SKKN Một số phương pháp hướng dẫn học sinh giỏi khối 9 giải bài tập phần điện đạt hiệu quả cao

SKKN Một số phương pháp hướng dẫn học sinh giỏi khối 9 giải bài tập phần điện đạt hiệu quả cao 1 MỤC LỤC PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HUYỆN YÊN ĐỊNH TRƯỜNG THCS LÊ ĐÌNH KIÊN SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM TÊN ĐỀ TÀI MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIỎI KHỐI 9 GIẢI BÀI TẬP PHẦN ĐIỆN ĐẠT HIỆU QUẢ CAO Người thực hiện Vũ Tiến Duẩn Chức vụ Giáo viên Đơn vị công tác Trường THCS Lê Đình Kiên SKKN thuộc lĩnh mực (môn) Vật Lý YÊN ĐỊNH, NĂM 2016 SangKienKinhNghiem net 2 NỘI DUNG TRANG Tên đề tài 3 1 Mở đầu 3 1[.]

MỤC LỤC

PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HUYỆN YÊN ĐỊNH

TR ƯỜNG THCS LÊ ĐÌNH KIÊN

MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIỎI KHỐI 9

GIẢI BÀI TẬP PHẦN ĐIỆN ĐẠT HIỆU QUẢ CAO

Người thực hiện: Vũ Tiến Duẩn

Chức vụ: Giáo viên Đơn vị công tác: Trường THCS Lê Đình Kiên

SKKN thuộc lĩnh mực (môn): Vật Lý

NỘI DUNG TRANG

2.2 Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm 4

2.2.3 Một số nhược điểm của HS trong quá trình giải toán điện nâng cao 9. 5 2.2.4 Giải pháp đã sử dụng trước khi thực hiện đề tài 5

3.4 Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm đối với hoạt động giáo dục, với

Tên đề tài:

MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIỎI KHỐI 9

GIẢI BÀI TẬP PHẦN ĐIỆN ĐẠT HIỆU QUẢ CAO

1 Mở đầu

1.1 Lý do chọn đề tài

Nhằm nâng cao chất lượng giáo dục nói chung và chất lượng môn Vật lý nói riêng Việc cải tiến phương pháp bồi dưỡng cho học sinh giỏi là một yếu tố quan trọng, bên cạnh việc bồi dưỡng kiến thức chuyên môn, việc phát huy tính tích cực của học sinh có ý nghĩa hết sức quan trọng Vì công việc giáo dục phải được tiến hành trên cơ sở nhận thức, tự hành động, việc khơi dậy để phát triển ý thức năng lực tư duy, bồi dưỡng phương pháp giải các bài toán khó về mặt điện học là rất quan trọng

Trong chương trình sách giáo khoa cấp THCS các bài tập còn ở mức độ nhẹ không quá phức tạp Nhưng đối với học sinh giỏi cấp tỉnh thì cần phải mở rộng và đào sâu các bài tập về mạch điện

Qua thực tế bồi dưỡng học sinh giỏi cấp huyện và cấp tỉnh môn Vật lý ở trường THCS, tôi thấy học sinh còn gặp nhiều khó khăn lúng túng trong việc giải các bài tập về mạch điện Cụ thể như kỹ năng vẽ hình còn yếu, phương pháp vận dụng kiến thức toán học còn nhiều hạn chế

Cùng với sự đổi mới phương pháp dạy học chung của ngành giáo dục, đồng thời bản thân cũng tự kiểm tra, rà soát lại việc tiếp thu kiến thức của học sinh giỏi về chương trình nói chung và về kiến thức toán học nói riêng, cùng với việc được tiếp thu các chuyên đề của sở GD và ĐT, tôi nhận thấy được kỹ năng giải bài tập của học sinh đóng một vai trò rất quan trọng

Xuất phát từ những lý do trên, tôi đã chọn đề tài: “Một số phương pháp hướng dẫn học sinh giỏi khối 9 giải bài tập phần điện học đạt hiệu quả cao”

nhằm giúp học sinh giỏi được cọ sát với các bài tập hay và khó Từ đó nâng cao

về chất lượng bộ môn Vật lý áp dụng tốt vào thực tiễn

1.2 Mục đích nghiên cứu

+ Nhằm giúp học sinh nâng cao chất lượng giải toán điện học.

