Báo cáo Biện pháp giải bài tập phần công và công suất điện để nâng cao chất lượng học sinh giỏi môn Vật lý 9

Nội dung tóm tắt: Báo cáo Biện pháp giải bài tập phần công và công suất điện để nâng cao chất lượng học sinh giỏi môn Vật lý 9

1. Dạng 1: Dạng toán biện luận công thức: Cho mạch điện như hình vẽ: a, Nếu các bóng có cùng điện trở R và công suất của bóng thứ 4 là P4=1W. Tìm công suất các bóng còn lại. b, Nếu các bóng có cùng công suất P và R4=1(Ω). Hãy tính R1; R2; R3; R5=? * Hướng dẫn học sinh: a)Ta tìm mối liên hệ I4 và các I5, I3, I2, I1 Vận dụng công thức P = I2.R để tính công suất của các bóng còn lại b) Ta tìm mối liên hệ I4 và các I5, I3, I2, I1 Vận dụng công thức R = P/ I2 để tính điện trở của các bóng đèn
2. Dạng 2: Tìm giá trị định mức của bộ bóng đèn Định nghĩa định mức của bộ bóng đèn là giá trị của hiệu điện thế, cường độ dòng điện và công suất của bộ bóng đèn sao cho trong bộ không có bóng đèn nào hoạt động quá định mức riêng. Ví dụ : Cho 3 bóng đèn có ghi: Đ1(110V-100W); Đ2(110V-25W); Đ3(220V-60W). Tìm hiệu điện thế định mức của bộ và công suất thực tế của mỗi bóng là bao nhiêu trong các trường hợp sau: a, Ba bóng mắc nối tiếp. b, Ba bóng mắc song song c, Một bóng ghép song song với bộ 2 bóng kia mắc nối tiếp. d, Một bóng ghép nối tiếp với bộ 2 bóng kia mắc song song.
3. Dạng 3: Các vấn đề thường gặp về bài toán cực trị * Áp dụng bất đẳng thức Côsi: (a,b dương) + Dấu “=” xảy ra khi a=b, cần chọn a và b sao cho tích a.b = const. + Khi tích 2 số không đổi, tổng nhỏ nhất khi 2 số bằng nhau. + Khi tổng 2 số không đổi, tích 2 số lớn nhất khi 2 số bằng nhau. Khi sử dụng bất đẳng thức Côsi thì ta phải chọn a,b sao cho tổng hoặc tích hai số không đổi. * Sử dụng tam thức bậc 2: f(x) = ax2 + bx + c Khi a > 0 biểu thức đạt cực tiểu tại x = - b/2a. Khi thay vào ta sẽ tìm được f(-b/2a) Khi a < 0 biểu thức đạt cực đại tại x = - b/2a. Khi thay vào ta sẽ tìm được f(-b/2a)
4. Vấn đề 1: Cực trị điện trở Ví dụ 1: Một dây dẫn đồng chất tiết diện đều có điện trở R. Người ta uốn dây thành vòng tròn rồi mắc vào hiệu điện thế U, nhờ điểm A cố định trên vòng tròn nối với cực dương, còn điểm B trượt trên vòng tròn nối với cực âm (Như hình vẽ bên). Tìm vị trí của B để điện trở của đoạn mạch AB đạt giá trị lớn nhất, nhỏ nhất? Hãy tính giá trị đó. *) Để (Rtđ) đạt Min R1=0 Rtđ=0 *) Để (Rtđ) đạt Max. Theo BĐT CôSi ta có: 2 Vậy: (Rtđ) đạt Max = R /4 Đạt được khi
5. Vấn đề 2 : Cực trị công suất Bước 1 : Lập biểu thức tính công suất : và đặt điều kiện. Bước 2: Phân tích biểu thức tính công suất và đưa ẩn xuống mẫu( tử số chỉ chứa hằng số) Bước 3: Áp dụng bất đẳng thức côsi, tam thức bậc hai để suy ra điều kiện cực trị của công suất. Bước 4: Đối chiếu điều kiện và kết quả.
6. Bài 1 : Cho mạch điện (hình vẽ) Đặt vào hai điểm A, B hiệu điện thế không đổi UAB = U = 12V. Cho R1 = 24Ω, biến trở có giá trị R2 = 18Ω, R3 = 9Ω, R4 = 6Ω, R2 = 18Ω, Ra = 0. a, Tính RAB . b, Tính số chỉ Ampe kế. c, Phải thay đổi giá trị của biến trở như thế nào để công suất tiêu thụ trên R2 lớn nhất ? Tính giá trị lớn nhất đó.
