Phát triển tư duy học sinh trong quá trình tìm lời giải bài toán mạch điện
PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CƯ JÚT
TRƯỜNG THCS NGUYỄN CHÍ THANH
== == =o0o= == ==
Đề tài: “Phát triển tư duy học sinh trong quá trình tìm lời giải bài toán mạch
điện”
PHẦN I: LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
a/ Lý do khách quan:
Trường THCS Nguyễn Chí Thanh đóng chân trên địa bàn thôn 7 Xã Nam Dong –
Cư jút – Đăk Nông là một địa bàn tập trung phần đông là dân tộc phía Bắc vào định cư
trong đó chủ yếu là dân tộc Nùng và dân tộc Tày, sự quan tâm đến việc học tập của phụ
huynh đối với con cái còn nhiều hạn chế, rất nhiều học sinh ở xa trường phải ở trọ gần
trường để đi học… Vì vậy việc định hướng, quan tâm, giúp đỡ, chỉ bảo của người lớn
đối với việc học của học sinh còn nhiều hạn chế.
b/ Lý do chủ quan:
Một số học sinh tỏ ra yêu thích môn Vật lý, tuy vậy phần lớn học sinh ngần ngại
và cho rằng đây là môn học khó hơn so với các môn tự nhiên còn lại. Nguyên nhân chủ
yếu là do các em chưa có một phương pháp thực sự để học, để giải các bài tập đòi hỏi tư
duy. Đặc biệt sang chương trình Vật lý 9, có rất nhiều bài tập về phần điện đòi hỏi các
em phải phân tích được mạch điện. Việc tóm tắt, phân tích bài toán để tìm hướng đi
đúng cho bài giải đòi hỏi ở học sinh rất nhiều, rất cao và phải có nhiều kinh nghiệm (đặc
biệt trong xu thế các bài tập chủ yếu là bài tập trắc nghiệm). Do đó từ đầu năm tôi đã
hướng và phát triển dần cho học sinh những kĩ năng cần thiết này, giúp các em có một
kỹ năng nhất định trong việc giải các bài tập về Vật lý.
Với các yêu cầu thời sự trên, đề tài nhằm nêu lên thực trạng về việc giải bài tập
Vật lý của học sinh hiện nay, sự chuyển biến nhằm đưa ra một phương pháp hướng dẫn
học sinh suy nghĩ tìm lời giải cho một bài tập Vật lý phần điện học, đặc biệt là các bài
tập về mạch điện một cách khoa học nhất.Chính vì vậy tôi chọn đề tài: “Phát triển tư
duy học sinh trong quá trình tìm lời giải bài toán mạch điện”
PHẦN II: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
GV: Cao Xuân Hùng

2
Phát triển tư duy học sinh trong quá trình tìm lời giải bài toán mạch điện
I/ NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI.
- Thấy được tầm quan trọng của việc đưa ra lời giải chính xác, khoa học.
- Nâng cao năng lực tư duy logic cho học sinh.
- Nâng cao chất lượng bộ môn vật lý 9
II/ ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN TÌM HIỂU PHƯƠNG PHÁP PHÁT TRIỂN TƯ
DUY CHO HỌC SINH TRONG QUÁ TRÌNH TÌM LỜI GIẢI VỀ MẠCH ĐIỆN.
A. KHẢO SÁT THỰC TẾ:
Trong thời gian 2 năm học 2010-2011 và 2011-2012 trục tiếp giảng dạy chương
trình vật lý lớp 9 tôi nhận thấy khả năng tư duy, phân tích tìm lời giải chính xác cho các
bài toán về mạch điện rất yếu.
*. Số liệu điều tra cụ thể trước khi thực hiện đề tài:
Khảo sát 31 học sinh lớp 9A năm học 2011-2012 bằng một bài kiểm tra sau khi
học xong phần đoạn mạch nối tiếp và song song.
a. Đề bài:
Bài 1: Cho mạch điện có sơ đồ. Biết U = 12V, R
1
= 20Ω, R
2
= 5Ω, R
3
= 8Ω.
Một vôn kế có điện trở rất lớn và một ampe kế có điện trở rất nhỏ.
a. Tìm số chỉ của vôn kế khi nó được mắc vào hai điểm A và N trong hai trường hợp K
mở và K đóng.
b. Thay vôn kế bằng ampe kế, tìm số chỉ của Ampe kế khi nó được mắc và hai điểm A
và N trong hai trường hợp K mở và K đóng.
A R
1

