Bồi dưỡng Vật lí lớp 18 - Chuyên đề: Định luật ôm cho đoạn mạch nối tiếp, song song

ĐỊNH LUẬT ÔM CHO ĐOẠN MẠCH NỐI TIẾP – SONG SONG
I. MỤC TIÊU. (Chung cho cả chuyên đề)
1. Mục tiêu theo chuẩn kiến thức, kỹ năng. 
1.1- Kiến thức : 
- Biết suy luận để xây dựng được công thức tính điện trở tương đương của đoạn mạch gồm hai điện trở mắc nối tiếp: Rtđ = R1+R2 và hệ thức từ các kiến thức đã học.
-Suy luận để xây dựng được công thức tính điện trở tương đương của đoạn mạch gồm hai điện trở mắc song song: và hệ thức từ những kiến thức
2.Kỹ năng.
-Mô tả được cách bố trí và tiến hành được thí nghiệm kiểm tra.
-Vận dụng được những kiến thức đã học để giải thích một số hiện tượng thực tế và giải được bài tập về đoạn mạch song song. Đoạn mạch nối tiếp .
-Rèn luyện kỹ năng suy luận.
3.Thái độ.
-Yêu thích môn học.
2. Mục tiêu phát triển năng lực
a. Định hướng các năng lực được hình thành 
Năng lực giải guyết vấn đề, năng lực thực nghiêm, năng lực dụ đoán, thiết kế và thực hiện các phương án thí nghiệm, đánh giá kết quả và giải quyết vấn đề.
b. Bảng mô tả các năng lực có thể phát triển trong chủ đề 
Nhóm năng lực
Năng lực thành phần
Mô tả mức độ thực hiện 
trong chuyên đề
Nhóm NLTP liên quan đến sử dụng kiến thức vật lý
K1: Trình bày được kiến thức về các hiện tượng, đại lượng, định luật, nguyên lý vật lý cơ bản, các phép đo, các hằng số vật lý.
- HS trình bày được công thức tính cường độ dòng điện và hiệu điện thế của đoạn mạch mắc nối tiếp và đoạn mạch mắc song song .
K2: Trình bày được mối quan hệ giữa các kiến thức vật lý. 
HS nhận biết được mối liên hệ giữa các đơn vị đo.
K3: Sử dụng được kiến thức vật lý để thực hiện các nhiệm vụ học tập.
 HS sử dụng được kiến thức vật lý và thảo luận :
+ Nhận biết được mối quan hệ giữa các đơn vị đo.
K4: Vận dụng (giải thích, dự đoán, tính toán, đề ra giải pháp, đánh giá giải pháp ) kiến thức vật lý vào các tình huống thực tiễn.
 - HS vận dung kiến thức vật lý : tính cường độ dòng điện , hiệu điện thế , điện trở của đoạn mạch .
- HS: Vận dụng kiến thức vào thực tiễn và cuộc sống.
Nhóm NLTP về phương pháp (tập trung vào năng lực thực nghiệm và năng lực mô hình hóa)
P1: Đặt ra những câu hỏi về một sự kiện vật lý.
Đặt ra những câu hỏi liên quan điện trở của dây dẫn trong thực tế .
P2: Mô tả được các hiện tượng tự nhiên bằng ngôn ngữ vật lý và chỉ ra các quy luật vật lý trong hiện tượng đó.
P3: Thu thập, đánh giá, lựa chọn và xử lý thông tin từ các nguồn khác nhau để giải quyết vấn đề trong học tập vật lý.
HS trả lời những câu hỏi liên quan của các thí nghiệm trong chuyên đề.
P4: Vận dụng sự tương tự và các mô hình để xây dựng kiến thức vật lý.
HS làm thí nghiệm theo mô hình
P5: Lựa chọn và sử dụng các công cụ toán học phù hợp trong học tập vật lý.
Biết cách tính toán để tìm ra kế quả.
P6: Chỉ ra được điều kiện lý tưởng của hiện tượng vật lý.
P7: Đề xuất được giả thuyết; suy ra các hệ quả có thể kiểm tra được.
P8: Xác định mục đích, đề xuất phương án, lắp ráp, tiến hành xử lý kết quả thí nghiệm và rút ra nhận xét. 
HS đề suất được phương án làm thí nghiệm để tính điện trở của các dụng cụ làm thí nghiệm .
