Bài giảng Vật lí Lớp 11 - Bài 9: Định luật Ôm đối với toàn mạch (Chuẩn kiến thức)

BÀI CŨ 
- Phát biểu nội dung của định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng? 
- Năng lượng không tự nhiên sinh ra mà cũng không tự nhiên mất đi mà chỉ chuyển hóa từ dạng này sang dạng khác hoặc truyền từ vật này sang vật khác. Trong một hệ kín năng lượng là đại lượng được bảo toàn. 
0 
30 
15 
25 
20 
35 
40 
45 
50 
55 
5 
10 
Hết thời gian suy nghĩ. 
Trả lời: 
Trắc nghiệm 
Hãy sử dụng các định luật cơ bản đã được học, áp dụng cho dòng điện không đổi hoàn thành các câu hỏi trắc nghiệm sau. 
D) 
A) 
U 1 = 1 (V). 
U 1 = 8 (V). 
Sai 
Quá cẩu thả. 
C) 
U 1 = 6 (V). 
Không đúng. 
U 1 = 4 (V). 
B) 
Cho đoạn mạch gồm điện trở R 1 = 100 ( ), mắc nối tiếp với điện trở R 2 = 200 (), hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch là 12 (V). Hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở R 1 là: 
Ñuùng roài 
0 
30 
15 
25 
20 
35 
40 
45 
50 
55 
5 
10 
Câu 1: 
D) 
A) 
Công của dòng điện chạy qua một đoạn mạch là công của lực điện trường làm di chuyển các điện tích tự do trong đoạn mạch và bằng tích của hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch với cường độ dòng điện và thời gian dòng điện chạy qua đoạn mạch đó. 
Công suất tỏa nhiệt ở vật dẫn khi có dòng điện chạy qua đặc trưng cho tốc độ tỏa nhiệt của vật dẫn đó và được xác định bằng nhiệt lượng tỏa ra ở vật dẫn đó trong một đơn vị thời gian. 
B) 
Công suất của dòng điện chạy qua đoạn mạch bằng tích của hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch đó. 
Nhiệt lượng tỏa ra trên một vật dẫn tỷ lệ thuận với điện trở của vật dẫn, với cường độ dòng điện và với thời gian dòng điện chạy qua vật. 
C) 
Phát biểu nào sau đây là không đúng? 
Câu 2: 
A) 
B) 
C) 
chuyển hóa nhiệt năng thành điện năng của máy thu. 
chuyển hóa cơ năng thành điện năng của máy thu. 
chuyển hóa điện năng thành nhiệt năng của máy thu. 
chuyển hóa điện năng thành dạng năng lượng khác (không phải là nhiệt năng) của máy thu. 
c) 
 Suất phản điện của máy thu đặc trưng cho sự: 
0 
30 
15 
25 
20 
35 
40 
45 
50 
55 
5 
10 
Câu 3: 
D) 
A = E It. 
A) 
A = E p It. 
C) 
A = E I. 
B) 
A = UIt. 
Công thức xác định công của nguồn điện là: 
0 
30 
15 
25 
20 
35 
40 
45 
50 
55 
5 
10 
Câu 4: 
ĐỊNH LUẬT ÔM ĐỐI VỚI TOÀN MẠCH 
18. Định luật Ôm đối với toàn mạch 
Yêu cầu: 
	Thảo luận nhóm. Vận dụng định luật Jun-Len xơ và định luật bảo toàn năng lượng, thiết lập mối liên hệ giữa suất điện động ( E) của nguồn điện với cường độ dòng điện ( I )trong mạch và điện trở (R, r) của của mạch điện. 
R 
E, r 
A B 
R 1 
R 2 
R 3 
I 
1). Định luật Ôm đối với toàn mạch 
-Công của nguồn điện: 
A = q E = UIt (13.1) 
*Xét trong một khoảng thời gian (t) ta có: 
-Nhiệt lượng tỏa ra ở điện trở ngoài R và điện trở trong r: 
Q = I 2 Rt + I 2 rt (13.2) 
-Theo định luật bảo toàn năng lượng: 
Q = A 
-Từ đó ta có: 
E = IR + Ir (13.3) 
hay 
E = I(R +r) (13.4) 
A = q E = UIt (13.1) 
Q = I 2 Rt + I 2 rt (13.2) 
E = IR + Ir (13.3) 
E = I(R +r) (13.4) 
- Từ công thức 13.4 ta rút ra: 
(13.5) 
* Phát biểu định luật Ôm đối với toàn mạch. 
**Yêu cầu: Tìm mối quan hệ giữa hiệu điện thế mạch ngoài và suất điện động của nguồn điện. 
U = E - Ir 
Nhận xét: 
18. Định luật Ôm đối với toàn mạch 
R = 100  
E = 2V, r = 0,1  
I 
1). Định luật Ôm đối với toàn mạch 
 Yêu cầu: Hãy trả lời câu hỏi C1 dưới dạng câu hỏi trắc nghiệm sau. 