= ? U
3
= ?
b. Đáp án:
Bài 1: a) Trường hợp K mở ta có mạch điện như hình a.

GV: Cao Xuân Hùng
Đơn vị: Trường THCS Nguyễn Chí Thanh
3
R
3
R
2
K
R
3
R
1
N
N
Phát triển tư duy học sinh trong quá trình tìm lời giải bài toán mạch điện
A B
R
AB
= R
1
+ R
3
= 20 + 8 = 28 Ω Hình a
AI

RR
RR
AB
RR
A
U
I
AB
1
12
12
R
AB
===
Mà I
AN
= I
AB
= 1A => U
AN
= I
AN
.R
3
= 1.8 = 8V
b. * K mở: Khi mắc ampe kế vào hai điểm AN thì dòng điện không chạy qua R
3
. Vậy
trong mạch( hình a) chỉ có điện trở R
1

3
4
12
R
AB
====
Bài 2:
R
1
= 10Ω
I
1
= 2A U
1
= 20V
R
2
= 12.5Ω
I
2
= 1,6A U
2
= 20V
R
3
= 16Ω
I
1
= 1.25A U
3

- Em có thuộc và nhớ được nhiều công thức, định nghĩa Vật lý không ?
- Khi làm bài tập em thấy khó khăn ở điểm nào ?
- Em đã vận dụng thành thạo công thức Vật lý chưa ?
- Em có muốn đi sâu nghiên cứu các bài toán về mạch điện không ?
2. Tổ chức thực hiện đề tài:
a. Cơ sở:
Dựa vào kết quả tìm hiểu học sinh qua các phiếu câu hỏi ở trên, tôi đã thấy được
những khó khăn bức xúc của học sinh trong việc học tập Vật lý 9 và sự cần thiết phải đi
sâu nghiên cứu các bài tập về mạch điện. Một lý do nữa là số tiết dành cho việc luyện
tập trong chương trình Vật lý 9 là tương đối ít vì vậy tôi đã thường xuyên tranh thủ rèn
luyện cho học sinh cách phân tích bài toán, cách đưa ra lời giải, lập luận … trong phần
vận dụng cuối bài học.
b. Biện pháp thực hiện:
- Trang bị cho học sinh những kiến thức toán học cần thiết, đặc biệt là kĩ năng tính toán,
biến đổi toán học.
- Rèn luyện cho học sinh kỹ năng lập luận đưa ra lời giải một cách hợp lý, chính xác,
khoa học
- Giáo viên khai thác triệt để các bài toán trong SGK, SBT và một số bài tập ngoài bằng
cách giao bài tập về nhà cho học sinh tự nghiên cứu tìm phương pháp giải.
- Trong những giờ bài tập, giáo viên hướng dẫn học sinh trình bày lời giải và nhiều học
sinh có thể cùng tham gia giải một bài.
c. Kiến thức cơ bản:
GV: Cao Xuân Hùng
Đơn vị: Trường THCS Nguyễn Chí Thanh
5
Phát triển tư duy học sinh trong quá trình tìm lời giải bài toán mạch điện
- Định luật ôm:
I
U
I =

RR
R
+
=
1
2
2
1
R
R
I
I
=
- Công thức tính điện trở:
S
l
R
ρ
=
- Các công thức khác thuộc chương I
C. BÀI TOÁN CƠ BẢN:
Bài toán 1: Phân tích mạch điện trong các sơ đồ sau:
R
1 +
R
2
R
1
+
R

