng muốn góp một phần nhỏ cơng sức cuả mình vào việc nâng cao chất lợng dạy
học chung của toàn ngành giáo dục.

Dù đã cố gắng nhiều tuy nhiên trình độ và kinh nghiệm cịn nhiều hạn chế chắc
chắn sẽ khơng tránh khỏi những thiếu sót. Tơi rất mong muốn nhận đợc sự góp ý kiến,
xây dựng của bạn bè, đồng nghiệp, hội đồng khoa học các cấp để những lần tiếp theo tơi
có thể lm c tt hn.

Tôi xin chân thành cảm ơn !

Tài liệu tham khảo

- 500 bài tập vật lý thcs Phan Hoàng Văn - nxb Đại học quốc gia tphcm

- Bài cơ bản và nâng cao vật lý 9 – Nguyễn đức hiệp – lê cao phan - nxbgd

- 450 câu hỏi trắc nghiệm và 249 bài tập vật lý chän läc thcs -Vñ thanh khiÕt -

nguyễn đức hiệp - nxb hà nội

</div>