Sáng kiến kinh nghiệm Một số giải pháp giúp học sinh Lớp 9 giải bài tập Vật lý nâng cao phần điện học

 CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
 Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
 ĐƠN YÊU CẦU CÔNG NHẬN SÁNG KIẾN
 Kính gửi: Hội đồng thẩm định sáng kiến phòng GD&ĐT huyện Hoa Lư;
 Tôi ghi tên dưới đây:
 Tỷ lệ % 
 Ngày Trình độ 
 Nơi công tác Chức đóng góp 
 Họ và tên tháng chuyên 
 (hoặc nơi cư trú) danh vào việc 
 năm sinh môn
 tạo ra 
 sáng kiến
 P.Nam Thành- Giáo 
 Võ Thị Hồng 05/6/1980 Đại học 100%
 TP. Ninh Bình viên
 I. Tên sáng kiến, lĩnh vực áp dụng: 
 - Tên sáng kiến: “Một số giải pháp giúp học sinh lớp 9 giải bài tập Vật 
lý nâng cao phần điện học”
 - Lĩnh vực áp dụng: Lĩnh vực Giáo dục
 II. Nội dung
 1. Giải pháp cũ thường làm
Phần điện học các giáo viên dạy các em theo từng chủ đề theo các tiết học trong 
sách giáo khoa, từ kiến thức của bài tôi đưa ra bài tập từ dễ đến khó. Cụ thể: 
 Dạng 1: Định luật Ôm.
 Dạng 2: Định luật Ôm đối với đoạn mạch nối tiếp.
 Dạng 3: Định luật Ôm đối với đoạn mạch song song.
 Dạng 4: Định luật Ôm đối với đoạn mạch hỗn hợp.
 Dạng 5: Điện trở dây dẫn.
 Dạng 6: Biến trở.
 Dạng 7: Công- Công suất.
 Dạng 8: Định luật Jun-Len xơ.
 Với mỗi dạng, giáo viên cung cấp cho các em kiến thức cơ bản (chủ yếu là 
công thức áp dụng) rồi đưa ra bài tập từ dễ đến khó, yêu cầu các em tìm cách giải. 
Có những bài học sinh không làm được thì giáo viên lại hướng dẫn cho các em 
nhưng chưa rút ra bài học hay phương pháp cho mỗi dạng bài. Có những bài phải sinh cần phải có những kĩ năng sau:
 + Kĩ năng đọc hiểu đề.
 + Kĩ năng biểu diễn hình minh họa đề bài (nếu có).
 + Kĩ năng phân tích hiện tượng vật lý xảy ra.
 + Kĩ năng sử dụng công thức (định luật, định nghĩa, khái niệm, tính chất,...) 
 + Kĩ năng suy luận (toán học, lý học,...) lôgic.
 + Kĩ năng tính toán để đi đến đáp số cuối cùng.
 + Kĩ năng biện luận.
 Sau đây là một số kiến thức Toán học các em cần nắm được và vận dụng 
trong giải bài tập Vật lí:
 2.1.1. Hệ phương trình bậc nhất nhiều ẩn số.
 Hệ phương trình dạng đối xứng.
 Dạng 1 x + y = a (1)
 y + z =b (2)
 x + z = c (3)
 ( Cách giải hệ phương trình dạng này ở phần phụ lục trang1 )
 Dạng 2: z (y + x ) / ( x + y +z ) = a (1)
 y ( x+ z) / ( x + y +z ) = b (2) 
 x (y + z ) / ( x + y +z ) = c (3)
 ( Cách giải hệ phương trình dạng này ở phần phụ lục trang1)
 Sau đây là hai ví dụ thực tế khi học sinh giải bài tập vật lý thường gặp cho 
cách giải này.
 Ví dụ 1: Cho hộp đen như vẽ 1. Với các dụng cụ vôn kế, ampe kế, nguồn 
điện, dây nối và một khoá K. Bằng thực nghiệm hãy xác định các điện trở trong 
hộp.
 1 2
 R1 R2
 R3
 Hình 1
 3
Hướng dẫn cách giải: Phần Phụ lục – Trang 2 Hướng dẫn cách giải: Phần Phụ lục – Trang 3
 2.2. Giải pháp thứ hai: Phân loại và hướng dẫn giải các dạng bài tập theo 
từng dạng 
 2.2.1. Loại mạch điện tương đương - Các quy tắc chuyển mạch.
 Chủ yếu của phần này là hình thành mạch điện tương đương, tính điện trở 
theo các điện trở thành phần và một số mạch đặc biệt khác:
 *Phương pháp: 
 - Dựa theo các tính chất của đoạn mạch nối tiếp, song song trong chương 
trình Vật lý THCS.
 - Các thủ thuật khác (thủ thuật biến đổi tương đương, chập mạch, bỏ điện 
trở, ghép điện trở,). Đặc biệt phần này tôi đi sâu vào các kinh nghiệm dùng thủ 
thuật để giải các bài tập (các dạng bài tập mà không thể áp dụng các tính chất 
thông thường của đoạn mạch để giải quyết được).
