Giáo án môn Vật lý 10 - Bài 9: Định luật ôm đối với toàn mạch

CHƯƠNG 2: DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI Bài 9: ĐỊNH LUẬT ÔM ĐỐI VỚI TOÀN MẠCH I, Mục tiêu 1. Mục tiêu kiến thức Nắm được nội dung, biểu thức của định luật Ôm cho toàn mạch Hiểu được hiện tượng đoản mạch Suy ra được định luật Ôm cho toàn mạch từ định luật bảo toàn năng lượng Trình bày được khái niệm và viết được công thức hiệu suất của nguồn 2. Mục tiêu về kỹ năng Biết cách mắc mạch theo sơ đồ đã cho, xác định được các linh kiện có trong mạch điện Vận dụng thành thạo nội dung định luật Ôm vào giải các bài tập có liên quan 3. Thái độ học tập Có niềm đam mê, hứng thú với môn học Hăng hái phát biểu ý kiến xây dựng bài Thái độ nghiêm túc trong quá trình học tập II, Chuẩn bị 1. Giáo viên Thí nghiệm ảo sơ đồ hình 9.2 bằng phần mềm electronics workbench Bảng phụ ghi kết quả thí nghiệm và vẽ đồ thị biểu diễn mối quan hệ của U và I 2. Học sinh: III, Tiến trình dạy học HĐ 1: Ổn định tổ chức lớp, kiểm tra bài cũ ( 5p) Câu hỏi: Yêu cầu học sinh viết công thức tính công của nguồn điện và công của đoạn mạch Trả lời ; Công của nguồn điện: Ang= EIt Công của đoạn mạch: A= UIt ( với E là suất điện động của nguồn điên, I là cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch, U là hiệu điện thế chạy qua đoạn mạch, t là thời gian dòng điện chạy qua mạch) HĐ 2: Đặt vấn đề Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên - Nhận thức vấn đề bài học -Ở THCS chúng ta đã nghiên cứu định luật Ôm cho đoạn mạch.Với mạch điện chứa nguồn thì sao? Định luật Ôm được viết như thế nào? Chúng ta sẽ cùng nhau nghiên cứu bài học ngày hôm nay – định luật Ôm cho toàn mạch HĐ 3: Thí nghiệm Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên - Quan sát, nghe - Nghe, tiếp thu - Quan sát, nghe và suy nghĩ tìm cách bố trí thí nghiệm - Quan sát thí nghiệm trên máy chiếu, đọc , ghi số liệu vào bảng và nhận xét I và U đều giảm I(A) U(V) - Học sinh vẽ đồ thị U=F(I) -Giới thiệu các linh kiện trong toàn mạch: nguồn điện có suất điện động E và điện trở trong r, điện trở tương đương RN, dây dẫn - Định luật Ôm đối với toàn mạch biểu thị mối liên hệ giữa cường độ dòng điện I, suất điện động E của nguồn và điện trở toàn phần RN+ r. Vậy giữa các đại lượng này có mối quan hệ như thế nào thì chúng ta cùng đi tiến hành thí nghiệm sau - Giới thiệu các dụng cụ thí nghiệm và nêu tác dụng của từng linh kiện, kết hợp với việc nhắc lại mục đích thí nghiệm yêu cầu học sinh suy nghĩ tìm ra cách bố trí thi nghiệm -Tổng hợp lại các câu trả lời của học sinh và phân tích đưa ra cách bố trí thí nghiệm -Thay đổi các giá trị của biến trở R, yêu cầu học sinh quan sát và ghi số chỉ của ampe kế, vôn kế vào bảng 9.1. Từ đó nhận xét về sự thay đổi của I và - Yêu cầu học sinh lên bảng vẽ đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa U và I HĐ 4: Hướng dẫn học sinh hình thành định luật Ôm cho toàn mạch Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên - Quan sát đồ thị và suy nghĩ trả lời + Đồ thị có dạng là 1 đường thẳng, là hàm bậc nhất đối với I và U + Phương trình tổng quát của hàm bậc nhất cho U, U0, I : U=Uo-aI (1) với a là hệ số tỉ lệ - Viết lại phương trình (1): U =E-aI (2) - TRả lời câu hỏi C1 - Định luật Ôm cho đoạn mạch chỉ chứa R: UN=UAB= IRN - Vế trái có đơn vị là V, do đó vế phải cũng phải có đơn vị là V, E có đơn vị V nên tích aI cũng phải có đơn vị V, như vậy a phải có đơn vị của điện trở - Nghe, tiếp thu - E=I(RN+r)= IRN + Ir (4) Từ (4) => I= - Nghe, tiếp thu, ghi nhớ -Học sinh làm câu C3 dưới sự hướng dẫn của giáo viên -Yêu cầu học sinh quan sát đồ thị và trả lời câu hỏi +Đồ thị đó có dạng gì? Là hàm bậc mấy? +Viết phương trình tổng quát của hàm bậc 1 cho các đại lượng U, U0, I với U0 là giá trị lớn nhất của hiệu điện thế -Định hướng: Giá trị lớn nhất U0 là giá trị lớn nhất hiệu điện thế mạch ngoài, nó đúng bắng suất điện động của nguồn điện. Từ đó yêu cầu học sinh viết lại phương trình (1) - Yêu cầu học sinh trả lời câu hỏi C1 - Yêu càu học sinh viết phương trình định luật Ôm cho đoạn mạch chỉ chứa R -Định hướng: tích của I và R được gọi là độ giảm điện thế, do đó IRN được gọi là độ giảm điện thế mạch ngoài . - Yêu cầu học sinh nhìn phương trình (2) và suy nghĩ trả lời: a phải có đơn vị như thế nào để (2) được nghiệm đúng - Từ (1), (2) suy ra E=UN+ aI=I(RN+a) (3) Đối với toàn mạch RN là điện trở tương đương của mạch ngoài, a chính là điện trowrr trong của nguồn điện. Đại lượng Ir được gọi là độ giảm điện thế mạch trong - Yêu cầu học sinh viết lại phương trình (3) khi đã biết chính xác đại lượng của a -Như vậy suất điện động của nguồn có giá trị bằng tổng các độ giảm điện thế mạch ngoài và mạch trong - Yêu cầu học sinh rút I từ (4) và trả lời câu C2 - Định hướng: tổng RN+ r là tổng trở tuong đương RN của mạch ngoài và điện trở trong r của nguồn được gọi là điện trở toàn phần của mạch điện kín - Biểu thức (5) chính là biểu thức của định luật Ôm đối với toàn mạch. Yêu cầu học sinh phát biểu định luật. - Hướng dẫn học sinh làm câu C3 HĐ 5: Tìm hiểu hiện tượng đoản mạch Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên - Cường độ dòng điện đạt giá trị lớn nhất khi tổng trở mạch ngoài khi RN =0 - Suy nghĩ trả lời câu hỏi - Yêu cầu học sinh từ biểu thức của định luật Ôm, hãy cho biết cường độ dòng điện đạt giá trị lớn nhất khi nào? - Định hướng: khi điện trở của mạch ngoài rất nhỏ, cường độ dòng điện trong mạch rất lớn, khi đó có hiện tượng đoản mạch, - Yêu cầu học sinh đọc sách giáo khoa và cho biết: Hiện tượng đoản mạch là gì? Đặc điểm của cường độ dòng điện khi đó như thế nào? Nó có tác động như thế nào tới mạch điện? - Từ đó yêu cầu học sinh làm câu C4 HĐ6: Suy ra định luật Ôm từ định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên -Nhớ lại kiến thức đã học bài hôm trước để trả lời câu hỏi A= EIt Q=(RN +r)I2t -Suy nghĩ và tìm ra câu trả lời - Yêu cầu học sinh trả lời câu hỏi +Viết biểu thức công của nguồn điện + Viết biểu thức của định luật Jun-Lenxo áp dụng cho toàn mạch - Yêu cầu học sinh dựa vào định luậ bảo toàn và chuyển hóa năng lượng, hãy suy ra biểu thức của định luật Ôm từ 2 công thức vừa viết được HĐ7: hiệu suất của nguồn điện Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên - Nhớ lại kiến thức đã học và trả lời câu hỏi - Suy nghĩ, trả lời - Yêu cầu học sinh nhắc lại khái niệm hiệu suất và công thức tính hiệu suất - Trong mạch điện kín có chứa nguồn điện, công có ích được sản sinh ở đâu? Công hao phí do đâu mà có? - Từ đó yêu cầu học sinh viết biểu thức tính hiệu suất của nguồn điện - Yêu cầu học sinh làm câu C5 HĐ8: Vận dụng, củng cố Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên - Vận dụng những kiến thức vừa học giải quyết bài toán - Cho học sinh làm bài tập 5 trong sách giáo khoa - Giáo viên củng cố lại những kiến thức trọng tâm mag chọ sinh cần nắm được HĐ9: Giao viên giao bài tập về nhà Toàn bộ bài tập trong sách giáo khoa vad sách bài tập, chuẩn bị bài học ngày hôm sau