Giáo án môn Vật lý 9 - Tiết 1 đến tiết 22 - Nguyễn Ngọc Quang

CHƯƠNG MỘT ĐIỆN HỌC Tiết l: Bài l: Sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế giữa hai đầu vật dẫn Tiết 2: Bài 2: Điện trở của dây dẫn - định luật Ohm Tiết 3: Bài 3: Thực hành xác định điện trở của một dây dẫn bằng ampe kế và Ohm kế Tiết 4: Bài 4: Đoạn mạch nối tiếp . Tiết 5: Bài 5: Đoạn mạch song song Tiết 6: Bài 6: Bài tập vận dụng định luật Ohm Tiết 7: Bài 7: Sự phụ thuộc của điện trở vào chiều dài dây dẫn Tiết 8: Bài 8: Sự phụ thuộc của điện trở vào tiết diện dây dẫn Tiết 9: Bài 9: Sự phụ thuộc của điện trở vào vật liệu làm dây dẫn Tiết l0: Bài 10: Biến trở - Điện trở dùng trong kỹ thuật Tiết 11: Bài 11: Bài tập vận dụng định luật Ohm và công thức tính điện trở của dây dẫn Tiết 12: Bài 12: Công suất điện Tiết 13: Bài 13. Điện năng - Công của dòng điện Tiết 14: Bài 14: Bài tập về công suất điện và điện năng sử dụng Tiết 15: Bài 15: Thực hành Xác định công suất của các dụng cụ điện Tiết 16: Bài 16: Định luật Joule - Lenz Tiết 17: Bài 17: Bài tập vận dụng định luật Joule - Lenz Tiết 18: Ôn tập Tiết 19: Kiểm tra Tiết 20: Bài 18: Thực hành kiểm nghiệm mối quan hệ Q - I2 trong định luật Joule - Lenzt Tiết 21: Bài 19: Sử dụng an toàn và tiết kiệm điện Tiết 22: Bài 20: Tổng kết chương l : Điện học Tuần 01 Tiết 01 BÀI MỘT SỰ PHỤ THUỘC CỦA CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN VÀO HIỆU ĐIỆN THẾ GIỮA HAI ĐẦU DÂY DẪN I. MỤC TIÊU Nêu được cách bố trí và tiến hành thí nghiệm khảo sát sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn. Vẽ và sử dụng được đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa I, U từ số liệu thực nghiệm. Nêu được kết luận về sự phụ thuộc của cường độ dòng điện và hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn. II. CHUẨN BỊ Một dây điện trở bằng nikêlin (hoặc constantan) chiều dài 1m, đường kính 0,3mm, dây này được quấn sẳn trên trụ sứ.. 01 ampe kế có GHĐ 1,5A, ĐCNN 0,1 A 01 vôn kế có GHĐ: 6V ; ĐCNN : 0,1 V 01 nguồn điện 6V 07 đọan dây dẫn dài 30 cm III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC PHƯƠNG PHÁP NỘI DUNG Hoạt động 1: Ôn lại kiến thức cũ về U, I và các kiến thức khác liên quan đến bài học. + Để đo cường độ dòng điện chạy qua bóng đèn và hiệu điện thế giữa hai đầu bóng đèn cần dùng những dụng cụ gì? + Nêu nguyên tắc sử dụng những dụng cụ đó ? - Quan sát kiểm tra các nhóm tiến hành thí nghiệm. - Yêu cầu vài học sinh trả lời câu C1 Họat động 2 : (10 phút) : Tìm hiểu sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn - HS quan sát sơ đồ mạch điện hình 1. - HS tiến hành thí nghiệm. - Dựa trên bảng kết quả, học sinh thảo luận trả lời câu C1. Ở lớp 7 ta đã biết, khi hiệu điện thế đặt vào hai đầu bóng đèn càng lớn thì cường độ dòng điện chạy qua bóng đèn càng lớn và đèn càng sáng. Vậy giữa cường độ dòng điện và hiệu điện thế có tỷ lệ với nhau hay không? I. THÍ NGHIỆM 1. Sơ đồ mạch điện: Hình 1 + Dùng Ampe kế đo cường độ dòng điện, dùng Vôn kế đo hiệu điện thế. + Mắc nối tiếp Ampe kế với dây dẫn để đo cường độ dòng điện. - Mắc song song Vôn kế vào 2 đầu dây dẫn để đo hiệu điện thế. 2. Tiến hành thí nghiệm: Mắc mạch điện như hình 1. Tiến hành đo các thông