Tiêu đề HSG 9 Lí Chuyên đề Xác định các đại lượng bằng thực nghiệm.pdf ✅

Trang 1 CHỦ ĐỀ: ĐIỆN HỌC CHUYÊN ĐỀ: XÁC ĐỊNH CÁC ĐẠI LƢỢNG BẰNG THỰC NGHIỆM A. KIẾN THỨC CẦN NHỚ 1. Định luật Ohm Cường độ dòng điện chạy qua một đoạn dây dẫn tỉ lệ thuận với hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn dây dẫn và tỉ lệ nghịch với điện trở của nó. U I R  Trong đó: I (A) là cường độ dòng điện chạy qua đoạn dây dẫn; U (V) là hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn dây dẫn; R (Ω) là điện trở của đoạn dây dẫn. 2. Công thức tính điện trở Điện trở của đoạn dây dẫn kim loại hình trụ có chiều dài l và tiết diện S được xác định bởi công thức: R S   Trong đó: R (Ω) là điện trở của đoạn dây dẫn; l (m) là chiều dài đoạn dây dẫn; S (m2 ) là tiết diện của dây dẫn; ρ (Ω.m) là điện trở suất của vật liệu làm dây dẫn. 3. Đoạn mạch nối tiếp Trong đoạn mạch mắc nối tiếp: - Cường độ dòng điện có giá trị như nhau tại mọi điểm: 1 2 3 ... n I I I I     - Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch bằng tổng hai hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở thành phần: 1 2 ... U U U U     n - Điện trở tương đương của đoạn mạch bằng tổng các điện trở thành phần: 1 2 ... R R R R t n đ     4. Đoạn mạch song song
Trang 2 Trong đoạn mạch song song: - Tổng cường độ dòng điện trong các nhánh bằng cường độ dòng điện chạy trong mạch chính: 1 2 ... n I I I I     - Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch mắc song song bằng hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi đoạn mạch rẽ: 1 2 ... U U U U     n - Điện trở tương đương được tính theo công thức: 1 2 1 1 1 R R R tđ   5. Cấu tạo, cách sử dụng và vai trò của các dụng cụ thí nghiệm a. Vôn kế - Cấu tạo: Vôn kế là một thiết bị đo điện áp giữa hai điểm trong mạch điện. Nó thường có một kim chỉ thị hoặc màn hình số để hiển thị giá trị điện áp. - Cách sử dụng: Vôn kế được kết nối song song với phần của mạch mà bạn muốn đo điện áp. Khi sử dụng, cần chú ý đến cực tính của vôn kế (cực dương và cực âm) để đảm bảo kết quả đo chính xác. - Vai trò: Đo điện áp giúp xác định sự chênh lệch điện thế giữa hai điểm, từ đó kiểm tra tình trạng hoạt động của các linh kiện điện trong mạch. b. Ampe kế - Cấu tạo: Ampe kế được thiết kế để đo dòng điện chạy qua mạch. Giống như vôn kế, nó có kim chỉ thị hoặc màn hình số. - Cách sử dụng: Ampe kế được nối tiếp với phần mạch điện mà bạn muốn đo dòng điện. Khi sử dụng, cần đảm bảo rằng thiết bị có khả năng chịu được cường độ dòng điện lớn nhất có thể chạy qua mạch.
