Bài giảng Vật lí Lớp 11 - Bài 9: Định luật Ôm đối với toàn mạch (Bản hay)

Chúc thầy , cô giáo và các em mạnh khoẻ 
Kiểm tra bài cũ 
Câu 1: a) Công của dòng đ iện là gì? 
b) Viết biểu thức tính công của dòng đ iện . 
Câu 2: a) Hãy phát biểu , viết biểu thức của đ ịnh luật Jun - Len-xơ. 
b) Chọn phương án đ úng . 
Theo đ ịnh luật Jun – Len - xơ, nhiệt lượng toả ra trên dây dẫn . 
Tỉ lệ với cường độ dòng đ iện qua dây dẫn . 
Tỉ lệ nghịch với bình phương cường độ dòng đ iện . 
Tỉ lệ với bình phương cường độ dòng đ iện . 
 Tỉ lệ với bình phương đ iện trở dây dẫn . 
Bài 13. Đ ịnh luật ôm đ ối với toàn mạch 
1) Đ ịnh luật ôm cho toàn mạch. 
 Xét mạch đ iện kín đơn giản : Gồm nguồn , r và R nh ư hv 
R 
,r 
I 
A B 
G/S dòng đ iện chạy trong mạch có cường độ I, trong thời gian t có đ iện lượng q = I.t chuyển qua mạch. Nguồn đã thực hiện công 
A = q  = It (13.1) 
Nhiệt lượng toả ra ở đ iện trở ngoài R và đ iện trở trong r trong thời gian t. 
Q = RI 2 t + rI 2 t (13.2) 
Biểu thức tính công của nguồn đ iện ? 
Biểu thức tính nhiệt lượng toả ra ở đ iện trở ngoài R và đ iện trở trong r trong thời gian t ? 
Nh ư vậy năng lượng do nguồn cung cấp là A và năng lượng tiêu thụ trên toàn mạch là Q 
	 Năng lượng tiêu thụ trên toàn mạch bằng năng lượng do nguồn cung cấp nghĩa là A = Q 
	Ta gọi I.R là độ giảm đ iện thế ở mạch ngoài , I.r là độ giảm đ iện thế ở mạch trong . 
It = RI 2 t + rI 2 t 
 = IR + Ir (13.3) 
 = I( R + r) (13.4) 
hay 
	 Suất đ iện đ ộng của nguồn đ iện có gi á trị bằng tổng các độ giảm đ iện thế ở mạch ngoài và mạch trong . 
 Cường độ dòng đ iện trong mạch kín tỉ lệ thuận với suất đ iện đ ộng của nguồn đ iện và tỉ lệ nghịch với đ iện trở toàn phần của mạch. 
 (13.5) 
Theo đ ịnh luật bảo toàn năng lượng ta có mối quan hệ giữa A và Q nh ư thế nào ? 
Công thức (13.5) biểu thức đ ịnh luật ôm cho toàn mạch 
Từ (13.3) em có kết luận gì về mối liên hệ giữa suất đ iện đ ộng và độ giảm đ iện thế ở mạch ngoài và ở mạch trong ? 
Từ (13.4) em hãy rút ra biểu thức tính I 
Từ (13.5) em hãy phát biểu nội dung đ ịnh luật Ôm 
Nếu gọi U = I.R là hiệu đ iện thế mạch ngoài 
Nếu r  0, hoặc mạch hở (I = 0)  U =  
U =  - Ir (13.6) 
Em hãy viết lại hệ thức  = IR + Ir (13.3) 
Từ (13.6) Em hãy cho biết trong những trường hợp nào th ì U =  ? 
 Vì vôn kế có đ iện trở vô cùng lớn khi ta đo suất đ iện đ ộng của nguồn đ iện ( khi đ ó mạch coi nh ư để hở  U =  ) 
Em hãy giải thích tại sao ta lại dùng vôn kế để đo suất đ iện đ ộng của nguồn đ iện ? 
V 
, r 
R V   ∞ 
2) Hiện tượng đ oản mạch.  
Nếu R  0 th ì I rất lớn và chỉ phụ thuộc vào  , r 
(13.7) 
	 Nguồn đ iện bị đ oản mạch 
* Lưy ý: 
+ Khi pin bị đ oản mạch (r khoảng vài ôm) dòng đ iện qua pin không lớn lắm nhưng sẽ rất nhanh hết đ iện . 
+ Khi acquy ch ì bị đ oản mạch (r rất nhỏ ) th ì cường độ dòng đ iện qua acquy rất lớn , làm hỏng acquy . 
+ Khi mạch đ iện trong gia đì nh bị đ oản mạch th ì có thể gây hoả hoạn, cháy nổ ... rất nguy hiểm . 
* Để tránh hiện tượng đ oản mạch xảy ra đ ối với mạng đ iện gia đì nh , người ta thường dùng cầu ch ì hoặc atômat mắc nối tiếp trước các tải tiêu thụ . 
Em hãy nêu biện pháp làm giảm nguy hiểm khi xảy ra đ oản mạch trong các mạch đ iện ? 