số điền vào bảng kết quả - Từ bảng kết quả ta nhận thấy khi tăng hoặc giảm hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch bao nhiêu lần thì cường độ dòng điện chạy qua dây đẫn đó cũng tăng hoặc giảm bấy nhiêu lần. Họat động 3: Vẽ và sử dụng đồ thị để rút ra kết luận. I(A) U(V) 1.5 3.0 4.5 6.0 1.2 0.9 0.6 0.3 Hình 2 - Vẽ và sử dụng đồ thị để rút ra kết luận. - Học sinh quan sát đồ thị và thông báo về dạng của đồ thị. - Các nhóm làm câu C2 - Thảo luận nhóm rút ra kết luận. - Dựa trên đồ thị, các nhóm thảo luận, rút ra kết luận. II ĐỒ THỊ BIỂU DIỄN SỰ PHỤ THUỘC CỦA CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN VÀO HIỆU ĐIỆN THẾ 1. Dạng đồ thị: 2. Kết luận: Hiệu điện thế giữa hai đầu dây tăng (hoặc giảm) bao nhiêu lần thì cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn đó cũng tăng (hoặc giảm) bấy nhiêu lần. Hoạt động 3: Từ đồ thị hình 2 hãy xác định: + Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn khi hiệu điện thế là 2.5V; 3.5V +Xác định giá trị U; I ứng với một điểm M bất kì trên đồ thị Một bạn học sinh trong quá trình tiến hành thí nghiệm như trên với một dây dẫn khác, đã bỏ sót không ghi một vài giá trị vào bảng kết quả (bảng). Em hãy điền những giá trị còn thiếu vào bảng. Giả sử phép đo của bạn có sai số không đang kể. III. VẬN DỤNG Từ đồ thị trên hình 2 ta có U1=2.5V và U2=3.5V, kẻ các đường thẳng song song với trục U ta sẽ xác định được giá trị của cường độ dòng điện tương ứng là 0.5A và 0.7A. Hiệu điện thế U(V) Cường độ dòng điện I 1 2.0 0.1 2 2.5 0.25 3 4 0.2 4 5 0.25 5 6.0 0.3 Họat động 4: Củng cố bài học và vận dụng. Ghi phần ghi nhớ vào vở. - HĐT và CĐDĐ chạy qua hai đầu dây dẫn có mối quan hệ thế nào ? - Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa U, I có đặc điểm gì ? Cường độ dòng điện tỷ lệ thuận với hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây dẫn đó. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế giữa hai đầu dây là đường thẳng đi qua gốc tọa độ. CÓ THỂ EM CHƯA BIẾT Hình 3 Kết quả trên đuợc Nhà vật lý học người Đức Georsimon Ohm (1789-1854) tìm ra khi ông chỉ là giáo viên dạy vật lý ở một tỉnh lẻ Thời đó chỉ bằng các dụng cụ đo rất thô sơ. Chưa có ampe kế, vôn kế... như bây giờ. Nhưng với lòng say mê nghiên cứu khoa học được sự giúp đỡ nhiệt tình của ban bè. Ông kiên trì tiến hành hàng loạt thí nghiệm và đã thành công. Kết quả nghiên cứu của ông được công bố vào năm 1827. Đó là định luật Ohm. Năm 1876 (49 năm sau khi công bố) Viện hàn lâm khoa học nước Anh đã thành lập một uỷ ban đặc biệt để kiểm tra lại định luật Omh một cách chính xác Cho tới cuối thế kỷ XIX định luật Ohm mới được các nhà vật lý học trên toàn thế giới công nhận và được ứng dụng rộng rãi. Vậy đấy, phát minh ra một định luật đã khó nhưng việc nó được chấp nhận va ứng dụng còn khó hơn nhiều. Để ghi nhớ công lao của ông, người ta đã lấy tên ông đạt tên cho định luật và điện trở. Tuần 01 Tiết 02 BÀI HAI ĐIỆN TRỞ CỦA DÂY DẪN – ĐỊNH LUẬT OHM MỤC TIÊU Nhận biết được đơn vị điện trở và vận dụng được công thức tính điện trở để giải bài tập. Phát biểu và viết được hệ thức của định luật Ohm. Vận dụng được định luật Ohm để giải một số dạng bài tập đơn giản. Thu thập