Giáo án môn Vật lý lớp 11 - Trường THPT Cầu Quan - Tiết 21: Bài tập

 BÀI TẬP Tiết 21
I. MỤC TIÊU
1. Kiến thức : Nắm được cách xác định suất điện động và điện trở trong của các loại bộ nguồn ghép.
2. Kỹ năng : Giải được các bài toán về mạch điện có bộ nguồn ghép và mạch ngoài có các điện trở và bóng đèn.
II. CHUẨN BỊ
Giáo viên
	- Xem, giải các bài tập sgk và sách bài tập.
	- Chuẩn bị thêm nột số câu hỏi trắc nghiệm và bài tập khác. 
Học sinh
	- Xem lại những kiến thức về đoạn mạch có các điện trở ghép với nhau đã học ở THCS.
	- Giải các câu hỏi trắc nghiệm và bài tập thầy cô đã ra về nhà.
	- Chuẩn bị sẵn các vấn đề mà mình còn vướng mắc cần phải hỏi thầy cô.
	III. TIẾN TRÌNH DẠY – HỌC
Hoạt động 1: Oån định lớp 
Hoạt động 2 (10 phút) : Kiểm tra bài cũ :
	+ Viết các công thức xác định suất điện động và điện trở trong của các loại bộ nguồn ghép đã học.
	+ Viết các công thức xác định cường độ dòng điện, hiệu điện thế và điện trở tương đương của đoạn mạch gồm các điện trở ghép nối tiếp và đoạn mạch gồm các điện trở ghép song song.
Hoạt động 3 (25 phút) : Giải các bài tập tự luận.
Hoạt động của giáo viên
Hoạt động của học sinh
Nội dung cơ bản
-Yêu cầu hs đọc đề - tóm tắt .
-Hướng dẫn hs : Aùp dụng định luật ôm I = , mà Rđ chưa có nên ta tìm Rđ = ?
Trên bóng đèn có ghi Uđ = 6V
Pđ = 3 W, ta áp dụng Rđ = 
Hiệu điện thế giữa 2 cực của nguồn điện : U = - I.r = ?
-Yêu cầu hs đọc đề và tóm tắt 
-Thông báo : Vì nên dđiện xuất phát từ cực (+) nguồn và đi vào cực (+) cực (+) của nguồn (như hình vẽ)
-Tách mạch kín thành 2 đoạn mạch : Tìm UAB = ? ở đoạn mạch chứa 
-Tìm UAB = ? ở đoạn mạch chứa 
-Từ (1) và (2), hãy tìm I = ?
-Tìm sđđ và đtrở trong của bộ nguồn ?
-Tìm điện trở của mỗi đèn(2 đèn giống nhau) ? điện trở ở mạch ngoài ?
-Tính Cường độ dòng điện chạy trong mạch chính ?
-Vì 2 đèn mắc song song.Tính U1 ,U2 ,UN ? 
-Hiệu điện thế định mức của mỗi đèn ? So sánh với hiệu điện thế ở mạch ngoài và nhận xét ?
-Tính hiệu suất của nguồn điện ?
-Thông báo : Vì 2 nguồn giống nhau, mắc song song nên hđt giữa 2 đầu mỗi nguồn bằng nhau và bằng luôn hđt của bộ nguồn :
 U1 = U2 = UN = = ?
-Nếu tháo bỏ bớt 1 bóng đèn thì điện trở ở mạch ngoài là bao nhiêu ?
-Tìm cường độ dòng điện qua đèn lúc này ?
-Hiệu điện thế ở 2 đầu bóng đèn lúc này ? So sánh và nhận xét ?
-Yêu cầu hs đọc đề –tóm tắt và vẽ hình.
-Hãy hình dung sơ đồ, các điện trở mắc như thế nào ? Tính điện trở ở mạch ngoài(điện trở tương đương) ?
-Vì R1 //R2 //R3 nên U1 =U2 =U3 =UN = I.RN và dđiện chạy qua mạch chính ? hđt UN = ?
-Vì R1 = R2 nên I1 = I2 = ? 
 Và I3 = ?
-Yêu cầu hs đọc đề –tóm tắt và đổi đơn vị.
-Tính suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn mắc nối tiếp ?
-Điện trở tương đương mạch ngoài gồm 2 điện trở mắc nối tiếp ?
-Tính cường độ dòng điện chạy trong mạch ?
-Công suất tiêu thụ của mỗi điện trở ?
-Công suất tiêu thụ của acquy thứ 1 ? năng lượng mà acquy thứ 1 cung cấp ?
-Công suất tiêu thụ của acquy thứ 2 ? năng lượng mà acquy thứ 2 cung cấp ?
-Yêu cầu hs đọc đề-tóm tắt.
