Giáo án môn Vật lý 10 - Bài 41: Bài tập

Sở giáo dục & đào tạo nam định Trường Trung học phổ thông Ngô Quyền * * * * * * * * * * * * * * * * * ** * * * * * * * * Giáo án Tiết 41 - Vật lý 11 Của: Bùi Thị Thuỷ Tổ: Vật lý- KTCN Nam Định, tháng 11 năm 2005 bài 41: Bài tập I/. Mục đích, yêu cầu: - Học sinh vận dụng công thức tính công, công suất của dòng điện vào đoạn mạch chứa máy thu hoặc máy thu chỉ toả nhiệt. - Giúp học sinh giải quyết các bài toán thực tế, đặc biệt bài toán về máy thu chỉ toả nhiệt. Giáo dục cho học sinh đức tính cẩn thận khi sử dụng các thiết bị điện. - Rèn luyện cho học sinh kỹ năng tính toán, phát huy tính tích cực, tính sáng tạo cho học sinh. -Tạo mối liên hệ mật thiết và gắn bó hơn giữa thầy và trò. II/. Công tác Chuẩn bị: chuẩn bị giáo án, học sinh làm bài tập ở nhà. III/. Tiến trình thực hiện: ổn định lớp: (1’) Giáo viên ổn định trật tự lớp, giới thiệu. 2. Kiểm tra bài cũ (10’): Em hãy phân biệt thế nào là máy thu chỉ toả nhiệt, máy thu. Viết công thức và đơn vị tính công, công suất của dòng điện trong một đoạn mạch, trong nguồn điện. Giáo viên chữa phần kiểm tra lý thuyết A=UIt P=UI Nếu đoạn mạch là máy thu chỉ toả nhiệt thì A=I2Rt=U2/Rt P=I2R=U2/R Nếu đoạn mạch có máy thu A=ξIt+I2r’t P= ξI+I2r’ Đơn vị của công: Jun (J) hoặc Calo Đơn vị của công suất là oáT (W) Làm bài tập 4/97 SGK Vật lý 11. Bài tập 4/97 SGK Vật lý 11 Tóm tắt: Pđ1=25W Pđ2=100W Uđ1=Uđ2=110V a, So sánh Iđ1, Iđ2 b, So sánh R1,R2 c, Có thể mắc nối tiếp 2 bóng trên vào mạng điện 220V được không? đèn nào sẽ dễ hỏng? Nhận xét: học sinh có thể so sánh tỉ số I1/I2=P1/P2. Nếu cùng công suất so sánh biểu thức U1/U2=I2/I1. Iđ=Pđ/Uđ Học sinh có thể tính trực tiếp Hoặc dựa vào 2 phân số. Đây là máy thu chỉ toả nhiệt Pđ=Uđ2/R => R=Uđ2/Pđ a.Từ công thức Iđ=Pđ/Uđ Đèn 1: Iđ1=Pđ1/Uđ1=25/110=0,23(A) Đèn 2: Iđ2=Pđ2/Uđ2=100/110=0,91(A) Kết luận: Iđ2>Iđ1 b.Từ công thức Pđ=Uđ2/R => R=Uđ2/Pđ Đèn 1: R1=Uđ12/Pđ1=1102/25=484(W) Đèn 2: R2=Uđ22/Pđ2=1102/100=121(W) Đ1 Đ2 A B Kết luận: R1>R2 c. Muốn xem đèn có sáng bình thường không thì phải so sánh các giá trị thực tế với các giá trị định mức, cụ thể là so sánh cường độ dòng điện hay hiệu điện thế. * Có thể chữa cho học sinh theo cách sau: U’1/U’2=R1/R2>1 => U’1>U’2 thì hai đèn không sáng bình thường. U’1+U’2=220V => U’1>110V, U’2<110V. c. R12=R1+R2=605 (W) Cường độ dòng điện thực tế qua mỗi đèn là: I12=I1=I2= UAB/R12=0,36 (A) I1>Iđ1 đèn 1 sáng hơn mức bình thường, có thể cháy. I2<Iđ2 đèn 2 sáng yếu. Mở