E = 2V , r 
R = 100  
Biểu thức tính hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện trong hình vẽ bên là: 
=1,98 (V). 
A). 
C). 
B). 
D). 
D). 
Định luật bảo toàn năng lượng sẽ không còn đúng nữa. 
C). 
Dòng điện trong mạch sẽ có giá trị lớn nhất, 
B). 
R = 0 thì không tồn tại mạch điện. 
18. Định luật Ôm đối với toàn mạch 
R 
E, r 
A B 
I 
1). Định luật Ôm đối với toàn mạch 
-Biểu thức: 
C5). Hiện tượng nào sâu đây sẽ xây ra nếu điện trở mạch ngoài có giá trị rất nhỏ 
Không có dòng điện chạy trong mạch 
A). 
2). Hiện tượng đoãn mạch 
- Là hiện tượng xảy ra khi điện trở mạch ngoài có giá trị nhỏ không đáng kể 
và khi đó dòng điện qua mạch có giá trị lớn nhất. 
18. Định luật Ôm đối với toàn mạch 
R 
E, r 
A B 
I 
1). Định luật Ôm đối với toàn mạch 
-Biểu thức: 
2). Hiện tượng đoãn mạch 
R 
E p , r p 
3). Trường hợp mạch ngoài có máy thu điện 
Yêu cầu: Tương tự như mục 1. Đọc SGK mục 3, thảo luận theo nhóm, ghi kết quả vào phiếu học tập sau đó theo yêu cầu của giáo viên, nhóm cử đại diện lên bảng trình bày kết quả. 
Trong trường hợp này có thêm điện năng tiêu thụ ở máy thu điện, theo công thức (12.13) ta có: A’ = E p It + I 2 r p t. 
Vì vậy điện năng tiêu thụ trên toàn mạch là: Q + A’ 
Theo định luật bảo toàn năng lượng thì A = Q + A’ từ đó ta rút ra được: 
(13.9) 
0 
30 
15 
25 
20 
35 
40 
45 
50 
55 
5 
10 
Hết giờ 
18. Định luật Ôm đối với toàn mạch 
E, r 
A B 
I 
1). Định luật Ôm đối với toàn mạch 
-Biểu thức: 
2). Hiện tượng đoãn mạch 
R 
E p , r p 
3). Trường hợp mạch ngoài có máy thu điện 
Trong trường hợp này có thêm điện năng tiêu thụ ở máy thu điện, theo công thức (12.13) ta có: A’ = E p It + I 2 r p t. 
Vì vậy điện năng tiêu thụ trên toàn mạch là: Q + A’ 
Theo định luật bảo toàn năng lượng thì A = Q + A’ từ đó ta rút ra được: 
(13.9) 
4). Hiệu suất của nguồn điện 
Công toàn phần của nguồn điện bằng tổng công của dòng điện sản ra ở mạch ngoài và ở mạch trong. A = E It 
Công toàn phần của nguồn điện: A = E It 
Trong đó chỉ có công của dòng điện sản ra ở mạch ngoài là công có ích. A có ích = U It 
Công có ích của nguồn điện: A có ích = U It 
Tỷ số công có ích chia công toàn phần được gọi là hiệu suất của nguồn điện. Ký hiệu bằng chữ H. 
Hiệu suất của nguồn điện: 
(13.10) 
18. Định luật Ôm đối với toàn mạch 
1). Định luật Ôm đối với toàn mạch 
2). Hiện tượng đoản mạch 
3). Trường hợp mạch ngoài có máy thu điện 
4). Hiệu suất của nguồn điện 
Công toàn phần của nguồn điện: A = E It 
Công có ích của nguồn điện: A có ích = U It 
Hiệu suất của nguồn điện: 
(13.10) 
Yêu cầu: Thảo luận nhóm trả lời câu hỏi C2 vào phiếu học tâp trong thời gian 2 phút sau đó mời đại diện của hai nhóm lên bảng trình bày kết quả của nhóm . 
120 
119 
118 
117 
116 
115 
114 
113 
112 
111 
110 
109 
108 
107 
106 
105 
104 
103 
102 
101 
100 
99 
98 
97 
96 
95 
94 
93 
92 
91 
90 
89 
88 
87 
86 
85 
84 
83 
82 
81 
80 
79 
78 
77 
76 
75 
74 
73 
72 
71 
70 
69 
68 
67 
66 
65 
64 
63 
62 
61 
60 
59 
58 
57 
56 
55 
54 
53 
52 
51 
50 
49 
48 
47 
46 
45 
44 
43 
42 
41 
40 
39 
38 
37 
36 
35 
34 
33 
32 
31 
30 
29 
28 
27 
26 
25 
24 
23 
22 
21 
20 
19 
18 
17 
16 
15 
14 
13 
12 
11 
10 
9 
8 
7 
6 
5 
4 
3 
2 
1 
Stop 
Trả lời C2 . Xét trong trường hợp tổng quát ta có: 
A có ích = E p It+I 2 r p t+I 2 Rt và A= E It thay vào PT (13.10). Ta được: 
Kết hợp với (13.8) ta được. 