và xử lí thông tin, quan sát, phân tích, tổng hợp các dữ liệu đi đến kết luận. CHUẨN BỊ Kẻ sẵn bảng giá trị thương số U/I đối với mỗi dây dẫn dựa vào số liệu ở bảng 1&2. Thương số U/I đối với mỗi dây dẫn ( bảng 1, bảng 2) Lần đo Dây dẫn 1 Dây dẫn 2 1 2 3 4 Trung bình cộng HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC + Nêu kết luận về mối quan hệ giữa cường độ dòng điện và hiệu điện thế? Đồ thị biểu diễn mối quan hệ đó có đặc điểm gì? + Sửa bài tập 1.1 & 1.2 sách BT. PHƯƠNG PHÁP NỘI DUNG 1. Hoạt động 1: Tổ chức tình huống GV có thể đặt vấn đề: Trong thí nghiệm theo sơ đồ hình 4: nếu dùng cùng một hiệu điện thế đặt vào 2 đầu các dây dẫn khác nhau thì cường độ dòng điện qua chúng có như nhau không?à Giáo viên giới thiệu bài. Hình 4 2. Hoạt động 2: I. ĐIỆN TRỞ DÂY DẪN GV yêu cầu HS : dựa vào số liệu đã có trong bảng 1, bảng 2 ở bài 1 à tính thương số à đối chiếu kết quảà trả lời C1. GV theo dõi, kiểm tra kết quả tính toán của các nhóm à hoàn chỉnh C1. GV gọi HS ở 8 nhóm lần lượt nêu nhận xét về giá trị của thương số đối với một dây dẫn? Với 2 dây dẫn khác nhau? Sau khi các nhóm phát biểu, GV cho cả lớp thảo luận nhận xét , bổ sung à trả lời hoàn chỉnh C2 1. Xác định thương số đối với mỗi dây dẫn. 2. Điện trở: Hình 5 Trị số không đổi đối với mỗi dây dẫn được gọi là điện trở của dây dẫn đó. Ký hiệu Hoặc Đơn vị: nếu hiệu điện thế tính bằng Volt, cường độ dòng điện là ampere thì điện trở tính bằng Ohm (Ω) 1 kΩ =103Ω; 1 MΩ=106Ω Điện trở biểu thị mức độ cản trở dòng điện nhiều hay ít của dây dẫn. 3. Hoạt động 3: Tìm hiểu Định luật II. ĐỊNH LUẬT OHM Từ quan hệ giữa cường độ dòng điện và hiệu điện thế ( I ~ U) ,giữa cường độ dòng điện và điện trở ( I ~) à GV giới thiệu hệ thức của định luật Ohm . GV yêu cầu một vài HS phát biểu định luật Ohm? Viết hệ thức của định luật Ohm? GV lưu ý HS ghi rõ đơn vị đo của các đại lượng có trong công thứcà HS ghi bài. 1. Hệ thức của định luật: Từ kết quả trên ta có hệ thức của định luật: trong đó U(V) là hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch, I(A) là cường độ dòng điện và R (Ω) là điện trở. 2. Phát biểu: Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn tỷ lệ thuận với hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây và tỷ lệ nghịch với điện trở của dây. 5. Hoạt động 5: Vận dụng. Một bóng đèn lúc thắp sáng có điện trở 12W và cường độ dòng điện chạy qua dây tóc bóng đèn là 0.5A. Tính hiệu điện thế giữa hai đầu dây tóc bóng đèn khi đó. Đặt cùng một hiệu điện thế vào hai đầu các dây dẫn có điện trở R1 và R2 = 3R1. Dòng điện chạy qua dây dẫn nào có cường độ lớn hơn và lớn và lớn hơn bao nhiêu lần * Từ công thức định luật Ohm: suy ra U=RI= 12´0.5=6.0V * I1=; I2= = suy ra I1=3I2 Ghi nhớ: Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn tỷ lệ thuận với hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây và tỷ lệ nghịch với điện trở của dây Điện trở của dây dẫn được xác định theo công thức CÓ THỂ EM CHƯA BIẾT Trong quá trình tiến hành các thí nghiệm trên, nhiệt độ của dây dẫn đang xét đuợc coi như không đổi, khi cường độ dòng điện qua dây dẫn tăng thì nhiệt độ của dây dân tăng lên. Do đó, khi hiệu điện thế giữa hai đầu dây tóc bóng đèn tăng thì cường độ dòng điện chạy qua dây tóc bóng đèn cũng tăng nhưng không tăng tỷ lệ thuận (không tuân theo định luật Ohm). Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế trong trường hợp này không phải là đường thẳng. Tuần 02 Tiết 03 BÀI BA THỰC HÀNH XÁC ĐỊNH ĐIỆN TRỞ CỦA MỘT DÂY DẪN BẰNG VÔN KẾ VÀ AMPE KẾ MỤC TIÊU Nêu được cách xác định điện trở. Mô tả được và tiến hành thí nghiệm đo điện trở CHUẨN BỊ - Một dây dẫn có điện trở chưa biết giá trị. - Một nguồn điện 6V có thể điều chỉnh được liên tục các giá trị hiệu điện thế từ 0 -6V. - Một vôn kế có giới hạn đo 6V và độ chia nhỏ nhất 0,1V. - Một ampe kế có giới hạn đo l,5A và chia nhỏ nhất 0,01A. - Bảy đoạn dây nối, mỗi đoạn dài khoảng 30cm. - Một công tắc. - Chuẩn bị báo cáo theo mẫu đã cho ở cuối bài. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC PHƯƠNG PHÁP NỘI DUNG Kiểm tra dụng cụ thí nghiệm được cấp phát Vẽ sơ đồ mạch điện để đo điện trở của một dây dẫn bằng vôn kế và ampe kế, đánh dấu chố (+), chốt (-) của vôn kế và ampe kế. Mắc mạch điện theo sơ đồ đã vẽ. Lần lượt đặt các giá trị hiệu điện thế khác nhau tăng dần từ 0 đến 5V vào hai đầu dây dẫn. Đọc và ghi cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn ứng với một hiệu điện thế. Hoàn thành báo cáo thực hành theo mẫu đã chuẩn bị. Hình 6 Lắp mạch điện như hình 6. Đóng khóa K cho dòng điện chạy qua đoạn mạch. Ghi nhận các số chỉ của đồng hồ. Thay dây dẫn bằng một dây dẫn khác, lặp lại thí nghiệm trên. MẪU BÁO CÁO THỰC HÀNH XÁC ĐỊNH ĐIỆN TRỞ CỦA DÂY DẪN BẰNG VON KẾ VÀ AMPE KẾ 1. Trả lời câu hỏi: a) Viết công thức tính điện trở: b) Muốn đo hiệu điện thế giữa hai đầu một dây dẫn cần dùng dụng cụ gì? Mắc dụng cụ đó như thế nào với dây dẫn cần đo? c) Muốn đo cường độ dòng điện chạy qua một dây dẫn cán dùng dụng cụ gì ? Mắc dụng cụ đó như thế nào với dây dẫn cần đo ? 2. Kết quá đo Kết quả Lần đo Hiệu điện thế Cườngđộdòngđiện Điện trở a) Tính trị số điện trở của dây dẫn đang xét trong mỗi lần đo. b) Tính giá trị trung bình cộng của điện trở. c) Nhận xét về nguyên nhân gây ra sự khác nhau (nếu có) của các trị số điện trở vừa tính được trong mỗi lần đo. Tuần 02 Tiết 04 BÀI BỐN ĐOẠN MẠCH NỐI TIẾP MỤC TIÊU Suy luận để xây dựng được công thức tính điện trở tương đương của đoạn mạch gồm hai điện trở mắc rối tiếp Rtđ = R1+R2 và hệ thức từ kiến thức đã học. Mô tả được cách bố trí và tiến hành thí nghiệm kiểm tra các hệ thức suy ra từ lý thuyết. Vận dụng những kiến thức đã học để giải thích một số hiện tượng và giải bài tập về đoạn mạch nối tiếp. CHUẨN BỊ 3 điện trở mẫu lần lượt có giá trị là 6W, 10W, 16W. 1 ampe kế có GHĐ 1,5A ĐCNN 0,1A. 1 vôn kế có GHĐ 6V và ĐCNN 0,1V. 1 nguồn điện 6V. 1 công tắc. 7 đoạn dây nối, mỗi đoạn dài khoảng 30 cm HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC PHƯƠNG PHÁP NỘI DUNG 1. Hoạt động 1: Ôn tập Ôn lại những kiến thức có liên quan bài mới. Yêu cầu 1 vài HS nhắc kiến thức trong đoạn mạch mắc nối tiếp 2 bóng đèn. Cường độ dòng điện chạy qua mỗi đèn có liên hệ như thế nào với cường độ dòng điện mạch chính? (I=I1+I2) Hiệu điện thế giữa 2 đầu đoạn mach có mối liện như thế nào với hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi đèn? (U=U1+U2) I/ CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN VÀ HIỆU ĐIỆN THẾ TRONG ĐOẠN MẠCH MẮC NỐI TIẾP Hình 7 1. Nhớ lại kiến thức lớp 7. Ta có: Cường độ dòng điện I1=I2=I (1) Hiệu điện thế U=U1+U2 (2) 2. Hoạt động 2: Nhận biết đoạn mạch nối tiếp. 2. Đoạn mạch hai điện trở mắc nối tiếp Chuyển tiếp: tiếp tục xét đoạn mạch hình 8. Yêu cầu từng HS quan sát hình 8 và trả lời câu hỏi C1 Theo các em trong đoạn mạch gồm 2 điện trở mắc nối tiếp: - Cường độ dòng điện chạy qua mỗi điện trở có liên hệ như thế nào với cường độ dòng điện mạch chính? (I=I1=I2) - Hiệu điện thế giữa 2 đầu đoạn mach có mối liện như thế nào với hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở? (U=U1+U2) Hình 8 R1, R2, và ampe kế được mắc nối tiếp nhau. Các hệ thức (1) và (2) vẫn đúng cho đoạn mạch có các điện trở mắc nối tiếp. Chứng minh trong đoạn mạch mắc nối tiếp R1 và R2 thì hiệu điện thế tỷ lệ thuận với điện trở. Cách 1: và Vì R1 mắc nối tiếp R2: I1=I2 => => Cách 2: => U1=I1R1 => U2=I2R2 Lập tỉ số : Vì R1 mắc nối tiếp R2: I1=I2 => 3. Hoạt động 3: Xây dựng công thức tính Rtđ II. ĐIỆN TRỞ TƯƠNG ĐƯƠNG CỦA ĐOẠN MẠCH GV vẽ hình 9 lên bảng, phân tích mạch điện. Kí hiệu hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch là U Kí hiệu hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở là U1, U2 Cường độ dòng điện qua đoạn mạch là I Viết biểu thức tính U,U1,U2 theo I và R tương ứng Viết biểu thức liên hệ giữa U, U1 và U2 Dùng kỹ năng thay thế biểu thức để tìm ra công thức tính R Hình 9 1. Điện trở tương đương: Thay R1 và R2 bằng một điện trở R duy nhất sao cho hiệu điện thế và cường độ dòng điện không đổi thì R được gọi là điện trở tương đương của R1 và R2. 2. Công thức tính điện trở tương đương: U=I.Rtđ U1=I1R1 U2=I2R2 U=U1+U2 IRtđ= I1R1+ I2R2 IRtđ= I (R1+ R2) Rtđ = R1+ R2 4. Hoạt động 4: 3. Thí nghiệm kiểm tra Hãy kiểm tra công thức trên bằng thực nghiệm GV theo dõi, nhóm HS làm thí nghiệm, ghi lại kết quả và so sánh như SGK (chú ý phải giữ nguyên giá trị UAB) Giáo viên ghi nhận lại các kết quả so sánh, và yêu cầu nhận xét: Rtd có phải là điện trở tương đương? Vì sao? Các điện trở và bóng đèn dây tóc có thể được mắc nối tiếp nhau khi chúng chịu được cùng một cường độ dòng điện không vượt quá một giá trị xác định. Giá trị xác định đó gọi là cường độ dòng điện định mức. Các dụng cụ dùng điện sẽ hoạt động bình thường khi dòng điện chạy qua. HS làm việc theo nhóm: Nhận dụng cụ thí nghiệm , đọc hướng dẫn trong SGK và tự lắp ráp, tiến hành thí nghiệm, ghi nhận kết quả. Sau đó báo cáo kết quả thí nghiệm theo từng nhóm: IAB, I’AB và so sánh, nhận xét 4. Kết luận: Đoạn mạch gồm hai điện trở mắc nối tiếp có điện trở tương đương bằng tổng các điện trở thành phần. 5. Hoạt động 5: Vận dụng. III. VẬN DỤNG Cho mạch điện có sơ đồ như hình 10. + Khi công tắc K mở, hai đèn có hoạt động không? + Khi công tắc K đóng, cầu chì bị đứt, hai đèn có hoạt động không? Vì sao? + Khi công tắc K đóng, dây tóc đèn Đ1 bị đứr, đèn Đ2 có hoạt động không? Vì sao? - Khi K mở : hai đèn không họat động vì mạch hở, không có dòng điện chạy qua 2 bóng đèn - Khi K đóng, cầu chì bị đứt hai đèn không họat động vì mạch hở không có dòng điện chạy qua 2 bóng đèn - Khi