Giáo án môn Vật lý lớp 11 - Tiết 20: Phương pháp giải một số bài toán về toàn mạch

 Bài 11 . PHƯƠNG PHÁP GIẢI MỘT SỐ BÀI TOÁN VỀ TOÀN MẠCH Tiết 20
I. MỤC TIÊU
	+ Vận dụng định luật Ôm để giải các bài toán về toàn mạch.
	+ Vận dụng các công thức tính điện năng tiêu thụ, công suất tiêu thụ điện năng và công suất toả nhiệt của một đoạn mạch ; công, công suất và hiệu suất của nguồn điện.
	+ Vận dụng được các công thức tính suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn nối tiếp, song song và hỗn hợp đối xứng để giải các bài toán về toàm mạch.
II. CHUẨN BỊ
1. Giáo viên
	+ Nhắùc nhở học sinh ôn tập các nội dung kiến thức đã nêu trong các mục tiêu trên đây của tiết học này.
	+ Chuẫn bị một số bài tập ngoài các bài tập đã nêu trong sgk để ra thêm cho học sinh khá.
2. Học sinh: Ôn tập các nội dung kiến thức mà thầy cô yêu cầu.
III. TIẾN TRÌNH DẠY – HỌC
Hoạt động 1: Oån định lớp
Hoạt động2 (5 phút) : Kiểm tra bài cũ :
-Phát biểu và viết biểu thức định luật Ôm cho tổng quát ?
-Tình bày cách ghép các nguồn điện thành bộ nguồn nối tiếp và bộ nguồn ghép song song ? Viết biểu thức tính sđđ và đtrở của bộ nguồn ?
Hoạt động 3 (15 phút) : Tìm hiểu phương pháp giải một số bài toán về toàn mạch.
Hoạt động của giáo viên
Hoạt động của học sinh
Nội dung cơ bản
-Yêu cầu học sinh nêu công thức tính suất điện động và điện trở trong của các loại bộ nguồn.
-Yêu cầu học sinh thực hiện C1.
-Yêu cầu học sinh thực hiện C2.
 Yêu cầu học sinh nêu các công thức tính cường độ dòng điện trong mạch chính, hiệu điện thế mạch ngoài, công và công suất của nguồn.
-Nêu công thức tính suất điện động và điện trở trong của các loại bộ nguồn đã học.
-Thực hiện C1 :
 + Cường độ dòng điện chạy qua mạch gồm các điện trở mắc nối tiếp là như nhau: I1 = I2 =..In 
 + Điện trở : Rtp =R1 + R2 +
 +Hiệu điện thế giữa 2 đầu các điện trở mắc nối tiếp: 
-Thực hiện C2: Hiệu điện thế giữa 2 đầu các điện trở mắc song song là như nhau :
U1 = U2 = .
I = I1 + I2 +.
1. Những lưu ý trong phương pháp giải
+ Cần phải nhận dạng loại bộ nguồn và áp dụng công thức tương ứng để tính suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn
+ Cần phải nhận dạng các điện trở mạch ngoài được mắc như thế nào để để tính điện trở tương đương của mạch ngoài.
+ Áp dụng định luật Ôm cho toàn mạch để tìm các ẩn số theo yêu cầu của đề ra
+ Các công thức cần sử dụng :
 I = ; = I(RN + r) ; 
 U = IRN = – Ir ; Ang = It ; Png = I.
 A = UIt ; P = UI
Hoạt động 4 (20 phút) : Giải các bài tập ví dụ.
Hoạt động của giáo viên
Hoạt động của học sinh
Nội dung cơ bản
-Bài tập đơn giản, nên đề nghị hs tự giải bài tập này.
-Nếu hs gặp khó khăn, GV hướng dẫn hs vượt khó khăn. 
-Yêu cầu hs đọc đề bài 
-Nhìn vào hình vẽ 11.2 và trả lời câu C3 và C4 ?
-Trả lời câu C5 và C6 ?
-So sánh dòng điện chạy trong mạch thực tế với dòng điện định mức của đèn ? Nhận xét ?
-Tính Png và hiệu suất H của nguồn điện ?
-Gồm có 8 nguồn, mắc thành 2 dãy, mỗi dãy gồm mấy nguồn ? Hãy vẽ mạch điện đó ?
-Tính suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn ?
-Điện trở định mức của đèn ?
-Dòng điện thực tế chạy qua đèn ?
-Tính công suất tiêu thụ của bóng đèn khi đó ?
-Tính công suất của nguồn điện ? và công suất của mỗi nguồn ? (Gợi ý: công suất của mỗi nguồn bằng công suất của bộ nguồn chia cho tổng số nguồn ).
-Hiệu điện thế của bộ nguồn ?(Gợi ý : Hiệu điện thế của bộ nguồn bằng hiệu điện thế của mỗi nguồn)
-Hiệu điện thế của mỗi nguồn?
-Hs nhận nhiệm vụ giải bài tập theo yêu cầu của GV.
-Đọc đề bài theo yêu cầu của gv
-Nhìn vào hình vẽ và trả lời C3 và C4 :
+ Trả lời C3:
Vì (R1 nt Đ2 )//Đ1 điện trở của đèn và của mạchlà:
RD1 = = 24(W)
 RD2 = = 8(W)
+ Trả lời C4: 
Vì Rb nt R2 nên :
Rb2 = Rb + R2 = 16 
Vì Rb // R1 nên: 
RN = 9,6 
Đặt vào 2 đầu mạch ngoài 1 hdt U=12V thì đèn sáng bình thường.
 -Trả lời C5: 
Vậy cường độ dòng điện chạy qua nguồn là : 
I= = 1,25(A)
- Vì R1 // Rb2 nên : U1 = Ub2 =12V
Cường độ dòng điện qua mỗi bóng đèn lúc này :
 Idm1 = = 0,5(A)
 Idm2 = = 0,75(A)
Cường độ dòng điện chạy qua các bóng 
 ID1 = = 0,5(A)
 ID1==0,75(A)
=> ID1 = Idm1 ; ID2 = Idm2 nên các bóng đèn Đ1 và Đ2 sáng bình thường
- Công suất và hiệu suất của nguồn
 Png = I = 12,5.1,12 = 15,625 (W)
 H = = 0,96 = 96%
-Có 2 dãy song song thì mỗi dãy có 4 nguồn mắc nối tiếp (hs vẽ như nội dung)
- Suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn
 b = 4 = 6 (V) ; rb = = 2r = 2(W)
- Điện trở của bóng đèn
 RĐ = = 6(W) = RN
- Cường độ dòng điện chạy qua đèn
 I = = 0,75(A)
- Công suất của bóng đèn khi đó
 PĐ = I2RĐ = 0,752.6 = 3,375(W)
- Công suất của bộ nguồn, công suất của mỗi nguồn và giữa hai cực mỗi nguồn
 Pb = bI = 6.0,75 = 4,5(W)
 Pi = = = 0,5625(W)
-Hiệu điện thế của bộ nguồn ?
Ub = U = I.R = 0,75.6 = 4,5 V
 -Hiệu điện thế của mỗi nguồn là:
Ui = V
II. Bài tập ví dụ
Bài tập 1
a) Điện trở mạch ngoài
 RN = R1 + R2 + R3 = 5 + 10 + 3 = 18W
b) Cường độ dòng điện chạy qua nguồn điện (chạy trong mạch chính)
 I = = 0,3(A)
 Hiệu điện thế mạch ngoài 
 Ta có : UN = IRN = 0,3.18 = 5,4(V)
c) Hiệu điện thế giữa hai đầu R1
Vì R1 ,R2 ,R3 mắc nối tiếp nên: I=I1=I2=I3
 U1 = IR1 = 0,3.5 = 1,5(V)
Bài tập 2
 - Điện trở và cường độ dòng điện định mức của các bóng đèn
 RD1 = = 24(W)
 RD2 = = 8(W)
-Điện trở mạch ngoài
 Vì (Rb nt R2 )// R1 nên:
Rb2 = Rb + R2 =16 (W)
RN = 9,6(W) 
Để đèn sáng bình thường thì hiệu điện thế mạch ngoài phải là U =12V 
Vậy cường độ dòng điện chạy qua nguồn là : I = = 1,25(A)
Vì R1 // Rb2 nên : U1 = Ub2 =12V
Cường độ dòng điện qua mỗi bóng đèn lúc này :
 Idm1 = = 0,5(A)
 Idm2 = = 0,75(A)
 -Cường độ dòng điện chạy qua các bóng 
 ID1 = = 0,5(A)
 ID1==0,75(A)
a) ID1 = Idm1 ; ID2 = Idm2 nên các bóng đèn Đ1 và Đ2 sáng bình thường
b) Công suất và hiệu suất của nguồn
 Png = I = 12,5.1,12 = 15,625 (W)
Đ
n
m =4
 H = = 0,96 = 96%
Bài tập 3
a) Suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn
 b = 4 = 6 (V) ; rb = = 2r = 2(W)
 Điện trở của bóng đèn
 RĐ = = 6(W) = RN
b) Cường độ dòng điện chạy qua đèn
 I = = 0,75(A)
 Công suất tiêu thụ của bóng đèn khi đó
 PĐ = I2RĐ = 0,752.6 = 3,375(W)
c) Công suất của bộ nguồn, công suất của mỗi nguồn và giữa hai cực mỗi nguồn
 Pb = bI = 6.0,75 = 4,5(W)
 Pi = = = 0,5625(W)
Vì bộ nguồn mắc song song đèn nên hđt giữa 2 đầu bóng đèn bằng hđt giữa 2 đầu bộ nguồn: Ub = U = I.R = 0,75.6 = 4,5 V
Nên ta có hđt của mỗi nguồn là:
Ui = V
Hoạt động 5 ( 5phút) : Củng cố, giao nhiệm vụ về nhà.
Hoạt động của giáo viên
Hoạt động của học sinh
- Cho HS nhận xét về mối liên hệ giữa UN và R.
- Nhấn mạnh cách lấy dấu của sđđ và độ giảm điện thế .
- Dặn HS về nhà ôn tập chuẩn bị kiểm tra 1 tiết
- Nhận xét về mối liên hệ giữa UN và R.
- Nắm vững cách lấy dấu của sđđ và độ giảm điện thế.
-Nhận nhiệm vụ về nhà.