7. Phân tích và hướng dẫn giải : a, Sơ đồ mạch : R1 //R5 // {(R2//R3)ntR4} nên RAB = 4,8Ω. b, I = U/RAB = 2,5A, I1 = U/R1 = 0,5A nên số chỉ của ampe kế là : IA = I – I1 = 2A. c, Khi R2 thay đổi thì : R234 = R23 +R4 = Công suất toả nhiệt trên R2 là : P2 = P2max khi R2 = 18/5 = 3,6Ω khi đó: P2max = 3,6W.
8. Bài 2. Cho mạch điện như hình vẽ. U = 16V, R0 = 4Ω, R1 = 12Ω, Rx là giá trị tức thời của một biến trở có giá trị đủ lớn, ampe kế A và dây nối có điện trở nhỏ. a, Tính Rx sao cho công suất tiêu thụ trên đó bằng 9W. b, Với giá trị nào của RX thì công suất tiêu thụ trên nó là cực đại ? Tính công suất đó.
9. Phân tích và hướng dẫn giải : a, Công suất tiêu thụ trên Rx là : (1) Dòng điện mạch chính I là : (2) Với (3) thay (3) vào (2) ta được : (4) Thay (4) vào (1) : (5) Thay số vào (5) ta được : (6) có 2 nghiệm : Rx = 9Ω và Rx = 1Ω đều thoả mãn. b, Theo cô si : Dấu bằng xảy ra khi : Rx = 3Ω, khi đó PXmax = 12W.
10. Biện pháp 3: Giáo viên giao bài tập về nhà cho HS . Bài 1. Cho mạch điện như hình 1. Biết R1 = 4 , R2 = 8 , R3 = 12 , Rx là một biến trở. Điện trở của vôn kế V vô cùng lớn. Hiệu điện thế giữa hai đầu AB luôn được duy trì 20V. a. Tính công suất toả nhiệt của mạch AB khi Rx = 6 ? b. Tìm giá trị của điện trở Rx khi vôn kế V chỉ 4V?
11.  Bài 4. Cho mạch điện như hình vẽ. R1=10 ; R2= 4 ; R3= R4=12 ; Ampe kế có điện trở Ra=1 , Rx là một biến trở, U không đổi. Bỏ qua điện trở các dây nối và khóa K. a) K đóng, thay đổi giá trị của Rx đến khi công suất tiêu thụ trên Rx đạt cực đại thì ampe kế chỉ 3A. Xác định hiệu điện thế U. K mở, giữ nguyên giá trị của Rx ở câu a. Xác định số chỉ của ampe kế
12. Bài 5. Cho mạch điện như hình vẽ. U=8V, r =2  , R2=3 , MN là một biến trở có điện trở toàn phần bằng 3 . Đèn có điện trở R1=3 và chịu được hiệu điện thế cực đại gấp 1,2 lần hiệu điện thế định mức. Ampe kế, khóa K và các dây nối có điện trở không đáng kể, coi điện trở của đèn không phụ thuộc vào nhiệt độ. 1) Mở khóa K. Xác định vị trí của con chạy C trên biến trở để ampe kế chỉ 0,6A. 2) Đóng khóa K a) Xác định vị trí của con chạy C để công suất tiêu thụ trên biến trở bằng 0,6W. b) Di chuyển con chạy C thì đèn luôn sáng và có một vị trí độ sáng của đèn đạt tối đa. Xác định công suất định mức của đèn.