K đóng, dây tóc bóng đèn Đ1 bị đứt thì bóng đèn Đ2 không hoạt động vì mạch hở không có dòng điện chạy qua nó. 1. Cho mạch điện có sơ đồ như hình 10. + Khi công tắc K mở, hai đèn có hoạt động không? + Khi công tắc K đóng, cầu chì bị đứt, hai đèn có hoạt động không? Vì sao? + Khi công tắc K đóng, dây tóc đèn Đ1 bị đứr, đèn Đ2 có hoạt động không? Vì sao? 2. Cho hai điện trở R1 = R2 =20W được mắc như hình vẽ. + Tính điện trở tương đương của đoạn mach đó. + Mắc thêm R3 = 20W vào đoạn mạch trên (hình 4.3b) thì điện trở tương đương của đoạn mạch mới bằng bao nhiêu? So sánh điện trở đó với mỗi điện trở thành phần. Điện trở tương đương của đoạn gồm các điện trở mắc nối tiếp bằng tổng các điện trở thành phần: R=R1+R2+...+ Rn Hình 10 1. Khi K mở thì mạch hở nên hai đèn không sáng. Tương tự, nếu cầu chì bị đứt hoặc Đ1 bị đứt thì mạch bị hở, các đèn đều không sáng. 2. Cho R1=R2=20W Tính 1/ Rtđ =? (W) 2/ R3=20W RAC = ? (W) S/s Rtđ với R1, R2, R3 Giải R12=R1+R2=20+20=40(W) RAC=R12+R3=40+20=60(W) RAC=60(W); R1=20(W) => RAC=3R1=3R2=3R3 Ghi nhớ Đoạn mạch gồm hai điện trở mắc nối tiếp: I1=I2=I U=U1+U2 R=R1+R2 CÓ THỂ EM CHƯA BIẾT Ampe kế thường có điện trở rất nhỏ so với điện trở của đoạn mạch cần đo cường độ dòng điện. Dây nối trong mạch cũng có điện trở nhỏ không đáng kể. Vì vậy khí tính điện trở của đoạn mạch nối tiếp, ta có thể bỏ qua điện trở của dây nối. Tuần 03 Tiết 05 BÀI NĂM ĐOẠN MẠCH SONG SONG MỤC TIÊU Suy luận để xây dựng được công thức tính điện trở tương đương của đoạn mạch gồm hai điện trở mắc song song và hệ thức từ những kiến thức đã học. Mô tả được cách bố trí và tiến hành thí nghiệm kiểm tra lại các hệ thức suy ra từ lý thuyết đối với đoạn mạch song song. Vận dụng được những kiến thức đã học để giải thích một số hiện tượng thực tế và giải bài tập về đoạn mạch song song. CHUẨN BỊ 3 điện trở mẫu, trong đó có một điện trở là điện trở tương đương của hai điện trở kia khi mắc song song. 1 Ampe kế 1,5A – 0,1A. 1 Vôn kế 6V – 0,1V. 1 công tắc. 1 nguồn điện 6V. 9 đoạn dây dẫn, mỗi đoạn dài khoảng 30cm. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Chứng minh công thức tính điện trở tương đương của đoạn mạch gồm hai điện trở mắc nối tiếp R = R1 + R2. PHƯƠNG PHÁP NỘI DUNG 1. Hoạt động 1: Ôn lại các kiến thức có liên quan đến bài học Hai bóng đèn ở hình 11 được mắc như thế nào? Tại sao em biết? Cường độ dòng điện chạy trong mạch chính quan hệ như thế nào với cường độ dòng điện chạy trong mỗi mạch rẽ? Hình 11 Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch quan hệ như thế nào với hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi mạch rẽ? (Yêu cầu HS đọc câu C2, thảo luận nhóm để chứng minh hệ thức 3 với các công thức , ). I. CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN VÀ HIỆU ĐIỆN THẾ TRONG ĐOẠN MẠCH MẮC SONG SONG Hai bóng đèn được mắc song song vì chúng có hai điểm chung. Cường độ dòng điện chạy trong mạch chính bằng tổng cường độ dòng điện chạy trong các mạch rẽ: I = I1 + I2. (1) Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch bằng hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi mạch rẽ: U = U1 + U2. (2) Vậy: trong đoạn mạch song song, cường độ dòng điện chạy qua mỗi