rộng bài tập và bài học rút ra từ bài tập trên: - Để mắc 2 đèn đó vào mạch điện mà đèn sáng bình thường cần mắc thêm điện trở có độ lớn bằng bao nhiêu và mắc như thế nào? - Cần hiểu và ghi nhớ ý nghĩa của các giá trị định mức ghi trên dụng cụ tiêu thụ điện. - Để so sánh các đại lượng có thể không cần tính cụ thể mà dựa vào các công thức và suy luận. - Khi sử dụng các thiết bị điện có hđt định mức < hđt của nguồn có thể mắc nối tiếp chúng với nhau nhưng phải chú ý đến các điều kiện để không bị hỏng thiết bị điện. 3. Đặt vấn đề (1’): Trong những giờ học trước các em đã được học về công, công suất của dòng điện trong một đoạn mạch có các thiết bị tiêu thụ điện năng. Đặc biệt chúng ta đã xét kỹ về đoạn mạch tiêu thụ điện đó trong hai trường hợp: chứa máy thu chỉ toả nhiệt hoặc máy thu. Trên cơ sở đó giờ học hôm nay chúng ta sẽ làm một số bài tập về công, công suất, từ đó tìm được những đại lượng có liên quan. Để bắt đầu giờ học hôm nay, cô kiểm tra sự chuẩn bị bài của các em. 4. Giải quyết vấn đề: Hoạt động của thày và trò X X R Đ2 Đ1 A B C / / + - I1 I2 Ir Ghi bảng Bài 1 Cho mạch điện như hình vẽ. Hiệu điện thế giữa hai đầu A và B không đổi là 9V. Điện trở của đèn Đ1 là R1=4W. Điện trở của đèn Đ2 là R2=3W. Điện trở các dây nối không đáng kể. a. Khi biến trở R có giá trị là 6W thì hai đèn sáng bình thường. Hỏi các giá trị hiệu điện thế và công suất định mức của 2 đèn là bao nhiêu? Công suất tiêu thụ của toàn mạch? b. Di chuyển con chạy trên biến trở R về phía phải, hỏi độ sáng của hai đèn thay đổi như thế nào? Tóm tắt: UAB =9V (không đổi) R1=4W, R2=3W a.Khi R=6W, tính Uđ1, Pđ1, Uđ2, Pđ2, P? b. R tăng, nhận xét độ sáng của 2 đèn? Gợi ý: (a) Hỏi: Hiểu thế nào là 2 đèn sáng bình thường? Hỏi: Cho biết cấu tạo mạch điện? Hỏi: Với mạch hỗn hợp trên có tìm được I không? Hỏi: Viết biểu thức tính U của đèn Đ1? Hỏi: Tính công suất tiêu thụ của đèn Đ1? Hỏi: Tính U của đèn Đ2? Hỏi: Tính công suất của đèn Đ2 theo U, R? Bài giải RCB=(R x R2)/(R+R2)= 2(W) RAB=R1+RCB= 6(W) I1 =UAB/RAB = 9/6=1,5(A) UAC =I1RAC = 6(V) Pđ1 =U2AC/ R1= 9(W) UCB =UAB-UAC = 3(V) Pđ2 = U2CB/ R2= 3(W) Do 2 đèn sáng bình thường nên giá trị P, U xác định được chính là giá trị định mức của từng đèn. Đèn 1 ghi 6V – 9W Đèn 2 ghi 3V – 3W P=UI=9 x 1,5 =13,5(W) Gợi ý: (b) Hỏi: Để khảo sát sự thay đổi độ sáng của 2 đền thì cần phải xét sự thay đổi của đại lượng nào? (U, I, P) UAB=UAC+UCB UAC=IR1 => khảo sát I1 bằng cách khảo sát RAB. -Hỏi: hãy nhận xét điện trở của đoạn