một số câu hỏi trắc nghiệm khách quan chương điện trường – điện thế - hiệu điện thế trong chương trình vật lí đại cương

Với mong muốn được thử sức mình và góp một phần nhỏ kinh nghiệm trong việc soạn thảo và đưa vào sử dụng các câu hỏi trắc nghiệm, em đã chọn đề tài :” Một số câu hỏi trắc nghiệm khách qua

B Ộ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP.HCM

KHOA V ẬT LÍ

Tp.HCM, Tháng 05/2010

ĐỀ TÀI:

QUAN CHƯƠNG ĐIỆN TRƯỜNG – ĐIỆN

GVHD: THS TRƯƠNG ĐÌNH TÒA SVTH: BÙI TH Ị HẢI

L ỚP: LÍ V-VT KHÓA: 31

L ỜI CẢM ƠN

Trong năm năm học vừa qua, em đã tích lũy được rất nhiều kiến thức chuyên môn cũng như

k ĩ năng sư phạm Đây chính là hành trang quí báu nhất để em có thể tự tin bước vào nghề và thành công trong s ự nghiệp trồng người Em đạt được thành quả này là nhờ sự hướng dẫn và dạy bảo nhi ệt tình của các thầy cô cùng sự giúp đỡ của bạn bè Trước những công lao to lớn đó, em không

bi ết nói gì hơn, chỉ kính mong gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc đến:

 Các th ầy cô trong trường Đại học Sư phạm Tp.HCM đã tạo điều kiện tốt nhất để chúng em

h ọc tập tốt trong thời gian vừa qua

 Th ầy Trương Đình Tòa đã hết sức nhiệt tình hướng dẫn, giúp đỡ em hoàn thành đề tài này

 T ập thể lớp Lí năm nhất hệ cử nhân và chính qui đã nhiệt tình cộng tác để em hoàn thành

KS Tp.HCM TNKQNLC

SV

VD

PH ẦN MỞ ĐẦU

Ngày nay, xã hội càng phát triển thì chất lượng giáo dục càng được quan tâm Đó cũng chính là lí

do khiến chúng ta chú ‎ý nhiều hơn tới các hình thức kiểm tra, đánh giá trong học tập Một trong những hình thức đó là trắc nghiệm khách quan Ở các nước phát triển trên thế giới, trắc nghiệm khách quan đã được hình thành và phát triển trước đây một thời gian khá lâ u Đối với Việt Nam, với mục đích xây

dựng một nền giáo dục đổi mới và hoàn thiện hơn, trắc nghiệm cũng đã được đưa vào sử dụng ở các trường phổ thông, cũng như bậc đại học Đặc biệt, đối với các môn tự nhiên, hình thức trắc nghiệm khách quan đã được áp dụng trong các kì thi tuyển đại học Không phải ngẫu nhiên mà hình thức thi

trắc nghiệm khách quan lại thu hút được nhiều sự quan tâm đến vậy mà bởi vì những ưu điểm điển hình

của nó như: Hình thức trắc nghiệm khách quan cho kết quả phản hồi nhanh, chính xác, bao quát kiến

thức rộng và phát huy được yếu tố công bằng, vô tư, có thể ngăn ngừa nạn học tủ, học vẹt và gian lận trong thi cử

Trắc nghiệm là một dụng cụ đo lường khả năng của người học có phạm vi áp dụng rộng rãi ở các

cấp học và rất nhiều lĩnh vực của cuộc sống Chính vì vậy mà nhiệm vụ đặt ra cho những người thực

hiện công tác giáo dục đó là phải trau dồi kiến thức, kĩ năng đánh giá, soạn thảo các câu trắc nghiệm đạt tiêu chuẩn Nhưng điều đó thực sự không đơn giản khi mà các tài liệu bổ trợ để soạn thảo một bài

trắc nghiệm thật khoa học, khách quan đặc thù cho từng môn học, phù hợp với từng mục tiêu học tập

cụ thể lại rất ít Để soạn một câu trắc nghiệm thì không khó, nhưng để soạn một câu trắc nghiệm có thể

kiểm tra, đánh giá cũng như phân loại được trình độ của người học thì đòi hỏi khá nhiều công sức của người soạn thảo

Với mong muốn được thử sức mình và góp một phần nhỏ kinh nghiệm trong việc soạn thảo và đưa vào sử dụng các câu hỏi trắc nghiệm, em đã chọn đề tài :” Một số câu hỏi trắc nghiệm khách quan chương Điện trường - Điện thế - Hiệu điện thế trong chương trình vật lí đại cương.” Đề tài này một mặt góp phần giúp cho việc thu thập những phản hồi về việc học chương trình điện đại cương chương” Điện trường - Điện thế - Hiệu điện thế” của sinh viên năm nhất hệ cử nhân và chính qui, mặt khác em

cũng có cơ hội tìm hiểu sâu hơn và được thực hành rèn luyện về phương pháp trắc nghiệm khách quan

để có thể ứng dụng cho công việc dạy học trong tương lai

I LÍ DO CH ỌN ĐỀ TÀI:

– Nghiên cứu một số hình thức phổ biến của đo lường đánh giá, các vấn đề của kĩ thuật trắc nghiệm – Phân tích nội dung, xây dựng mục tiêu nhận thức cần đ ạt được cho các kiến thức chương "Điện trường - Điện thế - Hiệu điện thế"

– Xây dựng hệ thống 48 câu hỏi trắc nghiệm khách quan nhiều lựa chọn trong chương "Điện trường - Điện thế - Hiệu điện thế"

– Phân tích đánh giá kết quả thu được để đưa ra những nhận xét về trình độ kiến thức của SV năm nhất

về chương " Điện trường - Điện thế- Hiệu điện thế "

II NHI ỆM VỤ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI:

III ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI:

– Quá trình dạy học chương "Điện trường - Điện thế - Hiệu điện thế" trong chương trình vật lí đại cương của SV đại học sư phạm TP.HCM

– Xây dựng và sử dụng hệ thống câu hỏi trắc nghiệm khách quan

Xây dựng hệ thống câu hỏi trắc nghiệm khách quan theo các mức độ nhận thức ở chương " Điện trường và điện thế- hiệu điện thế " và thực nghiệm đánh giá 143 SV hệ chính quy và 63 SV hệ cử nhân khóa 35 của trường Đại học sư phạm TP.HCM

IV PH ẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI

– Phương pháp nghiên cứu luận

– Phương pháp nghiên cứu điều tra, phỏng vấn

– Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

– Phương pháp bổ trợ (phần mềm xử lý thống kê Test và phần mềm đảo đề)

– Phương pháp thống kê toán học

V PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

PH ẦN NỘI DUNG

CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ KIỂM TRA–ĐÁNH GIÁ BẰNG TRẮC

CHƯƠNG I

I T ỔNG QUAN VỀ ĐO LƯỜNG VÀ ĐÁNH GIÁ:

- Trong cuộc sống thường ngày, nhu cầu về đo lường và đánh giá chiếm một tỉ lệ lớn Con người luôn

phải đối chiếu các hoạt động đang triển khai với các mục đích đã định, hoặc thẩm định với các kết

quả đã làm để từ đó cải tiến

1.1 Nhu cầu đo lường và đánh giá trong giáo dục:

- Muốn đánh giá được chính xác thì phải đo lường trước Không có số đo thì không thể đưa ra n hững

nh ận xét hữu ích

- Trong giáo dục, việc đo lường và đánh giá đóng vai trò rất quan trọng bởi nhờ đó mà giáo viên hiểu được trình độ, khả năng tiếp thu của học sinh, từ đó đề ra hình thức dạy học phù hợp với từng đối

tượng học sinh nhằm phát huy tính tích cực của học sinh và nâng cao hiệu quả dạy và học

Trong giáo dục, dụng cụ đo lường chính là các hình thức kiểm tra đánh giá Một dụng cụ đo lường tốt cần có trước hết những đặc điểm : tính tin cậy và tính giá trị

Từ trước đến nay trong giáo dục đã có những hình thức đo lường kết quả học tập cơ bản như sau:

1.2 Các d ụng cụ đo lường:

1.3 Đối chiếu giữa hình thức luận đề và trắc nghiệm khách quan:

1.3.1 S ự giống nhau giữa luận đề và trắc nghiệm

Báo cáo khoa học

Tiểu luận

Trắc nghiệm

Quan sát

Viết

Vấn đáp

Trắc nghiệm khách quan

Câu 2 lựa chọn Câu điền khuyết

Câu nhiều lựa

chọn Câu ghép cặp

Luận đề

- Có thể đo lường mọi thành quả học tập quan trọng

- Có thể được sử dụng để thuyết trình học sinh học tập nhằm đạt các mục tiêu:

Hiểu biết các nguyên lý, tổ chức và phối hợp các ý tưởng, ứng dụng kiến thức trong việc giải quyết các

vấn đề

- Đều đòi hỏi sự vận dụng ít nhiều phán đoán chủ quan

- Giá trị của chúng phụ thuộc vào tính khách quan và đáng tin cậy của chúng

C ả trắc nghiệm lẫn luận đề đều có thể sử dụng để :

- Đo lường mọi thành quả học tập mà một bài khảo sát viết có thể đo lường được

- Khảo sát khả năng hiểu và áp dụng các nguyên lý

- Khảo sát khả năng suy nghĩ có phê phán

- Khảo sát khả năng giải quyết các vấn đề mới

- Khảo sát khả năng lựa chọn các sự kiện thích hợp và các nguyên tắc để phối hợp chúng lại với nhau

–Chất lượng bài không những phụ thuộc vào bài

làm của thí sinh mà còn phụ thuộc vào kĩ năng

của người chấm bài

–Bài thi tương đối dễ soạn, khó chấm, khó cho

điểm chính xác

–Thí sinh tự bộc lộ cá tính của mình trong câu trả

lời, người chấm bài cho điểm theo các đáp án sẵn

và theo xu hướng riêng của mình

–Cho phép và đôi khi khuyến khích sự "lừa

– Chất lượng bài xác định phần lớn do kĩ năng

của người soạn thảo

–Bài thi khó soạn, chấm và cho điểm tương đối

Theo ý kiến của các chuyên gia về trắc nghiệm, ta nên sử dụng luận đề và trắc nghiệm để khảo sát

kết quả học tập trong những trường hợp dưới đây:

LUẬN ĐỀ TRẮC NGHIỆM KHÁCH QUAN – Khi nhóm học sinh dự thi hay kiểm tra không

quá đông và đề thi ch ỉ được sử dụng một lần

không dùng lại nữa

– Khi giáo viên tìm mọi cách có thể được để

khuyến khích và khen thưởng sự phát triển kỹ

năng diễn tả bằng văn viết

– Khi giáo viên muốn thăm dò thái độ hay tìm

hiểu tư tưởng của học sinh về một vấn đề nào đó

hơn là thành quả học tập của chúng

– Khi giáo viên tin tưởng vào tài năng phê phán

và chấm bài luận đề một cách vô tư và chính xác

hơn là vào khả năng soạn thảo những câu trắc

nghiệm tốt

– Khi không có nhiều thời gian cho soạn thảo và

khảo sát nhưng lại có nhiều thời gian cho chấm

bài

– Khi ta cần khảo sát thành quả học tập của một

số đông học sinh, hay muốn bài khảo sát thấy có

thể sử dụng vào một lúc khác

– Khi ta muốn có những điểm số đá ng tin cậy, không phụ thuộc vào chủ quan của người chấm bài

– Khi những yếu tố công bằng, vô tư chính xác là

những yếu tố quan trọng nhất của việc thi cử – Khi có nhiều câu trắc nghiệm tốt đã được dự

trữ sẵn để có thể lựa chọn và soạn lại một bài trắc nghiệm mới, và muốn chấm nhanh để sớm công

bố kết quả

– Khi muốn ngăn ngừa nạn học tủ, học vẹt và gian lận thi cử

Để soạn thảo một bài trắc nghiệm cần thực hiện 6 bước cơ bản sau:

II CÁC BƯỚC SOẠN THẢO MỘT BÀI TRẮC NGHIỆM

- Bước 1: Xác định mục đích bài kiểm tra

- Bước 2: Phân tích nội dung, lập bảng phân tích nội dung

- Bước 3: Xác định mục tiêu học tập

- Bước 4: Thiết kế dàn bài trắc nghiệm

- Bước 5: Lựa chọn câu hỏi cho bài trắc nghiệm

- Bước 6: Trình bày bài kiểm tra

Trắc nghiệm có thể phục vụ cho nhiều mục đích khác nhau Tùy theo từng mục đích, mà bài trắc nghiệm sẽ có nội dung, mức độ khó dễ của bài, số lượng câu và thời gian làm bài thích hợp

2.1 Xác định mục đích bài kiểm tra:

Ví d ụ: + Bài thi cuối kì nhằm mục đích phát hiện ra được sự khác biệt giữa các học sinh giỏi và kém

+ Bài kiểm tra thông thường nhằm mục đích kiểm tra những hiểu biết tối thiểu về phần nào đó + Mục đích chuẩn đoán, tìm ra những chỗ mạnh, chỗ yếu của HS để giúp ta quy hoạch việc

giảng dạy có hiệu quả hơn

+ Mục đích tập luyện, hiểu thêm bài học, làm quen với lối thi trắc nghiệm

2.2 Phân tích nội dung, lập bảng phân tích nội dung chương trình cần kiểm tra:

2.2.1 Các bước phân tích nội dung:

Phân tích nội dung gồm 4 bước:

– Tìm ra những ý tưởng chính yếu của nội dung cần kiểm tra

– Tìm ra những khái niệm quan trọng để đem ra khảo sát trong các câu trắc nghiệm (tức là lựa chọn

những từ, nhóm chữ, ký hiệu mà học sinh cần giải nghĩa)

– Phân loại hai hạng thông tin: (1) Những thông tin nhằm mục đích giải nghĩa hay minh họa và (2)

những khái luận quan trọng để lựa chọn những điều quan trọng mà học sinh cần phải nhớ

– Lưạ chọn một số thông tin và ý tưởng đòi hỏi học sinh phải có khả năng ứng dụng những điều đã

biết để giải quyết vấn đề trong những tình huống mới

Nội dung

Đề mục

2.2.2 B ảng phân tích nội dung:

Sự kiện Khái niệm Ý tưởng quan trọng

(quy luật)

2.3 Xác định mục tiêu học tập:

2.3.1 T ầm quan trọng của việc xây dựng mục tiêu:

Xác định mục tiêu cụ thể cho từng môn học hay chương trình học là vô cùng quan trọng Xây

dựng mục tiêu có nghĩa là phải xác định những tiêu chí, kỹ năng, kiến thức học sinh cần đạt khi kết thúc chương trình đào tạo và sau đó xây dựng quy trình công cụ đo lường, đánh giá xem học sinh có đạt được những tiêu chí đó không

- Tạo dễ dàng cho việc kiểm tra và chấm điểm công bằng

2.3.2 Nh ững lợi điểm khi khi xác định rõ ràng các mục tiêu cần đạt:

- Mục đích của môn học, nội dung môn học và qui trình đánh giá vừa nhất quán vừa quan hệ chặt chẽ

với nhau

- Mục tiêu cho phép người đánh giá xác định hoạt động giảng dạy và tài liệu học tập nào có hiệu quả

- Cho thấy rõ ràng sự đối chiếu kết quả đào tạo giữa nội dung giảng viên truyền đạt và nội dung học sinh tiếp thu và có thể thực hành được

- Mô hình giảng dạy hợp lí phải xác định được trình tự giữa mục tiêu và nội dung

- Khuyến khích học sinh tự đánh giá vì họ biết phải đạt cái gì

- Hỗ trợ hiệu quả việc học của học sinh và giảm bớt lo lắng vì có hướng dẫn và xác định rõ các tri thức

ưu tiên trong giảng dạy

- Học sinh hiểu rõ các môn học có liên thông với nhau và gắn với mục đích đào tạo

2.3.3 Đặc điểm của mục tiêu học tập:

Mục tiêu học tập phải cụ thể, có thể đo được, có thể đạt được, phải hướng vào kết quả, phải giới

hạn thời gian

2.3.4 Phân lo ại mục tiêu giảng day:

- Theo Bloom, mục tiêu thuộc lĩnh vực nhận t hức có 6 mức độ từ thấp đến cao: Biết, thông hiểu, áp