+ Giúp học sinh hình thành kỹ năng, sử dụng thành thạo cách giải và vận dụng một cách linh hoạt các công thức trong giải toán điện nâng cao lớp 9

1.3 Đối tượng nghiên cứu.

+ Bồi dưỡng học sinh giỏi lớp 9 cấp huyện và cấp tỉnh

1.4 Phương pháp nghiên cứu.

+ Phương pháp thu thập số liệu:

+ Thu thập số liệu bằng cách tham khảo tài liệu

+ Thu thập số liệu từ những thí nghiệm

+ Phương pháp quan sát

+ Phương pháp suy luận

+ Phương pháp trực quan

+ Phương pháp vấn đáp

+ Phương pháp thống kê

+ Phương pháp thí nghiệm biểu diễn

2 Nội dung sáng kiến.

2.1 Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm.

Xuất phát từ kinh nghiệm bồi dưỡng học sinh giỏi nhiều năm, tôi thấy đa

số học sinh đều mắc lỗi về cách phân tích các mạch điện và cách tính toán, những bài tập thiên về toán học thì các em đều vướng mắc Trên cơ sở đó tôi đưa ra các cách theo chủ quan của mình, thì phần lớn các em đều biết cách làm

và tự rút kinh nghiệm trong quá trình làm…

2.2 Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm

2.2.1 Kết quả khảo sát ban đầu, tháng 10/2015: (khảo sát toán điện học lớp

9)

điểm 1 – 2 điểm trên 5 điểm 9 – 10

Bồi

dưỡng

khối

học

sinh

giỏi

Sĩ số

HS

được

khảo

sát

2.2.2 Nguyên nhân

a) Do tư duy của học sinh còn hạn chế nên khả năng tiếp thu bài còn chậm, lúng túng từ đó không nắm chắc các kiến thức, kĩ năng cơ bản, định lý, định nghĩa do đó khó mà hoàn thiện được một bài toán phần điện học lớp 9

b) Đa số các em chưa có định hướng chung về phương pháp học lý thuyết, chưa biến đổi được một số công thức, hay phương pháp giải một bài toán khó của phần điện

c) Kiến thức toán học còn hạn chế nên không có phương pháp giải toán điện được

d) Do phòng thí nghiệm, phòng thực hành còn thiếu nên các tiết dạy chất lượng chưa cao, dẫn đến học sinh tiếp thu các định luật, hệ quả còn hời hợt

2.2.3 Một số nhược điểm của HS trong quá trình giải toán điện nâng cao 9.

a) Đọc đề hấp tấp, qua loa, khả năng phân tích đề, tổng hợp đề còn yếu, lượng thông tin cần thiết để giải toán còn hạn chế

b)Vẽ hình còn lúng túng Một số vẽ sai hoặc không vẽ được mạch điện tường minh do đó không thể giải được bài toán

c) Chưa có thói quen định hướng cách giải một cách khoa học trước những bài toán mạch điện học khó ở lớp 9

2.2.4 Giải pháp đã sử dụng trước khi thực hiện đề tài.

Dựa vào đặc điểm của địa phương, tình hình chung của nhà trường và chất lượng học tập của học sinh trong những năm qua Tôi đã tiến hành các giải pháp sau:

- Sử dụng phương pháp thuyết trình kết hợp với việc sử dụng các thiết bị dạy học trực quan