điện trở tỷ lệ nghịch với điện trở đó. (3) 2. Hoạt động 2: Điện trở tương đương II. ĐIỆN TRỞ TƯƠNG ĐƯƠNG 1. Công thức tính điện trở tương đương của mạch song song Hướng dẫn HS xây dựng công thức (4) với các công thức I = I1 + I2, U = U1 = U2, , , ® (1) ® (2) ® (3) Hướng dẫn HS thực hiện thí nghiệm. Theo dõi các nhóm thực hiện thí nghiệm và sữa chữa. Từ kết quả thí nghiệm yêu cầu HS rút ra kết luận. Người ta thường mắc song song vào mạch điện các dụng cụ điện có cùng hiệu điện thế định mức. Khi hiệu điện thế của mạch bằng hiệu điện thế định mức thì các dụng cụ này đều hoạt động bình thường và có thể được sử dụng độc lập với nhau. 2. Thí nghiệm kiểm tra Tiến hành thí nghiệm kiểm tra. 3. Kết luận: Đối với đoạn mạch gồm hai điện trở mắc song song thì nghịch đảo của điện trở tương đương bằng tổng các nghịch đảo của từng điện trở thành phần. 3. Hoạt động 3: Vận dụng. III. VẬN DỤNG 1. Trong phòng học đang sử dụng một đèn dây tóc và một quạt trần có cùng hiệu điện thế định mức 220V. Hiệu điện thế của nguồn là 220V. Mỗi đồ dùng đó đều có công tắc và cầu chì bảo vệ riêng. + Đèn và quạt được mắc thế nào vào nguồn để chúng hoạt động bình thường ? + Vẽ sơ đồ mạch điện đó. + Nếu đèn không hoạt động thì quạt có hoạt động không? Vì sao? 2. Cho hai điện trở R1 =R2 = 30W được mắc như sơ đồ hình 13a. +Tính điện trở tương đương của đoạn mạch đó. +Nếu mắc thêm một điện trở R3 = 30W vào đoạn mạch trên như sơ đồ hình 13b thì điện trở tương đương của đoạn mạch mới bằng bao nhiêu? + So sánh điện trở đó với mỗi điện trở thành phần. M Hình 12 1. Đèn và quạt phải được mắc song song vào nguồn điện để chúng hoạt động bình thường theo hình 12. Hình 13 Nếu đèn không hoạt động thì quạt vẫn hoạt động bình thường vì chúng được mắc song song với nhau. 2. Từ (1) ta tính được: Nếu mắc thêm R3 vào mạch như hình 13b ta sẽ tính được: Rõ ràng Rtd nhỏ hơn các Ri thành phần. Điện trở tương đuơng của đoạn mạch gồm các điện trở mắc song song đươc tính theo công thức CÓ THỂ EM CHƯA BIẾT Vì vôn kế thường có điện trở Rv rất lớn so vớ điện trở của đoạn mạch cần đo hiệu điện thế và được mắc song song với đoạn mạch đó, nên dòng điện chạy qua vôn kế có cường độ không đáng kể. Do đó, khi tính điện trở tương đuơng của đoạn mạch này, ta có thể bỏ qua số hạng Tuần 03 Tiết 06 BÀI SÁU BÀI TẬP VẬN DỤNG ĐỊNH LUẬT OHM MỤC TIÊU Vận dụng kiến thức để giải bài tập đơn giản về điện trở. CHUẨN BỊ Một số số liệu định mức của đồ dùng điện trong gia đình. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Yêu cầu học sinh nhắc lại các kiến thức cơ bản của định luật Omh. PHƯƠNG PHÁP NỘI DUNG 1. Hoạt động 1: Tổ chức tình huống Yêu cầu học sinh vẽ một số mạch điện tiêu biểu về nối tiếp, song song và hỗn hợp. Hình 14 1. Cho mạch điện có sơ đồ như hình 14, trong đó R1 = 5Ω. Khi K đóng, vôn kế chỉ 6,0V, ampe kế chỉ 0,5A. a) Tính điện trở tương đương của đoạn mạch. b) Tính điện trở R2. Gợi ý: a) Vận dụng định luật Ohm để điện trở. b) Từ công thức tính điện trở tương đương, suy ra R2. Ta có R1=5Ω; U=6,0V; I=0,5A Theo ta có Từ R=R1+R2 ta suy ra được R2=R-R1=12-5=7Ω Ta có thể giải bằng cách: U1=R1I=5.0,5=2,5V U2=U-U1=6,0-2,5=3,5v 2. Cho mạch điện có sơ đồ như hình 15, trong đó