Nhận biết Nhớ lại Gọi tên Kể ra

Lựa chọn Tìm kiếm Tìm ra cái phù hợp Kể lại

Chỉ rõ vị trí Chỉ ra Phát biểu Tóm lược

THÔNG HI ỂU

Trình bày Đọc

ÁP D ỤNG

Giải quyết Ghi lại Chứng minh Hoàn thiện

Dự đoán Tìm ra Thay đổi Làm

Ước Tính Sắp xếp thứ tự Điều khiển

PHÂN TÍCH

Phân biệt Phân cách Đối chiếu Lập giả thuyết

Lập sơ đồ Tách bạch Phân chia Chọn lọc

Quyết định Phán đoán Tranh luận Cân nhắc

- Dàn bài trắc nghiệm thành quả học tập là bảng dự kiến phân bố hợp lí các câu hỏi của bài trắc nghiệm theo mục tiêu (hay quá trình tư duy) và nội dung của môn học sao cho có thể đo lường chính xác các khả năng mà ta muốn đo

2.4 Thiết kế dàn bài trắc nghiệm:

- Giáo viên cần chú ý các vấn đề liên quan đến dàn bài trắc nghiệm:

+ Tầm quan trọng thuộc phần nào, ứng với mục tiêu nào

+ Cần trình bày câu hỏi dưới hình thức nào để có hiệu quả nhất

+ Xác định trước mức độ khó dễ của bài trắc nghiệm…

- Thiết kế dàn bài trắc nghiệm nhằm quy định số câu trắc nghiệm cho mỗi phần và lập bảng quy định hai chiều để thể hiện số câu và tỉ lệ % cho từng nội dung mục tiêu nhận thức

- Minh họa thiết kế dàn bài trắc nghiệm:

Nội Dung

+ Bài kiểm tra từ 80-100 phút số câu có thể từ 40 đến 50 câu

+ Bài kiểm tra khoảng 2 giờ số câu có thể từ 60 câu trở lên

2 phút cho một câu nhiều lựa chọn

1 phút cho câu đúng - sai

III CÁC HÌNH TH ỨC CÂU TRẮC NGHIỆM

–Loại câu hai lựa chọn

–Loại câu nhiều lựa chọn

–Loại đối chiếu cặp đôi

–Loại câu ghép cặp

3.1 Các lo ại câu trắc nghiệm cơ bản:

Hình thức câu

Câu hai lựa

Câu nhiều lựa

nhử, câu nhiễu)

– Phổ biến nhất hiện nay

– Độ phân cách lớn (nếu soạn thảo đúng

kỹ thuật) – Độ may rủi thấp (25% với câu 4 lựa

chọn, 20% với câu 5 lựa chọn.) – Càng nhiều lựa chọn, tính chính xác càng cao

Câu đối chiếu

– Chỗ để trống điền vào chỉ có một đáp án duy nhất

– Thường thể hiện ở mục tiêu nhận thức

thấp

3.2 Ưu, nhược điểm của loại câu nhiều lựa chọn:

+ Rất linh động có thể được trình bày dưới nhiều dạng khác nhau

Ưu điểm:

+ Có thể đánh giá những mục tiêu giảng dạy và học tập khác nhau

+ Độ tin cậy cao, yếu tố đoán mò, may rủi của học sinh giảm

+ Học sinh phải xét đoán và phân biệt kỹ càng khi trả lời câu hỏi

+ Tính chất giá trị tốt hơn các loại câu khác, có thể dùng để đo lường mức độ đạt được nhiều

+ Không đo được khả năng phán đoán tinh vi và khả năng giải quyết vấn đề khéo léo một cách

hiệu nghiệm bằng câu hỏi tự luận

+ Thí sinh tìm ra cách trả lời hay hơn nên họ không thỏa mãn với đáp án cho sẵn

+ Đôi khi câu hỏi đặt ra tối nghĩa, câu trả lời được cho là đúng thực sự là sai, các câu nhiễu được cho là sai thực ra là đúng

K ết luận:

Thật ra không có bài trắc nghiệm nào là hoàn hảo Vấn đề căn bản là các câu trắc nghiệm phải

soạn thảo như thế nào để có hiệu quả nhất Do những ưu điểm trên của câu trắc nghiệm nhiều lựa chọn

so với các loại khác nên trong đề tài này đã sử dụng loại câu này cho cả hệ thống 48 câu trắc nghiệm

IV ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ BÀI TRẮC NGHIỆM

- Phân tích câu trắc nghiệm sẽ giúp người soạn thảo :

4.1 Phân tích câu trắc nghiệm

+ Biết được độ khó, độ phân cách của mỗi câu

+ Biết được giá trị của đáp án và mồi nhử, đánh giá được câu trắc nghiệm

+ Ra quyết định chọn, sửa hay bỏ câu trắc nghiệm ấy

+ Làm gia tăng tính tin cậy ( hệ số tin cậy ) của bài trắc nghiệm

- Để phân tích câu trắc nghiệm cần thực hiện 3 bước cơ bản sau:

+ Thẩm định độ khó của từng câu trắc nghiệm

+ Xác định độ phân cách của từng câu trắc nghiệm

+ Phân tích các mồi nhử, từ đó đưa ra kết luận chung (Đồng ý hay phải sửa chữa)

4.1.1 Độ khó của câu trắc nghiệm:

(0 ≤ P ≤ 1)

P=0: Câu hỏi quá khó

P=1: Câu hỏi quá dễ

Những câu hỏi loại này không có giá trị đánh giá, cần phải xem xét lại

4.1.1.1 Công thức tính:

– Loại câu đúng –sai tỉ lệ may rủi :50%

– Loại câu 4 lựa chọn tỉ lệ may rủi :25%

– Loại câu 5 lựa chọn tỉ lệ may rủi :20%

Đối với câu trắc nghiệm 4 lựa chọn thì độ khó vừa phải là:

+ ĐKC > ĐKVP ⇒ Câu trắc nghiệm dễ so với trình độ học sinh

4.1.1.2 Các bước phân tích độ khó của câu

–Bước 1: Xác định độ khó của câu trắc nghiệm (ĐKC)

–Bước 2: So sánh với độ khó vừa phải (ĐKVP) của câu trắc nghiệm ấy

+ ĐKC < ĐKVP ⇒ Câu trắc nghiệm khó so với trình độ học sinh

+ ĐKC ≈ ĐKVP ⇒ Câu trắc nghiệm vừa sức so với trình độ học sinh

4.1.2 Độ phân cách câu trắc nghiệm (D)

Độ khó vừa phải câu i 100%+% may ruûi

Bước 1 : Xếp bài của HS từ điểm thấp đến điểm cao

4.1.2.1 Cơng thức tính :

Sau khi đã chấm cộng điểm từng bài, để biết độ phân cách ta thực hiện :

Bước 2 : Lấy 27% tổng số bài cĩ điểm từ cao nhất trở xuống xếp vào nhĩm cao Lấy 27% tổng số bài

cĩ điểm thấp nhất lên trên xếp vào nhĩm thấp

Bước 3 : Đếm số người làm đúng trong mỗi nhĩm, gọi là đúng (cao), đúng (thấp)

Bước 4 :Tính D theo cơng thức:

Chú thích: Cĩ thể tính độ phân cách của một số câu trắc nghiệm theo cách tương đương: Thực hiện bước 1 và 2 như mơ tả trên, trong bước 3, tính tỉ lệ phần trăm học sinh làm đúng câu trắc nghiệm riêng cho từng nhĩm (cao, thấp) bằng cách đếm số người làm đúng trong mỗi nhĩm và chia cho số người của nhĩm (số người mỗi nhĩm = 27% tổng số bài làm học sinh) Sau đĩ thay vào cơng thức (bước 4):

D = Tỉ lệ % nhĩm cao làm đúng câu trắc nghiệm- Tỉ lệ % nhĩm thấp làm đúng câu trắc nghiệm

+ D

4.1.2.2 Ý nghĩa độ phân cách:

Độ phân cách của một câu trắc nghiệm nằm trong giới hạn từ -1.00 đến +1.00

≥ 0.4: Câu cĩ độ phân cách rất tốt

+ 0.3 ≤ D ≤ 0.39: Câu cĩ độ phân cách khá tốt nhưng cĩ thể làm cho độ phân cách tốt hơn

+ 0.2 ≤ D ≤ 0.29 : Câu cĩ độ phân cách tạm được, cần phải điều chỉnh

+ D ≤ 0.19 : Câu cĩ độ phân cách kém, cần phải loại bỏ hay gia cơng sửa chữa

+ D < 0 : Câu cĩ độ phân cách âm, khi số HS nhĩm thấp làm đúng câu i nhiều hơn số HS nhĩm cao làm đúng câu i

