Bài giảng Môn Vật lý lớp 9 - Tiết 8 - Sự phụ thuộc của điện trở vào tiết diện dây dẫn

Ngày soạn: 12.09.2014 Ngày dạy: 15.09.2014
Tiết: 08
SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ VÀO TIẾT DIỆN DÂY DẪN
I. MỤC TIÊU
1. Kiến thức: 
Nêu được mối quan hệ giữa điện trở của dây dẫn với tiết diện của dây dẫn.
2.Kỹ năng – Năng lực: 
a/ Kỹ năng: Xác định được bằng thí nghiệm mối quan hệ giữa điện trở của dây dẫn với tiết diện của dây dẫn.
b/ Năng lực:
- Kiến thức: K1, K3, K4.
- Phương pháp: P5, P6, P7, P8, P9.
- Trao đổi thông tin: X4, X5, X6, X7, X8.
- Cá thể: C5
3.Thái độ - Phẩm chất:
 Từ việc Lựa chọn dây dẫn có tiết diện phù hợp để Sử dụng điện an toàn, hiệu quả và có thể tiết kiệm được năng lượng điện từ việc sử dụng.
II. CHUẨN BỊ
õGiáo viên : Chuẩn bị cho mỗi nhóm HS: 
-1ampe kế có GHĐ 1,5A va ĐCNN 0,1A . - 1 vôn kế có GHĐ 6V và ĐCNN 0,1V.
- 1 nguồn điện 3V. - 1 công tắc.
- 7 đoạn dây dẫn. - 2 chốt kẹp dây dẫn.
-2 đoạn dây dẫn bằng constantan cùng loại, có l = 1800mm và có đường kính lần lượt là 0,3mm và 0,6mm.
	õHọc sinh : Ôn lại bài cũ nắm lại biểu thức liên hệ giữa điện trở và chiều dài dây dẫn.
III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC 
õ HĐ1: Kiểm tra bài cũ (5ph).
Hoạt động điều khiển của GV
Hoạt động của HS
Kết quả cần đạt
Kiến thức
Năng lực được phát huy
GV yêu cầu HS trả lời các câu hỏi sau :
? Nêu kết luận về sự phụ thuộc của điện trở dây dẫn vào chiều dài dây dẫn. Viết hệ thức nói lên tính chất của mối quan hệ đó.
? Bài tập : Hai dây dẫn bằng đồng có cùng tiết diện, dây thứ nhất có chiều dài là l1= 8m, có điện trở là R1 = 5. Hỏi dây thứ hai phải có chiều dài là bao nhiêu để có điện trở là R2 = 3.
õTình huống: Ta đã biết với những dây dẫn có cùng tiết diện và được làm từ cùng một vật liệu thì điện trở tỉ lệ thuận với chiều dài của dây đó. Vậy điện trở của dây dẫn có cùng chiều dài và được làm cùng mộtloại vật liệu thì có mối quan hệ gì với tiết diện?
- 1 HS trả lời câu hỏi của GV, HS lớp tự trả lời và làm bài tập.
-Thảo luận, nhận xét bài làm của bạn. 
- HS chú ý lắng nghe và đưa ra dự đoán.
õ Nhận biết vấn đề cần tìm hiểu của bài học.
+ K1: Trình bày được mối quan hệ giữa R và l của dây dẫn, viết được hệ thức liên quan.
+ K3 – K4 – X6: Vận dụng hệ thức để tìm chiều dài của dây dẫn thứ hai và trình bày được kết quả của mình trước lớp.
+ K4: Đưa ra dự đoán mối quan hệ giữa R và S để xác định vấn đề cần tìm hiểu trong tiết học.
õ HĐ2 : Nêu dự đoán về sự phụ thuộc của điện trở dây dẫn vào tiết diện (10ph).
- GV yêu cầu HS suy nghĩ trả lời câu hỏi:
? Cần sử dụng những dây dẫn có đặc điểm gì khi làm thí nghiệm tìm hiểu về sự phụ thuộc của điện trở vào tiết diện của dây dẫn? 
-Yêu cầu HS quan sát các sơ đồ mạch điện H8.1 SGK và trả lời câu hỏi :
? Các điện trở trong sơ đồ H8.1 có đặc điểm gì? Được mắc như thế nào với nhau?