6
R
1
R
2
R
3
A+ B-
C
K
D
Phát triển tư duy học sinh trong quá trình tìm lời giải bài toán mạch điện
Hình c:
- K đóng:

Dòng điện không đi qua R
1
mạch điện chỉ còn R
2
//R
3
.
- K mở: Mạch điện gồm AC nt CB hay R
1
nt ( R
2
// R
3
)
* Nhận xét:

R
2
= 3Ω R
1
R
3
R
3
= 6Ω.
I
1
= 2A
Tính U
AB
, U
BC
, U
AC
* Hướng dẫn HS:
- Mạch điện được phân tích như thế nào ?( Đoạn AB mắc ntn với đoạn BC)
- U
AB
là hiệu điện thế của điện trở nào được tính bằng công thức nào?
- Tương tự với U
BC
và U
AC
* Giải:
Mạch điện gồm: R
1

.
32
32
RR
RR
R
BC
U
BC
= I
BC
. R
BC
= 2.2 = 4 V
Đoạn AC gồm AB nt BC nên: U
AC
= U
AB
+U
BC
= 14 + 4 = 18V
* Tìm cách giải khác.
* Nhận xét : Bài toán yêu cầu học sinh phải phân tích được mạch điện và phải sử dụng
công thức phù hợp.
Bài toán 3: ( bài toán về mạch điện gồm 4 điện trở )
GV: Cao Xuân Hùng
Đơn vị: Trường THCS Nguyễn Chí Thanh
7
Phát triển tư duy học sinh trong quá trình tìm lời giải bài toán mạch điện
Cho mạch điện có sơ đồ

R
2
= 10Ω
R
3
= 50Ω
R
4
= 40Ω
I
A
=1A
I
1
= ?; I
2
=?; I
3
= ? ;I
4
= ? U
MN
= ?
* Hướng dẫn HS:
- Phân tích xem mạch điện được mắc như thế nào?
- Số chỉ của ampe kế cho biết điều gì ?
- Sử dụng công thức nào để tính I, U ?
* Giải:
.Ta có đoạn mạch MN gồm: R
1

60
40
II
R
R
I
I
==>===
Mặt khác: I
23
+ I
4
= I
PQ
= 1A. Vậy
1
3
2
44
=+ II
=> I
4
= 0,6A và I
23
= 0,4A
Ta có R
2
nt R
3
nên: I

= 24 + 1 = 25Ω
Vậy U
MN
= 25.1 = 25V
Tìm thêm cách giải khác.
* Nhận xét:
- Bài tập đòi hỏi học sinh phải phân tích được mạch điện khi có nhiều điện trở.
- Khả năng vận dụng công thức của học sinh phải thuần thục.
Bài toán 4: ( bài toán về đại lượng định mức của một dụng cụ điện)
Các đèn Đ
1
và Đ
2
giống nhau, loại 6V, được mắc như sơ đồ hình vẽ. Hai đèn sáng bình
thường.
a. So sánh R
1
với R
2
. Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch AB bằng bao nhiêu?
b. Tính R
1
và R
2
?
* Tìm hiểu đề bài: A
GV: Cao Xuân Hùng
Đơn vị: Trường THCS Nguyễn Chí Thanh
8
A

1
có hai điểm chung nên Đ
1
// R
1
Tương tự: Đ
2
// R
2
Đoạn mạch AB gồm: ( R
1
// Đ
1
)nt(R
2
// Đ
2
)
Hai đèn sáng bình thường nên: U
đ1
= U
đ2
= 6V; I
đ1
= I
đ2

Vì R
1
//Đ

đ1
+ I
1
= I
đ2
+ I
2
hay I
1
= I
2
.
Ta có :
1
1
1
I
U
R =
và
2
2
2
I
U
R =
nên R
1
= R
2

