SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

ĐỀ TÀI :
"PHƢƠNG PHÁP GIÚP HỌC SINH GIẢI BÀI TẬP MẠCH ĐIỆN
VỀ MẠCH CẦU TRONG DẠY BỒI DƢỠNG VẬT LÝ 9"



I. ĐẶT VẤN ĐỀ.
1. Lí do chọn đề tài.
- Vật lý là môn khoa học tự nhiên đóng vai trò quan trọng trong đời sống thực tế.
Muốn học tốt môn học này đòi hỏi học sinh phải nắm vững lí thuyết, hiểu tường tận
vấn đề và có phương pháp giải bài tập một cách khoa học.
- Hiện nay việc dạy bồi dưỡng học sinh giỏi là nhiệm vụ song hành trong suốt quá
trình dạy học. Để học sinh nắm bắt được kiến thức đã học, người dạy phải có phương
pháp cụ thể, quá trình dẫn dắt kiến thức logic. Có như vậy học sinh mới dễ tiếp thu bài
và vận dụng vào các bài tập khó, bài tập nâng cao trong khi giải bài tập.
- Sách giáo khoa Vật lý 9 hiện nay chỉ có những kiến thức cơ bản về định luật Ôm,
công thức áp dụng cho các đoạn mạch mắc nối tiếp, mắc song song. Những bài tập học
sinh luyện tập ở sách bài tập chỉ ôn luyện về những kiến thức đơn giản, chính vì thế
mà khi dạy bồi dưỡng học sinh giỏi, học sinh gặp rất nhiều khó khăn khi giải các bài
tập nâng cao. Cụ thể là bài tập phần điện về mạch cầu.


2. Thực trạng vấn đề.
Qua nhiều năm dạy bồi dưỡng học sinh giỏi tôi nhận thấy rằng học sinh gặp khó khăn
khi giải bài tập điện về mạch cầu với những nội dung như sau:
+ Xác định chiều của dòng điện qua ampe kế với mạch cầu có điện trở ampe kế rất nhỏ
không đáng kể.
+ Xác định cực dương, cực âm của vôn kế
+ Xác định giá trị một điện trở của mạch cầu khi gặp mạch cầu cân bằng.

c.

Các tính chất của đoạn mạch có các điện trở mắc nối tiếp,song song.


d.

Các công thức biến đổi hiệu điện thế

e.

Các công thức biến đổi cường độ dòng điện.

f.

Cách mắc và vai trò của ampe kế, vôn kế trong mạch.

g.

Công thức chuyển từ mạch sao thành mạch tam giác và ngược lại.

C. Phƣơng pháp cụ thể.
1. Áp dụng định luật ôm cho từng đoạn mạch của mạch cầu ( là mạch có ít nhất 5 điện
trở mắc theo sơ đồ hình 1).
- Áp dụng các phương trình về hiệu điện thế như:
UAB = UAM + UMB
UAB = I1 R1 + I2 R2
-Áp dụng các phương trình về dòng điện như:
I = I1 + I3 = I2 + I4
-Để cho gọn ta đặt hiệu điện thế tại một nút nào đó, nút B chẳng hạn, bằng

mạch rẽ và chạy qua các máy đo (vốn kế, ampe kế).Để biết vốn kế, ampe kế phải mắc
vào mạch như thế nào, cần chú ý rằng dòng điện chạy từ chốt dương sang chốt âm của
ampe kế, và chốt dương của vôn kế phải mắc vào điểm có điện thế cao hơn. Trong khi
tính toán có thể áp dụng định luật ôm dưới dạng I = Þ U = I.R
4. Cách tính điện trở tương đương của mạch cầu (khi gặp mạch cầu có 5 điện trở).
- Nếu bài toán chỉ yêu cầu tính điện trở tương đương của mạch cầu ta có thể dùng
phương pháp chuyển mạch ( mạch tam giác thành mạch sao và ngược lại) để giải, bài
toán sẽ ngắn gọn hơn.


- Nếu bài toán yêu cầu tính cường độ dòng điện đi qua các mạch và điện trở tương
đương thì ta dùng phương pháp điện thế nút.


5. Những chú ý khi giải bài tập.
a. Các điểm nối với nhau bằng dây nối ( hoặc ampe kế) có điện trở không đáng kể
được coi như là trùng nhau khi vẽ lại mạch để tính toán.
b. Vôn kế có điện trở vô cùng lớn có thể “tháo ra” khi tính toán.
c. Trong các bài toán nếu không có ghi chú gì đặc biệt, người ta thường coi là Ra = 0,
Rv = ∞.Trong sơ đồ vẽ lại để tính điện trở, không cần vẽ vôn kế khi vôn kế có điện trở
rất lớn (Rv = ∞)
6. Các bài tập minh họa.
Bài 1: Cho mạch điện như hình vẽ (H2a)
UAB = 18V, R1 = 8W; R2 = 2W, R3 = 4W, điện trở ampe kế không đáng kể
a.Cho R4 = 4W. Xác định chiều và cường độ dòng điện qua ampe kế?
b.Biết cường độ dòng điện qua ampe kế 1,8A theo chiều từ N đến M. Tính R4?
Bài giải:


a.