P9: Biện luận tính đúng đắn của kết quả thí nghiệm và tính đúng đắn của các kết luận được khái quát hóa từ kết quả thí nghiệm này.
Nhóm NLTP trao đổi thông tin
X1: Trao đổi kiến thức và ứng dụng vật lý bằng ngôn ngữ vật lý và các cách diễn tả đặc thù của vật lý. 
X2: Phân biệt được những mô tả các hiện tượng tự nhiên bằng ngôn ngữ đời sống và ngôn ngữ vật lý (chuyên ngành). 
X3: Lựa chọn, đánh giá được các nguồn thông tin khác nhau.
X4: Mô tả được cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của các thiết bị kỹ thuật, công nghệ.
Mô tả được ứng dụng của điện trở trong thực tế .
X5: Ghi lại được các kết quả từ các hoạt động học tập vật lý của mình (nghe giảng, tìm kiếm thông tin, thí nghiệm, làm việc nhóm).
Học sinh ghi lại dược các kết quả từ hoạt động học tập vật lý của mình.
X6: Trình bày các kết quả từ các hoạt động học tập vật lý của mình (nghe giảng, tìm kiếm thông tin, thí nghiệm, làm việc nhóm) một cách phù hợp.
Đại diện nhóm trình bày kết quả hoạt động nhóm mình trước cả lớp. Cả lớp thảo luận để đi đến kết quả. 
- học sinh trình bày được các kết quả từ hoạt động học tập vật lý của cá nhân mình. 
X7: Thảo luận được kết quả công việc của mình và những vấn đề liên quan dưới góc nhìn vật lý. 
Thảo luận nhóm về kết quả thí nghiệm, rút ra nhận xét của nhóm mình.
X8: Tham gia hoạt động nhóm trong học tập vật lý.
Học sinh tham gia hoạt động nhóm trong học tập vật lý.
Nhóm NLTP liên quan đến cá nhân
C1: Xác định được trình độ hiện có về kiến thức, kĩ năng, thái độ của cá nhân trong học tập vật lý.
Xác định được trình độ về kiến thức: 
-việc giải bài tập ở nhà.
C2: Lập kế hoạch và thực hiện được kế hoạch, điều chỉnh kế hoạch học tập vật lý nhằm nâng cao trình độ bản thân.
Lập kế hoạch và thực hiện kế hoạch, điểu chỉnh kế hoạch học tập trên lớp và ở nhà cho phù hợp với điều kiện học tập của chuyên đề.
C3: Chỉ ra được vai trò (cơ hội) và hạn chế của các quan điểm vật lý trong các trường hợp cụ thể trong môn Vật lý và ngoài môn Vật lý. 
C4: So sánh và đánh giá được dưới khía cạnh vật lý- các giải pháp kỹ thuật khác nhau về mặt kinh tế, xã hội và môi trường. 
C5: Sử dụng được kiến thức vật lý để đánh giá và cảnh báo mức độ an toàn của thí nghiệm, của các vấn đề trong cuộc sống và của các công nghệ hiện đại. 
An toàn điện trong cuộc sống
C6: Nhận ra được ảnh hưởng vật lý lên các mối quan hệ xã hội và lịch sử.
II. CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH.
1. Chuẩn bị của GV
 	 -Bảng phụ 
 - Ampe kế , vôn kế , dây điện , nguồn điện , một số điện trở ,
2. Chuẩn bị của HS
 -Nghiên cứu trước nội dung bài.
III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC.
TT
HOẠT ĐỘNG 
CỦA GV
HOẠT ĐỘNG 
CỦA HS
Năng lực được hình thành
ICường độ dòng điện và hiệu điện thế trong đoạn mạch nối tiếp.
Hoạt động 1:.Cường độ dòng điện và hiệu điện thế trong đoạn mạch nối tiếp.
GV: Treo sơ đồ mạch điện gồm hai bóng đèn lên bảng.
+Hỏi: Cường độ dòng điện chạy qua mỗi đèn có mối quan hệ như thế nào với cường độ dòng điện trong mạch?
-GV:Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch có mối quan hệ như thế nào với hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi đèn?
-GV:Đối với đoạn mạch gồm hai điện trở nắc nối tiếp thì sao? Chúng ta tiếp tục tìm hiểu sang mục 2.