- Dây đồng tiết diện đều vậy điện trở của các đoạn AB, BC, CD và DA có quan hệ với
nhau như thế nào ?
- Tính điện trở của mỗi trường hợp rối so sánh.
*Giải:
GV: Cao Xuân Hùng
Đơn vị: Trường THCS Nguyễn Chí Thanh
9
Phát triển tư duy học sinh trong quá trình tìm lời giải bài toán mạch điện
Dễ thấy được rằng: R
AB
= R
BC
= R
CD
= R
DA
= R( do chúng cùng S, l, cùng vật liệu )
a. Khi dòng điện đi vào A và ra D:
Mạch điện được phân tích (AB nt BC nt CD)//DA
Điện trở của đoạn AB nt BC nt CD là : 3R
Vậy:
R
RR
RR
R
a
4
3
3
.3

2
làm việc ở tình trạng như thế nào ?
b. Có thể dịch chuyển con chạy để đèn Đ
1
và Đ
2
sáng như nhau không ?
c. Đẩy con chạy lên phía trên thì độ sáng của đèn Đ
2
tăng hay giảm.
* Tìm hiểu đề bài:
Đ
1
và Đ
2
giống hệt nhau.
U
đm1
= U
đm2
= 6V
Đ
1
sáng bình thường
a. Đ
2
làm việc như thế nào ?
b. Có thể để Đ
1
và Đ

2
. Vậy nếu Đ
1
sáng bình thường thì Đ
2
làm việc ở
hiệu điện thế nhở hơn giá trị định mức.( 6V)
b. Không thể để 2 đèn sáng như nhau vì không thể làm cho dòng điện I
1
= I
2
.
c. Gọi điện trở của phần biến trở ở phía dưới là x thì điện trở ở phần trên của biến trở là
(R – x)
Ta có : U
AO
= U
AC
+ U
CO
= I. R
1
= I.( R
o
+ R – x ) ( R
o
là điện trở của mỗi bóng đèn )
GV: Cao Xuân Hùng
Đơn vị: Trường THCS Nguyễn Chí Thanh
10

+
0
0
2

=>
2
1
R
R
U
U
BO
AO
=
Mà U
AO
+ U
BO
= U
<=>
2
21
2
2
21
U
RR
R
UU

O
tăng do x tăng.
Vậy U
2
tăng nên Đ
2
sáng mạnh lên.
Bài toán 7: (Bài toán về sử dụng điện )
Một xã có 450 hộ, tính trung bình công suất tiêu thụ của mỗi hộ là 120W. Điện
năng này được truyền tải từ trạm điện đến. Cho biết hiệu suất truyền tải điện năng là
68% và hiệu điện thế tại nơi sử dụng là 150V. Tìm hiệu điện thế phát đi từ trạm điện và
điện trở đường dây tải ?
* Tìm hiểu đề bài:
P
1
= 120W
N = 450 hộ
H = 68%
U
AB
= 150V
U
0
= ? R
d
=?
* Hướng dẫn HS:
- Dây dẫn được coi mắc như thế nào so với xã ( các điện trở ở xã coi một điện như trở ).
- Hiệu suất truyền tải điện năng được tính bằng công thức nào ?
- Dựa vào các công thức nào để tính U và R

d
là hiệu điện thế của dây dẫn. Theo bài ta có: H = 68%. Vậy P
d
= 32%
=>
VU
IU
IU
d
d
70
68
150.32
68
32
.
.
===>=
Vậy hiệu điện thế tại trạm điện bằng: U
0
= U
d
+ U
AB
= 70 + 150 = 220V.
Điện trở của đường dây tải điện :
Ω===
194,0
360
70

a. Các đèn thuộc loại bao nhiêu vôn ?
b. Hiệu điện thế giữa hai đầu đèn Đ
2
và Đ
3
?