Trang 3 - Vai trò: Ampe kế giúp đo cường độ dòng điện trong mạch, từ đó kiểm tra hoạt động của các linh kiện và hệ thống điện. c. Biến trở - Cấu tạo: Biến trở là một điện trở có thể thay đổi giá trị. Nó thường gồm một dây điện trở và một tiếp điểm có thể di chuyển để điều chỉnh độ dài của dây dẫn. - Cách sử dụng: Biến trở được sử dụng để điều chỉnh dòng điện hoặc điện áp trong mạch. Bạn có thể xoay núm hoặc điều chỉnh trượt để thay đổi giá trị điện trở, từ đó điều chỉnh dòng điện hoặc điện áp. - Vai trò: Biến trở đóng vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh độ sáng của đèn, tốc độ của động cơ, hoặc các ứng dụng tương tự. d. Công tắc - Cấu tạo: Công tắc là một thiết bị đơn giản có khả năng đóng hoặc mở mạch điện. Nó gồm có một bộ phận chuyển động (thường là cần gạt hoặc nút bấm) để đóng hoặc ngắt mạch. - Cách sử dụng: Công tắc được đặt trong mạch để dễ dàng điều khiển việc đóng mở mạch điện. Chỉ cần bật hoặc tắt công tắc để đóng hoặc ngắt mạch. - Vai trò: Công tắc cho phép người dùng dễ dàng điều khiển dòng điện trong mạch, chẳng hạn như bật hoặc tắt đèn, máy móc, hoặc thiết bị điện tử. e. Dây dẫn - Cấu tạo: Dây dẫn thường là các sợi dây kim loại (như đồng hoặc nhôm) được bọc trong lớp cách điện (nhựa hoặc cao su). - Cách sử dụng: Dây dẫn được sử dụng để nối các linh kiện điện tử trong mạch, giúp truyền dòng điện từ nguồn đến các thiết bị điện. - Vai trò: Dây dẫn là thành phần không thể thiếu trong bất kỳ mạch điện nào, nó giúp kết nối các phần tử trong mạch và cho phép dòng điện di chuyển qua lại giữa các linh kiện. B. PHƢƠNG PHÁP CHUNG Bước 1: Với các dụng cụ đã cho, tìm cách xác định sơ đồ mạch điện và các cách mắc của các dụng dụ và điện trở trong mạch điện cho phù hợp. Cần lưu ý các sử dụng ampe kế và
Trang 4 vôn kế theo đúng quy tắc, sao cho ampe kế phải được mắc nối tiếp, vôn kế phải được mắc song song đồng thời phải xác định rõ các dụng cụ đo có điện trở như thế nào và ảnh hưởng gì đến kết quả của các phép đo. Bước 2: Xác định các biểu thức của cường độ dòng điện, hiệu điện thế theo kết quả đo của các dụng cụ và theo điện trở của cả mạch điện hoặc của đoạn mạch nào đó trong mạch điện đã được thiết kế theo định luật ôm. Bước 3: Lập luận về mặt toán học để rút ra mối quan hệ giưa đại lượng cần tính toán( điện trở) với các đại lượng đo đặc được bằng dụng cụ đã cho (cường độ dòng điện, hiệu điện thế) - Trình bày phương án thực nghiệm: Bước 4: Tiến hành lựa chọn các dụng cụ đã cho và mắc theo sơ đồ đã được thiết kế và tính toán (nếu có) Bước 5: Lặp lại các bước thực hiện trên từ 3 đến 5 lần để có các giá trị tương ứng (x2; x3 ... xn) rồi lấy giá trị trung bình cho chính xác. Chú ý: + Để kết quả đo cuối cùng được chính xác thì trong mỗi lần đo các số liệu cần thao tác sao cho có thể hạn chế tối đa sai số của phép đo. + Trong mỗi dạng bài toán, nếu thay đổi đại lượng cần xác định thì cách giải hoàn toàn tương tự. Nếu thay đổi các dụng cụ thí nghiệm hoặc điều kiện thì cách giải có thể trở nên hoàn toàn khác ở một số bước. C. CÁC DẠNG BÀI TẬP TỰ LUẬN Dạng 1. Vẽ mạch điện I. Phƣơng pháp giải: - Xác định yêu cầu của bài toán: Đọc kỹ đề bài để hiểu rõ yêu cầu, như việc mắc nối tiếp, song song, hay phối hợp giữa các dụng cụ điện (như đèn, pin, công tắc, vôn kế, ampe kế, v.v.). - Xác định cách mắc các dụng cụ + Mắc nối tiếp: Các dụng cụ được mắc liên tiếp nhau trên cùng một đường dây, dòng điện chỉ có một đường đi.