- Tăng cường luyện tập giải toán

- Chấm điểm theo chuyên đề bồi dưỡng

- Tổ chức cho học sinh thảo luận theo nhóm để giải quyết vấn đề và cử đại diện nhóm lên trình bày ( đại diện thường là học sinh giỏi )

 Nguyên nhân

- Ý thức học tập của học sinh chưa cao

- Giáo viên chưa biết cách phát huy tính tích cực, chủ động của học sinh

- Giáo viên chưa kịp thời bổ sung kiến thức cơ bản cho các em học sinh bị mất kiến thức cơ bản

- Học ở nhà thiếu sự kèm cặp của phụ huynh do đó các em thường làm bài tập theo kiểu đối phó

- Trong tất cả các nguyên nhân ở trên nguyên nhân chủ yếu dẫn đến kết quả chưa cao vì khả năng môn toán học còn nhiều hạn chế nên chưa phát huy được tính tích cực, chủ động, sáng tạo của học sinh trong giải toán điện học nâng cao vật lý 9

3 Giải pháp đã sử dụng để giải quyết vấn đề

3.1 Cơ sở lí luận

Đa số các bài toán mạch điện trong chương trình sách giáo khoa còn nhiều hạn chế, số tiết về luyện tập còn ít Mặc dù các em đã học phần điện ở chương trình vật lý lớp 7, nhưng chỉ là những khái niệm cơ bản, cho nên những bài toán loại này vẫn còn mới lạ đối với các em, mặc dù không quá phức tạp đối với các

em học sinh giỏi lớp 9 nhưng vẫn tập dần cho HS có kỹ năng định hướng giải bài một cách có hệ thống, có khoa học, dễ dàng thích ứng với các bài toán mạch điện đa dạng hơn ở các lớp cấp trên sau này

Để khắc phục những nhược điểm đã nêu ở trên, tôi đã đưa ra một số giải pháp cần thiết cho HS bước đầu có phương pháp cơ bản để giải loại bài toán điện học lớp 9 được tốt hơn:

3.2 Giả thuyết

a Giáo viên cho HS đọc kỹ đề từ 1 đến 2 lần cho đến khi hiểu Sau đó hướng dẫn HS phân tích đề:

Hỏi: * Bài toán cho biết gì?

* Cần tìm gì? Yêu cầu gì?

* mạch được vẽ lại như thế nào? Ghi tóm tắt

* Học sinh đọc lại đề ( dựa vào tóm tắt để đọc )

b Các ví dụ tôi trình bày sau đây đều nặng về toán học, nhưng khi được hướng dẫn thì đa số học sinh đội tuyển đều làm tốt.

Ví dụ 1:

Gv cho học sinh đọc vài lần Hỏi:

* Bài toán cho biết gì?

- Cho hình vẽ

- R1 = R2 = 3, R3 = 2, R4 là biến trở,

ampe kế và vôn kế đều lý tưởng, các dây nối và

khóa K có điện trở không đáng kể, Hiệu điện thế

không đổi UBD = 6V

* Bài toán cần tìm gì? Yêu cầu gì?

a Điều chỉnh để R4 = 4 Đóng khóa K Tìm số chỉ ampe kế và vôn kế?

b Giữ UBD = 6V Đóng khóa K và di chuyển con chạy C của biến trở R4 từ đầu bên trái sang đầu bên phải thì số chỉ của ampe kế IA thay đổi như thế nào?

* Một HS lên bảng ghi tóm tắt sau đó vẽ hình (cả lớp cùng làm )

* Cho 2 học sinh dựa vào tóm tắt đọc lại đề ( có như vậy HS mới hiểu sâu đề ).

*Để giải đúng bài toán cần chú ý cho HS đổi về cùng một đơn vị và giải

* Gv có thể hướng dẫn cách tổng quát:

a Khi khóa K đóng, tìm số chỉ của ampe kế và vôn kế ?