 - Toán học hổ trợ phần bài tập này là phương trình nghiệm nguyên (2 ẩn, 3 
ẩn) và phương trình bậc hai.
 - Từng bài toán sẽ rút cho học sinh biết điểm cơ bản và thủ thuật giải quyết. 
 Tóm lại: Bài toán tính điện trở toàn mạch dựa trên các điện trở thành 
phần dựa theo các qui tắc sau:
 a. Qui tắc biến đổi tương đương dựa trên các tính chất cơ bản của đoạn 
mạch mắc nối tiếp, mắc song song (đoạn mạch thuần tuý song song, thuần tuý nối 
tiếp hay hỗn hợp của song song và nối tiếp) 
 b. Qui tắc chập mạch các điểm có cùng điện thế :
 Trong trường hợp này các điểm có cùng điện thế thường gặp trong các bài 
toán là 
 + Các điểm cùng nằm trên một đường dây nối.
 + Các điểm nằm về hai bên của phần tử có điện trở không đáng kể. (như 
khoá K, ampe kế A, phần tử không có dòng điện đi qua, mạch có tính đối xứng, 
mạch có các điện thế bằng nhau,)
 c. Qui tắc tách nút: Ta có thể tách 1 nút thành nhiều nút khác nhau nếu các 
điểm vừa tách có điện thé như nhau (ngược lại với qui tắc 2)
 d. Qui tắc bỏ điện trở: 
 Ta có thể bỏ đi các điện trở (khác không), nếu 2 đầu điện trở đó có điện thế 
bằng nhau.
 Ta vận dụng quy tắc này cho 3 loại mạch: mạch đối xứng, mạch cầu cân 
bằng, mạch bậc thang.
 e. Qui tắc chuyển mạch sao thành tam giác và ngược lại.
 a) Biến đổi mạch tam giác thành mạch hình sao R1.R2
 R12 R1 R2 
 R3
 R2 .R3
 R23 R2 R3 
 R1
 R1.R3
 R13 R1 R3 
 R2
 Hình 7
 f. Mạch tuần hoàn: Mạch mà các điện trở được lặp lại một cách tuần hoàn 
và kéo dài vô hạn (chu kì lặp gọi là ô mắt xích). Với loại này thì ta giả sử rằng điện 
trở R của mạch không thay đổi khi ta nối thêm một mắc xích nữa.
 g. Khi hai đầu các dụng cụ dùng điện bị nối tắt bởi dây dẫn (khoá K, ampe 
kế A) có điện trở không đáng kể thì coi như dụng cụ không hoạt động.
 Ví dụ 4: Phải dùng ít nhất bao nhiêu điện trở loại r = 5 để hình thành mạch 
điện có điển trở 3 ; 6 ; 7 
 Hướng dẫn cách giải: Phần Phụ lục – Trang5
 Ví dụ 5: Các điện trở đều có giá trị r. Hãy tính điện trở toàn mạch.
 Hình 9
 Hình 10
 Hình 11 Hình 12
Hướng dẫn cách giải: Phần phụ lục – Trang5
 Các điểm nối với nhau bằng dây dẫn thì có điện thế bằng nhau, do đó chập 
các điểm này lại ta có sơ đồ tương đương. Dựa vào sơ đồ tương đương ta dễ dàng 
tính được điện trở tương đương của đoạn mạch. U I.Rtđ R2
 I 1 I
 R1 R1 R1 R2
 U I.Rtđ R1
 I 2 I
 R2 R2 R1 R2
 + Định lí về nút: Tổng đại số các dòng điện đi đến nút bằng tổng đại số các 
dòng điện đi ra khỏi nút đó.
 b) Bài toán chia thế.
 + Áp dụng định luật Ôm cho đoạn mạch mắc nối tiếp.
 Hình 21
 I = I1 = I2 = I3
 U = U1 + U2 + U3
 RMN = R1+R2+R3
 U U U U
 1 2 3 
 R1 R2 R3 RMN
 R1 R2
 U1 U ; U 2 U ,...
 RMN RMN
 + Công thức cộng thế: Nếu A, B, C là 3 điểm bất kì trong mạch điện, ta có: 
 UAC = UAB + UBC
 Trong phần này tôi đưa ra những bài toán phức tạp mà nếu giải theo công 
thức chia dòng, chia thế thì bài toán trở nên đơn giản và nhanh hơn so với cách 
giải sử dụng định luật Ôm.
 Ví dụ 7: Cho mạch điện như hình vẽ. Biết U AB = 21V không đổi, R1 = 3  . 
Biến trở có điện trở toàn phần là RMN= 4,5  . Đèn có điện trở Rđ =4,5  . Ampe kế, 
khóa K và các dây nối có điện trở không đáng kể. Khi K mở, xác định giá trị phần 
điện trở RMC của biến trở để độ sáng của đèn yếu nhất?
