Giáo án Bài 24. Cường độ dòng điện và hiệu điện thế

Kích hoạt kiến thức nền về mạch điện đơn giản; nhận biết nhu cầu đo mức mạnh, yếu của dòng điện và đo hiệu điện thế, từ đó xác định nhiệm vụ học tập.

GV đưa tình huống: “Đèn pin của bạn Nam sáng yếu hơn so với lúc pin mới. Theo em, trong mạch điện có những đại lượng nào đã thay đổi? Làm thế nào để đo được các đại lượng đó?”
HS trả lời các câu hỏi: (1) Đại lượng nào cho biết dòng điện mạnh hay yếu? (2) Đại lượng nào cho biết mức “chênh” điện thế giữa hai điểm của mạch? (3) Dụng cụ nào dùng để đo mỗi đại lượng?

Sau khi thảo luận, HS nêu được: khi pin yếu, cường độ dòng điện qua đèn giảm và hiệu điện thế giữa hai đầu đèn giảm nên đèn sáng yếu; cường độ dòng điện đo bằng ampe kế, hiệu điện thế đo bằng vôn kế. Nhiệm vụ của bài: tìm hiểu hai đại lượng này, đơn vị và cách mắc dụng cụ đo.

Nêu được cường độ dòng điện là đại lượng đặc trưng cho mức độ mạnh, yếu của dòng điện, có đơn vị ampere; thực hiện được phép đổi từ mA sang A.

HS làm việc cặp đôi với mô phỏng 3D trong trang bài học NeoEdu: mạch gồm hai pin, một bóng đèn và ampe kế biểu diễn (thang 0,6 A) mắc nối tiếp với đèn. HS đọc số chỉ ampe kế và trả lời:
(1) Số chỉ ampe kế là bao nhiêu? Đổi sang mA.
(2) Thêm pin vào hộp, đọc lại số chỉ. Số chỉ và độ sáng đèn thay đổi thế nào?
(3) Cường độ dòng điện đặc trưng cho điều gì và có đơn vị gì?

Số chỉ ampe kế khoảng $0{,}24\ \mathrm{A}$, tức $240\ \mathrm{mA}$. Khi thêm pin, cường độ dòng điện tăng và đèn sáng hơn. Kết luận: cường độ dòng điện là đại lượng đặc trưng cho mức độ mạnh, yếu của dòng điện; đơn vị là ampere (A); ngoài ra còn dùng mA với $1\ \mathrm{A} = 1000\ \mathrm{mA}$.

Nêu được hiệu điện thế là đại lượng đo giữa hai điểm của mạch, có đơn vị volt; vận dụng được cách đổi từ V sang mV.

HS quan sát vôn kế biểu diễn (thang 3 V) mắc song song với hai đầu bóng đèn trong mô phỏng, đọc số chỉ với hai pin rồi trả lời:
(1) Vôn kế chỉ bao nhiêu? Hiệu điện thế được đo giữa hai điểm nào của mạch?
(2) Đổi $2{,}5\ \mathrm{V}$ sang mV. Biết $1\ \mathrm{V} = 1000\ \mathrm{mV}$.
(3) Khi thêm pin, cường độ dòng điện và hiệu điện thế thay đổi như thế nào?

Vôn kế chỉ khoảng $2{,}9\ \mathrm{V}$ khi mắc song song hai đầu đèn. Hiệu điện thế được đo giữa hai điểm (hai đầu đèn). $2{,}5\ \mathrm{V} = 2500\ \mathrm{mV}$. Khi thêm pin, cả hiệu điện thế và cường độ dòng điện cùng tăng. Kết luận: hiệu điện thế là đại lượng đo giữa hai điểm của mạch điện; đơn vị volt (V).

Nêu được ampe kế mắc nối tiếp, vôn kế mắc song song với đoạn cần đo; giải thích được vì sao không mắc ampe kế song song với nguồn; chọn được thang đo phù hợp.

Kĩ thuật “Đúng – Sai”: hai nhóm thực hiện so sánh hai cách mắc trong mô phỏng.
Nhóm A: mắc ampe kế nối tiếp với đèn, quan sát số chỉ và độ sáng đèn.
Nhóm B: thử mắc ampe kế song song với hai cực của pin, quan sát đèn và kim ampe kế.
Cả lớp so sánh thang 3 A và thang 0,6 A khi đo cùng một dòng điện.
Câu hỏi: (1) Cách mắc nào đúng với ampe kế? Với vôn kế? (2) Hiện tượng gì xảy ra khi mắc ampe kế song song với nguồn? (3) Thang đo nào dễ đọc hơn khi dòng khoảng 0,24 A?

