Giáo án môn Vật lí Lớp 11 - Bài 9: Định luật Ôm đối với toàn mạch - Đặng Thị Thêm

BÀI 9. ĐỊNH LUẬT ÔM ĐỐI VỚI TOÀN MẠCH (tiết 1)
Mục tiêu
Kiến thức
Nêu được nội dung định luật Ôm đối với toàn mạch.
Thiết lập được biểu thức định luật Ôm đối với toàn mạch.
Nêu được định nghĩa độ giảm thế.
Nêu được hiện tượng đoạn mạch xảy ra khi nào.
Nhận xét được định luật Ôm đối với toàn mạch hoàn toàn phù hợp với định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng.
Viết được công thức tính hiệu suất của nguồn điện.
Kỹ năng
Vận dụng được nội dung của bài học định luật Ôm đối với toàn mạch vào giải các bài tập có liên quan.
Thái độ
Có niềm đam mê, hứng thú với môn học.
Hăng hái phát biểu ý kiến xây dựng bài.
Thái độ nghiêm túc trong quá trình học tập.
Biết cách hợp tác để cùng nhau giải quyết công việc
 Định hướng phát triển năng lực
Năng lực giao tiếp và hợp tác ( thông qua việc cùng nhau thảo luận giải bài tập trên phiếu học tập)
Năng lực giải quyết vấn đề (thông qua việc đề ra giải pháp khắc phục khi hiện tượng đoạn mạch xảy ra )
Năng lực tự học (thông qua việc làm bài tập, hoạc bài cũ ở nhà)
 Phương pháp và phương tiện dạy học
Về phương pháp:
Sử dụng phương pháp thuyết trình kết hợp với đàm thoại nêu vấn đề
Về phương tiện dạy học:
Sách giáo viên, sách giáo khoa, thước kẻ, đồ dùng dạy học
Chuẩn bị:
Giáo viên:
Phiếu học tập
Học sinh
Ôn lại bài định luật Ôm cho đoạn mạch chỉ chứa điện trở thuần R (lớp 9)
Ôn lại kiến thức bài định luật Jun – Len- xơ, công của nguồn điện (bài cũ)
Tiến trình dạy học
Ổn định lớp học: (2 phút)
Kiểm tra sĩ số lớp học, ổn định trật tự lớp học
Kiểm tra bài cũ: (7 phút)
GV: Câu 1. Hãy phát biểu nội dung và biểu thức của định luật Jun – Len xơ
HS: Nhiệt lượng tỏa ra ở một vật tỉ lệ thuận với điện trở của vật dẫn, với bình phương cường độ dòng điện và với thời gian dòng điện chạy qua vật dẫn đó.
GV: Câu 2. Công của nguồn điện có mối liên hệ gì với điện năng tiêu thụ trong mạch kín? Viết công thức tính công và công suất điện
HS: Công của nguồn điện bằng điện năng tiêu thụ trong mạch điện kín.
Biểu thức: Ang = q. 
Công suất của nguồn điện:
P = 
Hoạt động cụ thể
STT
Nội dung
Thời gian
Phương tiện
Hoạt động 1
Khởi động 
5 phút
Phấn viết
Hoạt động 2
Thiết lập lại biểu thức định luật Ôm đối với toàn mạch 
12 phút
Phấn viết
Hoạt động 3
Nhận xét
15 phút
Phấn viết
Hoạt động 3
Củng cố, luyện tập, vận dụng 
5 phút
Phiếu học tập
Tiến trình hoạt động
Hoạt động 1. Khởi động ( 5hút)
Mục tiêu: Học sinh biết được các nội dung cơ bản của bài học cần đạt được, tạo tâm thế cho học sinh đi vào tìm hiểu bài mới.
Phương pháp dạy học: dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình
Định hướng phát triển năng lực: Giải quyết vần đề, năng lực hợp tác, năng lực xử lý tình huống, năng lực giao tiếp, năng lực nhận thức, điều chỉnh hành vi, tư duy sáng tạo
Đặt vấn đề:
Hoạt động giáo viên
Hoạt động học sinh
-Vẽ đoạn mạch chỉ gồm điện trở thuần R. Có dòng điện không đổi I chạy qua.