18. Định luật Ôm đối với toàn mạch 
1). Định luật Ôm đối với toàn mạch 
2). Hiện tượng đoãn mạch 
3). Trường hợp mạch ngoài có máy thu điện 
4). Hiệu suất của nguồn điện 
120 
119 
118 
117 
116 
115 
114 
113 
112 
111 
110 
109 
108 
107 
106 
105 
104 
103 
102 
101 
100 
99 
98 
97 
96 
95 
94 
93 
92 
91 
90 
89 
88 
87 
86 
85 
84 
83 
82 
81 
80 
79 
78 
77 
76 
75 
74 
73 
72 
71 
70 
69 
68 
67 
66 
65 
64 
63 
62 
61 
60 
59 
58 
57 
56 
55 
54 
53 
52 
51 
50 
49 
48 
47 
46 
45 
44 
43 
42 
41 
40 
39 
38 
37 
36 
35 
34 
33 
32 
31 
30 
29 
28 
27 
26 
25 
24 
23 
22 
21 
20 
19 
18 
17 
16 
15 
14 
13 
12 
11 
10 
9 
8 
7 
6 
5 
4 
3 
2 
1 
Stop 
Xét trong trường hợp tổng quát ta có: 
A có ích = E p It+I 2 r p t+I 2 Rt và A= E It thay vào PT (13.10). Ta được: 
Trả lời C3: 
Trong trường hợp mạch ngoài chỉ có điện trở R thì công thức tính hiệu suất của nguồn điện là: 
C). 
A). 
B). 
D). 
Kết hợp với (13.8) ta được. 
120 
119 
118 
117 
116 
115 
114 
113 
112 
111 
110 
109 
108 
107 
106 
105 
104 
103 
102 
101 
100 
99 
98 
97 
96 
95 
94 
93 
92 
91 
90 
89 
88 
87 
86 
85 
84 
83 
82 
81 
80 
79 
78 
77 
76 
75 
74 
73 
72 
71 
70 
69 
68 
67 
66 
65 
64 
63 
62 
61 
60 
59 
58 
57 
56 
55 
54 
53 
52 
51 
50 
49 
48 
47 
46 
45 
44 
43 
42 
41 
40 
39 
38 
37 
36 
35 
34 
33 
32 
31 
30 
29 
28 
27 
26 
25 
24 
23 
22 
21 
20 
19 
18 
17 
16 
15 
14 
13 
12 
11 
10 
9 
8 
7 
6 
5 
4 
3 
2 
1 
Stop 
A). 
CŨNG CỐ 
C1). Người ta mắc hai cực của một nguồn điện với một biến trở. Thay đổi điện trở của biến trở, đo hiệu điện thế U giữa hai cực của nguồn điện và cường độ dòng điện I chạy qua mạch, người ta vẽ được đồ thị như hình vẽ bên. Từ đó tìm được giá trị của suất điện động E và điện trở trong của nguồn là: 
B). 
C). 
D). 
O 
2 
I (A) 
4,0 
4,5 
U (V) 
CŨNG CỐ 
Làm việc cá nhân giải bài tập 3 trong sách giáo khoa. 
Lược giải: 
Hiệu điện thế giữa hai cực của 
E , r 
I 
R 
Áp dụng định luật Ôm cho toàn mạch ta xác định được suất điện động của nguồn điện bằng: 
E = U + Ir = 12 + 2,5.0,1 = 12,25 (V) 
nguồn điện cũng là hiệu điện thế giữa hai đầu mạch ngoài do đó . Áp dụng định luật Ôm cho đoạn mạch chỉ chứa điện trở thuần ta có: 
CŨNG CỐ 
Làm việc cá nhân viết biểu thức định luật Ôm cho mạch điện như hình vẽ bên 
R 
E 1 , r1 
E 2 , r2 
E 3 , r3 
E 4, r4 
HƯỚNG DẪN VỀ NHÀ 
1). Tìm hiểu nội dung bài đọc thêm (Em có biết) trang 67. 
2). Giải lại các bài tập trong sách giáo khoa (đã làm hôm nay) 
3). Làm thêm các bài tập trắc nghiệm và tự luận trong sách bài tập gồm 2(41; 42; 43; 44; 49; 50). 
4) Chuẩn bị nội dung những thắc mắc và những kiến thức cơ bản cùng với các bài tập đã hoàn thành để chuẩn bị cho tiết bài tập tiếp theo.