Với sáng kiến này thì nội dung kiến thức bao quát được toàn bộ chương trình khá chặc chẽ. Hệ thống hoá được kiến thức cơ bản và kiến thức nâng cao bổ sung kiến thức phần điện học mà chương trình chính khoá chưa đủ thời gian để cung cấp và đáp ứng nhu cầu nhận thức của học sinh đam mê môn vật lý.
Trong quá trình giảng dạy và bồi dưỡng năng lực tư duy học sinh trong những kì thi học sinh giỏi hoặc giúp học sinh thi vào các trường chuyên tôi thấy việc giảng dạy theo sáng kiến này học sinh rất hứng thú tham gia học tập và mang lại hiệu quả khá cao.
2- Lợi ích và khả năng áp dụng.
+ U1 _
_ U2 + b
a
- U2 + R
- U1 +
R2
R3 R1
Hệ thống hoá được kiến thức cơ bản và kiến thức nâng cao bổ sung kiến thức phần điện học để hổ trợ học sinh tham gia giải được các bài tập khó.
Cung cấp cho học sinh những phương tiện toán và những thủ thuật rất cần thiết trong quá trình giải bài tập vật lý ( phương trình nghiệm nguyên, tìm cực đại, cực tiểu, tam thực bậc
hai…..) mà bình thường chương trình hiện hành học sinh chưa đủ khả năng lãnh hội và cũng chưa được học.
Học sinh tiếp thu kiến thức theo trình tự tu duy khá logic, hệ thống và toàn diện . Nổibật trong sáng kiến là ở điểm: phân dạng bài tập cơ bản và có hệ thống logic khoa học của bộ môn phần điện học, trong sáng kiến tôi thu thập từ nhiều tài liệu có chọn lọc từ nhiều tác giả, từ những cuộc thi tuyển chọn học sinh giỏi của tỉnh cũng như thi vào các trường chuyên. Việc phân loại theo chủ đề nên trong quá trình giảng dạy bài tập ít bị trùng lặp khi giảng dạy trong thời gian dài gây hứng thú cho học sinh và học sinh tích cực học tập trong trạng thái luôn tư duy mới và tiếp nhận kiến thức mới.
Nội dung kiến thức khá rộng, bao quát được toàn bộ chương trình khá chặc chẽ. Bài tập vật lý rất đa dạng và phong phú, để viết nên kinh nghiệm này tôi chỉ viết trong phạm vi chương trình vật lý phần điện học THCS và áp dụng một số kĩ năng toán học cơ bản nhất trong việc giải bài toán đạt hiệu quả cao.
Trên đây là những kinh nghiệm của riêng bản thân tôi rút ra được trong quá trình giảng dạy và bồi dưỡng học sinh giỏi bộn môn. Tuy đây là những bài tập chọn lọc cơ bản, nhưng dù sao đi nữa thì vẫn còn những hạn chế nhất định. Rất mong sự đóng góp của các bạn đồng
nghiệp để tôi bổ sung và hoàn thành một tài liệu có giá trị thực tiễn và khoa học hơn . Xin chân thành cám ơn!
Hoài Hảo, ngày 02 tháng 03 năm 2008 NGƯỜI VIẾT SÁNG KIẾN
Lê Hữu Thạnh
CHỦ ĐỀ 8: BÀI TOÁN VỀ MẠCH ĐIỆN CÓ BÓNG ĐÈN LÝ THUYẾT CƠ BẢN CẦN NHỚ
Bài toán dạng này chủ yếu thuần tuý là khai thác số liệu định mức của bóng đèn ( Uđm và Pđm)
Từ số liệu này trên bóng đèn ta suy được những đại lượng khác như cường độ dòng điện định mức và điện trở của bóng đèn khi hoạt động bình thường
Iđm= Pđm/ Uđm và R = (Uđm)2/ Pđm
Đối với một bóng đèn
+ Khi chưa hoạt động thì điện trở của nó rất nhỏ( điện trở đo bằng ôm kế) nhỏ hơn điện trở lúc thắp sáng rất nhiều lần ( vì điện trở phụ thuộc nhiệt độ và khi thắp sáng nhiệt độ của dây tóc tăng đến vài ngàn độ C nên điện trở khá lớn )
+ Khi giải bài toán về bóng đèn với hiệu điện thế nhỏ ta thường bỏ qua sự phụ thuộc của điện trở vào nhiệt độ và coi như điện trở không thay đổi.