R 
,r 
I 
A B 
3) Trường hợp mạch ngoài có máy thu đ iện 
	 Gi ả sử trong mạch kín nói trên có thêm máy thu đ iện mắc nối tiếp với đ iện trở R. Máy thu  p , r p . Dòng đ iện I đi vào cực dương của máy thu đ iện 
 -  p = I( R + r + r p ) (13.8) 
hay 
 (13.9) 
 Công thức (13.9) biểu thị đ ịnh luật Ôm đ ối với toàn mạch chứa nguồn và máy thu đ iện mắc nối tiếp 
Năng lượng tiêu thụ trên trên toàn mạch ở đ iện trở R, r ? 
Q = (R + r)I 2 t (a) 
Đ iện năng tiêu thụ trên máy thu trên máy tiêu thụ đ iện ? 
A’=  p It + r p I 2 t (b) 
Theo ĐLBT năng lượng ta có 
Năng lượng do nguồn cung cấp ? 
A =  It (c) 
A = Q + A’ (d) 
Từ (a), (b), (c) và (d) ta đư ợc 
R 
,r 
I 
A B 
 p ,r p 
4) Hiệu suất của nguồn đ iện 
Hiệu suất của nguồn đ iện 
Công của dòng đ iện sản ra ở đâu là công có ích ? 
 Công toàn phần của nguồn đ iện ( A =  It ) bằng tổng công của dòng đ iện sản ra ở mạch ngoài và mạch trong . 
Công của dòng đ iện sản ra ở mạch ngoài là có ích 
( A có ích =  It – rI 2 t = RI 2 t ) 
 (13.10) 
Có ích 
Các em thảo luận nhóm xây dựng công thức tính hiệu suất của nguồn đ iện 
Thảo luận nhóm tr ả lời câu hỏi C2 
Có ích 
Có ích 
Thảo luận nhóm tr ả lời câu hỏi C3 
Bài 13. Đ ịnh luật ôm đ ối với toàn mạch 
1) Đ ịnh luật ôm cho toàn mạch. 
 (13.5) 
2) Hiện tượng đ oản mạch.  
(13.7) 
3) Trường hợp mạch ngoài có máy thu đ iện 
 (13.9) 
4) Hiệu suất của nguồn đ iện 
 (13.10) 
Có ích 
P1: Đối với mạch điện kín gồm nguồn điện với mạch ngoài là điện trở thì hiệu điện thế mạch ngoài 
A .tỉ lệ thuận với cường độ dòng điện chạy trong mạch.  B. tăng khi cường độ dòng đ iện trong mạch tăng . C. giảm khi cường độ dòng đ iện trong mạch tăng . D . tỉ lệ nghịch với cường độ dòng đ iện chạy trong mạch. 
P2: Phát biểu nào sau đây là không đ úng ? 
A. Cường độ dòng đ iện trong đoạn mạch chỉ chứa đ iện trở R tỉ lệ với hiệu đ iện thế U giữa hai đ ầu đoạn mạch và tỉ lệ nghịch với đ iện trở R. B. Cường độ dòng đ iện trong mạch kín tỉ lệ thuận với suất đ iện đ ộng của nguồn đ iện và tỉ lệ nghịch với đ iện trở toàn phàn của mạch. C. Công suất của dòng đ iện chạy qua đoạn mạch bằng tích của hiệu đ iện thế giữa hai đ ầu đoạn mạch và cường độ dòng đ iện chạy qua đoạn mạch đ ó . D. Nhiệt lượng toả ra trên một vật dẫn tỉ lệ thuận với đ iện trở của vật , với cường độ dòng đ iện và với thời gian dòng đ iện chạy qua vật . 
P3: Một nguồn đ iện có đ iện trở trong 0,1 (Ω) đư ợc mắc với đ iện trở 4,8 (Ω) thành mạch kín . Khi đ ó hiệu đ iện thế giữa hai cực của nguồn đ iện là 12 (V). Cường độ dòng đ iện trong mạch là 
Hướng dẫn : 
A. I = 120 (A); 
B. I = 12 (A); 
C. I = 2,44 (A); 
D. I = 25 (A). 
Chúc mừng em 
Em hãy tính lại 
Hướng dẫn : 
Khi R bằng vô cùng th ì I = 0   = U = 4,5 (V) 
P4: Người ta mắc hai cực của nguồn đ iện với một biến trở có thể thay đ ổi từ 0 đ ến vô cực . Khi gi á trị của biến trở rất lớn th ì hiệu đ iện thế giữa hai cực của nguồn đ iện là 4,5 (V). Giảm gi á trị của biến trở đ ến khi cường độ dòng đ iện trong mạch là 2 (A) th ì hiệu đ iện thế giữa hai cực của nguồn đ iện là 4 (V). Suất đ iện đ ộng và đ iện trở trong của nguồn đ iện là  
Khi I = 2 A và U = 4 V   = IR + Ir = U + Ir 
 r =(  - U )/I = 0.25 Ω 
Đ úng rồi 
A.  = 4,5 (V); r = 4,5 (Ω); 
B.  = 4,5 (V); r = 2,5 (Ω). 
C.  = 4,5 (V); r = 0,25 (Ω); 
D.  = 9 (V); r = 4,5 (Ω). 
Sai rồi 
Hướng dẫn về nh à 
Làm các bài tập 1, 2, 3 SGK và 2.35, 2.36, 2.37 SBT 
Các em ôn kĩ bài cũ để giờ sau chúng ta làm bài tập 
Trân trọng cảm ơn thầy , cô giáo và các em !