I = I1 = I2 (1)
U = U1+ U2 (2)
k1
C3
P9
C5
X8
2.Đoạn mạch gồm hai điện trở mắc nối tiếp.
GV:Treo sơ đồ hình 4.1 lên bảng yêu cầu học sinh trả lời câu hỏi C1.
-GV: Cấu tạo của dây tóc bóng đèn có đặc điểm gì?
-GV:Vì vậy trong mạch điện bóng đèn được xem như là điện trở cho nên các hệ thức (1) và (2) vẫn đúng với đoạn mạch gồm hai điện trở mắc nối tiếp.
-GV:Hướng dẫn học sinh vận dụng hai hệ thức (1) và (2) để chứng minh công thức (3) SGK.
C1
X8
X7
X5
3 .Điện trở tương đương của đoạn mạch nối tiếp.
*Hoạt động 3.
-GV:Yêu cầu học sinh đọc khái niệm điện trở tương đương ở SGK.
-HS:
-GV:Lấy ví dụ minh họa.
-GV:Yêu cầu học sinh chứng minh công thức (4) SGK.
-HS:Một học sinh trình bày trên bảng, các học sinh khác làm vào vở sau đó thảo luận.
-GV:Hướng dẫn học sinh làm thí nghiệm theo yêu cầu SGK.
-HS:Hoạt động nhóm.
-GV:Em có nhận xét gì về giá trị của IAB với I'AB?
-HS: Rút ra kết luận.
-GV:Yêu cầu học sinh trả lời câu hỏi C4.
-HS:
-GV:Hướng dẫn học sinh trả lời câu hỏi C5, yêu cầu một học sinh tính Rtđ của đoạn mạch hình 4.3a.
-HS:
-GV:Để tính Rtđ của đoạn mạch hình 4.3b cần chia đoạn mạch AC thành mấy phần?
-HS:
-GV:Hướng dẫn để học sinh chứng minh công thức phần mở rộng.
-HS:
II.Điện trở tương đương của đoạn mạch nối tiếp.
1.Điện trở tương đương.(SGK)
2.Công thức tính điện trở tương đương của đoạn mạch gồm hai điện trở mắc nối tiếp.
 Rtđ = R1 + R2 (4)
3.Thí nghiệm kiểm tra.
4.Kết luận.(SGK)
Mở rộng: Điện trở tương đương của đoạn mạch gồm 3 điện trở mắc nối tiếp bằng tổng các điện trở thành phần.
 Rtđ = R1 + R2 +R3 
K3
X3
K1
K4
Hoạt động 4: Cường độ dòng điện và hiệu điện thế trong đoạn mạch song song.
Hoạt động 4: 
-GV: Treo sơ đồ mạch điện gồm hai bóng đèn mắc song song lên bảng.
+Hỏi: Hai bóng đèn trong sơ đồ mạch điện trên được mắc như thế nào?
-HS:
-GV:U; I có quan hệ như thế nào với U1, U2, I1, I2?
-HS:
-GV:Đối với đoạn mạch gồm hai điện trở mắc song song thì sao? Chúng ta cùng tìm hiểu sang mục 2.
2Đoạn mạch gồm hai điện trở mắc song song.
-GV:Treo sơ đồ mạch điện hình 5.1 SGK lên bảng, yêu cầu học sinh trả lời câu hỏi C1.
-HS: => mqh giữa U, U1, U2.
-GV:Thông báo cho học sinh biết mối quan hệ giữa I, I1, I2.
-GV:Yêu cầu học sinh chứng minh công thức (3) SGK.
-HS:Một học sinh lên bảng, các học sinh khác làm vào vở nháp sau đó thảo luận chung.
*Hoạt động 3.
-GV:Yêu cầu từng học sinh chứng minh công thức (4) từ đó suy ra công thức (4’).
-HS:Làm việc cá nhân, sau đó thảo luận.
-GV:Hướng dẫn học sinh tiến hành thí nghiệm theo yêu cầu SGK.
-HS:Hoạt động nhóm.
-GV: IAB và IA’B’? (Lưu ý học sinh bỏ qua sai khi đo)
-HS: IAB = IA’B’ => Kết luận ở SGK.
*Hoạt động 4.
-GV: Yêu cầu một học sinh lên bảng làm câu C4, các học sinh khác làm vào vở nháp.