+ Điện trở phụ thuộc nhiệt độ được tính theo công thức: R= R0( 1 + ∝ t) trong đó ∝ = 1/273 gọi là hệ số điện trở , R0 là điện trở vật dẫn ở 00C.
+ Thường khi giải bài toán khảo sát mạch điện thắp sáng đèn hay tính hiệu suất ta dùng công thức sau
H= (P0/ P) . 100%
+ Phửụng trỡnh coõng suaỏt:
PTm= P0 + Ph
+ So sánh độ sáng của bóng đèn
-Bản thân một bóng đèn thì ta chỉ cần so sánh 1 trong 3 giá trị (U, I, P) thực tế với 1 trong 3 giá trị ( Uđm, Iđm, Pđm) tương ứng của đèn đó. Để đi đến 3 kết luận sau ( đèn sáng bình thường, sáng yếu hơn bình thường và sáng quá mức bình thường, có thể bị cháy)
- Hai đèn khác nhau thì chỉ có so sánh công suất thực tế với nhau, đèn nào có công suất thực tế lớn hơn thì sáng hơn.
- Độ sỏng thay đổi như thế nào? Thường ta cú cỏc kết luận sau( đụù sỏng tăng lờn, đụù sáng giảm xuống, độ sáng không thay đổi)
BÀI TẬP CƠ BẢN
Bài 1: Cho hai bóng đèn Đ1( 6V- 12W); Đ2(6V- 9W) và 1 biến trở Rb. Biết nguồn sử dụng với hiệu điện thế U=12V . Hãy thành lập các sơ đồ mạch điện để cho các đèn sáng bình thường.
Bài 2: Cho hai bóng đèn Đ1( 3V- 3W); Đ2(6V- 6W) và 1 biến trở Rb. Biết nguồn sử dụng với hiệu điện thế U=12V . Hãy thành lập các sơ đồ mạch điện để cho các đèn sáng bình
thường.
Bài 3: Giữa hai điểm có hiệu điện thế U=24V, có 34 bóng đèn thuộc hai loại 12V- 18W ; 8V-8W. Công suất tiêu thụ tổng cộng là 372 W. Hỏi các đèn phải mắc như thế nào để sáng bình thường và cường độ dòng điện trên mạch chính là bao nhiêu?
Bài 4: Một toà nhà được thắp sáng bằng 36 đèn thuộc 3 loại công suất 15W, 12W, 8W.
Tổng công suất tiêu thụ là 370W. Biết các bóng đều sáng bình thường. Tính sôù bóng mỗi loại.
BÀI TOÁN NÂNG CAO
Bài 1: Có hai loại bóng đèn cùng hiệu điện thế định mức 6V nhưng công suất 3W, 5W.
a) Hỏi phải mắc các bóng đèn như thế nào vào hiệu điện thế U= 12V để chúng sáng bình thường.
b) Các bóng sáng bình thường, nếu tắt bớt 1 bóng thì độ sáng các đèn còn lại thay đổi như thế nào?
Bài 2: Có 6 bóng đèn loại 6V- 3W. Mắc thành 2 cụm nối tiếp, mỗi cụm gồm 3 đèn mắc song song vào hai điểm có hiệu điện thế U = 12V .
a) Có thể mắc thành 3 dãy , mỗi dãy gồm 2 bóng mắc nối tiếp được không. Theo hai sơ đồ các đèn sáng như thế nào?
b) Khi đang sáng có một bóng bị hỏng ( bị đứt) thì các bóng khác ảnh hưởng như thế nào?( độ sáng tăng hay giảm )
c) Giả sử rằng nếu dòng điện qua đèn lớn hơn định mức 20% thì đèn hỏng ( tức là bị đứt tóc) thì trong hai cách mắc trên, cách mắc nào an toàn hơn, khi có bóng bị hỏng.
Bài 3: Một người định dùng một nguồn điện có hiệu điện thế U= 150V đẻ thắp sáng một số bóng đèn loại 120V- 180W. Người đó phải dùng 1 biến trở mà điện trở biến trở biến thiên từ 0 đến 12Ω và chịu được cường độ dòng điện tối đa là 8A. Hỏi
a) Với biến trở trên có thể thắp sáng bình thường ít nhất bao nhiêu bóng đèn, nhiều nhất bao nhiêu bóng đèn.
b) Để thắp sáng 3 bóng đèn thì biến trở có giá trị là bao nhiêu?
