Phương pháp tư duy giải các bài tập định luật Ôm, vật lý phổ thông

Vật lý 11.II Dòng điện không đổi vatlypt.com 1/10/17 4,317 0
  1. vatlypt.com

    vatlypt.com 1/10/17
    #1

    Giáo viên | 8/10/16 | 6,513 | 4,311

    Hà Nội

    Phương pháp tư duy giải các bài tập định luật Ôm, vật lý phổ thông
    Bài tập định luật Ôm cho đoạn mạch có trong chương trình vật lý lớp 9, mãi đến chương trình vật lý lớp 11 mới được nhắc lại nên nhiều em mất hết cách tư duy giải loại bài tập này. Dưới dây là hướng dẫn cơ bản để các em biết cách tư duy giải bài tập định luật Ôm.

    Muốn giải các bài tập định luật Ôm cho đoạn mạch trước hết nhớ rõ mối liên hệ giữa các I, U cho ba loại mạch chính sau
    Loại mạch gồm các điện trở nối tiếp:
    [​IMG]
    Dòng điện giống như dòng nước chảy A → B, dòng qua R$_{1}$ có cường độ I$_{1}$; tương tự có I$_{2}$; I$_{3}$; I là cường độ dòng điện mạch chính (dòng đi từ A)
    Ta thấy dòng đi từ A → B: không bị phân nhánh lần nào
    => I = I$_{1}$ = I$_{2}$ = I$_{3}$
    R$_{AB}$ = R$_{1}$ + R$_{2}$ + R$_{3}$
    => I × R$_{AB}$ = I$_{1}$R$_{1}$ + I$_{2}$R$_{2}$ + I$_{3}$R$_{3}$ => U$_{AB}$ = U$_{1}$ + U$_{2}$ + U$_{3}$​
    Loại mạch gồm các điện trở mắc song song (mạch nhánh)
    [​IMG]
    Điểm nút (M; N) là giao của tối thiểu 2 nhánh. Dòng điện từ mạch chính đi vào điểm nút sẽ bị rẽ nhánh, mối liên hệ giữa dòng điện mạch chính và mạch nhánh thông qua quy tắc điểm nút
    Quy tắc điểm nút: tổng dòng đi vào điểm nút = tổng dòng đi ra khỏi điểm nút

    Điện trở tương đương của mạch song song: $R_{AB}=\dfrac{tích}{tổng}$
    • Mạch có R$_{1}$//R$_{2}$ =>
    R$_{12}$ = $\dfrac{R_1R_2}{R_1 + R_2}$
    I = I$_{1}$ + I$_{2}$ => U = U$_{1}$ = U$_{2}$ = U$_{12}$​
    • Mạch có R$_{1}$//R$_{2}$//R$_{3}$ =>
    R$_{123}$ = $\dfrac{R_1R_2R_3}{R_1R_2 + R_2R_3+R_3R_1}$
    I = I$_{1}$ + I$_{2}$ + I$_{3}$ => U = U$_{1}$ = U$_{2}$ = U$_{3}$ = U$_{123}$​
    Loại mạch hỗn hợp R$_{1}$ nt (R$_{2}$//R$_{3}$)
    [​IMG]

    $R_{23}=\dfrac{R_2R_3}{R_2+R_3}$ => R$_{AB}$ = R$_{1}$ + R$_{23}$​
    Đoạn mạch trên tương đương với mạch R$_{1}$ nt R$_{23}$ =>
    I = I$_{1}$ = I$_{23}$ = I$_{2}$ + I$_{3}$ = $\dfrac{U_{AB}}{R_{AB}}$ = $\dfrac{U_1}{R_1}$
    U$_{1}$ + U$_{23}$ = U
    R$_{2}$//R$_{3}$ => U$_{2}$ = U$_{3}$ = U$_{23}$ = I$_{23}$R$_{23}$ = I$_{2}$R$_{2}$ = I$_{3}$R$_{3}$​
    Tư duy giải các bài toán định luật Ôm cơ bản
    phần lớn các bài toán định luật Ôm đối với đoạn mạch cơ bản (chứa R) đều xoay quanh vấn đề tính I (tương đương với xác định số chỉ của Ampe kế) tính U (tương đương với xác định số chỉ của vôn kế) và tính điện trở R.
    Hai cách tư duy để giải bài tập đinh luật ôm tìm I (hoặc U hoặc R)
    • Cách 1: tính trực tiếp I (hoặc U hoặc R) theo định luật Ôm: I = U/R
    • Cách 2: tính gián tiếp I (hoặc U hoặc R) theo tính chất của mạch chứa I, U, R (song song, nối tiếp, hỗn hợp)