?. Hãy viết biểu thức toàn mạch cho định luật Ôm chỉ chứa điện trở thuần R.
- Để duy trì dòng điện trong mạch, ta mắc nối tiếp 2 đầu đoạn mạch một nguồn điện có suất điện động E và điện trở trong r, ta được mạch điện kín. 
Khi đó định luật Ôm chỉ chứa điện trở R có còn phù hợp với mạch điện này. Vậy định luật Ôm biểu thị mối liên hệ giữa cường độ dòng điện và suất điện động E, điện trở R sẽ được phát biểu như thế nào? Chúng ta cùng nghiên cứu bài học ngày hôm nay: Bài 9. ĐỊNH LUẬT ÔM ĐỐI VỚI TOÀN MẠCH
- Trả lời biểu thức định luật Ôm chỉ chứa điện trở thuần R
 I = 
-Theo dõi
	NỘI DUNG GHI BẢNG
BÀI 9. ĐỊNH LUẬT ÔM CHO TOÀN MẠCH
Hoạt động 1. Thiết lập định luật Ôm đối với toàn mạch (12 phút)
Mục tiêu: Học sinh nêu được nội dung định luật Ôm cho toàn mạch
Phương pháp dạy học: Dạy học theo nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề
Định hướng phát triển năng lực: Giải quyết vần đề, năng lực hợp tác, năng lực xử lý tình huống, năng lực giao tiếp.
NỘI DUNG GHI BẢNG
1.Định luật Ôm đối với toàn mạch
A = qx = xIt
-Nhiệt lượng tỏa ra ở điện trở trong r, điện trở ngoài R trong thời gian t:
Q = RI2t + rI2t
Phát biểu: 
Cường độ dòng điện trong mạch kín tỉ lệ thuận với suất điện động của nguồn, tỉ lệ nghịch với điện trở toàn phần trong mạch
-Biểu thức
I = 
Hoạt động của Giáo viên
Hoạt động của Học Sinh
-Xét một mạch điện kín gồm: Nguồn (điện trở suất x, điện trở trong r) và điện trở R như hình vẽ
- Giả sử cường độ dòng điện chạy trong mạch I, trong thời gian t có điện lượng q=I.t chuyển qua mạch nguồn đã thực hiện.
? Nêu biểu thức tính công của nguồn điện trong trường hợp này.
- Nhiệt lương tỏa ra ở điện trở ngoài R và điện trở trong r trong thời gian t.
?. Nêu biểu thức tính nhiệt lượng tỏa ra ở điện trở trong r, điện trở ngoài R trong thời gian t.
-Như vậy năng lượng do nguồn cung cấp là A, năng lươngtiêu thụ trên toàn mạch là Q.
Theo định luật bảo toàn năng lương ta có mối quan hệ giữa A và Q như nhế nào?
- Năng lượng tiêu thụ trên toàn mạch bằng năng lương do nguồn cung cấp nghĩa là
 A= Q
ó xIt = RI2t + rI2t 
ó x = IR + Ir (1)
x = I(R + r) (2) 
- Ta gọi I.R là độ giảm điện thế mạch ngoài, I.r là độ giảm điện thế mạch trong.
? Từ (1) em có nhận xét gì về mối liên hệ về suất điện động và độ giảm điện thế ở mạch ngoài và ở mạch trong.
? Từ (2) em hãy rút ra biểu thức tính cường độ dòng điện I.
-Ta gọi R+r là điện trở toàn phần của mạch.
? Biểu thức tính cường độ dòng điện này chính là định luật Ohm cho toàn mạch. Mời 1 bạn nêu nội dung định luật Ohm cho toàn mạch.