-HS: Thảo luận.
-GV: Yêu cầu học sinh tính điện trở tương đương của đoạn mạch hình 5.2a SGK.
-HS:
+Hỏi: Để tính điện trở tương đương của mạch điện gồm ba điện trở mắc song song cần chia đoạn mạch ra làm mấy phần?
-HS:Chứng minh công thức ở phần mở rộng theo hướng dẫn của giáo viên.
IV. Cường độ dòng điện và hiệu điện thế trong đoạn mạch song song.
1.Nhớ lại kiến thức ở lớp 7.
2.Đoạn mạch gồm hai điện trở mắc song song.
 K 
- I = I1 + I2 (1)
- U = U1 = U2 (2)
- 
II.Điện trở tương đương của đoạn mạch song song.
1.Công thức tính điện trở tương đương của đoạn mạch gồm hai điện trở mắc song song.
2.Thí nghiệm kiểm tra.
3.Kết luận. (SGK)
*Mở rộng: Điện trở tương đương của đoạn mạch gồm 3 điện trở mắc song song được tính theo công thức:
K1
P3
X5
P8
5 . bài tập 
Hoạt động 5.
-GV:Gọi ba học sinh lên bảng giải ba bài ở sách giáo khoa, các học sinh khác giải vào vở nháp.
*Hoạt động 6 
-GV:Yêu cầu một vài học sinh khác nhận xét bài làm của bạn.
*Nếu học sinh không giải được giáo viên gợi ý như sau:
-GV:Hai điện trở R1, R2 được mắc như thế nào?
-GV:Số chỉ A, V cho ta biết điều gì?
-GV:Để tính Rtd cần vận dụng công thức nào?
-GV:Đoạn mạch gồm hai điện trở mắc nối tiếp, Rtd được tính theo công thức nào?
-GV:R1, R2 được mắc với nhau như thế nào?
-GV:Số chỉ A, A1 cho ta biết điều gì?
-GV:UAB, U1, U2 có mối quan hệ như thế nào?
-GV:Vậy để tính UAB cần tính đại lượng nào?
-GV:Biết I, I1 để tính I2 cần vận dụng công thức nào?
-GV:Để tính R2 cần vận dụng công thức nào?
-GV:Hướng dẫn học sinh tìm cách giải khác.
-GV:Các điện trở trong sơ đồ mạch điện trên được mắc như thế nào?
-GV:Để tính Rtd cần chia đoạn mạch AB ra làm mấy phần?
-GV: Để tính điện trở tương đương của đoạn mạch MB cần áp dụng công thức nào? 
-GV:RMB và R1 đựoc mắc với nhau như thế nào?
-GV:I, I1 có quan hệ gì?
-GV:Để tính I1 cần áp dụng công thức nào?
-GV:UAB, U1, UMB có quan hệ với nhau như thế nào?
-GV:Làm thế nào để tính được UMB ?
-GV:UMB, U2, U3 có quan hệ gì?
-GV:Biết U2, R2 làm thế nào để tính được I2?...
-GV:Hướng dẫn học sinh tìm cách giải khác.
Bài 1. 
Tóm tắt. 
R1 = 5 
UAB = 6V 
I = 0,5 A
a.RAB = ? 
b.R2 = ? 
 Giải. 
a.Áp dụng công thức định luật Ôm ta có: 
b. Vì R1 nt R2 nên ta có:
Rtd = R1 + R2 => R2 = Rtd – R1
=> R2 = 12 – 5 = 7
Bài 2 
Tóm tắt 
R1 = 10
I1 = 1,2A A 
I = 1,8A
a.UAB = ? I 
b.R2 = ? 
 Giải. 
a.Vì R1//R2 nên ta có:
UAB = U1 = U2
Mà U1 = I1R1 = 1,2.10 = 12(V)
=> UAB = U2 = U1 = 12(V)
b.Vì R1//R2 nên I = I1 + I2
 => I = I2 – I1
 =>I2 = 1,8 – 1,2 = 0,6 (A)
Áp dụng định luật Ôm ta có:
Bài 3.
Tóm tắt
R1 = 15
R2 = R3 = 30
UAB = 12V
a.RAB = ?
b.I1, I2, I3 = ?
