Giáo án Vật lý tiết 33: Định luật ôm cho đoạn mạch có các điện trở mắc song song

Tiết 33 Định luật ôm cho đoạn mạch có các điện trở mắc song song I. Mục tiêu : Nắm được công thức liện hệ về cường độ dòng điện, hiệu điện thế, điện trở trong mạch chính và mỗi mạch rẽ ở đoạn mạch mắc song song. Nâng cao kỹ năng đo cường độ dòng điện bằng ampe kế. Liên hệ bài học với các mạch mắc song song trong thực tế. II. Chuẩn bị : Cho nhóm học sinh : + Bảng điện : 02 pin , 02 điện trở , 01 biến trở , 03 ampe kế , dây dẫn , khoá K. Phiếu học tập , báo cáo thí nghiệm , phim trong. Giáo viên : Máy tính , máy chiếu hắt , bảng điện , phim trong. III. Tổ chức hoạt động dạy và học : 1. Kiểm tra : - Cho 02 học sinh làm bài tập 1 trong phiếu học tập (phim trong) cả lớp cùng làm , kiểm tra. - Hỏi tại sao không áp dụng công thức của định luật ôm trong phần a cho mạch điện có sơ đồ II , III. - Thế nào là mạch mắc song song, mạch nối tiếp. Như vậy trong đoạn mạch mắc song song, định luật ôm được áp dụng như thế nào . Các em sẽ học bài hôm nay để biết những tính chất về cường độ dòng điện, hiệu điện thế, điện trở trong đoạn mạch này. 2. Giảng bài mới : Tiết 33 : Định luật ôm cho đoạn mạch có các điện trở mắc song song. Giáo viên đưa sơ đồ mạch điện ở hình II . - Em hãy xác định chiều của dòng điện. - Gv : tại điểm M dòng điện đã chia làm hai nhánh qua R1 và R2 rồi hợp lại tại điểm N về cực âm của nguồn. - Đoạn mạch chứa R1 và R2 được gọi là mạch rẽ - Phân mạch bên ngoài mạch rẽ là mạch chính (Dùng máy tính) Gọi I , I1 , I2 lần lượt là cường độ dòng điền ở mạch chính và các mạch rẽ, em hãy dự đoán mối liên hệ giữa I , I1 , I2 . Ta sẽ làm thí nghiệm để kiểm chứng với các dụng cụ thí nghiệm, em hãy cho biết cách xác định I , I1 , I2 (Mắc ampe kế) Bài giảng Bảng ghi I = I1 + I2 + . . . + In Nếu sử dụng mạch điện theo sơ đồ thì chỉ xác định được một bộ giá trị I , I1 , I2 mà muốn rút ra nhận xét được chính xác ta phải làm thí nghiệm nhiều lần. Theo em ta cần lắp thêm dụng cụ gì vào mạch để có thể thay đổi cường độ dòng điện trong mạch ? - Giáo viên hỏi : em lắp thêm một biến trở vào đọan mạch MN như thế nào ? Khi dịch chuyển con chạy thì cường độ dòng điện trong mạch chính sẽ thay đổi. Bây giờ các em hãy cho cô biết : Bẳng điện của nhóm đã được mắc như sơ đồ trên màn hình chưa ? Các em hãy làm thí nghiệm theo yêu cầu bài tập 2 ở phiếu học tập. + Nhóm : ghi vào phim trong. + Các nhân : ghi vào phiếu học tập. - Thu kết quả thí nghiệm của một số nhóm. (02 nhóm) nhận xét : Đánh giá thực hành thí nghiệm. - Hỏi nhóm chưa đưa phim trong, nhận xét của nhóm qua thí nghiệm. . . (Cùng nhận xét) - Nếu đoạn mạch gồm n điện trở mắc song song, qua nhiều thí nghiệm cũng cho thấy cường động dòng điện trong mạch chính bằng tổng cường độ dòng điện trong mạch rẽ. Em hãy đọc cho cô biểu thức tổng quát về cường độ dòng điện trong trường hợp này : 1. Cường độ dòng điện trong đoạn mạch mắc song song : a) Thí nghiệm : a) Nhận xét : I = I1 + I2 b) Kết luận : (SGK) Bài giảng Bảng ghi U = U1 = U2 = . . . = Un Ta sẽ xét đến đại lượng thứ hai của dòng điện là hiệu điện thế. - Đưa sơ đồ mạch điện (máy tính) - So sánh U của đoạn mạch mắc song song với U1 ,U2 của đoạn mạch rẽ ? Giải thích . Ta hãy kiểm chứng điều này bằng vôn kế. Giáo viên gọi 02 học sinh lên bảng dùng bảng điện của cô giáo làm thí nghiệm kiểm chứng. Em rút ra nhận xét : U = U1 = U2 Đối với đoạn mạch có n điện trở mắc song song với nhau qua thí nghiệm và lập luận ta cũng được kết quả như trên. Gọi học sinh đọc biểu thức về hiệu điện thế trong đoạn mạch mắc song song. (Đưa kết luận bằng màn hình) Bây giờ ta sẽ xét đến điện trở của đoạn mạch mắc song song. Giáo viên đưa sơ đồ mạch điện (MT) thay đoạn mạch R1//R2 bằng một điện trở R vào nguồn điện sao cho cường độ dòng điện trong mạch chính ở hình 1 cũng bằng cường độ dòng điện ở hình 2. Ta nói R tương đương với điện trở của mạch song song R1 , R2 . * Làm thí nghiệm kiểm chứng : Như vậy, ta có biểu thức liên hệ giữa I ở hình 2 và I1 , I2 ở hình 1 thế nào ? I = I1 + I2 (*) Dựa vào biểu thức (*) vừa tìm và công thức định luật ôm , em hãy lập biểu thức liên hệ giữa R , R1 , R2 . 2. Hiệu điện thế : a) Nhận xét : U = U1 = U2 b) Kết luận : 3. Điện trở tương đương của đoạn mạch mắc song song : Bài giảng Bảng ghi I = I1 + I2 ; ; (U = U1 = U2) - Nếu mạch điện có n điện trở mắc song song, bằng nhiều thí nghiệm và lập luận ta cũng có biểu thức như trên. a) Nhận xét : b) Kết luận : 3. Củng cố : - ở bài học hôm nay, chúng ta đã biết các tính chất về cường độ dòng điện, hiệu điện thế, điện trở trong đoạn mạch mắc song song. Em hãy nhắc lại các công thức cơ bản của bài : - Dùng máy tính đưa tổng kết. - Bây giờ các em sẽ dùng các công thức đó để giải bài 3 (Giáo viên chữa bài tập 3 trong phiếu học tập cho học sinh) Như vậy, cô thấy các em đã biết áp dụng 3 công thức cơ bản của định luật ôm cho đoạn mạch mắc song song. Căn cứ vào bản chất vật lý, theo em công thức nào dễ nhớ nhất ? Công thức nào khó nhớ nhất ? Làm thế nào để cho dễ nhớ So sánh công thức tính điện trở của đoạn nối tiếp và đoạn mắc song song R = R1 + R2 + . . . + Rn Đó đều là biểu thức tính tổng. Nhưng đối với đoạn mạch mắc nối tiếp, ta tính được trực tiếp điện trở toàn mạch. Còn đối với đoạn mạch mắc song song, chỉ là công thức tính gián tiếp vì ta mới biết mới biết được nghịch đảo của điện trở tương đương. Do đó ta còn phải tính điện trở tương đương qua một bước nữa. 1) Nếu mạch điện có 2 điện trở R1//R2 thì ta có công thức tính trực tiếp Rtd ? Ghi : Nếu có hai điện trở : (vận dụng công thức này giải bài tập 3b) 2) Nếu đoạn mạch có 3 điện trở mắc song song thì ta có công thức tính trực tiếp Rtd : Có nhanh hơn vận dụng công thức chính ? Vậy nếu đoạn mạch có từ 3 điện trở mắc song song với nhau trở lên thì ta không nên tìm công thức tính trực tiếp. 3) Nhưng cũng có trường hợp đặc biệt . Nếu mạch điện của ta có n điện trở mắc song song với nhau mà các giá trị của mỗi điện trở đều như nhau thì em có công thức tính RTD thế nào ? Ghi : Nếu R1 = R2 = . . . = Rn ị 4) Nhìn vào công thức chính : Hãy so sánh : với ; ; > ; > Em có nhận xét gì về giá trị của điện trở RTD với mỗi điện trở thành phần. Ghi : Nếu R1 nhỏ nhất ị Rtd < R1 Điện trở tương đương đoạn mạch song song nhỏ hơn mỗi điện trở thành phần * Liên hệ thưc tế : ở gia đình em, các thiết bị điện thường được mắc như thế nào ? Nếu sử dụng cùng một lúc nhiều thiết bị điện thì sẽ xảy ra hiện tượng gì ? Các em hãy quan sát thí nghiệm ảo sau : Bây giờ chúng ta sẽ làm bài tập số 4 : * (Nếu thay khoá K bằng một ampe kế thì hiện tượng cũng xảy ra tương tự trong trường hợp đóng khoá) 4. Hướng dẫn về nhà : Các em học 3 công thức của định luật ôm của đoạn mạch mắc song song, và làm bài tập : 7 , 8 , 10 , 11 , 12 (còn các bài tập khác cô đã hướng dẫn các em làm trong tiết vừa qua).