V A

R13 =

3 1

3

1

R

R

R

R

 = 5 1,2

6 2 3

2 3





R24 =

7

12 4 3

4 3

4 2

4





 R

R

R

R

()

RBD = R13 + R24 = 1,2 +

7

12

=

7

4 , 20

()

Cường độ dòng điện mạch chính : I =

BD

R

U

=

7

4 , 20

6

 2,06 (A)

Hiệu điện thế giữa hai đầu R1 và R3 :

U13= U1= U3 = I R13 =

2 , 10

21

.1,2  2,47 (V)

Cường độ dòng điện qua R1: I1 =

1

1

R

U

=

3

47 , 2

 0,82 (A) Hiệu điện thế giữa hai đầu R2 và R4 :

U24= U2= U4= I R24= 2,06

7

12

 3,53 (V)

b Đóng khóa K và di chuyển con chạy C của biến trở R4từ đầu bên trái sang đầu bên phải

Ta có : R13 =

3 1

3 1

R R

R R

 = 5 1,2

6 2 3

2 3





Đặt RNC = x => R24 =

x R

x R



2

2

=

x

x

 3

3

;

RBD = 1,2 +

x

x

 3

3

=

x

x



 3

6 , 3 2 , 4

I =

BD

R

U

=

x

x



 3

6 , 3 2 , 4

6

=

6 , 3 2 , 4

) 3 ( 6





x

x

;

U13= I R13=

6 , 3 2 , 4

) 3 ( 6





x

x

.1,2 =

6 , 3 2 , 4

) 3 ( 2 , 7





x x

Cường độ dòng điện qua R1: I1=

1

13

R

U

=

3

6 , 3 2 , 4

) 3 ( 2 , 7





x x

=

6 , 3 2 , 4

) 3 ( 4 , 2





x x

;

U24= I.R24=

6 , 3 2 , 4

) 3 ( 6





x

x

x

x

 3

3

=

6 , 3 2 , 4

18



x x

Cường độ dòng điện qua R2: I2 =

2

24

R

U

=

3

6 , 3 2 , 4

18



x x

=

6 , 3 2 , 4

6



x x

* Xét hai trường hợp :

- Trường hợp 1 : Dòng điện chạy qua ampe kế có chiều từ M đến N

Khi đó : IA = I1 - I2 =

6 , 3 2 , 4

) 3 ( 4 , 2





x

x

-

6 , 3 2 , 4

6



x

x

=

6 , 3 2 , 4

6 , 3 2 , 7





x

x

(1)

Biện luận :

Khi x = 0 thì IA = 2 (A)

Khi x tăng thì (7,2 - 3,6.x) giảm ; (4,2.x + 3,6) tăng do đó IA giảm

Khi x = 2 thì IA =

6 , 3 2 2 , 4

2 6 , 3 2 , 7





= 0

- Trường hợp 2 : Dòng điện chạy qua ampe kế có chiều từ N đến M

Khi đó : IA = I2 - I1 =

6 , 3 2 , 4

6



x

x

-

6 , 3 2 , 4

) 3 ( 4 , 2





x

x

=

6 , 3 2 , 4

2 , 7 6 , 3





x x

IA =

x

x

6 , 3 2 , 4

2 , 7 6 , 3





(2)

Biện luận :

+ Khi x tăng từ 2 () trở lên thì

x

2 , 7

và

x

6 , 3

đều giảm do đó IA tăng

+ Khi x rất lớn ( x  ) thì

x

2 , 7

và

x

6 ,

3  0 Do

đó IA  0,86 (A) và cường độ dũng chạy qua điện trở R4 rất nhỏ ; Sơ đồ mạch

có thể vẽ như hình bên

Cường độ dòng điện qua R2: I2 =

2

2

R

U

=

3

53 , 3

 1,18 (A)

Ta có : I2 > I1  IA = I2 - I1 = 1,18 - 0,82 = 0,36(A)

Vậy dòng điện qua ampe kế có chiều từ N đến M và có cường độ

IA= 0,36(A)