- Biểu thức tính công của nguồn điện:
A = qx = xIt
- Biểu thức tính nhiệt lượng tỏa ra ở điện trở trong r, điện trở ngoài R trong thời gian t:
Q = RI2t + rI2t
- Theo định luật bảo toàn năng lương ta có mối quan hệ giữa A và Q: Năng lượng tiêu thụ trên toàn mạch bằng năng lương do nguồn cung cấp nghĩa là A= Q
-NX: Suất điện động của nguồn điện có giá tri bằng tổng các độ giảm điện thế ở mạch ngoài và mạch trong.
- Biểu thức tính cường độ dòng điện I:
I = 
- Nội dung định luật Ohm cho toàn mạch: Cường độ dòng điện chạy trong mạch điện kín tỉ lệ thuận với suất điện động của nguồn điện và tỉ lệ nghịch với điện trở toàn phần của mạch điện.
Hoạt động 3. Nhận xét (15 phút)
NỘI DUNG GHI BẢNG
III. Nhận xét
1. Hiện tượng đoản mạch
Hiện tượng đoản mạch xảy ra khi RN ≈ 0
- Cường độ dòng điện khi đó: I = 
+Khi pin (điện trở trong r lớn) bị đoản mạch thì I không lớn lắm, nhưng pin sẽ mau hết điện.
+Khi acquy (điện trở trong nhỏ) bị đoản mạch thì I rất lớn, acquy bị hỏng.
3.Định luật ôm đối với toàn mạch và định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng
- Công của nguồn điện:
A = xIt
-Nhiệt lượng tỏa ra trên toàn mạch:
Q = (R+r)I2t 
-Theo định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng: A=Q
xIt = (R+r)I2t => x = (R+r)I
=> I = 
3. Hiệu suất của nguồn điện
H = = 
Hoạt động giáo viên
Hoạt động học sinh
?.Tìm hiểu SGK và cho biết hiện tượng đoản mạch xảy ra khi nào.
? Khi đó cường độ dòng điện phụ thuộc vào những yếu tố nào.
? Tại sao khi đoản mạch xảy ra sẽ rất có hại. 
-Ta lấy ví dụ với pin và acquy
+Khi pin (điện trở trong r lớn) bị đoản mạch thì I không lớn lắm, nhưng pin sẽ mau hết điện.
+Khi acquy (điện trở trong nhỏ) bị đoản mạch thì I rất lớn, acquy bị hỏng.
? Khi đoản mạch xảy ra sẽ rất có hại, ví dụ như cháy nổ thì có cách gì để hạn chế tác hại không.
?Hãy nêu biểu thức công của nguồn điện sinh ra trên mạch kín và biểu thức định luật Jun- Lenxo.
-Theo định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng: A=Q. Chúng ta tìm I:
xIt = (R+r)I2t => x = (R+r)I
=> I = 
? Hãy nhận xét về mối liên hệ định luật Om đối với toàn mạch với định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng.
-Công toàn phần của nguồn điện (A = xIt ) bằng tổng công của dòng điện sản ra ở mạch ngoài và mạch trong. Vậy Công của dòng điện sản ra ở đâu là công có ích?
- Acó ích = xIt – rI2t = RI2t 
- Các em thảo luận nhóm xây dựng công thức tính hiệu suất của nguồn điện.
TL: Hiện tượng đoạn mạch xảy ra khi RN 0
TL: Khi đó I = : Cường độ dòng điện phụ thuộc vào suất điện động và điện trở trong của nguồn.
TL: Vì dòng điện qua mạch rất lớn
- Lắp đặt cầu dao, cầu chì, aptomat
- Biểu thức công của nguồn điện sinh ra trên mạch kín:
A= xIt
-Biểu thức định luật Jun- Lenxo:
Q= RI2t
-Theo dõi
-Nhận xét: Định luật Ôm đối với toàn mạch hoàn toàn phù hợp với định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng.