Ampe kế mắc nối tiếp với đèn cho số chỉ ổn định, đèn sáng bình thường. Mắc ampe kế song song với nguồn: dòng điện đi tắt qua ampe kế, đèn tắt, kim vượt thang đo. Lí do: ampe kế có điện trở nhỏ, mắc trực tiếp vào nguồn dễ gây chập và hỏng dụng cụ. Vôn kế mắc song song với đoạn cần đo. Với dòng khoảng 0,24 A, thang 3 A làm kim chỉ nhích khoảng 8 %, còn thang 0,6 A cho kim tới khoảng 40 %, dễ đọc hơn.

Củng cố khái niệm cường độ dòng điện, hiệu điện thế, cách mắc dụng cụ; thực hiện thành thạo đổi đơn vị và chọn thang đo.

HS làm việc theo cặp đôi, hoàn thành các câu hỏi sau trong phiếu bài tập:
(1) Cường độ dòng điện có đặc điểm nào? A. đặc trưng cho mức độ mạnh, yếu của dòng điện, đơn vị ampere; B. đơn vị volt; C. là công suất của pin.
(2) Hiệu điện thế có đặc điểm nào? A. luôn bằng cường độ dòng điện; B. đo giữa hai điểm, đơn vị volt; C. đo nối tiếp bằng ampe kế.
(3) Ghép: cường độ dòng điện – đặc trưng mức mạnh yếu, đơn vị ampere; hiệu điện thế – đo giữa hai điểm, đơn vị volt; cách mắc đo – ampe kế nối tiếp, vôn kế song song.
(4) Nhận định “Ampe kế phải mắc song song nguồn như vôn kế.” đúng hay sai?
(5) Chọn thuật ngữ mô tả “ampe kế nối tiếp, vôn kế song song đoạn cần đo”.
(6) Đổi $250\ \mathrm{mA}$ sang A và $2{,}5\ \mathrm{V}$ sang mV.
(7) Chọn ampe kế thang 0,6 A để đo dòng ước $0{,}2\ \mathrm{A}$ có hợp lí không?
(8) Bạn khẳng định “Ampe kế phải mắc song song nguồn như vôn kế.” Hãy bác bỏ bằng lí do khoa học, nêu một hệ quả và viết lại kết luận đúng.

(1) A. (2) B. (3) Cường độ dòng điện – đặc trưng mức mạnh yếu, đơn vị ampere; hiệu điện thế – đo giữa hai điểm, đơn vị volt; cách mắc – ampe kế nối tiếp, vôn kế song song đoạn cần đo.
(4) Sai. Ampe kế có điện trở nhỏ, mắc trực tiếp vào nguồn dễ chập; phải mắc nối tiếp với nhánh cần đo.
(5) Cách mắc đo.
(6) $250\ \mathrm{mA} = 0{,}250\ \mathrm{A}$; $2{,}5\ \mathrm{V} = 2500\ \mathrm{mV}$. Không đổi dòng điện thành hiệu điện thế vì đây là hai đại lượng khác nhau.
(7) Hợp lí: $0{,}2\ \mathrm{A}$ nằm trong thang 0,6 A, kim lệch khoảng một phần ba thang, dễ đọc, nếu mắc đúng cực và nối tiếp.
(8) Lí do: ampe kế có điện trở nhỏ, mắc trực tiếp vào nguồn dễ gây chập. Hệ quả: dòng điện lớn, dụng cụ quá nhiệt hoặc hỏng. Phát biểu đúng: ampe kế mắc nối tiếp với phần mạch cần đo; vôn kế mắc song song với đoạn cần đo.

Vận dụng kiến thức về cường độ dòng điện, hiệu điện thế, cách mắc và chọn thang đo để xử lí tình huống đo thực tế; rèn ý thức an toàn điện.

Tình huống: Nhóm bạn Hoa lắp mạch gồm một bóng đèn và một pin. Bạn Hoa mắc ampe kế song song với pin để đo dòng điện và ghi số chỉ “$250\ \mathrm{mA}$”. Em hãy:
(1) Nhận xét cách mắc của bạn Hoa, chỉ ra hiện tượng có thể xảy ra và sửa lại cách mắc.
(2) Nhãn pin ghi $1{,}5\ \mathrm{V}$. Đổi sang mV.
(3) Dòng điện dự đoán qua đèn khoảng $0{,}2\ \mathrm{A}$. Em chọn thang 0,6 A hay 3 A cho ampe kế? Vì sao?
Giao về nhà: quan sát một đồ dùng dùng pin ở nhà, ghi nhãn hiệu điện thế và đổi sang mV.

(1) Sai cách mắc: ampe kế phải mắc nối tiếp với đèn. Mắc song song với pin, dòng đi tắt qua ampe kế, đèn tắt, kim có thể vượt thang và dụng cụ dễ hỏng. Sửa: mắc ampe kế nối tiếp với đèn, vôn kế song song hai đầu đèn.
(2) $1{,}5\ \mathrm{V} = 1500\ \mathrm{mV}$.
(3) Chọn thang 0,6 A vì $0{,}2\ \mathrm{A}$ nằm trong thang, kim lệch lớn, dễ đọc hơn thang 3 A (kim chỉ nhích ít).