Vôn kế chỉ 0 (V)

Ví dụ 2:

Cho mạch điện như hình vẽ Nguồn có hiệu điện thế

không đổi U = 24V Điện trở toàn phần của biến trở R =

6Ω, R1= 3Ω, bóng đèn có điện trở không đổi Rđ= 6Ω,

ampe kế lí tưởng

1 Khi K đóng: Con chạy C ở vị trí điểm N thì ampe

kế chỉ 4A Tính giá trị của R2

2 Khi K mở: Tìm vị trí của con chạy C để đèn tối

nhất, sáng nhất?

* Gv yêu cầu hs đọc đề bài và phân tích mạch khi k đóng và khi K mở:

Khi K đóng và con chạy ở N thì toàn bộ thì toàn bộ biến trở MN mắc song song

với Ampe kế, biến trở bị nối tắt khi đó mạch : R2 / /R dntR1

Ampe kế đo cường độ dòng điện mạch chính nên

6

m

U

R

I

2

2 2

6

6

R

R R



Khi K mở

R ntR d NC PR2ntR CM ntR1

Gọi R MC x R; NC   6 x

Đ U

K M

R2

g g

R C

R1

2 2

12

dNC

dNC

BC

dNC

R

1

2

3

BC CM

2

2

(18 )

9 126

6 (12 )

9 126

BC BC

I





(1)

BC

dNC

9 126 146, 25 ( 4, 5)

Max

Thay x = 4,5 vào pt (1) ta có  I d Min 0, 985  A

Vậy khi RMC = 4,5  thì đèn sáng tối nhất

+ Ta thấy 2

9 126 (9 ) 126

Mà 0  x 6 nên

(9 ) 126 126

d

 

Dấu bằng xẩy ra khi x = 0 khi đó  I d MAX 1,143 A

Vậy khi Vậy khi RMC = 0  thì đèn sáng nhất

Ví dụ 3: Trong sơ đồ mạch điện hình 1, Ampe kế A2 chỉ 2A,

các điện trở R1 , R2, R3, R4 có trị số khác nhau và chỉ nhận 1 trong 4

giá trị là 1, 2, 3, 4 Xác định trị số các điện trở đó và số chỉ của

Ampe kế A1 Biết vôn kế V chỉ 10V và số chỉ Ampe kế A1 là số

nguyên, vôn kế có điện trở rất lớn, các ampe kế có điện trở

không đáng kể.

* Gv yêu cầu hs đọc đề bài và nêu phương pháp giải.

B

(Hình 1)

A 1

A 2

V A

C

D

R 1 R 3

R 2 R 4

* cách giải của tài liệu:

+ Gọi R1, R2, R3, R4 là trị số các điện trở tương ứng của các điện trở

3 4

1 2

1 2 3 4

.

;

AB

R R

R R

R

2 1

1 2

AB

AB

I





4 3

3 4

.

AB AB

I





2 3 1

A

1 2 3 4

10

2

AB

2 3 1 4

1 2 3 2 3 4 1 2 4 1 3 4

2 3 1 4

2

10 (1)



 

R2() R3() R1() R4() RAB()

1

V A AB

U I

R



3 4 2 1 2 5

2 1 4 3 25/12 4,8

Các trị số điện trở tương ứng trên bảng: R1 = 2();R2 = 3();R3 = 4(); R4 = 1( )



* cách giải trên quá tắt, nếu đưa cách giải này đa số học sinh không hiểu cách giải, khi tôi đưa ra cách giải sau thi đa số học sinh hiểu cách giải

* Cách 2:

Rtđ = 1 3 2 4

1 3 2 4

= 1 3 2 4 2 4 1 3

1 2 3 1 3 4 1 2 4 2 3 4

td

U



1 3 2 4

( )

x

P



1

.

x





R1 R2

R3 R4

2 2 1 2 2

.