R1=10Ω ampe kế A1 chỉ l,2A, ampe kế A2 chỉ 1,8A. a) Tính hiệu điện thế UAB của đoạn mạch. b) Tính điện trở R2. Gợi ý: a) Tính UAB thông qua mạch rẽ. b) Tính cường độ dòng điện qua điện trở R2, từ đó suy ra R2. Hình 15 Ta có I=I1+I2 và U1=U2=U nên U=R1I1=1,2.10= 12V I2=I-I1=1,8-1,2=0,6A suy ra 3. Cho mạch điện có sơ đồ như hình 16, trong đó R1=15Ω, R2 = R3 = 30Ω; UAB= 12V. a) Tính điện trở tương đương của đoạn mạch AB b) Tính cường độ dòng điện qua mỗi điện trở. Gợi ý: a) Tính Rtđ của đoạn mạch AB Tính điện trở tương đương của đoạn mạch MB. Tính Rtđ của đoạn mạch AB b) Tính cường độ dòng điện chạy qua mỗi điện trở Tính cường độ dòng điện I1 chạy qua R1. Tính hiệu điện thế giữa hai đầu R2 và R3. Tính cường độ dòng điện I2 và I3 chạy qua R2 và R3. Hình 16 Ta có RAB=R1+R23=15+15=30Ω Cường độ dòng điện trên mạch chính bằng với cường độ dòng điện qua R1: Hiệu điện thế UMB=IRMB=0,40.15=6V Cường độ dòng điện qua mạch R2 Vì R2=R3 và mắc song song nên I2=I3 Tuần 04 Tiết 07 BÀI BẨY SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ VÀO CHIỀU DÀI DÂY DẪN MỤC TIÊU Nêu được điện trở của dây dẫn phụ thuộc vào l, S , r Biết cách xác định sự phụ thuộc của điện trở vào một trong các yếu tố ( l, S , r ) Suy luận và tiến hành được thí nghiệm kiểm tra sự phụ thuộc của điện trở dây dẫn vào l Nêu được điện trở của các dây dẫn có cùng tiết diện và được làm từ một vật liệu thì tỉ lệ thuận với chiều dài dây. CHUẨN BỊ Đối với mỗi nhóm HS : - 1 nguồn điện 3V -1 công tắc - 1 ampe kế có GHĐ 1,5A và ĐCNN 0,1A - 1 vôn kế có GHĐ 12V và ĐCNN 0,1V Đối với cả lớp : - 1 đoạn dây dẫn bằng đồng có vỏ bọc cách điện, dài 80cm, tiết diện 1mm2 - 1 đoạn dây thép dài 50cm, tiết diện 0,1 mm2 .. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Điện trở dây dẫn biểu thị gì ? Nêu công thức tính ? Nêu công thức tính điện trở tương đương của đoạn mạch mắc nối tiếp ? PHƯƠNG PHÁP NỘI DUNG 1. Hoạt động 1: Tổ chức tình huống Dây dẫn là một bộ phận quan trọng của các mạch điện. Các dây dẫn có kích thước khác nhau, được làm bằng các vật liệu dẫn điện khác nhau và có điện trở khác nhau. Cần phải xác định xem điện trở của dây dẫn phụ thuộc vào những yếu tố nào và phụ thuộc vào các yếu tố đó như thế nào. Hình 17 2. Hoạt động 2: - Dây dẫn được dùng làm gì trong các mạch điện và trong các thiết bị điện ? - Hãy quan sát thấy dây dẫn ở đâu xung quanh ta và nêu ra 3 ví dụ ? - Nêu tên của các vật liệu có dùng làm dây dẫn ? I. XÁC ĐỊNH SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ DÂY DẪN VÀO MỘT TRONG NHỮNG YẾU TỐ KHÁC NHAU -Công dụng của dây dẫn trong các mạch điện và trong các thiết bị điện - Các vật liệu được dùng làm dây dẫn. Cần phải xác định xem điện trở của dây dẫn có phụ thuộc vào chiều dài dây, tiết diện dây và vật lệu làm dây dẫn hay không và phụ thuộc vào từng yếu tố này như thế nào. Để xác định sự phụ thuộc một yếu tố nào đó (ví dụ như chiều dài dây dẫn) thì cần phải đo điện trở của các dây dẫn có yếu tố x khác nhau nhưng có tất cả các yếu tố khác như nhau. Hoạt động 3 - Nếu đăt vào hai dây dẫn một hiêu điện thế U thì có dòng điện chạy qua nó không ? Khi đó dây dẫn có một điện trở xác định không ? - GV đề nghị HS quan sát hình 18 hoặc qua