-Điện trở ở mạch ngoài(R nt với x). Tìm I = ? 
-Tìm công suất tiêu thụ ở mạch ngoài ? (Gợi ý : Chia mẫu,ở vế phải cho R+x ?)
-Gợi ý : Để P lớn nhất thì mẫu ở vế phải nhỏ nhất. Từ bất đẳng thức cô-sin khi đó:R+x = r
=> P = x.I2 
= > x = r – R = 1
-Công suất tiêu thụ trên điện trở x ?
-Tính giá trị công suất lớn nhất của x ?
-Đọc đề và tóm tắt.
 -Nghe GV hướng dẫn và tư giải(như nội dung) 
-Đọc đề –tóm tắt đề bài.
-Nghe GV thông báo và vẽ hình vào vỡ.
- Đoạn mạch chứa nguồn :
 (1)
-Đoạn mạch chứa nguồn 
 (2)
Từ (1) và (2) ta có : 
=> 
- Suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn : 
b = 2 = 3V ; rb = 2r = 2W
- Điện trở của các bóng đèn
 RD = = 12(W)
 Điện trở mạch ngoài :Vì 2 đèn mắc // nên điện trở giảm: 
 => RN = = 6(W)
- Cường độ dòng điện chạy trong mạch chính
 I = = 0,375(A)
-Vì U1 = U2 = UN = I.RN =2,25 V
- Hiệu điện thế định mức của mỗi đèn: Uđ = 3 V
 So sánh :Uđ = 3 V > UN = 2,25 V
- Hiệu suất của bộ nguồn
 H = = 0,75
 = 75%
- Hiệu điện thế giữa hai cực của mỗi nguồn : 
U1 = U2 = Ui = – Ir 
 = 1,5 – 0,375.1 = 1,125(V)
- Nếu tháo bớt một bóng đèn thì điện trở mạch ngoài tăng là:
- Dòng điện chạy qua đèn lúc này là:
- Hiệu điện thế ở 2 đầu bóng đèn:
=> . Vậy đèn còn lại sáng mạnh hơn trước.
-Đọc đề và tóm tắt và vẽ hình.
- Vì 3 điện trở mắc song song nên:
RN = 5 
- Vì R1 // R2 // R3 nên : 
 U1 = U2 = U3 = UN
Mà : 
 UN = I.RN = 1,2.5 = 6 V
- Vì R1 = R2 nên: 
I1 = I2 = 
-Đọc đề –tóm tắt-đổi đơn vị.
- Suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn
 = 1 + 2 = 12 + 6 = 18V 
 rb = 0
- Điện trở mạch ngoài gồm 2 điện trở.
 RN =R1 +R2 =4+8 = 12(W)
-Cường độ dòng điện chạy trong mạch
 I = = 1,5(A)
- Công suất tiêu thụ của mỗi điện trở 
 P1 = I2R1 = 1,52.4 = 9(W)
 P2 = I2R2 = 1,52.8 = 18(W)
- Công suất và năng lượng của acquy thứ 1 cung cấp trong 5 phút = 300 giây.
 PA1 = 1I = 12.1,5 = 18(W)
WA1 = PA1.t = 18.300 = 5400 J
- Công suất và năng lượng của acquy thứ 2 cung cấp trong 5 phút = 300 giây.
PA2 = 2 .I = 6.1,5 = 9(W)
WA2 = PA2It = 6.1,5.300 = 2700(J)
- Hs đọc đề-tóm tắt.
-Mạch ngoài gồm R mắc nối tiếp với x, có điện trở tương đương:
 RN = R + x
Cường độ dòng điện chạy trong mạch:
I = 
- Công suất tiêu thụ ở mạch ngoài:
P = RN .I2 = 
 =
-Công suất tiêu thụ trên x là:
Px(max) = x.I2 
= 
Công suất Px lớn nhất khi:
x = R +r = 1,1+0,1 = 1,2 
- Giá trị của công suất lớn nhất là:
Px(max) = x.I2 = 
=> Px(max) = 30 W.
Bài 4 trang 58 
TT
V , r = 0,6 
Uđ = 6 V , Pđ = 3 W
I = ? U = ?
Giải.
 Điện trở của bóng đèn
 RĐ = = 12(W) = RN
 Cường độ dòng điện chạy trong mạch
 I = = 0,476(A)
 Hiệu điện thế giữa hai cực của acquy
 U = – Ir = 6 – 0,476.0,6 = 5,7(V)
Bài 5 trang 58
TT
 V 
 r1 = 3
 V 
r2 = 2 
Tính : I = ? 
 UAB = ?
Giải.