C A R
2
-
Đ
1
Đ
2
Đ
3
D R
1

+ B
Bài 2: Cho mạch điện (hình vẽ ).
Biết U
AB
= 12V, R
1
= 8Ω. Ampe kế và dây nối có
điện trở không đáng kể.
a. Khoá K mở: ampe kế chỉ 0,6A. Tính R
2
.D
Phát triển tư duy học sinh trong quá trình tìm lời giải bài toán mạch điện
Tóm tắt:
R
1
= R
2
= 2,5Ω
U
đm1
= U
đm2
= U
đm
=U
đm
R
đ1
= R
đ2
= R
đ3
= 5Ω
Đ
1
sáng bình thường

2
là:2,5 +2,5 = 5Ω (0.25đ)
Điện trở đoạn AB gồm: ((Đ
2
//Đ
3
)nt R
2
) //Đ
1
là (0.25đ)
Ω=
+
=
5,2
55
5.5
AB
R
Điện trở của mạch điện: R
CD
= R
AB
+ R
1
= 5Ω (0.25đ)
Vậy : I
1
= I
AB

Mặt khác:
)2(1
5,2
5,2
23
2
2
2
===
dd
R
R
U
U
(0.5đ)
Từ (1) và (2), ta có: U
đ2
= U
2
= 3V = U
đ3
. (0.5đ)
Bài 2:
Tóm tắt
U
AB
= 12V
R
1
= 8Ω

nt R
2
(0.5đ)
I = I
A
= 0,6A =>
Ω=== 20
6,0
12
I
U
R
AB
AB
(0.5đ)
Mà R
AB
= R
1
+ R
2
=>R
2
=R
AB
–R
1
=20 – 8 = 12 (0.5đ)
b. K đóng mạch điện được vẽ lại: (0.5đ)
A B

−
=
−
==>+=
24
812
8.12
.
111
232
232
3
3223
RR
RR
R
RRR
(0.5đ)
c. Đổi chỗ ampe kế và R
3
và K đóng : (1đ)
A R
1
R
3
B
Khi đó R
AB
= R
1

Phát triển tư duy học sinh trong quá trình tìm lời giải bài toán mạch điện
- Nhược điểm:
+ Một số học sinh chưa hoàn thành được phần 2c vì chưa nắm chắc được cách
biến đổi mạch điện.
+ Việc vận dụng kiến thức toán học vào giải các bài toán vật lý còn yếu.
+ Việc trình bày của một số học sinh còn chưa chặt chẽ, lôgic.
4. Kết quả cụ thể:
Tổng
số HS
Phân loại (điểm) Số lượng Tỉ lệ So sánh với khi
chưa thực hiện
45
Giỏi ( 9- 10 ) 3/31 9,7% Tăng 2
Khá ( 7 – 8 ) 5/31 16,1% Tăng 2
TB ( 5 – 6 ) 17/31 54,8% Tăng 7
Yếu, kém ( dưới 5) 6/31 19,4% Giảm 11
PHẦN IV: KẾT LUẬN
GV: Cao Xuân Hùng
Đơn vị: Trường THCS Nguyễn Chí Thanh
15
Phát triển tư duy học sinh trong quá trình tìm lời giải bài toán mạch điện
Việc giúp cho học sinh tìm ra lời giải, phương pháp lập luận logic, tính toán
chính xác là một vấn đề cần thiết và quan trọng của quá trình giải một bài tập vật lý.
Quá trình giao bài tập về nhà cho học sinh nghiên cứu giúp học sinh có thái độ
tích cực, tự giác tìm lời giải cho mỗi bài toán, giúp các em rèn luyện được kỹ năng giải
bài tập, phát triển năng lực tư duy của học sinh.
Đến tiết bài tập, giáo viên tổ chức hướng dẫn học sinh trình bày bài giải chi tiết,
nhiều em có thể cùng tham gia giải một bài tập, kích thích khả năng độc lập, sáng tạo
của mỗi học sinh.
Giúp các em có được cái nhìn tổng quan về phương pháp giải một bài tập Vật lý

Phần IV: Kết luận 18
Mục lục 19
GV: Cao Xuân Hùng
Đơn vị: Trường THCS Nguyễn Chí Thanh
17