Chú ý: Trong luận văn này, đã sử dụng phần mềm Test Độ phân cách D của câu cĩ thể thay bằng hệ

số tương quan câu hỏi-tổng điểm (rs

x: Tổng điểm của HS trong nhĩm

y: Điểm số mỗi câu

<0 : Điểm mỗi câu và tổng điểm khơng tương hợp với nhau

s=0 : Câu hỏi khơng phân biệt được giữa điểm số cao và thấp

4.1.3 Ph ân tích đáp án và mồi nhử:

- Đáp án là lựa chọn được xác định là đúng nhất trong số các lựa chọn của phần trả lời câu trắc nghiệm (hoặc là giá trị đúng của mệnh đề trong câu Đúng- Sai)

4.1.3.1 Phân tích đáp án:

D = Độ phân cách câu i = Đúng (cao) - Đúng (thấp) 100%×

Số người trong một nhóm

- Câu trả lời đúng (đáp án) được coi là giá trị khi số học sinh trả lời đúng trong nhóm cao phải nhiều hơn số học sinh trả lời đúng trong nhóm thấp (tương quan thuận)

- Mồi nhử là những lựa chọn được xác định là sai trong phần trả lời

4.1.3.2 Phân tích mồi nhử:

- Một mồi nhử được gọi là tốt khi học sinh thuộc nhóm cao ít chọn nó, còn học sinh thuộc nhóm thấp

chọn nó nhiều hơn (tương quan nghịch)

- Độ khó không quá cao hoặc quá thấp, đạt khoảng 40% hoặc 60%

4.1.4 M ột số tiêu chuẩn để chọn được câu trắc nghiệm tốt:

- Đối với đáp án, độ phân cách dương, khá cao

- Với các mồi nhử, số người trong nhóm cao chọn phải ít hơn số người trong nhóm thấp

4.2 Phân tích bài tr ắc nghiệm:

4.2.1 Ứng dụng điểm số trung bình để đánh giá bài trắc nghiệm

Điểm số trung bình tính trên toàn thể học sinh tham gia làm bài trắc nghiệm dùng để đánh giá bài trắc nghiệm vừa sức với học sinh hay khó hoặc dễ Để thực hiện điều đó ta đối chiếu điểm trung bình làm bài của học sinh với điểm trung bình lý thuyết (trung bình mong đợi)

(Điểm may rủi= Điểm tối đa

4.2.1.1 Điểm trung bình lý thuyết (Mean LT)

- Lưu ý: Tính điểm trung bình khi mỗi điểm số có hệ số khác nhau, ta nhân hệ số với điểm số trước khi

cộng và mẫu số bây giờ là tổng các hệ số Nếu là phân bố tần số, ta nhân từng điểm số với tần số sau đó

mới cộng chúng lại Tổng này sẽ chia với tổng các tần số, ta được Mean

+ Mean>Mean LT ⇒Bài trắc nghiệm dễ so với trình độ học sinh

4.2.1.3 Đánh giá độ khó bài trắc nghiệm

- Để đánh giá độ khó bài trắc nghiệm căn cứ trên điểm trung bình, ta so sánh Mean và Mean LT:

+ Mean<Mean LT ⇒Bài trắc nghiệm khó so với trình độ học sinh

Hàng s ố = Max - Min

( )

2 2

Với : Giá trị biên dưới = Mean –Z x S/ N

Giá trị biên trên = Mean +Z x S/ N

+ N: Số học sinh

+ Z: Trị số tùy thuộc vào xác suất tin cậy định trước Ta thường chọn xác suất tin cậy 95% thì Z=1.96 Nếu chọn mức xác suất cao hơn, tin cậy 99% thì Z= 2.58

+ S: Độ lệch tiêu chuẩn.(được xét trong phần sau)

4.2.2 Các s ố đo độ phân tán: Là các số đo tính chất biến thiên của điểm số quanh trung tâm

- Công thức:

Min : Điểm số thấp nhất

Max: Điểm số cao nhất

- Ý nghĩa: Hàng số cho biết độ phân tán điểm số của học sinh trong một lớp:

+Nếu giá trị của hàng số lớn : các điểm số phân tán xa trung tâm

+Nếu giá trị của hàng số bé : các điểm số tập trung gần trung tâm

Ta thường dùng hàng số để so sánh mức phân tán điểm số giữa các lớp với nhau Ngoài ra nó còn giúp chúng ta nhận xét chất lượng tiếp thu bài của hai hay nhiều lớp trong trường

: Tổng điểm bài trắc nghiệm câu i

N: Số người làm bài trắc nghiệm

- Công d ụng:

Độ lệch tiêu chuẩn là một số đo lường cho biết điểm số trong một phân bố lệch đi so với trung bình là bao nhiêu

σ là nhỏ : điểm số tập trung quanh trung bình

+ Nếu giá trị σ là lớn: điểm số lệch xa trung bình

Biên dưới Biên trên

- Dùng độ lệch tiêu chuẩn khi:

+ Cần so sánh mức phân tán hay đồng nhất của hai hay nhiều nhóm điểm số (cùng đơn vị đo và có trung bình xấp xỉ bằng nhau)

+ Dùng độ lệch tiêu chuẩn để xét tính chất tượng trưng của trung bình cộng Nếu hai hay nhiều phân

bố gần giống nhau, có trung bình như nhau, phân bố nào có SD nhỏ nhất thì trung bình cộng của phân bố ấy có tính chất tượng trưng nhiều nhất

+ Độ lệch tiêu chuẩn có thể giúp ta xác định vị trí của một điểm số trong phân bố

4.2.2.3 Sai số tiêu chuẩn đo lường.(SEM)

- Công thức :

σ: Độ lệch tiêu chuẩn bài trắc nghiệm

r : hệ số tin cậy bài trắc nghiệm

- Ý nghĩa:

Sai số này cho ta biết mức biến thiên mà ta có thể kỳ vọng ở điểm số của một học sinh nào đó mà được khảo sát trên bài trắc nghiệm đó nhiều lần

Trong đó: R

4.2.3 H ệ số tin cậy của bài trắc nghiệm:

- Công thức tính (Công thức Spearman- Brown)

TC: Hệ số tin cậy

X: Tổng điểm các câu lẻ

Y: Tổng điểm các câu chẵn

RXY: Hệ số tương quan Pearson giữa X và Y trong bài Test

- Nếu RTC > 0.8: Hệ số tin cậy của bài trắc nghiệm cao

- Nếu 0.7 < RTC < 0.8: Hệ số tin cậy của bài trắc nghiệm là tạm chấp nhận

- Nếu 0.5 < RTC < 0.7: Hệ số tin cậy của bài trắc nghiệm ở mức trung bình Bài trắc nghiệm có nhiều câu hỏi cần phải chỉnh sửa

4.3 Các loại điểm số trắc nghiệm

4.3.1 Điểm thô:

- Tổng cộng các điểm số từng câu trắc nghiệm được gọi là điểm thô

- Để so sánh giữa các bài trắc nghiệm có độ khó khác nhau, ta phải quy đổi điểm thô sang các loại điểm tiêu chuẩn khác

4.3.2 Các lo ại điểm tiêu chuẩn:

XY TC

XY

r R

r

=

+

X: Điểm tính theo tỉ lệ phần trăm

Đ : Số câu học sinh làm đúng

T: Tổng số câu bài trắc nghiệm

- Ý nghĩa: Điểm phần trăm đúng so sánh điểm của học sinh này với điểm số tối đa có thể đạt được

X: là một điểm thô

4.3.2.2 Điểm Z (Z score):

X là điểm thô trung bình của nhóm làm trắc nghiệm

s: độ lệch tiêu chuẩn của nhóm làm trắc nghiệm

- Ý nghĩa: Điểm Z cho biết vị trí của một học sinh có điểm thô X so với trung bình của nhóm học sinh

cùng làm bài trắc nghiệm

- Bảng Z : Cho ta tính ước lượng tỉ lệ % học sinh ở phía dưới hay phía trên một học sinh đạt điểm số Z nào đó

- Đề tài này đã quy đổi điểm bài TNKQ sang điểm tiêu chuẩn V (Xử lý bằng phần mềm Test)

4.3.2.3 Điểm tiêu chuẩn V

- Căn bản giống điểm Z, nhưng quy về phân bố bình thường có trung bình là 5, độ lệch tiêu chuẩn là 2 (Với hệ thống điểm cho từ 0 →10)