 Hình 22
 Hướng dẫn cách giải: Phần Phụ lục – Trang 9 Hình 27 Hình 28
 Hướng dẫn cách giải: Phần phụ lục – Trang11
 2.2.4. Bài toán về mạch cầu.
 * Mạch cầu cân bằng R1 C R2
 Dạng sơ đồ mạch cầu A - 
 R5
 + R3 R4 B
 D 
 Hình 29
 + Khi I5= 0 thì mạch cầu được cân bằng 
 Khi đó I1= I2 và I3= I4; U1= U3 và U2= U4
 Suy ra: I1R1= I3R3
 I2R2= I4R4 hay R1/R3 = R2/ R4 ; R1.R4 = R2. R3
 Mạch điện có thể coi là tương đương với mạch điện sau, nghĩa là vai trò của 
R5 có hoặc không có trong mạch điện thì mạch điện đều là như nhau.
 R1 C R2
 A - 
 +
 R3 R4 B
 D 
 Hình 30
 + Khi I5 0 thì mạch cầu không cân bằng. Thì việc giải bài toán theo 
phương pháp đặt biệt khác.
 * Mạch cầu không cân bằng: R1/R3 R2/ R4. HayR1.R4 R2. R3
Ví dụ 11: Cho mạch điện như hình 
vẽ: R1= 1, R2= 1, R3= 2, R4= 
 R1 R2
3, R5= 1. Hiệu điện thế không C
đổi luôn duy trì U=10V. Tính cường A - 
 R5
độ dòng điện qua các điện trở và + R 3 R4 B
điện trở toàn mạch. D Hình 31
 Hướng dẫn cách giải: Phần phụ lục – Trang12 U 2
 t
 A1 R1 R2
 * Khi R1 // R2 thì: 
 A U 2 R
 2 t 1
 R2
 Ví dụ 14: Dùng bếp điện để đun nước. Nếu nối bếp với U 1 = 120V thì thời 
gian nước sôi là t1 = 10 phút. Nếu nối bếp với U 2 = 80V thì thời gian nước sôi là t2 
= 20 phút. Hỏi nếu nối bếp với U 3 = 60V thì nước sôi sau thời gian t 3 là bao lâu? 
Cho biết nhiệt lượng hao phí tỉ lệ với thời gian đun nước. 
 Hướng dẫn cách giải: Phần phụ lục – Trang 15
 2.2.7. Bài toán về mạch điện có bóng đèn- Cách mắc bộ bóng đèn.
 Bài toán dạng này chủ yếu thuần tuý là khai thác số liệu định mức của bóng 
đèn (Uđm và Pđm)
 Từ số liệu này trên bóng đèn ta suy được những đại lượng khác như cường 
độ dòng điện định mức và điện trở của bóng đèn khi hoạt động bình thường I đm= 
 2
Pđm/ Uđm và R = (Uđm) / Pđm
 Đối với một bóng đèn 
 + Khi chưa hoạt động thì điện trở của nó rất nhỏ (điện trở đo bằng ôm kế) 
nhỏ hơn điện trở lúc thắp sáng rất nhiều lần (vì điện trở phụ thuộc nhiệt độ và khi 
thắp sáng nhiệt độ của dây tóc tăng đến vài ngàn độ C nên điện trở khá lớn)
 + Khi giải bài toán về bóng đèn với hiệu điện thế nhỏ ta thường bỏ qua sự 
phụ thuộc của điện trở vào nhiệt độ và coi như điện trở không thay đổi. 
 + Điện trở phụ thuộc nhiệt độ được tính theo công thức: R = R0(1 +  t) 
 0
trong đó  = 1/273 gọi là hệ số điện trở, R0 là điện trở vật dẫn ở 0 C.
 + Thường khi giải bài toán khảo sát mạch điện thắp sáng đèn hay tính hiệu 
suất ta dùng công thức: H= (P0/ P).100%
 + Phương trình công suất: Ptm= P0 + Ph
 + So sánh độ sáng của bóng đèn
 - Bản thân một bóng đèn thì ta chỉ cần so sánh 1 trong 3 giá trị (U, I, P) 
thực tế với 1 trong 3 giá trị (U đm, Iđm, Pđm) tương ứng của đèn đó. Để đi đến 3 kết 
luận sau (đèn sáng bình thường, sáng yếu hơn bình thường và sáng quá mức bình 
thường, có thể bị cháy)
 - Hai đèn khác nhau thì chỉ có so sánh công suất thực tế với nhau, đèn nào 
có công suất thực tế lớn hơn thì sáng hơn.
 - Độ sáng thay đổi như thế nào? Thường ta có các kết luận sau (độ sáng tăng 
lên, độ sáng giảm xuống, độ sáng không thay đổi)
 Ví dụ 15: Một nguồn điện có hiệu điện thế U = 32V được dùng để thắp sáng 
cho một bộ bóng đèn cùng loại 2,5V -1,25W. Dây nối từ bộ bóng đèn đến nguồn