13. Biện pháp 4: GV thường xuyên kiểm tra, động viên, khích lệ HS Một biện pháp quan trọng nữa để đảm bảo công tác hướng dẫn học ở nhà có kết quả là cần có những biện pháp kiểm tra, động viên, khích lệ kịp thời và phù hợp: + Kiểm tra việc làm bài tập về nhà. + Cho điểm khuyến khích những học sinh có nhiều cố gắng hoặc chuyển biến trong học tập
14. Kết quả đạt được sau khi triển khai: Kết quả khảo sát chất lượng đội tuyển vật lí phần công, công suất điện trong các năm học 2014 – 2015, 2015 – 2016, 2016 -2017: Năm Tổng Giỏi Khá Trung bình Yếu Kém học số HS SL Tỉ lệ SL Tỉ lệ SL Tỉ lệ SL Tỉ lệ SL Tỉ lệ 2014- 6 2 33,3% 3 50,0% 1 16,7% 0 0% 0 0% 2015 2015- 6 2 33,3% 4 66,7% 0 0% 0 0% 0 0% 2016 2016- 14,30 7 2 28,6% 4 57,1% 1 0 0% 0 0% 2017 % Sau khi tiến hành nghiên cứu áp dụng trên đội tuyển HSG năm học 2017 – 2018, 2018 – 2019, 2019 - 2020, : Năm Tổng Giỏi Khá Trung bình Yếu Kém học số HS SL Tỉ lệ SL Tỉ lệ SL Tỉ lệ SL Tỉ lệ SL Tỉ lệ 2017- 7 4 57,1% 3 42,3% 0 0% 0 0% 0 0% 2018 2018- 8 4 50,0% 4 50,0% 0 0% 0 0% 0 0% 2019 2019- 8 5 62,5% 3 37,5% 0 0% 0 0% 0 0% 2020
15. c)Điều chỉnh, bổ sung sau thực nghiệm + Cần tăng thời gian bồi dưỡng đối với chuyên đề công, công suất điên + Gắn bài tính công, công suất vào các bài toán tổng hợp
16. 4. Kết luận Từ kết quả nghiên cứu trên tôi đã rút ra những bài học kinh nghiệm sau: - Việc phân loại các dạng bài tập và hướng dẫn HS làm tốt các dạng bài tập đã giúp cho GV nắm vững mục tiêu, chương trình từ đó nâng cao chất lượng giảng dạy môn vật lí. - Giúp GV không ngừng tìm tòi, sáng tạo những phương pháp phân loại và giải bài tập phù hợp với đối tượng HS, từ đó nhằm nâng cao trình độ chuyên môn và nghiệp vụ của người GV.
17. PHẦN III. MINH CHỨNG VỀ HIỆU QUẢ CỦA BIỆN PHÁP Kết quả khảo sát chất lượng đội tuyển vật lí phần công, công suất điện trong các năm học 2014 – 2015, 2015 – 2016, 2016 -2017: Năm Tổng Giỏi Khá Trung bình Yếu Kém học số HS SL Tỉ lệ SL Tỉ lệ SL Tỉ lệ SL Tỉ lệ SL Tỉ lệ 2014- 6 2 33,3% 3 50,0% 1 16,7% 0 0% 0 0% 2015 2015- 6 2 33,3% 4 66,7% 0 0% 0 0% 0 0% 2016 2016- 14,30 7 2 28,6% 4 57,1% 1 0 0% 0 0% 2017 % Sau khi tiến hành nghiên cứu áp dụng trên đội tuyển HSG năm học 2017 – 2018, 2018 – 2019, 2019 - 2020, : Năm Tổng Giỏi Khá Trung bình Yếu Kém học số HS SL Tỉ lệ SL Tỉ lệ SL Tỉ lệ SL Tỉ lệ SL Tỉ lệ 2017- 7 4 57,1% 3 42,3% 0 0% 0 0% 0 0% 2018 2018- 8 4 50,0% 4 50,0% 0 0% 0 0% 0 0% 2019 2019- 8 5 62,5% 3 37,5% 0 0% 0 0% 0 0% 2020
18. Từ năm 2014 đến năm 2017 không có học sinh tham gia thi HSG cấp Tỉnh môn Vật lý Từ năm 2017 – 2018 đến nay số lượng học sinh tham gia thi HSG cấp Tỉnh môn Vật lý liên tục tăng lên và đạt giải cao. Cụ thể Năm học Số HS tham gia Kết quả đạt được 2017 - 2018 3 1 giải Nhất, 2 giải Nhì 2018 - 2019 2 1 giải Khuyến Khích 2019 - 2020 3 1 giải Nhì, 1 giải Khuyến Khích Kết quả thi THPT Chuyên : Năm học Số HS đỗ 2015 – 2016 1 2016 - 2017 4 2017 - 2018 4 2018 - 2019 3 2019 - 2020 5
19. Kết quả trên đã khẳng định việc áp dụng “Biện pháp giải bài tập phần công và công suất điện để nâng cao chất lượng HSG môn Vật lí 9 phần ” đã góp phần nâng cao chất lượng bồi dưỡng HSG Vật lý trường THCS Suối Hoa.
20. PHẦN IV- CAM KẾT: Với trải nghiệm đã thực hiện trong năm học trước cho kết quả đáng khích lệ tôi xin mạnh dạn báo cáo“Biện pháp giải bài tập phần công và công suất điện để nâng cao chất lượng HSG môn Vật lý 9 phần ”với sự say mê và tâm huyết của bản thân, tôi xin cam kết không sao chép hoặc vi phạm bản quyền; Các biện pháp đã triển khai thực hiện và minh chứng về sự tiến bộ của học sinh là trung thực.