Giáo án Bài 22. Mạch điện đơn giản

Huy động kiến thức sẵn có về đèn, công tắc và trạng thái đóng, mở của mạch; từ đó xác định vấn đề cần giải quyết trong bài.

HS quan sát đèn pin hoặc đèn bàn trong lớp, bấm công tắc để đèn sáng rồi tắt. GV nêu câu hỏi: “Vì sao bấm công tắc thì đèn sáng, bấm lại thì đèn tắt?” và “Trong mạch điện đơn giản gồm pin, công tắc và đèn, công tắc được đặt ở đâu?”

HS nêu được sơ bộ: khi công tắc đóng thì đèn sáng, khi mở thì đèn tắt; công tắc nằm trên đường dây nối từ pin tới đèn. GV ghi câu hỏi lớn của bài lên bảng: “Mạch pin–công tắc–đèn nối tiếp: khi mở công tắc thì đèn thế nào và vì sao?”

Nêu được sơ đồ mạch dùng kí hiệu quy ước và đường nối để mô tả kết nối; biết cách đọc và vẽ sơ đồ mạch đơn giản.

HS làm việc theo cặp đôi trên mô phỏng 3D NeoEdu (hoặc hình vẽ GV trình chiếu). Nhiệm vụ 1: quan sát bảng mạch gồm pin, công tắc, cầu chì, đèn và dây nối; ghi tên từng bộ phận và kí hiệu tương ứng vào Phiếu học tập số 1. Nhiệm vụ 2: vẽ sơ đồ mạch pin–công tắc–đèn nối tiếp bằng kí hiệu quy ước và đường nối. Câu hỏi GV đặt ra: “Vì sao người ta không vẽ hình thật của pin, đèn mà dùng kí hiệu?” và “Vì sao các đường nối cần được vẽ rõ ràng?”

Sơ đồ mạch là bản vẽ dùng kí hiệu quy ước và đường nối để mô tả kết nối giữa các bộ phận; nhờ đó người đọc hiểu được mạch mà không cần nhìn hình thật. Sơ đồ mạch pin–công tắc–đèn nối tiếp gồm: pin, công tắc, đèn được nối thành một vòng kín bằng các đường dây, công tắc nằm trên một đoạn dây của vòng đó.

Nêu được vai trò đóng, ngắt của công tắc và vai trò bảo vệ của cầu chì; quan sát và giải thích hiện tượng đóng, mở công tắc.

HS làm việc theo nhóm 4 trên mô phỏng 3D NeoEdu. Nhiệm vụ 1: đóng công tắc của mạch đúng, quan sát đèn và số chỉ dòng điện, rồi mở công tắc và quan sát lại. Nhiệm vụ 2: quan sát cầu chì ống 1 A khi có quá dòng và ghi lại hiện tượng. Hoàn thành Phiếu học tập số 1 (phần B). Câu hỏi GV đặt ra: “Khi mở công tắc, dòng điện có đi qua đèn không?” và “Vì sao dây chì trong cầu chì phải đứt?”

Đóng công tắc, mạch kín: đèn sáng, dòng điện khoảng 0,29 A qua mọi bộ phận. Mở công tắc, mạch hở: đèn tắt, không có dòng qua đèn. Công tắc có tác dụng đóng hoặc ngắt đường dòng điện ở nhánh đặt nó. Cầu chì bảo vệ mạch bằng cách ngắt khi dòng quá mức theo thiết kế: dây chì nóng đỏ rồi đứt.

Vận dụng khái niệm sơ đồ mạch, công tắc và cầu chì để trả lời câu hỏi trắc nghiệm, ghép khái niệm và giải thích tình huống mạch nối tiếp.

HS làm Phiếu học tập số 2 cá nhân trong 5 phút, sau đó đổi chéo kiểm tra theo cặp. Nội dung: câu 1 và 2 trắc nghiệm; câu 3 ghép khái niệm; câu 4 xác định đúng sai về cách mắc công tắc; câu 5 chọn thuật ngữ phù hợp; câu 6 giải tình huống mạch pin–công tắc–đèn nối tiếp khi mở công tắc. GV đặt câu hỏi: “Vì sao công tắc không được nối song song trực tiếp với hai cực pin?”

Đề và đáp án: 1) Sơ đồ mạch có đặc điểm: dùng kí hiệu quy ước và đường nối mô tả kết nối – Đáp án B. 2) Công tắc có đặc điểm: đóng hoặc ngắt đường dòng điện ở nhánh đặt nó – Đáp án C. 3) Ghép đúng: Sơ đồ mạch – dùng kí hiệu quy ước và đường nối mô tả kết nối; Công tắc – đóng hoặc ngắt đường dòng điện ở nhánh đặt nó; Cầu chì – bảo vệ bằng ngắt khi dòng quá mức theo thiết kế. 4) Nhận định “Công tắc phải nối trực tiếp song song với hai cực pin để điều khiển đèn” – Sai; lí do: nối như vậy có thể chập nguồn, công tắc phải đặt trong đường dòng cần ngắt và thường nối tiếp tải. 5) “Bảo vệ bằng ngắt khi dòng quá mức theo thiết kế” mô tả cầu chì. 6) Mạch pin–công tắc–đèn nối tiếp: khi mở công tắc, mạch hở, không có dòng qua đèn nên đèn tắt; không phải ánh sáng bị công tắc hút đi.

Vận dụng kiến thức về sơ đồ mạch, công tắc và cầu chì để phát hiện lỗi mắc sai trong một mạch điện và đề xuất cách sửa an toàn.

GV đưa tình huống: một bạn vẽ sơ đồ mạch đèn bàn học với công tắc nối song song trực tiếp với hai cực pin, cho rằng “công tắc mở thì đèn vẫn sáng và khi đóng công tắc thì đèn sáng hơn”. HS thảo luận cặp đôi: (1) Với cách mắc này, khi mở công tắc đèn có tắt không? Vì sao? (2) Khi đóng công tắc có điều gì nguy hiểm? Cầu chì có tác dụng gì? (3) Nêu cách sửa sơ đồ và cách kiểm tra mạch an toàn.

Công tắc mắc song song với pin: công tắc mở vẫn không ngắt được đèn nên đèn vẫn sáng, không điều khiển được. Đóng công tắc mắc sai tạo chập nguồn, dòng điện rất lớn; cầu chì ống 1 A sẽ đứt để ngắt cả mạch, bảo vệ nguồn và dây dẫn. Cách sửa: mắc công tắc nối tiếp với đèn trên cùng một nhánh đường dòng, vẽ sơ đồ với các đường nối rõ ràng; kiểm tra mạch với nguồn đã ngắt trước khi đóng công tắc.