+ -
+ -
A
B
Hai nguồn điện được mắc nt với nhau nên dòng điện chạy trong mạch kín có chiều đi ra từ (+) của mỗi nguồn:
-Đoạn mạch chứa nguồn :
 (1)
-Đoạn mạch chứa nguồn 
 (2)
Từ (1) và (2) ta có:
=> 
Bài 6 trang 58
 Suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn : b = 2 = 3V ; rb = 2r = 2W
 Điện trở của các bóng đèn
 RD = = 12(W)
 Điện trở mạch ngoài
 RN = = 6(W)
Cường độ dòng điện chạy trong mạch chính
 I = = 0,375(A)
 Vì 2 đèn mắc song song nên hđt đặt lên mỗi đèn có giá trị như nhau và bằng hđt UN : 
UN = I.RN = 0,375.6 = 2,25 V
a) Hiệu điện thế định mức của mỗi đèn:
 Uđ = 3 V 
=> Uđ = 3 V > UN = 2,25 V 
Vậy đèn sáng yếu hơn bình thường.
b) Hiệu suất của bộ nguồn
 H = = 0,75 = 75%
c) Hiệu điện thế giữa hai cực của mỗi nguồn : 
Ui = – Ir = 1,5 – 0,375.1 = 1,125(V)
d) Nếu tháo bớt một bóng đèn thì điện trở mạch ngoài tăng là:
Dòng điện chạy qua đèn lúc này là:
Hiệu điện thế ở 2 đầu bóng đèn:
=> Vậy đèn còn lại sáng mạnh hơn trước.
Bài 1 trang 62
TT
, r = 0
R1 = R2 = 30 , R3 = 7,5 
RN = ?
I = ?
Giải.
+
-
R2
R1
a) Điện trở tương đương của mạch ngoài:
Vì 3 điện trở mắc song song nên:
RN = 5 
b) Cường độ dòng điện chạy qua mỡi điện trở.
Vì R1 // R2 // R3 nên : U1 = U2 = U3 = UN
Mà : 
UN = I.RN = 1,2.5 = 6 V
Vì R1 = R2 nên: 
I1 = I2 = 
Bài 2 trang 62
TT
, 
r1 = 0 , r2 = 0
R1 = 4 , R2 = 8
I = ?
P1 = ? , P2 = ?
Png1 = ? , Png2 
 A = ? trong t = 5 phút = 300 giây.
Giải.
Suất điện động và điện trở trong của bộ nguồn
 = 1 + 2 = 12 + 6 = 18V ; rb = 0
Điện trở mạch ngoài gồm 2 điện trở.
 RN = R1 + R2 = 4 + 8 = 12(W)
a) Cường độ dòng điện chạy trong mạch
 I = = 1,5(A)
b) Công suất tiêu thụ của mỗi điện trở 
 P1 = I2R1 = 1,52.4 = 9(W)
 P2 = I2R2 = 1,52.8 = 18(W)
c)- Công suất và năng lượng của acquy thứ 1 cung cấp trong 5 phút = 300 giây.
 PA1 = 1I = 12.1,5 = 18(W)
WA1 = PA1.t = 18.300 = 5400 J 
-Công suất và năng lượng của acquy thứ 2 cung cấp trong 5 phút = 300 giây.
PA2 = 2 .I = 6.1,5 = 9(W)
WA2 = PA2It = 6.1,5.300 = 2700(J)
Bài 3 trang 62
TT
, r =1,1 , R = 0,1 
x = ? để P = ?
x = ? để Pmax = ?
+ -
R
x
Giải.
a) Tính điện trở x để công suất tiêu thụ ở mạch ngoài lớn nhất .
-Mạch ngoài gồm R mắc nối tiếp với x, có điện trở tương đương: RN = R + x
-Cường độ dòng điện chạy trong mạch:
I = 
-Công suất tiêu thụ ở mạch ngoài:
P = RN .I2 = 
 =
Để công suất P lớn nhất thì mẫu số ở vế phải nhỏ nhất. Từ bất đẳng thức cô-sin khi đó ta có: R+ x = r
=> x = r – R = 1,1- 0,1 = 1
b) Công suất tiêu thụ trên điện trở x :
-Công suất tiêu thụ trên x là:
Px(max) = x.I2 
= 
-Công suất Px lớn nhất khi:
 x = R +r = 1,1+0,1 = 1,2 
-Giá trị của công suất lớn nhất là:
Px(max) = x.I2 = 
=> Px(max) = 30 W.
Hoạt động 4 ( 5phút) : Củng cố, giao nhiệm vụ về nhà.
Hoạt động của giáo viên
Hoạt động của học sinh
- Xem lại các bài toán mới giải.
- Dặn HS về nhà ôn tập chuẩn bị kiểm tra 1 tiết
Nhận nhiệm vụ về nhà.