 Giải.
a.Vì R2//R3 nên:
Mà RMB nt R1 nên:
RAB = RMB + R1 = 15 + 15 = 30
b.Áp dụng hệ thức của định luật Ôm ta có:
=> I1 = I = 0,4 (A)
- UMB = I.RMB = 0,4.15 = 6 (V)
=> U2 = U3 = UMB = 6(V).
(hoặc: Tính U1 => UMB = UAB – U1)
=> 
K3
K4
X8
IV. CÂU HỎI/BÀI TẬP KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC HỌC SINH
Nội dung
Nhận biết
( Mô tả yêu cầu cần đạt)
Thông hiểu
( Mô tả yêu cầu cần đạt)
Vận dụng
( Mô tả yêu cầu cần đạt)
Vận dụng cấp cao
( Mô tả yêu cầu cần đạt)
I. Đoạn mạch nối tiếp
1. Cường độ dòng điện chạy qua mỗi đèn có mối quan hệ như thế nào với cường độ dòng điện trong mạch?
-Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch có mối quan hệ như thế nào với hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi đèn?
2.- Cấu tạo của dây tóc bóng đèn có đặc điểm gì?
.
Điện trở tương đương của đoạn mạch gồm 3 điện trở mắc nối tiếp bằng tổng các điện trở thành phần.
 Rtđ = R1 + R2 +R3 
II . Đoạn
Mạch mắc song song
6- Hai bóng đèn trong sơ đồ mạch điện trên được mắc như thế nào?.
-
7- U; I có quan hệ như thế nào với U1, U2, I1, I2?
8-Yêu cầu từng học sinh chứng minh công thức (4) từ đó suy ra công thức (4’).
10- Để tính điện trở tương đương của mạch điện gồm ba điện trở mắc song song cần chia đoạn mạch ra làm mấy phần?
9- Cho hiệu điện thế U=1.8 V và R1 , R2 nếu mắc nối tiếp thì
 I 1 =0,2A . Nếu mắc song song thì I 2 =0,9A .Tìm R1
R2
III. bài tập
Câu 11: Phát biểu nào sau đây đúng nhất khi nói về mối liên hệ giữa cường độ dòng điện qua một dây dẫn và hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn đó?
Cường độ dòng điện qua một dây dẫn tỉ lệ với hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn đó.
Cường độ dòng điện chạy qua một dây dẫn tỉ lệ thuận với hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn đó.
Cường độ dòng điện qua một dây dẫn tỉ lệ nghịch với hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn đó.
 D. Cường độ dòng điện qua một dây dẫn không tỉ lệ với hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn đó.
Câu 12: Khi hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn tăng thì:
Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn không thay đổi.
Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn giảm tỉ lệ với hiệu điện thế.
Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn có lúc tăng, lúc giảm.
 D. Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn tăng tỉ lệ với hiệu điện thế
Câu 15: Biểu thức đúng của định luật Ohm là: A. . B. .	C. . D. U = I.R.
Câu 13: Để tìm hiểu sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn ta tiến hành thí nghiệm 
Đo hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn với những cường độ dòng điện khác nhau.
Đo cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn ứng với các hiệu điện thế khác nhau đặt vào hai đầu dây dẫn.
Đo điện trở của dây dẫn với những hiệu điện thế khác nhau.
 D. Đo điện trở của dây dẫn với những cường độ dòng điện khác nhau.
Câu 16: khi mắc nối tiếp R1 R2 vào hiệu điện thế 12 vôn thì cường độ dòng điện chạy qua chúng là 1.2A
Tính điện trở tương đương của đoạn mạch
Nếu mác song song thì 
 I 1 =1.5I2 tìmR1, R2
Câu17: Đặt hiệu điện thế U giữa hai đầu các dây dẫn khác nhau, đo cường độ dòng điện I chạy qua mỗi dây dẫn đó và tính giá trị U/I, ta thấy giá trị U/I
Càng lớn nếu hiệu điện thế giữa hai đầu dây dẫn càng lớn.
Không xác định đối với mỗi dây dẫn.
Càng lớn với dây dẫn nào thì dây đó có điện trở càng nhỏ.
 D. Càng lớn với dây dẫn nào thì dây đó có điện trở càng lớn.
Câu 18 : Hãy chứng minh rằng điện trở tương đương cùa một đoạn mạch gôm ba điện trõ mắc song song thì nhỏ hơn các điện trở thành phần .
i