CB? - Hỏi: hãy nhận xét điện trở của đoạn AB? - Hỏi: hãy nhận xét cường độ dòng điện trong mạch chính? - Hỏi: hãy nhận xét hiệu điện thế giữa 2 điểm C và B? - Hỏi: hãy nhận xét độ sáng của đèn 1, đèn 2? - RCB= (R2 x R)/(R2+R) =R2/(R2/R+1) => RCB tăng. - Khi R tăng -RAB=R1+RCB =>RAB tăng RCB tăng => I1 giảm. - UAB không đổi -I1 giảm =>UAC giảm=>đèn 1 sáng yếu đi - UAC giảm =>UCB tăng - UAB không đổi => đèn 2 sáng hơn mức bình thường Bài 2: Bài 5.96 SBT Một ắc quy được nạp điện sau thời gian 10 giờ thì có dung lượng điện tích q=7200 C. Biết suất điện động và điện trở trong của ắc quy là ξ=9V, r=1,5 W. Hãy tính: a. Hiệu điện thế đặt vào 2 cực của ắc quy? b. công suất nạp điện và công suất toả nhiệt? c. Hiệu suất nạp điện? Tóm tắt: t=10h=36000s q=7200C r=1,5W ξ=9V U=? b. P=?, P’=? c. Hi=? (Giải bài toán trong điều kiện lý tưởng, trong suốt quá trình nạp U, r không đổi) Gợi ý: Hỏi: nhắc lại biểu thức tính hiệu điện thế giữa 2 cực của máy thu? Hỏi: tính cường độ dòng điện qua ắc quy? Hỏi: tính công suất nạp điện của dòng điện qua ắc quy (là công suất tiêu thụ)? Hỏi: tính công suất toả nhiệt? Hỏi: hiệu suất nạp điện là gì? Bài giải: a. Cường độ dòng điện qua ắc quy: I=q/t=0,2(A) Hiệu điện thế đặt vào 2 cực ắc quy U= ξ’+Ir mà ξ’= ξ => U=9,3(V) b. Công suất nạp điện của ắc quy P=UI=1,86(W) Công suất toả nhiệt P’=I2r’=0,06(W) c. Công suất có ích Pi=P-P’=1,8(W) Hiệu suất Hi=Pi/P=93% (Nếu khả năng học sinh làm tốt 2 bài trên thì yêu cầu học sinh làm tiếp) Bài 3: Cho đoạn mạch tiêu thụ điện, hiệu điện thế 2 đầu đoạn mạch có độ lớn không đổi bằng U, dòng điện trong mạch có cường độ là I, thời gian dòng điện chạy qua là t, điện trở của đoạn mạch là R. Công của dòng điện sản ra trong đoạn mạch là A được tính như thế nào? Chọn phương án trả lời đúng nhất: A=UIt A= A=I2Rt Cả 3 phương án trên. Giải: Phương án đúng là (a) Giải thích: do phương án (b), (c) chỉ đúng khi dụng cụ tiêu thụ điện là máy thu chỉ toả nhiệt. Bài 4: Có 2 dây dẫn, 1 dây bằng đồng, 1 dây bằng nhôm có cùng tiết diện, cùng chiều dài mắc song song vào mạch điện. Hỏi trong cùng 1 thời gian dây dẫn nào toả nhiều nhiệt hơn? Giải: PCu>PAl do P=U2/R mà R được tính theo công thức R=rl/S, rCu<rAl 5. Củng cố, bài tập về nhà: (2') - Xem lại các bài tập đã chữa. Làm bài tập: 5.66, 5.67 SBT Vật lý 11. IV. Dặn dò: + Tập đọc các chỉ số trên dụng cụ tiêu thụ điện. + Ước lượng điện năng tiêu thụ của gia đình trong 1 tháng. + So sánh với hoá đơn tiền điện. + Tìm ra nguyên nhân sai lệch.