x





2 1 2

A

( )

2

x

P

 

( )x 5 2 3 1 4

Mà P(x) = R1.R2.R3 +R1.R3.R4 +R1.R2.R4 +R2.R3.R4

Tùy các giá trị R1, R2, R3, R4 thì P(x) không đổi

có vai trò như nhau trong P(x)

1 , 2 , 3 , 4



P(x) = 1 2 3 + 1 3 4 + 1 2 4 + 2 3 4 = 50



2 3 1 4

5 R R. R R 50

2 3 1 4 10

* TH1: R2 R3 = 12 ( ) 2

3

3;

3;

R R





  



3 2

4 4

R R





  



R1 R4 = 2( ) 1

4

1;

1;

R R





  



4 1

2 2

R R





  



* TH2: R1 R4 = 12( ) 1

4

3;

4;

R R





  



4 1

4 3

R R





  



R2 R3 = 2( ) 2

2

1;

2;

R R





  



3 3

2 1

R R





  



Ta có bảng sau:

3 2 1 4 4,8 Loại

Mà IA Z

Chọn các cặp giá trị



Ví dụ 4:

Cho mạch điện như hình 2 Biết hiệu điện thế giữa

hai điểm M, N không đổi: U = 36V; R1 = 4 Ω; R3 =

12 Ω; R2 là một biến trở; các ampe kế và dây nối

có điện trở không đáng kể

a) Đặt con chạy C ở vị trí sao cho RAC = 10 Ω,

khi đó ampe kế A2chỉ 0,9 A Tính số chỉ của ampe kế A1 và giá trị của biến trở

R2

b) Dịch con chạy đến vị trí mới, khi đó ampe kế A2chỉ 0,5 A Tính số chỉ của ampe kế A1 và công suất tiêu thụ trên toàn biến trở khi này

c) Dịch con chạy đến vị trí khác, khi đó ampe kế A chỉ 1,4 A Tính điện trở của đoạn AC khi đó

* Gv yêu cầu hs đọc đề bài và nêu phương pháp giải.

* Cách 1:

a) Vì điện trở của các ampe kế không đáng kể

nên ta có:

(V)

2

CB 3 3 A 3

U  I R  I R  0, 9.12 10,8 

Hình 2

A 1

A 2

R1

R2

R3 C

A B

M

U

N

A

Hình 2

A 1

A 2

R1

R2

R3 C

M

U

N

A

Mặt khác: UMN  UMC UCB  (R1 RAC)I1 UCB ( là dòng I1 điện qua R1)

1

1 AC

Suy ra số chỉ của ampe kế A1 là: IA1    I1 I3 1,8 0, 9   0, 9A

1 A

A

I  I RCB  R3 12( )  R2  RAC RCB 10 12   22( ) 

b) Khi dịch chuyển con chạy đến vị trí mới, ta đặt điện trở đoạn BC là x

Ta cũng có: UCB I R3 3  0, 5.12  6(V)

Điện trở RCN 12x ;

12 x



 R MC  26 x 

MC MC

CN CN

Suy ra phương trình 2

x  46x 312   0

Giải phương trình được x= 6 hoặc x=-52 (loại)

Cường độ dòng điện qua ampe kế A1 là

1

CB A

Khi này cường độ dòng điện qua R1 là I1 IA1  I3 1, 5A

Ta có RAC  22 x   16( )  và RCB   6

Công suất tiêu thụ trên :R 2

1

AC CB AC 1 CB A

P  P  P  R I  R I  16.1, 5  6.1  42W

c) Gọi điện trở của đoạn BC là y

td

U 36(12 y)

R 312 26y y



Suy ra phương trình 2

14y  4y 48   0

Giải phương trình ta có y= 2 hoặc 12 (loại)

7



Vậy điện trở của AC là 20 

* Cách 2:

Ta có hình vẽ sau:

R1 RAC

RCB