Điểm tiêu chuẩn V= 2Z+5

X XZ

s

−

=

N ỘI DUNG CHƯƠNG ĐIỆN TRƯỜNG VÀ ĐIỆN THẾ - HIỆU

Như chúng ta đều biết, một số vật khi đem cọ xát vào len, dạ, lụa, lông thú…sẽ có khả năng hút

được các vật nhẹ Ta nói những vật này đã bị nhiễm điện hay trên vật đã có điện tích

Trong tự nhiên có hai loại điện tích: điện tích dương và điện tích âm Theo qui ước, điện tích dương là loại điện tích giống điện tích xuất hiện trên thanh thủy tinh sau khi cọ xát nó vào lụa; còn điện tích âm giống điện tích xuất hiện trên thanh ebonit sau khi cọ xát nó vào dạ

- Nếu nguyên tử mất một hay vài electron, nó sẽ mang điện dương và trở thành ion dương

- Nếu nguyên tử nhận thêm electron, nó sẽ tích điện âm và trở thành ion âm

Quá trình nhiễm điện của các vật chính là quá trình các vật ấy thu thêm hay mất đi một số electron

- Thuyết electron dựa vào sự di chuyển của các electron để giải thích các hiện tượng về điện

+ Vật dẫn: là những vật để cho điện tích chuyển động tự do trong toàn bộ thể tích của vật

1.1.4 Ch ất dẫn điện và chất cách điện:

- Theo tính chất dẫn điện, người ta phân biệt hai loại vật:

+ Điện môi: là những vật mà điện tích xuất hiện ở đâu chỉ định xứ ở đó

- Ngoài ra, còn có các chất bán dẫn điện là những chất ở điều kiện vật lí này nó là điện môi còn ở điều

kiện vật lí khác nó là chất dẫn điện

1.1.5 Ð ịnh luật bảo toàn điện tích:

Tổng đại số các điện tích trong một hệ cô lập là không đổi

- Sự nhiễm điện do cọ xát: Ta có thể làm cho các vật nhiễm điện bằng cách cọ xát chúng với nhau

1.2 Các cách nhi ễm điện cho vật:

- Sự nhiễm điện do tiếp xúc: Một vật nhiễm điện bằng cách cho nó tiếp xúc với một vật khác đã nhiễm điện gọi là sự nhiễm điện do tiếp xúc

- Sự nhiễm điện do hưởng ứng: Khi đặt vật dẫn ở gần một vật mang điện thì trên hai đầu của vật dẫn

xuất hiện các điện tích trái dấu

- Định luật Coulomb: Lực tương tác giữa hai điện tích điểm, đứng yên tương đối với nhau trong chân không tỉ lệ với tích độ lớn của hai điện tích và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng Lực tương tác có phương nằm trên đường thẳng vạch qua hai điện tích điểm, là lực đẩy nếu hai điện tích cùng loại, là lực hút nếu hai điện tích khác loại

: giá trị đại số của hai điện tích (C)

r: khoảng cách giữa hai điện tích (m)

k: hệ số tỉ lệ phụ thuộc vào hệ đơn vị

k = = 9.109

2 2

14

ε: Độ thẩm điện môi tỉ đối (hay hằng số điện môi ) của môi trường, đặc trưng cho tính chất điện của môi trường

1.3.3 Nguyên lý ch ồng chất:

Giả sử có một hệ điện tích điểm q1, q2…,qn được phân bố gián đoạn trong không gian và một điện tích q0 đặt trong không gian đó Gọi F1, F2,…,Fn lần lượt là các lực tác dụng của q1, q2…,qn lên điện tích q0 Các lực này được xác định bởi định luật Coulomb Khi đó, lực tổng hợp tác dụng lên điện tích q0

Ðịnh luật Coulomb và nguyên lí chồng chất các lực điện, về nguyên tắc, cho phép ta tính được

lực tương tác giữa các vật thể mang điện có kích thước, hình dạng và vị trí tương đối bất kì

II ĐIỆN TRƯỜNG – CƯỜNG ĐỘ ĐIỆN TRƯỜNG:

2 1 Điện trường:Điện trường là môi trường vật chất đặc biệt bao quanh các điện tích mà bất cứ điện tích nào khác đặt trong nó đều chịu một lực tác dụng Vận tốc lan truyền tương tác trong điện trường đúng bằng vận tốc ánh sáng

2.2 Vectơ cường độ điện trường:

2.2.1 Định nghĩa

0

F E q

=





: Vectơ cường độ điện trường tại một điểm là một đại lượng đặc trưng cho điện trường về phươn g

diện tác dụng lực, có trị vectơ bằng lực tác dụng của điện trường lên một đơn vị điện tích dương đặt tại

2.2.2 Điện trường của một điện tích điểm:

- Vectơ cường độ điện trường gây ra bởi điện tích điểm q tại điểm M cách q một khoảng r:

3 0

1 4

+ Nếu q là điện tích dương (q>0), thì vectơ cường độ điện trường E

do nó gây ra sẽ cùng hướng với bán kính vectơ r

nghĩa là E

hướng ra xa điện tích q

+ Nếu q là điện tích âm (q<0), thì vectơ cường độ điện trường E

do nó gây ra sẽ ngược hướng với bán kính vectơ r

nghĩa là E

hướng vào điện tích q

- Cường độ điện trường tại điểm M tỉ lệ thuận với độ lớn của điện tích q và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách từ điểm đang xét tới điện tích q:

2 0

14

q E

r

πε ε

2.2.3 Điện trường của một hệ điện tích điểm - Nguyên lý chồng chất điện trường

- Nguyên lí chồng chất của điện trường: "Vectơ cường độ điện trường gây bởi một hệ điện tích điểm tại

một điểm nào đó bằng tổng các vectơ cường độ điện trường gây ra bởi từng điện tích điểm của hệ tại điểm đó.”

- Trường hợp hệ điện tích được phân bố liên tục (chẳng hạn một vật mang điện có kích thước bất kì):

Ta tưởng tượng chia vật mang điện thành những phần nhỏ, sao cho mỗi phần mang điện tích dq có thể coi như là một điện tích điểm Gọi là vectơ cường độ điện trường do điện tích dq gây ra tại một điểm M cách dq một khoảng r thì vectơ cường độ điện trường gây ra bởi vật mang điện tại M là:

2 0 toan bo vat toan bo vat

14

C

dl r E

Với λ là mật độ điện dài của dây (C)

+ Nếu vật mang điện là một mặt (S) tích điện đều thì:

2 0

14

S

dS r E

Với σ là mật độ điện mặt của (S)

+ Nếu vật mang điện là một khối τ tích điện đều thì:

2 0

14

d r E

Với ρ là mật độ điện khối của vật

2.3 Lưỡng cực điện đặt trong điện trường:

Để đặc trưng cho tính chất điện của lưỡng cực người ta dùng đại lượng vectơ momen lưỡng cực điện hay momen điện của lưỡng cực kí hiệu là p e

=

 e

p ql Trong đó:

+ 

l là một vec tơ hướng từ -q sang +q, có độ dài bằng khoảng cách l giữa –q và +q

+ Đường thẳng nối hai điện tích được gọi là trục của lưỡng cực điện

2.3.3 Lưỡng cực điện trong điện trường:

2.3.3.1 Trường hợp 1: Lưỡng cực điện đặt trong điện trường đều:

- Giả sử lưỡng cực điện p e

được đặt trong điện trường đều E0

và nghiêng với đường sức điện trường

theo thứ tự lập thành tam diện thuận

- Ngẫu lực này có tác dụng làm cho lưỡng cực quay trong điện trường sao cho vectơ p e

và E0

song song với nhau Vị trí cân bằng của lưỡng cực là vị trí ở đó momen ngẫu lực bằng không ứng với α = 0 hay α =π Vị trí α = 0 là vị trí cân bằng bền, với α =π ta có trạng thái cân bằng không bền vì chỉ cần lưỡng cực quay lệch khỏi vị trí đó một chút là sẽ xuất hiện ngay momen ngẫu lực làm nó lệch thêm

khỏi vị trí này

2.3.3.2 Trường hợp 2: Lưỡng cực điện đặt trong điện trường không đều:

- Khi đặt lưỡng cực điện trong điện trường, xuất hiện momen quay làm lưỡng cực điện có xu thế quay

về vị trí cân bằng bền

α

l

- Lưỡng cực điện chịu tác dụng của 2 lực F1

 cùng chiều với E1

Kết quả: Lưỡng cực điện bị hút về phía có điện trường mạnh

III ĐIỆN THÔNG - ĐỊNH LUẬT GAUSS:

