Giáo án Vật lý 11 - CT nâng cao - Tiết 19 - Bài tập

Tiết: 19 Ngày soạn: / /2010 BÀI TẬP Mục tiêu Kiến thức: Hệ thống lại một số kiến thức về định luật Ôm cho toàn mạch và trường hợp mạch ngoài có chứa máy thu. Vận dụng được biểu thức tính cường độ dòng điện trong toàn mạch và công thức tính hiệu điện thế ở mạch ngoài. Vận dụng được biểu thức tính hiệu suất cảu nguồn điện Kỹ năng: Áp dụng các kiến thức về định luật Ôm cho toàn mạch để giải các bài tập. Kỹ năng trình bày và giải toán. Kỹ năng phân tích và tổng hợp kiến thức. Phân biệt được đâu là nguồn điện đâu là máy thu điện. Thái độ: Có thái độ nghiêm túc, tích cực, chủ động trong học tập, yêu thích môn học. Phương pháp Kết hợp phương pháp phát vấn, phương pháp thảo luận nhóm và phương pháp thuyết trình. Chuẩn bị Giáo viên: Giáo án, SGK, SBT, STK. Học sinh: Chuẩn bị bài theo yêu cầu của giáo viên. Tiến trình lên lớp Ổn định lớp: Nắm sĩ số Kiểm tra bài củ: Phát biểu định luật Ôm cho toàn mạch? Viết biểu thức tính cường độ dòng điện, suất điện động và hiệu điện thế ở mạch ngoài. Nội dung bài mới: Đặt vấn đề: Trong tiết hôm nay chúng ta sẽ vận dụng một số kiến thức về định luật Ôm cho toàn mạch để giải các bài toán về toàn mạch. Triển khai bài mới: HOẠT ĐỘNG CỦA THẦY VÀ TRÒ NỘI DUNG KIẾN THỨC Hoạt động 1: Một số kiến thức cần nắm. GV: Yêu cầu một học sinh lên viết lại tất cả các biểu thức đã được học trong tiết trước. HS: Lên bảng trình bày. Các học sinh còn lại nhận xét. GV: Kết hợp kiểm tra vở bài tập của một số học sinh ở dưới. Kiến thức cần nắm. * Định luật Ôm cho toàn mạch: * Biểu thức tính suất điện động của nguồn điện: x=I.R+I.r=I(R+r) * Biểu thức tính hiệu điện thế mạch ngoài: U=x-I.r * Biểu thức tính cường độ dòng điện khi mạch ngoài có máy thu: * Biểu thức tính hiệu suất của nguồn điện: Hoạt động 2: Hướng dẫn giải bài tập khó GV: Yêu cầu học sinh tóm tắt nêu hướng giải. HS: Thảo luận nhóm nêu hướng giải. HS: Viết công thức tính công suất của toàn mạch. HS: Vận dụng định luật Ôm tìm cường độ dòng điện trong toàn mạch. GV: Hướng dẫn học sinh vận dụng bất đẳng thức Cooossi để tìm giá trị cực đại của công suất. dấu bằng xãy ra khi a=b HS: Vận dụng định lý Côsi để tìm giá trị cực đại của P HS: Vận dụng giải tương tự câu a. Bài toán: Một nguồn điện có suất điện động x=2V và điện trở trong là r=0,5W, được mắc với một động cơ thành một mạch kín. Động cơ này nâng một vật có trọng lượng 2N với vận tốc không đổi v=0,5m/s. Qhp=0. Tính I trong mạch, UN=? . Trong các nghiệm của bài toán thì nghiệm nào có lợi? Vì sao? HS: Lên bảng tóm tắt bài toán. HS: Các HS ở dưới thảo luận đưa ra hướng giải. HS: Làm theo gợi ý của giáo viên. GV: Hãy tính công mà máy nâng thực hiện? HS: Nhắc lại công thức tính công suất của các máy cơ đơn giản. GV: So sánh công mà máy nâng thực hiện với công của dòng điện ở mạch ngoài. HS: Vận dụng định luật bảo toàn công để tìm I. HS: Vận biểu thức tính hiệu điện thế ở mạch ngoài để tính hiệu điện thé ở hai đầu động cơ điện. Bài 2.49 SBT: TT: x=12V, r=1,1W, R1=0,1W a/ Pmax thì R=? b/ R=? nếu PRmax, PRmax=? Giải a/ Công suất tiêu thụ ở mạch ngoài là: P=UI=(R+R1)I2 (1) Mặt khác (2) Thay 2 vào 1 ta có: Mà P đạt giá trị cực đại khi: ()Min hay Vậy R=1W b/ Công suất tiêu thụ trên điện trở R là: PR=RI2 (3) Thay 2 vào 3 ta có: Mà PR đạt giá trị cực đại khi: ()Min hay Vậy R=1,2W PRmax= Bài 2: TT: x=2V, r=0,5W, F=2N, v=0,5m/s Ahp=0 a/ I=? b/ UN=? c/ Trường hợp có lợi? Vì sao? Giải a/ Công mà máy nâng đã thực hiện là: A=F.s Công suất của máy nâng là: P Do bỏ qua hao phí nên công suất của máy nâng bằng công suất của dòng điện ở mạch ngoài: UN.I=F.v (x-Ir)I=F.vrI2-xI+F.v=0 0,5I2-2I+2.0,5=0 Nên I1=3,414(A) I2=0,586(A) Hiệu điện thế ở hai đầu động cơ điện là: Khi I=I1 thì U=U1=x-I1r=2-3,414.0,5=0,293V Khi I=I2 thì U=U2=x-I2r=2-0,586.0,5=1,707V c/ Trong hai trường hợp trên thì trương hợp I2, U2 có lợi hơn vì nhiệt tỏa ra bên trong nguồn sẽ nhỏ hơn do đó hiệu suất của động cơ sẽ lớn hơn Củng cố: Một số chú ý khi giải bài tập: * Phải nhớ được sự phù hợp giữa định luật Ôm cho toàn mạch và định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng. * Vận dụng thuần thục được định luật Ôm cho toàn mạch và định luật Ôm cho đoạn mạch. * Vận dụng được công thức tính suất điện động của nguồn điện. * Nhớ được công thức tính công suất tổng quát. Dặn dò: Soạn bài mới: “Ghép các nguồn điện thành bộ” Xây dựng biểu thức định luật Ôm cho đoạn mạch chứa nguồn điện. Xây dựng biểu thức định luật Ôm cho đoạn mạch chứa máy thu điện.