điện thế UAB = 66V.
a.

Tìm số chỉ vôn kế. Cho biết cực dương của vôn kế phải mắc vào điểm nào?

b.

Điều chỉnh biến trở cho đến khi vôn kế chỉ số 0. Tìm hệ thức giữa các điện trở

R1, R2, R3 và R4, khi đó tính R4. Nếu thay vôn kế bằng một điện trở R0 = 150 Ω thì
cường độ dòng điện qua các điện trở và qua các mạch chính thay đổi như thế nào?
Bài giải:


a.

Vì vôn kế có điện trở vô cùng lớn nên I1 = I3 , I2 = I4 và các điện trở mắc vào

mạch phải theo sơ đồ hình 3b: (R1 nt R3)// (R2 nt R4)
Hình 3b
Ta có:
I1 = I3 =
I2 = I4 =
UAE = I1R1 = UAB
UAF = I2R2 = UAB
Ta có:
UEF = UAF – UAE = UAB
Þ UEF = UAB

(1)

-Giải ra ta được:


-Thay các giá trị của

vào các phương trình, ta có giá trị của I1, I2, I3, I4, I5, I và

RAB.
Kết quả ta được: I = 5,5A, I1 = 4A, I2 =5A
I4 = 0,5 A; I5 = 1A
Bài 4: Cho mạch điện như hình 5, có R1 = 1 Ω), R2 = 1 Ω), R3 = 2 Ω), R4 = 3 Ω), R5
= 4 Ω) và UAB = 5,7V. Tìm các cường độ dòng điện, điện trở và điện trở tương đương
của mạch cầu?
Hình 5
Bài giải:
-Ta dùng phương pháp chuyển mạch:
Chuyển từ mạch hình 5a sang hình 5b.

-Áp dụng công thức chuyển mạch tam giác MBN (H 5a) thành hình sao (H
5b)
-Suy ra:


RAMO = R1 +x = 1 +
RANO = R3 +Z =
-Điện trở tương đương của đoạn mạch: Rtđ = 1,05 +
-Cường độ dòng điện qua mạch chính: I =
UAO = I.RAO = 4.1,05 = 4,2 (v)
I1 =
-Trở về sơ đồ gốc:

Đặt RAC = x RCB = 6 – x (0

Vì RA = 0 nên D xem như chập với C, mạch điện đã cho được vẽ lại như sau:



Hình 6b
-Điện trở tương đương của mạch điện:
R=
-Cường độ dòng điện qua mạch chính:
I=

-Có thể có 2 trường hợp:
+Nếu cực dương của ampe kế gắn vào D:
IA = I1 – I2 =

(loại x = -18 )


RAC = 3 . Điểm C nằm giữa AB
+Nếucực dương của ampe kế gắn vào C:
IA = I2 –I¬1 =

(loại ngiệm x = 25,8
RAC ; RCB = 6-1,2 = 4,8 ( )
(m)
Điểm C cách A một đoạn 0,3m
Bài 6. Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ (H 7) trong đó có điện trở R1 = 3R,
R2 =R3 =R4 =R. Hiệu điện thế giữa hai đầu mạch điện là U không đổi, khi biến trở Rx
có một giá trị nào đó thì công suất tỏa nhiệt trên điện trở R1 là p1 = 9W

-Từ (1) và (2) suy ra IxRx = U + 5Ix (R+Rx)
-Công suất tỏa nhiêt trên điện trở R là:
P=
Dấu “=” xảy ra

= 0 5R = 4Rx

7. Kết quả đạt được.
-Lúc chưa áp dụng chuyên đề khi dạy bồi dưỡng bài tập về mạch cầu vì tính đa dạng
của nó nên bản thân tôi lúng túng không biết bắt đầu từ đâu. Dẫn đến học trò khó hiểu
và không có phương pháp giải cụ thể cho từng dạng toán.
-Từ khi áp dụng chuyên đề này vào, thì phần dạy bồi dưỡng của tôi có hiệu quả rõ rệt,
học sinh nắm ngay được phương pháp giải và áp dụng cho từng dạng bài cụ thể. Vẫn
có một vài học sinh chưa thực hiện tốt là do không học bài, thiếu tập trung, không làm
bài tập về nhà.


III. KẾT THÚC VẤN ĐỀ.
1.

Ý nghĩa của đề tài.

-Qua đề tài này, tôi thấy cần có phương pháp dạy thích hợp cho từng đề tài thì kết quả
dạy học mới đem lại thành công.
-Đề tài này giúp học sinh có phương pháp giải bài tập mạch điện về mạch cầu một
cách cụ thể, hiệu quả. Sự thành công của đề tài là kết quả một quá trình tìm hiểu, sắp
xếp logic của người dạy giúp học sinh tiếp thu bài dễ dàng hơn, giúp học sinh yêu
thích môn học Vật lí, thích thú khi học bồi dưỡng và không cảm thấy nặng nề, mệt mỏi
mỗi khi làm bài tập nâng cao.
-Tính mới của đề tài: giúp giáo viên mới dạy bồi dưỡng có phương pháp giải cụ thể