3.1 Đường sức điện trường:

- Định nghĩa: Đường sức điện trường là đường mà tiếp tuyến với nó tại mỗi điểm trùng với phương của vectơ cường độ điện trường tại điểm đó, chiều của đường sức điện trường là chiều của vec tơ cường độ điện trường

- Qui ước: Vẽ số đường sức điện trường qua một đơn vị diện tích đặt vuông góc với đường sức bằng cường độ điện trường E (tại nơi đặt điện trường) Nơi nào điện trường mạnh thì số đường sức dày, và thưa ở vùng có điện trường yếu

- Tập hợp các đường sức điện trường được gọi là phổ đường sức điện trường hay điện phổ

- Các đường sức điện trường bao giờ cũng xuất phát từ các điện tích dương, tận cùng trên các điện tích

âm, đi đến vô cùng hoặc đi ra vô cùng, chúng luôn luôn là những đường cong không khép kín và bị

hở tại các điện tích

- Các đường sức điện trường không cắt nhau

Điện trường của hai điện tích điểm cùng độ lớn và (a) cùng dấu, (b) trái dấu

3.2 Điện thông:

3.2.1 Vectơ cảm ứng điện :

3.2.1.1 Vectơ cảm ứng điện:

- Để mô tả điện trường, ngoài vectơ cường độ điện trường E

, người ta còn dùng một đại lượng vật lí khác, không phụ thuộc vào tính chất của môi trường gọi là vectơ cảm ứng điện D

: o

, chiều của đường cảm ứng điện là chiều của D

Số đường cảm ứng điện vẽ qua một đơn

vị diện tích đặt vuông góc với đường cảm ứng điện tỉ lệ với giá trị của cảm ứng điện D

- Khi đi qua mặt phân cách của hai môi trường khác nhau, phổ các đường cảm ứng điện là liên tục

3.2.2 Thông lượng điện trường:

3.2.2.1 Định nghĩa: Thông lượng điện trường dφE

E



qua diện tích dS là đại lượng có giá trị bằng tích của

diện tích dS với hình chiếu vectơ cường độ điện trường lên vectơ diện tích dS

(dS

hướng theo pháp tuyến n

của dS và có độ lớn bằng chính diện tích dS đó):

Φ = = αE

d E.dS E.dS.cos Trong đó, α là góc hợp bởi Evà dS

Điện thông (hay thông lượng điện trường) qua diện tích S:

dS



E

α

Điện thông là một đại lượng đại số, dấu của nó phụ thuộc vào góc α Đối với mặt kín ta luôn

chọn chiều của n

là chiều hướng ra ngoài mặt đó

3.2.2.2 Ý nghĩa:

Thông lượng điện trường cho ta biết số đường sức điện trường qua diện tích dS

3.2.3 Thông lượng cảm ứng điện (Thông lượng điện cảm):

3.2.3.1 Định nghĩa: Thông lượng điện cảm dφD

D

 qua diện tích dS là đại lượng có giá trị bằng tích của

diện tích dS với hình chiếu vectơ điện cảm lên vectơ diện tích dS

Φ == αD

d D.dS DdScos Trong đó, α là góc hợp bởi D

qE.dS

3.3.2 D ạng vi phân của định lí Ostrogradski- Gauss:

Φ =E ∫  

(S)E.dS

dS





Dα

Nếu điện tích trong thể tích (V) giới hạn bởi mặt kín (S) được phân bố liên tục thì ta có thể biểu

diễn định lí Ostrogradski- Gauss dưới dạng vi phân:

divD=ρ

Trong đó, ρ( , , )x y z : Hàm phân bố điện tích trong thể tích (V)

IV CÔNG C ỦA LỰC ĐIỆN TRƯỜNG - ĐIỆN THẾ - HIỆU ĐIỆN THẾ :

4.1 Công c ủa lực tĩnh điện Lưu số của điện trường:

4.1.1 Công c ủa lực tĩnh điện:

Giả sử ta dịch chuyển một điện tích điểm q0

Lực tác dụng lên điện tích q

trong điện trường của một điện tích điểm q từ điểm

M đến điểm N trên một đường cong (C) bất kì

M M

r r

MN

r r

riM : khoảng cách từ điện tích điểm qiđến điểm M

riN : khoảng cách từ điện tích điểm qiđến điểm N

Nếu ta dịch chuyển q0 theo một đường cong kín bất kì thì công của lực tĩnh điện trong dịch chuyển đó sẽ bằng không Vậy trường tĩnh điện là một trường thế

4 1.2 Lưu số của điện trường:

- Công của lực điện trường dịch chuyển điện tích q0

q = ∫  Đây được gọi là lưu số của vectơ cường độ điện trường

- Định nghĩa: Lưu số của vectơ cường độ điện trường là công của lực điện trường làm dịch chuyển một đơn vị điện tích dương từ điểm này đến điểm kia trong điện trường

Lưu số của vectơ cường độ điện trường dọc theo một đường cong kín bằng không

E ds=

∫  



4.2 Th ế năng của một điện tích trong điện trường:

Điện trường là một trường thế nên công của lực tĩnh điện trong sự dịch chuyển một điện tích q0

W

dA= −d

trong điện trường cũng bằng độ giảm thế năng W của điện tích đó trong điện trường

Trong một chuyển dời nguyên tố ds, ta có:

 Trong chuyển dời hữu hạn từ điểm M đến điểm N trong điện trường:

Nếu q0, q cùng dấu, thế năng tương tác của chúng dương

q0, q trái dấu, thế năng tương tác của chúng âm

Sự phụ thuộc của thế năng tương tác của hệ hai điện tích vào khoảng cách giữa chúng được biểu

diễn bởi đồ thị:

Áp dụng nguyên lí chồng chất điện trường, thế năng của điện tích q0

n

0 i

πε ε

=

=∑ =∑

trong điện trường của hệ điện tích điểm:

Trong đó: ri là khoảng cách từ điện tích q0 đến điện tích qi

Thế năng của điện tích điểm q0

trong một điện trường bất kì:

Vậy: Thế năng của điện tích điểm q 0

4.3 Điện thế - Hiệu điện thế:

t ại một điểm trong điện trường là một đại lượng có giá trị bằng công c ủa lực tĩnh điện trong sự dịch chuyển điện tích đó từ điểm đang xét ra xa vô cùng

- Giá trị của điện thế phụ thuộc vào vị trí gốc thế năng mà ta chọn

- Điện thế của điện trường gây ra bởi một điện tích điểm q tại điểm cách điện tích q một khoảng r bằng:

0

4

q V

Điện thế của điện trường gây ra bởi một hệ điện tích được phân bố liên tục trong không gian:

Trong đó r là khoảng cách từ điểm đang xét tới điện tích điểm dq

- Ta có: A MN =WM−WN =q V0( M −V N)

Vậy: Công của lực tĩnh điện trong sự dịch chuyển điện tích điểm q 0 , t ừ điểm M tới điểm N trong điện trường bằng tích số của điện tích q 0 v ới hiệu điện thế giữa hai điểm M và N đó

4.3.2 Hi ệu điện thế:

= ⇒ 1 Von là hiệu điện thế giữa hai điểm trong điện trường mà công của lực điện trường làm

dịch chuyển một đơn vị điện tích dương từ điểm này đến điểm kia là 1J

lấy bất kì trên mặt đẳng thế nên E

vuông góc với mọi ds

vẽ qua điểm

M

4.4 Liên h ệ giữa vectơ cường độ điện trường và điện thế:

Xét hai điểm M và N rất gần nhau trong điện trường E

Giả sử điện thế tại các điểm M và N lần lượt bằng V và V+dV, với dV>0

Công của lực tĩnh điện khi dịch chuyển một điện tích q0

0

dA=q Eds

từ điểm M tới điểm N:

( với ds =MN

)

Vậy: Hình chiếu của vectơ cường độ điện trường trên một phương nào đó về trị số bằng độ giảm điện

th ế trên một đơn vị dài của phương đó

Trong hệ trục tọa độ Descartes: x y z

Vậy: Vectơ cường độ điện trường tại một điểm bất kì trong điện trường bằng và ngược dấu với gradien

c ủa điện thế tại điểm đó

* Đơn vị cường độ điện trường:

PH ẦN B:

PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP

I ĐIỆN TÍCH – TƯƠNG TÁC GIỮA CÁC ĐIỆN TÍCH:

1.1 Dạng 1: Tính lực tương tác tĩnh điện giữa hai điện tích điểm theo định luật C oulomb:

Trong chân không:

: giá trị đại số của hai điện tích (C)

r: khoảng cách giữa hai điện tích (m)

k: hệ số tỉ lệ phụ thuộc vào hệ đơn vị

k = = 9.109

2 2

q q

1 r

4 r

Trong đó, ε là hằng số điện môi tương đối của môi trường

1.2 D ạng 2: Tính lực tương tác do một hệ điện tích điểm tác dụng lên điện tích điểm q0

lần lượt là các lực tác dụng của q1, q2,…,qn lên điện tích q0

II ĐIỆN TRƯỜNG – CƯỜNG ĐỘ ĐIỆN TRƯỜNG:

Để xác định lực tương tác tĩnh điện giữa hai vật mang điện bất kì, ta coi mỗi vật mang điện như

một hệ vô số các điện tích điểm, sau đó áp dụng nguyên lý chồng chất của điện trường

Lưu ý: Định luật Coulomb chỉ được áp dụng cho điện tích điểm

2.1 D ạng 1: Tính cường độ điện trường gây ra bởi một điện tích điểm tại một điểm cách nó một khoảng r

3

q

E k r r

2.2 D ạng 2:Tính cường độ điện trường gây ra bởi một hệ điện tích điểm:

Áp dụng nguyên lý chồng chất điện trường:

i 1

1 dq r

gây ra tại điểm đang xét

2.3 Dạng 3: Tính cường độ điện trường điện trường gây ra bởi một vật mang điện

Để tính cường độ điện trường gây ra bởi một vật mang điện, ta chia vật thành nhiều phần nhỏ sao cho điện tích dq mang trên mỗi phần đó có thể coi là điện tích điểm, sau đó áp dụng nguyên lý chồng chất điện trường:

+ Nếu vật mang điện là một dây (C) tích điện đều thì:

2 0 ( )

14

C

dl r E

14

S

dS r E

14

d r E

= là mật độ điện khối của vật, biểu thị lượng điện tích trên một đơn vị thể tích của

vật

2.4 D ạng 4: Xét s ự chuyển động của một hạt mang điện trong điện trường:

– Phân tích chuyển động của hạt mang điện dưới tác dụng của lực điện trường

– Dùng các định luật cơ học để tìm các đại lượng yêu cầu

III ĐIỆN THÔNG - ĐỊNH LÝ GAUSS :

3.1 D ạng 1: Tính thông lượng cảm ứng điện và thông lượng điện trường qua một mặt kín bất kì dựa vào định lí Gauss:

Φ =D  ∫ =∑ i

i (S)

qE.dS

Trong đó,

i

∑ là phép lấy tổng đại số các điện tích chứa trong mặt kín đó

3.2 D ạng 2: Xác định D

,E

gây ra bởi các vật mang điện có tính đối xứng

1.Xác định yếu tố đối xứng của hệ điện tích, từ đó có thể suy ra một số đặc điểm của điện trường,

chẳng hạn có thể dự đoán hướng của vectơ E tại mỗi điểm, sự biến thiên độ lớn của nó theo vị trí trong không gian

2 Chọn một mặt kín (S) là mặt Gauss, chứa điểm mà tại đó ta cần xác định E Người ta thường

chọn mặt Gauss sao cho có thể tính toán dễ dàng điện thông qua S Muốn vậy nó phải chứa yếu tố đối

xứng của hệ điện tích

3.Áp dụng công thức của định lý Gauss để xác định E hoặc D

tùy theo yêu cầu của bài

Nếu điện tích trong thể tích (V) giới hạn bởi mặt kín (S) được phân bố liên tục với hàm phân bố điện tích ρ( , , )x y z thì ta sử dụng định lí Gauss dạng vi phân:

IV.CÔNG C ỦA LỰC ĐIỆN TRƯỜNG- ĐIỆN THẾ- HIỆU ĐIỆN THẾ:

4.1 Công c ủa lực điện trường:

4.1.1 D ạng 1: Tính công của lực tĩnh điện trong sự dịch chu yển điện tích q0

πε ε πε ε

từ M đến N trong điện trường gây ra bởi điện tích điểm q:

Trong đó: qi: điện tích điểm thứ i

riM : khoảng cách từ điện tích điểm qiđến điểm M

riN : khoảng cách từ điện tích điểm qi

0

4

q V

4.2.1 D ạng 1: Tính điện thế của điện trường gây ra bởi một điện tích điểm q tại một điểm nào đó:

Trong đó, r: Khoảng cách từ điện tích điểm q tới điểm đang xét

4.2.2 D ạng 2: Tính điện thế của điện trường gây ra bởi một hệ điện tích điểm tại một điểm nào đó:

1 1 4 0

n n

i i

4.2.3 D ạng 3: Tính điện thế của điện trường gây ra bởi một vật mang điện

Ta lấy trên vật một phần tử điện tích dq, mỗi dq gây ra tại M một điện thế dV thì điện thế tại M là:

0

1 4

Trong đó r là khoảng cách từ điểm đang xét tới điện tích điểm dq

4.2.4 D ạng 4: Tính điện thế hoặc cường độ điện trường dựa vào mối liên hệ giữa vectơ cường độ điện

12 1 2

r r

U = −V V =∫Edx

CHƯƠNG III

TRƯỜNG- ĐIỆN THẾ - HIỆU ĐIỆN THẾ

I NH ẬN XÉT CHƯƠNG ĐIỆN TRƯỜNG - ĐIỆN THẾ - HIỆU ĐIỆN THẾ:

Đây là chương đầu tiên của chương trình điện đại cương Ngoài những kiến thức SV đã được học ở

phổ thông như: khái niệm điện tích nguyên tố, thuyết electron, chất dẫn điện, chất cách điện, các cách nhiễm điện cho vật, định luật Coulomb, định luật bảo toàn điện tích, điện trường, điện thế, hiệu điện

thế…, chương này còn cung cấp cho SV những kiến thức nâng cao hơn dựa trên nền tảng những kiến

thức đã biết

Cấu trúc chương trình gồm những phần chính như sau:

- Phần 1: Điện tích- Tương tác giữa các điện tích

- Phần 2: Điện trường- Cường độ điện trường

- Phần 3: Điện thông- Định lí Gauss

- Phần 4: Điện thế- Hiệu điện thế

Các kiến thức trong bốn phần trên liên hệ chặt chẽ, bổ sung cho nhau Từ sự tương tác giữa các điện tích, đưa ra khái niệm điện trường Khái niệm điện thông được suy ra từ mô hình đường sức Định lí Gauss bổ sung một cách khác dễ dàng hơn trong việc tính cường độ điện trường thay vì sử dụng nguyên lí chồng chất điện trường Hay từ biểu thức tính công của lực tĩnh điện đưa ra biểu thức thế năng của một điện tích trong điện trường, từ đó suy ra biểu thức tính điện thế, hiệu điện thế…

Nhìn chung, kiến thức trong chương này tương đối đơn giản nhưng hết sức quan trọng trong chương trình điện đại cương cũng như áp dụng cho điện động lực học sau này Do đó, SV cần phải nắm

vững kiến thức để có thể học tốt các phần sau Cũng chính vì vậy mà việc khảo sát xem SV có nắm

vững kiến thức không là rất cần thiết

II Ý T ƯỞNG DỰ ĐỊNH KHẢO SÁT:

- Khả năng nhớ, hiểu các định nghĩa, tính chất, công thức, đơn vị của các khái niệm : điện tích điểm,

chất dẫn điện, chất cách điện, điện trường, đường sức điện trường , thông lượng điện trường, thông lượng điện cảm, thế năng, điện thế, hiệu điện thế, mặt đẳng thế, lưu số điện trường

- Giải thích được một số cách nhiễm điện của các vật

- Phát biểu và áp dụng định luật Coulomb, định lí Gauss để giải một số bài toán

- Chứng minh, giải thích được các tính chất cơ bản của điện trường, lưu số điện trường, mặt đẳng thế,

và gradient điện thế

- Khả năng vận dụng các công thức của chương để giải bài tập

C ụ thể :

1 Điện tích- Tương tác giữa các điện tích :

- Nhớ và hiểu các khái niệm : điện tích điểm, điện tích nguyên tố, ion dương, ion âm