- Công của dòng điện sản ra ở mạch ngoài là có ích:
Acó ích = xIt – rI2t = RI2t 
- Hiệu suất của nguồn điện:
H = = 
Hoạt động 3. Củng cố, luyện tập, vận dụng (5 phút)
Mục tiêu: Học sinh vận dụng được nội dung đã học vào giải bài tập trên phiếu học tập
Phương pháp dạy học: Dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dùng trực quan.
Định hướng phát triển năng lực: Giải quyết vần đề, năng lực hợp tác, năng lực xử lý tình huống, năng lực giao tiếp, năng lực nhận thức, điều chỉnh hành vi, tư duy sáng tạo
Hoạt động giáo viên
Hoạt động học sinh
-Sau bài học ta cần trình bày được:
1. Định luật ohm cho toàn mạch
I = 
2.Hiện tượng đoản mạch
Hiện tượng đoản mạch xảy ra khi RN ≈ 0
- Cường độ dòng điện khi đó: I = 
3. Hiệu suất của nguồn điện
H = = 
-Phát phiếu học tập yêu cầu học sinh về làm để tiết bài tập chữa.
-Quan sát, ghi nhớ
-Nhận phiếu học tập.
PHIẾU HỌC TẬP
Bài 1: Một nguồn điện có điện trở trong 0,1Ω được mắc với điện trở 4,8Ω thành mạch kín. Khi đó hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện là 12V. Tính suất điện động của nguồn và cường độ dòng điện trong mạch.
Bài 2: Cho mạch điện như hình vẽ: 
Biết E = 4,5V; r = 1Ω; R1 = 3Ω; R2 = 6Ω
a/ Tính cường độ dòng điện qua mạch chính và các điện trở.
b/ Công suất của nguồn, công suất tiêu thụ ở mạch ngoài, công suất hao phí và hiệu suất của nguồn.
Bài 3: Cho mạch điện như hình vẽ: 
Biết E =12V; r = 1Ω; R1 = 6Ω; R2 = R3 = 10Ω
a/ Tính cường độ dòng điện chạy trong mạch và hiệu điện thế hai đầu mỗi điện trở.
b/ Tính điện năng tiêu thụ của mạch ngoài trong 10 phút và công suất tỏa nhiệt ở mỗi điện trở.
ĐÁP ÁN PHIẾU HỌC TẬP
Bài 1: 
Tóm tắt:
r = 0,1Ω 
 R = 4,8Ω 
U = 12V
Tìm , I
Giải
Từ định luật ôm cho toàn mạch :
I = 
 = I (R+r)
 = (R+r) = 12,25 V
Cường độ dòng điện trong mạch:
I = = 2,5 A
Bài 2: 
R1//R2
 => RN = 2 Ω
Định luật ôm cho toàn mạch:
I = = 1,5 A
Hiệu điện thế mạch ngoài: 
U= I.RN = 3V
b) Công suất của nguồn là: 
P = EI = 6,75W
Công suất tiêu thụ mạch ngoài là: 
P’ = UI = 4,5 W
Công suất hao phí là: 
P – P’ = 2,25 W
Hiệu suất của nguồn là: 
H = = = 67 %
Bài 3: 
R2//R3
 => R23 = 5 Ω
R1 nt R23 
R23 = R2 + R3 = 11 Ω
Định luật ôm cho toàn mạch:
I = = 1 A
U = Ỉ = 11 Ω
R1 nt R23 => I = I1 =I23 = 1A
U1 = I1R1 = 6V
U23 = I23R23 = 5V
R2//R3 => U23 = U2 = U3 = 5V
b)Điện năng tiêu thụ của mạch ngoài trong 10 phút: 
A= UIt = 6600J
Công suất tỏa nhiệt ở mỗi điện trở: 
P1 = U1I1 = 6W
P2 =U2I2 = U2 = 2,5 W
P3= U3I3 = U3 = 2,5 W
5 .Bài tập về nhà:
Yêu cầu học sinh về nhà làm các bài tập: 4, 5, 6, 7 trang 54 SGK
Yêu cầu HS làm 3 bài tập trong phiếu học tập.
6.Rút kinh nghiệm
 ....