Giáo án bồi dưỡng học sinh giỏi - Chuyên đề các bài toán nâng cao về điện học

Chủ đề 4: CÁC BÀI TOÁN NÂNG CAO VỀ ĐIỆN HỌC Thời gian:6 Tiết. I/ - MỤC TIÊU: 1. Về kiến thức: Phân tích và giải được bài toán về cường độ dòng điện, hiệu điện thế và điện trở của đoạn mạch mắc nối tiếp, song song và hổn hợp; về công, công suất và nhiệt lượng toả ra của một vật tiêu thụ điện. 2. Kỷ năng: - Vẽ được đồ thị biểu diển sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế. - Biết phân tích sơ đồ mạch điện và vận dụng các công thức định luật Ôm để giải các bài toán nối tiếp, song song và hổn hợp. 3. Thái độ: Rèn luyện tính cẩn thận, tỉ mỉ khi phân tích mạch điện, và trong các bước giải II/ NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC 1. Kiến thức cơ bản sau: 1.1. Cường độ dòng điện - Hiệu điện thế - Điện trở. * Cường độ dòng điện qua một dây dẩn tỉ lệ thuận với hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây dẩn đó. * Đồ thị biểu diển sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế là một đường thẳng đi qua gốc toạ độ (U=0, I=0 gọi là đặc tuyến vôn - amper) 0 U * Định luật Ôm: Cường độ dòng điện qua một dây dẩn tỉ lệ thuận với hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây dẩn và tỉ lệ nghịch với điện trở của dây I=U/R. * Điện trở của dây được xác định bằng công thức R=U/I; đơn vị là ôm, kí hiệu * Trong đoạn mạch mắc nối tiếp Đoạn mcạh mắc song song IAB=I1=I2=I3 IAB=I1+I2+I3 UAB=U1+U2+U3 UAB=U1=U2=U3 RAB=R1+R2+R3 1/RAB=1/R1+1/R2+1/R3 * Công thức tính điện trở: Điện trở của các dây dẩn tỉ lệ thuận với chiều dài l của dây dẩn, tỉ lệ nhgịch với tiết diện S của dây dẩn và phụ thuộc vào vật liệu làm dây dẩn: R=.l/S * Biến trở là điện trở có thể thay đổi trị số và có thể sử dụng để điều chỉnh cường độ dòng điện trong mạch (Biến trở con chạy; Biến trở có tay quay; Biến trở than chiết áp). 1.2. Công suất - Điện năng - Công của dòng điện - Định luật Jun-Lenxơ. * Dòng điện có năng lượng vì nó có thể thực hiện công và cung cấp nhiệt lượng. Năng lượng của dòng điện dược gọi là điện năng. * Công của dòng điện sản ra trong một đoạn mạch là số đo lượng điện năng chuyển hoá thành các dạng năng lượng khác trong đoạn mạch đó: A= P.t = U.I.t = RI2t =(U2/R).t * Lượng điện năng sử dụng được đo bằng công tơ điện. Mổi số chỉ của công tơ điện cho biết lượng điện năng đã sử dụng là kWh. * Định luật Jun-Lenxơ: Nhiệt lượng toả ra ở dây dẩn khi có dòng điện chạy qua thì tỉ lệ thuận với bình phương cường độ dòng điện, với điện trở của dây và thời gian dòng điện chạy qua: Q = I2.R.t; Hiệu suất sử dụng là: H = Qi/Qtp.100% (Q=cm(t’-t’’)) * Số oát (W) ghi trên mổi dụng cụ điện cho biết công suất định mức của dụng cụ đó, nghĩa là công suất điện của dụng cụ này khi nó hoạt động bình thường. * Công suất điện của một đoạn mạch bằng tích của hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện chạy qua nó: P = U.I Hiệu suất sử dụng là: H = Pi/Ptp.100% 2. Một số bài tập nâng cao: (Sách 500 bài tập Vật lí THCS) Loại 1: Đề: Cho mạch điện như hình. R1=1/2Ω, R2=3/2, R5= 2/3Ω, R3= R4= R6= 1Ω. a) Tính điện trở của toàn mạch điện. b) Cho UAB= 2V. Xác định dòng điện qua R4. Hướng dẩn: a) Các điểm M,N,B nối với nhau bằng điện trở rất nhỏ nên có thể chập chúng lại. Ta có sơ đồ tương đương. R36= R3R6/(R3+R6)=1/2Ω R236=R2+ R36= 3/2+1/2=2Ω RCB= R5R623/(R5+R623)=..=1/2Ω Điện trở toàn mạch là: RAB= (R1+RCB).R4/(R1+RCB+R4)=..= 1/2Ω b) Dòng điện qua R4: I4= UAB/R4= 2/1=2A