Bài giảng môn Vật lí Lớp 11 - Bài 9: Định luật Ôm đối với toàn mạch (Bản chuẩn kĩ năng)

CHÀO QUÝ THẦÂY CÔ VÀ CÁC EM HỌC SINH 
Kiểm tra bài cũ 
Câu hỏi 
1 
2 
Câu 1: 
Phát biểu định luật Jun- len - xơ ? Viết biểu thức của định luật ? 
Câu 2: 
Viết công thức tính công của nguồn điện ? 
Đáp án 
Câu 1: 
 Nhiệt lượng toả ra ở một vật dẫn 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 . 
 Q = RI 2 t 
Câu 2: 
 A ng = q = It 
BÀI 9. ĐỊNH LUẬT ÔM ĐỐI VỚI TOÀN MẠCH 
Tìm mối quan hệ giữa cường độ dòng điện chạy trong mạch kín với điện trở trong của nguồn điện cũng như với các yếu tố khác của mạch điện . 
Toàn mạch là mạch điện kín đơn giản như hình vẽ : 
 + - 
A B 
R N 
I 
,r 
I. THÍ NGHIỆM 
* Mắc mạch điện như hình vẽ : 
 + - 
A B 
R 
I 
,r 
K 
R 0 
A 
V 
I 
* Kết quả thí nghiệm : 
I(A) 
0 
0,10 
0,15 
0,20 
0,25 
0,30 
0,35 
0,40 
U(V) 
3,05 
2,90 
2,80 
2,75 
2,7 
2,55 
2,50 
2,40 
* Điều chỉnh biến trở R để thay đổi điện trở mạch ngoài . Với mỗi giá trị R N cho một cặp giá trị tương ứng của I và U N 
Bảng 1: 
3,2 
3,0 
2,8 
2,6 
2,4 
2,2 
O 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 
U(V) 
I(A) 
Đồ thị : 
- 
Câu hỏi 1: Nhận xét giá trị của I và U ? Dạng đồ thị ? 
II.ĐỊNH LUẬT ÔM ĐỐI VỚI TOÀN MẠCH 
- Hệ thức liên hệ giữa hiệu điện thế mạch ngoài U N và cường độ dòng điện chạy qua mạch kín là : 
U N = U 0 – aI = - aI 
(1) 
a là hệ số tỉ lệ dương . 
U 0 là giá trị cực đại của hiệu điện thế mạch ngoài 
Câu hỏi 2: Trong thí nghiệm ở trên , mạch điện phải như thế nào để cường độ dòng điện I = 0 và tương ứng U = U 0 ? 
=> Mạch ngoài hở 
Câu hỏi 3: Tại sao khi đó U 0 có giá trị lớn nhất và bằng suất điện động của nguồn : 
 U 0 = ? 
=> Độ giảm điện thế mạch trong bằng 0 
- Tìm hiểu ý nghĩa của hệ số a 
Aùp dụng định luật Ôâm cho mạch ngoài chỉ chứa điện trở tương đương R N, , ta có : 
U N = U AB = IR N 
(2) 
Tích cường độ dòng điện và điện trở gọi là độ giảm điện thế -> IR N là độ giảm điện thế mạch ngoài . 
Từ (1) và (2), ta có : 
 = U N + aI = I( R N + a) 
Vậy : a là điện trở trong r của nguồn điện 
Do đó : 
 = I ( R N +r) = IR N + Ir 
(3) 
Vậy : suất điện động của nguồn điện có giá trị bằng 
 độ giảm điện thế ở mạch ngoài và mạch trong 
Từ (3) => 
 U N = IR N = - Ir 
(4) 
I = 
Và : 
(5) 
R N +r : điện trở toàn phần của mạch điện kín 
Định luật : 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 đó . 
Câu hỏi 4 : Từ (4) hãy cho biết trong trường hợp nào thì hiệu điện thế U AB giữa hai cực của nguồn điện bằng suất điện động của nguồn ? 
=> - Mạch ngoài hở I = 0, nếu r khác 0 
- Mọi trường hợp nếu r = 0	 
Câu hỏi 5 : Trả lời câu hỏi C 3 SGK? 
 => I = = = 0,3 A 
U = - Ir = 1,2 V 
III. NHẬN XÉT 
1. Hiện tượng đoản mạch 
Câu hỏi 6 : Ơû công thức (5), I lớn nhất khi nào ? 
=> I lớn nhất khi R N = 0 
Khi đó nguồn điện bị đoản mạch 
I = 
(6) 
Câu hỏi 7: Hãy cho biết vì sao sẽ rất nguy hiểm nếu hiện tượng đoản mạch xảy ra đối với mạng điện ở gia đình . Biện pháp nào được sử dụng để tránh không xảy ra hiện tượng này ? 
=> Vì r rất nhỏ nên I rất lớn , dẫn đến cháy,nổ . 
Biện pháp phòng tránh : dùng cầu chì , cầu dao  
2.Định luật ôm đối với toàn mạch và định luật bảo toàn và chuyển hoá năng lượng . 
- Công của dòng điện sản sinh ra trong mạch kín khi có dòng điện không đổi I chạy qua trong thời gian t là : 
A = It 
(7) 
-Theo định luật Jun – Len – xơ , nhiệt lượng toả ra ở mạch ngoài và mạch trong là : 
Q = ( R N +r )I 2 t 
(8) 
- Theo định luật bảo toàn và chuyển hoá năng lượng , ta có A = Q, do đó từ công thức (7) và(8), ta có : 
 = I(R N + r) và 
I = 
Vậy : ĐL ôm đối với toàn mạch hoàn toàn phù hợp với ĐLBT và chuyển hoá năng lượng 
3. Hiệu suất của nguồn điện 
 có ích 
H = 
(9) 
Câu hỏi 8 : Từ công thức (9), hãy chứng tỏ rằng , trong trường hợp mạch ngoài chỉ gồm điện trở R N thì hiệu suất của nguồn điện có điện trở trong r được tính bằng công thức :  
H = = 
Chứng minh : 
Trong bài này cần nắm được :  - Định luật Ôâm đối với toàn mạch .- Tích cường độ dòng điện và điện trở gọi là độ giảm điện thế.Suất điện động của nguồn điện có giá trị bằng tổng các độ giảm điện thế ở mạch ngoài và mạch trong .- Hiện tượng đoản mạch xảy ra khi nào?Cách phòng tránh ?- Định luật Ôâm đối với toàn mạch hoàn toàn phù hợp với ĐLBT và chuyển hoá năng lượng . 
xin chào quý thầy cô và các em học sinh