- Phân biệt chất dẫn điện, chất cách điện

- Phân biệt, giải thích các cách nhiễm điện cho vật

- Phát biểu và hiểu được định luật Coulomb, định luật bảo toàn điện tích

- Vận dụng được định luật bảo toàn điện tích để giải bài tập

- Vận dụng được định luật Coulomb để tìm lực tương tác tĩnh điện giữa hai điện tích điểm

- Vận dụng được nguyên lí chồng chất để tìm lực tĩnh điện tổng hợp do một hệ các điện tích điểm hay

một vật mang điện tác dụng lên một điện tích điểm

2 Điện trường - Cường độ điện trường :

- Phát biểu và hiểu khái niệm điện trường

- Định nghĩa và viết được biểu thức tính cường độ điện trường

- Vận dụng công thức để tính cường độ điện trường gây ra bởi một điện tích điểm, một hệ các điện tích điểm, một vật mang điện gây ra

- Dự đoán chuyển động của một điện tích điểm, một lưỡng cực điện đặt trong điện trường

3 Điện thông – Định lí Gauss :

- Phát biểu và hiểu được định nghĩa, tính chất của đường sức điện trường

- Mô tả được hình ảnh đường sức điện trường của một điện tích điểm, một hệ điện tích điểm

- Hiểu được khái niệm vectơ cảm ứng điện, đường cảm ứng điện

- Phát biểu và hiểu được khái niệm, ý nghĩa của điện thông

- Phân biệt thông lượng cảm ứng điện và thông lượng điện trường

- Phát biểu và viết được biểu thức định lí Gauss

- Vận dụng được định lí Gauss để tính điện thông qua một mặt kín, cường độ điện trường gây ra bởi các vật mang điện có tính đối xứng

4 Điện thế - Hiệu điện thế :

- Chứng minh công của lực tĩnh điện không phụ thuộc vào dạng đường đi mà chỉ phụ thuộc vào điểm đầu và điểm cuối Từ đó, suy ra tính chất thế của trường tĩnh điện

- Vận dụng công thức và tính chất công của lực tĩnh điện để giải bài tập

- Phát biểu được định nghĩa thế năng của một điện tích điểm đặt trong điện trường

- Tính được thế năng của một điện tích điểm đặt trong điện trường bất kỳ

- Trình bày khái niệm, công thức tính, ‎ ý nghĩa của điện thế, hiệu điện thế

- Tính được điện thế của điện trường gây ra bởi một điện tích điểm, một hệ điện tích điểm, một vật mang điện

- Tính được hiệu điện thế giữa hai điểm trong điện trường

- Phát biểu và hiểu được định nghĩa, tính chất mặt đẳng thế

- Viết và vận dụng được biểu thức liên hệ giữa vectơ cường độ điện trường và điện thế

III B ẢNG PHÂN TÍCH NỘI DUNG :

- Chất dẫn điện

- Chất cách điện

- Định luật bảo toàn điện tích

- Điện tích nguyên tố là điện tích nhỏ nhất đã được biết đến trong tự nhiên mà không thể bị tách ra thành lượng nhỏ hơn, có

độ lớn là e= 1,6.10-19C

- Là những vật để cho điện tích chuyển động tự do trong toàn bộ

thể tích của vật

- Là những vật mà điện tích xuất hiện ở đâu chỉ định xứ ở đó

- Tổng đại số các điện tích trong một hệ cô lập là không đổi

- Các vật bị nhiễm điện khi cọ xát với nhau

- Vật nhiễm điện bằng cách cho nó tiếp xúc với một vật khác đã nhiễm điện

- Khi một vật dẫn đặt gần một vật mang điện thì trên hai đầu của

vật dẫn xuất hiện các điện tích trái dấu

3 Định luật

Coulomb

- Điện tích điểm

- Định luật Coulomb

- Nguyên lí

chồng chất

- Vật mang điện có kích thước nhỏ không đáng kể so với khoảng cách từ điện tích đó tới những điểm hoặc những vật mang điện khác mà ta đang khảo sát

- Lực tương tác giữa hai điện tích điểm, đứng yên tương đối với nhau trong chân không tỉ lệ với tích độ lớn của hai điện tích và

tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng Lực tương tác có phương nằm trên đường thẳng vạch qua hai điện tích, là lực đẩy nếu hai điện tích cùng loại, là lực hút nếu hai điện tích khác loại

1 2 3 0

1 4

4 Điện

trường

- Định nghĩa - Điện trường là môi trường vật chất đặc biệt bao quanh các điện

tích mà bất cứ điện tích nào khác đặt trong nó đều chịu một lực tác dụng Vận tốc lan truyền tương tác trong điện trường đúng

- Điện trường gây ra bởi một

hệ điện tích điểm

- Điện trường gây ra bởi vật mang điện

- Vectơ cường độ điện trường tại một điểm là một đại lượng đặc trưng cho điện trường về phương diện tác dụng lực, có trị vectơ

bằng lực tác dụng của điện trường lên một đơn vị điện tích dương đặt tại điểm đó

0

F E q

=





- Vectơ cường độ điện trường E

gây ra bởi điện tích điểm q tại điểm M cách q một khoảng r:

3 0

14

- Vectơ cường độ điện trường gây bởi một hệ điện tích điểm tại

một điểm nào đó bằng tổng các vectơ cường độ điện trường gây

ra bởi từng điện tích điểm của hệ tại điểm đó:

- Vectơ momen lưỡng cực điện

- Lưỡng cực điện là một hệ gồm hai điện tích điểm có độ lớn

bằng nhau nhưng trái dấu -q và +q (q> 0), cách nhau một đoạn l

rất nhỏ so với khoảng cách từ lưỡng cực điện tới những điểm đang xét của trường

- Để đặc trưng cho tính chất điện của lưỡng cực người ta dùng đại lượng vectơ momen lưỡng cực điện hay momen điện của

- Định nghĩa - Đường sức điện trường là đường mà tiếp tuyến với nó tại mỗi

điểm trùng với phương của vectơ cường độ điện trường tại điểm

đó, chiều của đường sức điện trường là chiều của vectơ cường

độ điện trường

- Tính chất

- Xuất phát từ điện tích dương và kết thúc ở điện tích âm, đi đến

từ vô cùng hoặc đi ra vô cùng

Các đường sức không cắt nhau Đường sức dày ở nơi có điện trường mạnh và thưa ở nơi có điện trường yếu

8 Vectơ cảm

ứng điện

- Vectơ cảm ứng điện

- Đường cảm ứng điện

- Biểu thức D= εεoE

- Đường cảm ứng điện là đường cong mà tiếp tuyến tại mỗi điểm

của nó trùng với phương của vectơ D

, chiều của đường cảm ứng điện là chiều của D

Số đường cảm ứng điện vẽ qua một đơn vị

diện tích đặt vuông góc với đường cảm ứng điện tỉ lệ với giá trị

của cảm ứng điện D Khi đi qua mặt phân cách của hai môi trường khác nhau, phổ các đường cảm ứng điện là liên tục

8 Điện thông

- Thông lượng điện trường

- Thông lượng điện cảm

- Ý nghĩa

- Thông lượng điện trường dφE

E



qua diện tích dS là đại lượng

có giá trị bằng tích của diện tích dS và hình chiếu vectơ cường

độ điện trường lên vectơ diện tích dS

(dS

hướng theo pháp tuyến n

của dS và có độ lớn bằng chính diện tích dS đó):

Φ = = αE

d E.dS E.dS.cos

Điện thông (hay thông lượng điện trường) qua diện tích S:

Φ =E ∫  

(S)E.dS

- Thông lượng điện cảm dφD

D



qua diện tích dS là đại lượng có giá trị bằng tích của diện tích dS và hình chiếu vectơ điện cảm lên vectơ diện tích dS

Φ = = αD

d D.dS DdScos

 Thông lượng điện cảm qua diện tích S:

Φ =D ∫  

(S)D.dS

- ‎Ý nghĩa: Thông lượng điện cảm cho ta biết số đường cảm ứng

điện qua diện tích dS

9 Định lí

Gauss

- Phát biểu - Thông lượng điện cảm qua một mặt kín bằng tổng đại số các

điện tích chứa trong mặt kín đó

Φ =D  ∫  =∑ i

i (S)

D.dS q Hay: " Điện thông qua một mặt kín bằng tổng đại số các điện tích nằm chứa trong mặt kín đó chia cho εε " o