Bài 4: Có n bóng đèn loại 3V- 3W. Khi mắc chúng thành 2 dãy hoặc 3 dãy song song đều nhau vào hiệu điện thế khụng đổi U, thỡ phải cần 1 điện trở phụ R= 36 mắc nối tiếp với bụù bóng để chúng sáng bình thường. Xác định số bóng đèn tối đa có thể thắp sáng bình thườngkhi chỉ mắc 1 dãy vào hiệu điện thế U.
Bài 5:Một căn phòng được thắp sáng bằng các bóng đèn 6V-12W mắc thành q dãy , mỗi dãy gồm p bóng mắc nối tiếp. Nguồn điện có hiệu điện thế 30V . Để đèn sáng bình thường phải mắc thêm vào mạch chính một điện trở r = 2Ω. Hỏi
a) Có mấy cách mắc để đèn sáng bình thường? Với mỗi cách mắc có bao nhiêu bóng.
Cách mắc nào nhiều bóng nhất.
b) Nên chọn cách nào ? Tại sao?
Bài 6: Cho mạch điện như hình vẽ như hình vẽ. Cho điện trở toàn bộ day dẫn R = 5/3 Ω bộù búng đốn thuộc loại 2,5V- 1,25W.
a) Công suất lớn nhất mà nguồn này cung cấp cho bộ bóng là bao nhiêu?
b) Nếu có 15 bóng thì ghép như thế nào để chúng sáng bình thường?
c) Nếu chưa biết số bóng thì phải dùng bao nhiêu bóng và ghép như thế nào để chúng sáng bình thường và có hiệu suất cao nhất? ( ghép đối xứng)
R0
A B
M + U0 N _
m dãy n bóng
CHỦ ĐỀ 9: VÔN KẾ TRONG MẠCH ĐIỆN
+ U -
B C
1 R1 R2 R3 R4 R5
C
C + A +
- D
Rx
Rx A
I5 I3
I1 I2 I4
A A1
A + - B
C
D
R1 R3
R2 A R4
R5
+ A U -
R1 R2
R3 R4 A
A
1
+ U - B
C
1 R1 R2 R3 R4 R5
C
C + A +
A + - B
C
D
R1 R2
R3 R4
- D
Rx
Rx A A
A
A A
R1 R2
R2 Vào
R3 Ra A
B
C
D R2
R3
A B
+ U -
Rx
A A
1 R1 R2 R3 R5
C + A +
- D
Rx
A + - B
C
D
R1 R3
R2 A R4
R5
+ A U -
R1 R2
R3 R4
+ U -
B C
1 R1 R2 R3 R4 R5
C
C + A +
A + - B
C
D
R1 R2
R3 R4
- D
Rx
Rx A A
A
R2
K1
+ U -
B C
1 R1 R2 R3 R4 R5
C
C + A +
- D
Rx
Rx A
I5 I1 I2 I3
I4
A
A1
A + - B
C
D
R1 R3
R2 A R4
R5
+ A U -
R1 R2
R3 R4 A
A
1
CHỦ ĐỀ 8: BÀI TOÁN VỀ MẠCH ĐIỆN CÓ BÓNG ĐÈN CHỦ ĐỀ 9: VÔN KẾ TRONG MẠCH ĐIỆN
CHỦ ĐÈ 10: BÀI TOÁN THỰC NGHIỆM
CHỦ ĐỀ 11: TOÁN THIÊN VỀ SUY LUẬN VÀ BIỆN LUẬN
3- Khả năng áp dụng( phạm vi và đối tượng)
Sáng kiến này chủ yếu là bồi dưỡng năng lực tư duy của học sinh khá giỏi đáp ứng nhu cầu học tập của học sinh có những nguyện vọng thi vào các trường chuyên có chất lượng hoặc trong các kì thi học sinh giỏi.
Mọi giáo viên có thể làm tài liệu tham khảo để có cơ hội giảng dạy tốt bộ môn vật lý và có thể kết hợp với kinh nghiệm bản thân để hoàn thiện, bổ sung, nâng cấp thường xuyên sáng kiến này thành tài liệu của riêng mình.
Phạm vi kiến thức của sáng kiến khá rộng rãi và có thể áp dụng cho mọi học sinh yêu thích môn vật lý, sáng kiến này mang lại cho học sinh nhiều kĩ năng cơ bản rất cần thiết và bổ ích để xác học sinh học tốt bộ môn.