-Yêu cầu HS thực hiện lệnh C1 tính điện trở tương đương trong các sơ đồ trên.
õGiới thiệu : Các dây dẫn ở H8.1b, H8.1c được chập sát lại thành một dây dẫn duy nhất như sơ đồ H8.2b và H8.1c và có thể coi chúng có tiết diện lần lượt là 2S, 3S , có điện trở tương ứng là R2 và R3 .Các em hãy thực hiện C2 dự đoán mối quan hệ giữa tiết diện dây dẫn và điện trở của dây dẫn đó.
- HS hoạt động cá nhân trả lời được: Cần sử dụng dây dẫn có cùng vật liệu, cùng chiều dài nhưng có tiết diện khác nhau.
- Từng cá nhân HS quan sát suy nghĩ trả lời câu hỏi của GV.
+ Các điện trở trong sơ đồ H8.1 có l như nhau, có chất liệu như nhau nên có điện trở R như nhau và được mắc song song với nhau
-HS: tính R2 =; R3= .
-HS hoạt động cá nhân có thể trả lời : Điện trở của mỗi dây tỉ lệ nghịch với tiết diện của dây dẫn đó.
õKiến thức: [NB] Bằng suy luận: Rút ra được điện trở của dây dẫn tỉ lệ nghịch với tiết diện, đưa ra biểu thức: = .
õKỹ năng: [NB] Nhận biết dấu hiệu hai đại lượng tỉ lệ nghịch.
+ P6: Chỉ ra được điều kiện khi làm thí nghiệm tìm hiểu về mối quan hệ giữa R và S.
+ K3: Sử dụng công thức tính Rtđ của đoạn mạch song song hoàn thành yệu cầu C2 của bài học.
+ K4 – P5 - P7: Vận dụng tính chất của hai đại lượng tỉ lệ nghịch để dự đoán mối quan hệ giữa R và tiết diện S và đưa ra tỉ số 
= .
+ X4: Nghe giảng và ghi lại kết quả qua thực hiện yêu cầu của bài học.
õ HĐ3: Tiến hành thí nghiệm kiểm tra dự đoán (15ph). 
- GV yêu cầu HS quan sát sơ đồ H8.3 và trả lời các câu hỏi sau:
? Cho biết những dụng cụ cần thiết để làm thí nghiệm?
? Nêu các bước làm thí nghiệm.
- GV yêu cầu HS kiểm tra dụng cụ thí nghiệm của nhóm mình và lắp mạch điện như sơ đồ và tiến hành thí nghiệm kiểm tra, ghi kết quả vào bảng 1.
- GV theo dõi và giúp đỡ các nhóm lắp mạch điện và kiểm tra vận hành máy móc .
- So sánh kết qủa tìm đươc với dự đoán đưa ra ở lệnh C2. 
- Để rút ra nhận xét yêu cầu HS chứng minh hệ thức và tính tỉ số .
? Em hãy so sánh giá trị của hai trị số trên đưa ra nhận xét .
? Qua hai phần trên em rút ra được kết luận gì ?
- HS quan sát H8.3 SGK nêu dụng cụ . 
+ Khoá K, nguồn điện, các đoạn dây nối, ampe kế, vôn kế và các dây dẫn có cùng l, chất liệu.
- Thảo luận nhóm đưa ra các bước thí nghiệm.
- HS hoạt động nhóm thực hiện thí nghiệm kiểm tra ghi kết quả vào bảng 1. 
- Tính toán kết quả và so sánh kết quả tìm được với dự đoán .
- HS chứng minh hệ thức có thể như sau 
 Từng HS tính tỉ số : và so sánh với tỉ số vừa cm.
- HS nêu kết luận của bài học .
õKiến thức: [TH]
 + Điện trở của các dây dẫn có cùng chiều dài và được làm từ cùng một loại vật liệu thì tỉ lệ nghịch với tiết diện của mỗi dây. 
 + Đối với hai dây dẫn có cùng chiều dài và được làm từ cùng một loại vật liệu thì 
= .
õKỹ năng: [VD] Tiến hành được thí nghiệm nghiên cứu sự phụ thuộc của điện trở vào tiết diện của dây dẫn theo các bước.
