bồi dưỡng HSG lý 9 dòng điện

MỘT SỐ CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG VẬT LÝ PHẦN ĐIỆN HỌC

Để có chất lượng khi bồi dưỡng HSG phần điện học thì sau khi đã hệ thống toàn bộ kiến thức cơ bản cho học sinh thì ta sẽ chia phần điện học thành nhiều chuyên đề nhỏ, qua đó có điều kiện bồi dưỡng chuyên sâu hơn. Phần điện học có thể chia thành một số chuyên đề sau đây:
Chuyên đề 1: Mạch điện tương đương
Chuyên đề 2: Các quy tắc chuyển mạch
Chuyên đề 3: Các bài toán chia dòng, phép chia thế
Chuyên đề 4: Các bài toán về nút mạng, phương trình cộng thế
Chuyên đề 5: Vai trò của dụng cụ đo (Ampe kế, Vôn kế)
Chuyên đề 6: Các bài toán về biến trở - Toán biện luận
Chuyên đề 7: Cực trị của các đại lượng điện
Chuyên đề 8: Các phương án mắc mạch điện
Chuyên đề 9: Xác định các đại lượng điện bằng thực nghiệm
Chuyên đề 10: Nhiệt lượng – Công suất


Chuyên đề 1: MẠCH ĐIỆN TƯƠNG ĐƯƠNG

- Việc chuyển mạch điện đã cho thành mạch điện mới tương đương, sao cho mạch điện mới dễ dàng xác định được đoạn mạch nào là nối tiếp, song song sẽ giúp cho việc giải bài toán một cách thuận lợi. Vì vậy trong quá trình giảng dạy phần điện chúng ta không thể không hướng dẫn HS cách chuyển mạch và một số thủ thuật khi chuyển mạch.
I. PHƯƠNG PHÁP
Trong thực tế ta thường gặp 2 trường hợp sau:
+ Mạch điện gồm một số điện trở xác định, nhưng khi ta thay đổi hai nút vào ra của dòng điện mạch chính thì ta được các sơ đồ tương đương khác nhau. Đối với mạch điện dạng này thi chúng ta có thể thực hiện theo các bước sau:
Xác định các nút vào ra của nguồn điện
Xác định các nút điện thế trong mạch điện, nếu các nút có điện thế bằng nhau thì ta chập chúng lại, rồi biểu diễn các nút đó theo thứ tự hợp lý.
Xác định các điện trở được nối với các nút điện thế nào trong sơ đồ ban đầu để mắc vào các nút điện thế tương ứng trong sơ đồ tương đương.
+ Mạch điện có điện trở, nút vào ra xác định, nhưng khi các khoá K thay nhau đóng mở, ta cũng được các sơ đồ tưưong đương khác nhau. Cách làm đối với đoan mạch loại này như sau:
Nếu khoá K nào hở thì bỏ hẵn tất cả các thứ nối tiếp với K về cả 2 phía.
Nếu K đóng ta chập hai nút hai bên khoá K với nhau thành 1 điểm.
Xác định xem trong mạch có mấy điểm điện thế.
Tìm các điện trở song song nhau, các phần nối tiếp nhau và vẽ sơ đồ.
II. CÁC VÍ DỤ MINH HOẠ;
Dạng 1: Mạch điện gồm một số điện trở xác định, nhưng khi ta thay đổi hai nút vào ra của dòng điện mạch chính thì ta được các sơ đồ tương đương khác nhau.
Ví dụ 1: Cho sơ đồ mạch điện (hình 1) Hãy vẽ sơ đồ tương đương để tính:
a) RAB;
b) RAC;
c) RBC.



Giải:
Tính RAB: Ta chập C và D, mạch điện còn 3 điểm điện thế là A, B và C, nhận thấy R1 mắc vào hai điểm A,B; R2 mắc vào hai điểm B,C; R3 mắc vào hai điểm A,D; R4 mắc vào hai điểm B,D ta có sơ đồ sau:
Tính RAC. Ta chập C với D mạch cũng còn 3 điểm như câu a nhưng A là điểm vào, C là điểm ra, ta có sơ đồ sau:





Tính RBC Chập C và D Khi đó mạch gồm 3 nhánh song song R4, R2 và bộ nối tiếp gồm R1, R3






Ví dụ 2: Cho mạch điện như hình vẽ 2. Hãy vẽ sơ đồ tương đương để tính các điện trở sau:
RAB;
RAC;
RAD;
RCB;


Giải:
a) Tính RAB
Chập A, M, N với nhau






b) Tính RAC






c) Tính RAD






d) Tính RCB (tương tự)
Dạng2: Cho mạch điên có các nút vào ra xác định nhưng khi cáckhóa K thay nhau đóng mở thì ta được một mạch điện mới tương đương
Vi dụ 3: Vẽ sơ đồ tương đương để tính RMN khi:
K1 đóng, K2 mở
K1 hở, K2 đóng
K1, K2 đều đóng



Giải:
a) Khi K1 đóng, chập A va D. Bỏ nhánh CE vì K2 hở, bỏ R5, R6 ra, mạch còn lại hai nhánh song