    Áp dụng hình vẽ 1 cho tất cả các bài tập dưới đây (biết ampe kế là lý tưởng)
    [​IMG]
    Bài tập 1: R$_{1}$ = 3Ω; R$_{2}$ = 6Ω; R$_{3}$ = 12Ω, U$_{AB}$ = 14V
    a/ Tính điện trở tương đương của đoạn
    b/ Xác định số chỉ của các Ampe kế và hiệu điện thế giữa các điện trở chưa biết
    Hướng dẫn:
    Bước 1: tính các giá trị tính được ngay
    R$_{23}$ = R$_{2}$R$_{3}$/(R$_{2}$ + R$_{3}$) = 4Ω => R$_{AB}$ = 7Ω => I = 2A
    Bước 2: tính các giá trị yêu cầu của đầu bài theo phương pháp tư duy 2 cách ở trên.
    Tính trực tiếp I$_{1}$ = U$_{1}$/R$_{1}$ (không được vì U$_{1}$ chưa biết có thể xác định U$_{1}$ qua U$_{23}$ và U$_{AB}$ nhưng cũng không ổn)
    Tính gián tiếp I$_{1}$ = I = 2A => U$_{1}$ = I$_{1}$R$_{1}$ = 6V
    Tính trực tiếp I$_{2}$ = U$_{2}$/R$_{2}$ (trong đó U$_{2}$ = U$_{3}$ = U$_{23}$ = U – U$_{1}$ => xong)

    Bài tập vận dụng mạch hỗn hợp với phương pháp tư duy 2 cách.
    Bài tập 2:
    R$_{1}$ = 4Ω; R$_{2}$ = 3Ω; R$_{3}$ = 6Ω, U$_{MN}$ = 9V
    a/ Tính điện trở tương đương của đoạn
    b/ Xác định số chỉ của các Ampe kế và hiệu điện thế giữa các điện trở chưa biết
    Bài tập 3: R$_{1}$ = 1,5Ω; R$_{2}$ = 3R$_{3}$ = 18Ω; ampe kế A$_{1}$ chỉ 1A.
    a/ Tính điện trở tương đương và hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch AB
    b/ Xác định số chỉ của các Ampe kế và hiệu điện thế giữa các điện trở chưa biết
    Bài tập 4: R$_{1}$ = 1,5Ω; 3R$_{2}$ = R$_{3}$ = 18Ω; ampe kế A$_{2}$ chỉ 1A.
    a/ Tính điện trở tương đương và hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch AB
    b/ Xác định số chỉ của các Ampe kế và hiệu điện thế giữa các điện trở chưa biết
    Bài tập 5: 7,5R$_{1}$ = 2R$_{2}$ = 3R$_{3}$ = 18Ω; ampe kế A$_{3}$ chỉ 0,5A.
    Xác định số chỉ của các Ampe kế và hiệu điện thế giữa các điện trở chưa biết và hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch AB
    Bài tập 6: R$_{1}$ = R$_{2}$ = R$_{3}$ = R, U$_{AB}$ = 12V; ampe kế A$_{3}$ chỉ 1A.
    a/ Xác định R.
    b/ Xác định số chỉ của các Ampe kế và hiệu điện thế giữa các điện trở chưa biết
    Bài tập 7: R$_{1}$ = 4Ω; R$_{2}$ = 3R$_{3}$ = R; U$_{AB}$ = 12V; U$_{MN }$= 6V
    a/ Xác định R
    b/ Xác định số chỉ của các Ampe kế và hiệu điện thế giữa các điện trở chưa biết
    Bài tập 8: R$_{2}$ = 3R$_{3}$ = 12Ω; U$_{AB}$ = 12V; U$_{MN }$= 6V
    a/ Xác định R$_{1}$
    b/ Xác định số chỉ của các Ampe kế và hiệu điện thế giữa các điện trở chưa biết

    nguồn: vật lý phổ thông
Share Share