+ Đo điện trở của hai dây dẫn dẫn hình trụ, được làm cùng một vật liệu; mỗi dây có chiều dài l; có tiết diện S1 = S và S2 = 4S ( d2 = 2d1).
 + Lập và so sánh tỉ số , .
+ Rút ra kết luận: Điện trở của dây dẫn tỉ lệ nghịch với tiết diện của dây.
+ P8: Xác định được mục đích thí nghiệm, đề xuất phương án, lắp ráp, tiến hành thí nghiệm và rút ra nhận xét mối quan hệ giữa R và S.
+ K3 – K4 – P5 - P9 – X4 - X5 – X6 – X7 - X8: Làm thí nghiệm, thu thập kết quả để tính điện trở của các dây dẫn, lập tỉ số ; và so sánh các tỉ số tìm được. Đưa ra kết luận và trình bày được mối quan hệ giữa R với S.
õ HĐ4: Củng cố và vận dụng (15ph)
- Đưa ra câu hỏi củng cố : 
? Qua bài học hôm nay các em rút ra được kiến thức gì? 
- Yêu cầu HS thực hiện các lệnh vận dụng C3 và C4 theo hướng dẫn: 
+ Ở C3:Với hai dây đồng có cùng chiều dài thì điện trở có mối quan hệ gì với tiết diện của dây?
 ? Từ đó hãy cho biết để so sánh điện trở của hai dây ta làm thế nào?
- Tương tự C3 yêu câu HS thực hiện C4 .
? Qua bài học hôm nay các em vận dụng được gì vào đời sống?
- GV: Nói thêm về cách lựa chọn dây dẫn và tác dụng của việc lựa chọn này.
õ Dặn dò: Về nhà học bài, làm bài tập – đọc có thể em chưa biết và xem trước bài số 9.
-Từng HS trả lời câu hỏi củng cố theo yêu cầu của GV.
- HS : Từ ta có thể so sánh được điện trở của hai dây.
- HS: = >
 R2 = R1 
- HS lắng nghe và ghi những phần dặn dò của GV vào vở .
õKiến thức: HS nắm chắc được: Đối với hai dây dẫn có cùng chiều dài và được làm từ cùng một loại vật liệu thì = .
õ Kỹ năng: Vận dụng 
= tính điện trở, tiết diện dây dẫn.
õThái độ: [NB] Vận dụng kiến thức vật lý vào thực tế: Lựa chọn dây dẫn có tiết diện phù hợp để sử dụng điện an toàn, hiệu quả và có thể tiết kiệm được năng lượng điện.
+ C5: Sử dụng mối quan hệ giữa R với l và S trong việc sử dụng điện an toàn, hiệu quả và tiết kiệm.
IV. PHẦN GHI BẢNG
 I. Dự đoán sự phụ thuộc của điện trở dây dẫn vào tiết diện .
 C1: R2 =; R3= .
 C2: 
- Tiết diện dây dẫn tăng hai lần thì điện trở của dây giảm hai lần : R2 = .
- Tiết diện dây dẫn tăng gấp ba lần thì điện trở của dây giảm ba lần : R3= .
- Đối với các dây dẫn có cùng chiều dài và được làm từ cùng một vật liệu thì điện trở của dây tỉ lệ nghịch với tiết diện của dây.
 II. Thí nghiệm kiểm tra .
 1. Dụng cụ : ( SGK)
 2. Tiến hành : (SGK)
 3. Nhận xét : .
 4. Kết luận : (SGK) 
III. Vận dụng :
 C3 : Cho biết 
 S1 = 2mm2 Giải 
 S2 = 6 mm2 Vì hai dây dẫn đều làm bằng đồng có cùng chiều dài nên ta có:
 R1 ? R2 = = 3 
 Vậy R1 = 3R2 
 C4 : Cho biết 
 S1 = 0,5mm2 Giải 
 S2 = 2,5mm2 Vì hai dây dẫn đều làm bằng nhôm có cùng chiều dài nên ta có: 
 R1 = 5,5 
 R2 = ?( ) 
	Điện trở của dây thứ hai là: 
 => R2 = R1 = 5,5 . = 1.1 ()
 Vậy R2 = 1,1 
 õGHI NHỚ : (SGK)
V. RÚT KINH NGHIỆM: