ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC THEO TRẠM TRONG DẠY HỌC CHỦ đề “ CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU, CÔNG SUẤT ĐIỆN TIÊU THỤ CỦA MẠCH XOAY CHIỀU” – VẬT LÝ 12 CƠ BẢN

Trong chương trình Vật lý 12 cơ bản, tôi nhận thấy rằng các nội dung kiến thức trong chủ đề “ Các mạch điện xoay chiều, công suất điện tiêu thụ của mạch điện xoay chiều” trong chương “ D

0

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGHỆ AN

TRƯỜNG THPT NAM ĐÀN 2



Sáng kiến kinh nghiệm

ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC THEO TRẠM TRONG DẠY HỌC CHỦ ĐỀ “ CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU, CÔNG SUẤT ĐIỆN TIÊU THỤ CỦA MẠCH

XOAY CHIỀU” – VẬT LÝ 12 CƠ BẢN

bộ các giải pháp với sự đồng thuận cao của các lực lượng giáo dục trong và ngoài nhà trường Một trong những biện pháp nhằm nâng cao chất lượng giáo dục đó là đổi mới phương pháp dạy học từ việc dạy và học truyền thống sang dạy và học theo hướng hiện đại

Việc đổi mới mạnh mẽ phương pháp dạy và học theo hướng hiện đại sẽ giúp phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo và vận dụng kiến thức, kỹ năng của người học đồng thời khắc phục lối truyền thụ áp đặt một chiều, ghi nhớ máy móc Tập trung dạy cách học, cách nghĩ, khuyến khích tự học, tạo cơ sở để người học tự cập

nhật và đổi mới tri thức, kỹ năng, phát triển năng lực

Trong dạy học vật lý, việc áp dụng các phương pháp dạy học hiện đại lấy học sinh làm trung tâm giúp cho giờ học không còn khô khan mà trở nên sinh động hấp dẫn và lôi cuốn học sinh Theo đó, người giáo viên phải biết áp dụng một cách linh hoạt và lựa chọn phương pháp tối ưu nhất phù hợp với mục tiêu và nội dung của bài học Những phương pháp dạy học đang được sử dụng trong dạy học hiện đại là: Dạy học theo dự án, dạy học hợp tác, dạy học dựa trên vấn đề , dạy học giải quyết vấn đề Một trong những phương pháp dạy học mới, đã và đang được sử dụng trong dạy học nhằm tăng cường các họat động tự chủ, sáng tạo của học sinh đó là hình thức dạy học theo trạm còn gọi là học theo vòng tròn

Dạy học theo Trạm là phương pháp dạy học tích cực, trong đó học sinh không chỉ chủ động tiếp thu kiến thức, phát triển năng lực (năng lực giải quyết vấn đề, năng lực sáng tạo, năng lực trình bày, sử dụng thí nghiệm…) mà còn kích thích hứng thú say mê với môn học Đây là phương pháp tổ chức dạy học hiệu quả tuy nhiên vẫn chưa được ứng dụng một cách rộng rãi ở các trương phổ thông nước ta nói chung và trong việc giảng dạy bộ môn vật lý nói riêng Trong chương trình Vật lý 12 cơ bản, tôi nhận thấy rằng các nội dung kiến thức trong chủ đề “ Các mạch điện xoay chiều, công suất điện tiêu thụ của mạch điện xoay chiều” trong chương “ Dòng điện xoay chiều” có thể tổ chức dạy học theo trạm kết hợp với kỹ thuật hợp tác nhóm Vì vây

tôi đã mạnh dạn viết sáng kiến “Ứng dụng phương pháp dạy học theo trạm trong

dạy học chủ đề “ Các loại mạch điện xoay chiều, công suất điện tiêu thụ của mạch điện xoay chiều” – Vật lý 12 cơ bản” Qua đề tài, tôi mong muốn giúp học sinh sự

tư duy logic về Vật lý từ đó phát huy tính tích cực, sáng tạo trong học tập bộ môn Gây hứng thú học tập cao trong học tập môn Vật lý, nhằm đạt kết quả cao trong kỳ thi tôt nghiệp THPT Quốc gia hàng năm

2

II MỤC ĐÍCH CỦA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

Trên cơ sở nghiên cứu lý luận dạy học, lý thuyết về các phương pháp và kỹ thuật dạy học tích cực tôi đã tiến hành sử dụng phương pháp dạy học theo trạm và

kỹ thuật hoạt động nhóm để dạy học chủ đề “ Các mạch điện xoay chiều, công suất điện tiêu thụ của mạch điện xoay chiều” giúp cho học sinh phát huy được tính tích cực, sáng tạo và tạo hứng thú cho học sinh trong quá trình học

III PHẠM VI, ĐỐI TƯỢNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

III.1 Phạm vi nghiên cứu

- Vận dụng phương pháp dạy học theo trạm để dạy học Chủ đề “Các mạch điện xoay chiều, công suất điện tiêu thụ của mạch điện xoay chiều” – vật lý 12 cơ bản

III.2 Đối tượng nghiên cứu

- Hệ thống lý thuyết về các phương pháp và kỹ thuật dạy học tích cực theo định hướng năng lực ở trường phổ thông …

- Phương pháp dạy học theo trạm và kĩ thuật hợp tác nhóm

- Học sinh lớp 12 trường THPT Nam Đàn 2

III.3 Phương pháp nghiên cứu

- Nghiên cứu các tài liệu về “ Phương pháp dạy học tích cực”

- Nghiên cứu sách giáo khoa, sách giáo viên, sách tham khảo

- Phương pháp thực nghiệm và thống kê Thực nghiệm sư phạm để kiểm nghiệm tính thực tiễn và hiệu quả của phương án đã đề xuất

IV GIỚI HẠN ĐỀ TÀI

IV.1 Giới hạn nội dung nghiên cứu

- Đề tài tập trung nghiên cứu ứng dụng phương pháp dạy học theo trạm để dạy học chủ đề “ Các mạch điện xoay chiều, công suất điện tiêu thụ của mạch điện xoay chiều” kết hợp với một số kỹ thuật dạy học tích cực

- Nghiên cứu và triển khai khi học chương 3 Dòng điện xoay chiều – Vật lý

12 cơ bản

IV.2 Giới hạn địa bàn nghiên cứu

Đề tài được triển khai nghiên cứu tại trường THPT Nam Đàn 2 – huyện Nam Đàn

3

PHẦN II: NỘI DUNG

I CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN

I.1 Cơ sở lý luận:

I.1.1 Khái quát chung về dạy học tích cực

I.1.1.1 Thế nào là tính tích cực học tập?

Tính tích cực (TTC) là một phẩm chất vốn có của con người, bởi vì để tồn tại

và phát triển con người luôn phải chủ động, tích cực cải biến môi trường tự nhiên, cải tạo xã hội Vì vậy, hình thành và phát triển TTC xã hội là một trong những nhiệm

vụ chủ yếu của giáo dục

Tính tích cực học tập - về thực chất là TTC nhận thức, đặc trưng ở khát vọng hiểu biết, cố gắng trí lực và có nghị lực cao trong qúa trình chiếm lĩnh tri thức TTC

nhận thức trong hoạt động học tập liên quan trước hết với động cơ học tập Động cơ đúng tạo ra hứng thú Hứng thú là tiền đề của tự giác Hứng thú và tự giác là hai yếu

tố tạo nên tính tích cực Tính tích cực sản sinh nếp tư duy độc lập Suy nghĩ độc lập

là mầm mống của sáng tạo Ngược lại, phong cách học tập tích cực độc lập sáng tạo

sẽ phát triển tự giác, hứng thú, bồi dưỡng động cơ học tập TTC học tập biểu hiện ở những dấu hiệu như: hăng hái trả lời các câu hỏi của giáo viên, bổ sung các câu trả lời của bạn, thích phát biểu ý kiến của mình trước vấn đề nêu ra; hay nêu thắc mắc, đòi hỏi giải thích cặn kẽ những vấn đề chưa đủ rõ; chủ động vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học để nhận thức vấn đề mới; tập trung chú ý vào vấn đề đang học; kiên trì hoàn thành các bài tập, không nản trước những tình huống khó khăn…

TTC học tập thể hiện qua các cấp độ từ thấp lên cao như:

- Bắt chước: gắng sức làm theo mẫu hành động của thầy, của bạn…

- Tìm tòi: độc lập giải quyết vấn đề nêu ra, tìm kiếm cách giải quyết khác nhau

về một số vấn đề…

- Sáng tạo: tìm ra cách giải quyết mới, độc đáo, hữu hiệu

I.1.1.2 Phương pháp dạy học tích cực:

Phương pháp dạy học tích cực (PPDH tích cực) là một thuật ngữ rút gọn, được dùng ở nhiều nước để chỉ những phương pháp giáo dục, dạy học theo hướng phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo của người học

"Tích cực" trong PPDH - tích cực được dùng với nghĩa là hoạt động, chủ động,

trái nghĩa với không hoạt động, thụ động chứ không dùng theo nghĩa trái với tiêu cực

PPDH tích cực hướng tới việc hoạt động hóa, tích cực hóa hoạt động nhận thức của người học, nghĩa là tập trung vào phát huy tính tích cực của người học chứ không phải là tập trung vào phát huy tính tích cực của người dạy, tuy nhiên để dạy học theo

sự phối hợp nhịp nhàng hoạt động dạy với hoạt động học thì mới thành công Như vậy, việc dùng thuật ngữ "Dạy và học tích cực" để phân biệt với "Dạy và học thụ động"

I.1.1.3 Đặc trưng của các phương pháp dạy học tích cực

- Dạy và học thông qua tổ chức các hoạt động học tập của học sinh

- Dạy và học chú trọng rèn luyện phương pháp tự học

- Tăng cường học tập cá thể, phối hợp với học tập hợp tác

- Kết hợp đánh giá của thầy với tự đánh giá của trò

I.1.2 Phương pháp dạy học theo trạm

I.1.2.1 Dạy học theo trạm là gì?

Dạy học theo trạm là kiểu tổ chức dạy học dựa trên hình thức làm việc tại các trạm Ngoài mục tiêu truyền đạt kiến thức, dạy học theo trạm còn kích thích hứng thú, say mê nghiên cứu, năng lực giải quyết vấn đề phức hợp, gắn lí thuyết với thực hành, tư duy và hành động, rèn luyện năng lực cộng tác nhóm với những nhiệm vụ độc lập khác nhau

Dạy học theo trạm là một kiểu dạy học mở, trong đó căn cứ vào yêu cầu về kiến thức và kĩ năng của bài học, giáo viên có thể tổ chức cho học sinh hoạt động học tập tự lực tại các vị trí không gian lớp học để giải quyết các vấn đề trong học tập Hệ thống các trạm thường được thiết kế, bố trí theo hình thức các vòng tròn khép kín trong không gian lớp học có các tài nguyên học tập cần thiết mà học sinh

sẽ sử dụng để thực hiện các nhiệm vụ tương ứng trong quá trình học tập theo trạm Các nhiệm vụ nhận thức tại các trạm có tính tương đối độc lập với nhau, sao cho học sinh có thể bắt đầu ở một trạm bất kì Hoạt động của học sinh tại các trạm là hoàn toàn tự do, dưới sự định hướng của giáo viên, học sinh phải tự xoay xở để vượt qua các trạm Do đó, dạy học theo trạm tập trung vào "tự chủ và tự học", rèn luyện thói quen tự lực giải quyết vấn đề cho học sinh

Như vậy, dạy học theo trạm là một phương pháp tổ chức hoạt động học tập trong đó học sinh tự lực, chủ động thực hiện lần lượt các nhiệm vụ khác nhau tại các

5

trạm khác nhau trong không gian lớp học nhưng cùng tiến tới chiếm lĩnh một nội dung học tập

I.1.2.2 Phân loại các trạm học tập

Có rất nhiều cách phân loại các trạm học tập như: phân loại theo vị trí, phân loại theo các pha xây dựng kiến thức, phân loại theo mức độ yêu cầu của nhiệm vụ, phân loại theo vai trò các trạm, theo hình thức làm việc Cách phân loại phổ biến nhất là phân loại theo mức độ yêu cầu của nhiệm vụ Trong cách phân loại này, các trạm học tập thông thường được chia làm hai loại: trạm bắt buộc và trạm tự chọn Trạm bắt buộc (học sinh bắt buộc phải thực hiện) có các nội dung kiến thức bắt buộc, trọng tâm của bài học Trạm tự chọn chính là những ứng dụng, vận dụng kiến thức

lý thuyết để giải bài tập, đồ thị, giải thích một số hiện tượng Học sinh sẽ lựa chọn hoàn thành đủ một số lượng trạm tự chọn nào đó theo năng lực, hứng thú Số lượng các trạm trong một vòng tròn học tập phụ thuộc vào sự phức tạp của vấn đề cần giải quyết, phụ thuộc không gian lớp học và trình độ hiện tại của học sinh

Sơ đồ một vòng tròn học tập với trạm tự chọn

I.1.2.3 Quy tắc xây dựng các trạm học tập

Để tạo đươc sự hứng thú, say mê học tập, từ đó thu được kết quả cao trong quá trình khi tổ chức dạy học theo trạm thì việc thiết kế nội dung các trạm học tập sao cho thu hút được sự chú ý của học sinh là điều vô cùng quan trọng Vì vậy khi xây dựng hệ thống trạm cần tuân theo các quy tắc sau:

- Nhiệm vụ học tập ở các trạm phải tương đối độc lập với nhau sao cho từng nhóm học sinh có thể chọn nhiệm vụ ở mỗi trạm bất kì làm trạm xuất phát và sau khi hoàn thành nhiệm vụ ở trạm này, các nhóm vào bất kì trạm nào theo sở thích Nếu một bài có nhiều nội dung, ta có thể chia thành nhiều trạm học tập, sao cho mỗi

4a

1a 1b

4b

- Các trạm có thí nghiệm hoặc thiết bị hỗ trợ thì thí nghiệm hoặc các thiết bị hỗ

trợ phải đơn giản, dễ thao tác phù hợp với thí nghiệm của học sinh, giải thích được hiện tượng tự nhiên hoặc tìm hiểu được ứng dụng để tạo ra sự hứng thú và say mê học tập của học sinh

- Số lượng các trạm không nên quá nhiều có thể tạo ra sự nhàm chán và mệt mỏi cho học sinh Vì vậy, khi tổ chức dạy học theo trạm, cần thiết kế một hệ thống các trạm học tập với số lượng vừa phải thì mơi tạo ra được sự thích thú cho học sinh,

có như vậy kết quả học tập mới khả quan

- Ngoài các nhiệm vụ bắt buộc, giáo viên cần phải xây dựng các trạm với các nhiệm vụ tự chọn với mức độ khó dễ khác nhau để cá biệt hoá năng lực của học sinh, đồng thời tránh được sự ùn tắc trong quá trình thực hiện nhiệm vụ ở các trạm, tạo hứng thú cho các em trong học tập

- Giáo viên chuẩn bị phiếu học tập tương ứng với mỗi trạm và phiếu hỗ trợ học tập nếu cần tại các trạm để hỗ trợ học sinh

- Giáo viên xây dựng nội quy làm việc, hình thức đánh giá kết quả hoàn thành

nhiệm vụ của cá nhân cũng như của nhóm

I.1.2.4 Các bước tổ chức dạy học dưới hình thức học tập theo trạm

Bước 1: Thống nhất nội qui học tập theo trạm

GV giới thiệu nội dung học tập tại các trạm học tập, số lượng các trạm, các trạm bắt buộc và tự chọn Thông báo quy tắc cho điểm mỗi cá nhân, giới thiệu phiếu học tập và cách làm việc trên các phiếu học tập, yêu cầu trợ giúp,… Tất cả các nội quy đưa ra đảm bảo cho việc học tập tại các trạm được diễn ra một cách tự lực, chủ

động, hạn chế mất trật tự, tối ưu hóa thời gian làm việc,

Bước 2: Chia nhóm, chuẩn bị dụng cụ

Đây là công việc đơn giản nhưng lại rất quan trọng, nó ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả học tập Tuỳ thuộc vào mức độ khó dễ của kiến thức, thời gian mà giáo viên

có thể cho học sinh tự chia nhóm theo sở thích hoặc giáo viên tự chia chia nhóm để việc học được thuận lợi và tránh mất nhiều thời gian

Bước 3: Thực hiện nhiệm vụ

Tuỳ theo yêu cầu nhiệm vụ học tập ở mỗi trạm, học sinh làm việc cá nhân, theo cặp hoặc theo nhóm tại các trạm học tập Giáo viên quan sát và có sự hỗ trợ kịp thời

7

Bước 4: Tổng kết kết quả học tập

Sau mỗi buổi học cần dành ra một khoảng thời gian để tổng kết bài học Yêu cầu các nhóm, cá nhân trình bày tiến trình thực hiện nhiệm vụ ở một trạm nào đó, trình bày các kết quả thu được và tự đánh giá kết quả hoạt động của bản thân Các thành viên khác, nhóm khác đưa ra nhậnxét góp ý bổ sung và đánh giá Giáo viên là người chỉ đạo Sau cùng là giáo viên tổng kết bài học và nhấn mạnh lại các kiến thức quan trọng của bài

I.1.2.5 Ưu điểm và hạn chế của phương pháp dạy học theo trạm

- Nâng cao hứng thú của học sinh qua các nhiệm vụ học tập mang tính vừa sức, đặc biệt là những nhiệm vụ thiết kế chế tạo các thí nghiệm đơn giản

- Khắc phục những khó khăn, thiếu thốn về trang thiết bị nếu cho học sinh tiến hành đồng loạt

- Phát triển khả năng nghiên cứu các khía cạnh khác nhau của cùng một vấn đề

* Hạn chế

- Giáo viên phải có thời gian chuẩn bị nội dung và nguyên vật liệu công phu, chịu khó hơn, phải nổ lực hơn trong việc soạn giảng Đơn cử giáo viên cần chuẩn bị sẵn các bảng biểu của từng trạm, các hộp để đựng các gói câu hỏi, các bảng đáp án

và các “ phiếu thông hành” để khi HS đã hoàn thành từng trạm thì nhanh chóng tiến đến các trạm tiếp theo

- Thời gian cần để tiến hành dạy học một đơn vị kiến thức theo hình thức này thường dài hơn thời gian khi dạy dưới hình thức truyền thống

8

Trong nội dung Vật lý phổ thông, có rất nhiều kiến thức có thể tổ chức dạy học theo trạm một cách thuận lợi: kiến thức về các định luật Vật lý ( vừa rút ra được từ con đường thực nghiệm, vừa xây dựng được theo con đường lý thuyết); những ứng dụng kĩ thuật của vật lý; một số kiến thức có sự hỗ trợ đặc biệt của công nghệ thông tin ( như các phần mềm dạy học) … Vì vậy, việc vận dụng dạy học theo trạm vào dạy học vật lý là hoàn toàn khả thi và mang lại kết quả cao trong hoạt động học tập của học sinh

I.2.2 Thực tiễn vận dụng dạy học theo trạm trong dạy học vật lý hiện nay Hiện nay, mặc dù có nhiều ưu điểm nổi bật nhưng dạy học theo trạm vẫn chưa

được áp dụng nhiều trong dạy học vật lý Việc tổ chức dạy hoc theo trạm trong dạy học vật lý vẫn chưa được quan tâm đúng mức Lý do được đưa ra là chất lượng học sinh còn thấp, việc chuẩn bị cho một tiết dạy tốn khá nhiều thời gian, cơ sở vật chất

phục vụ cho việc dạy học còn thiếu thốn

II XÂY DỰNG KẾ HOACH BÀI DẠY SỬ DỤNG DẠY HỌC THEO TRẠM CHỦ ĐỀ “ CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU, CÔNG SUẤT ĐIỆN TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU” – VẬT LÝ 12

II.1 Tìm hiểu thực trạng dạy và học chủ đề “ các mạch điện xoay chiều, công suất điện tiêu thụ của mạch điện xoay chiều” - Vật lý 12 tại trường THPT Nam Đàn 2

- Thực trạng học: Về cơ bản, phần lớn học sinh vẫn còn khá thụ động trong việc tiếp thu kiến thức Các em vẫn chưa tích cực suy nghĩ mà chủ yếu là ngồi nghe giảng, ghi chép và học thuộc Các em không có nhiều hứng thú với môn vật lý

I.1.2 Nguyên nhân và hướng khắc phục

9

* Hướng khắc phục

- Trước hết cần đảm bảo các điều kiện cần thiết để cho giáo viên và học sinh dạy và học tích cực: cơ sở vật chất, thiết bị dạy học, giảm sĩ số mỗi lớp

- Khuyến khích giáo viên áp dụng các phương pháp dạy học tích cực

- Tích cực thực hiện việc đổi mới đánh giá Cần đánh giá cả quá trình học tập của học sinh chứ không chỉ riêng đánh giá kết quả học tập

- Tăng cường sử dụng các phương tiện dạy học hiện đại: máy chiếu, các phần mềm phục vụ việc dạy và học

II.2 Xây dựng kế hoạch bài dạy sử dụng dạy học theo trạm chủ đề “ các mạch điện xoay chiều, công suất điện tiêu thụ của mạch điện xoay chiều” - Vật lý 12 Chủ đề “ các mạch điện xoay chiều, công suất điện tiêu thụ của mạch điện xoay

chiều” bao gồm nội dung kiến thức của các bài 13,14,15 trong SGK Vật lý 12 – cơ bản Thời lượng dạy học là 4 tiết

II.2.1 Mục tiêu dạy học

II.2.1.1 Kiến thức

- Phát biểu được định luật Ôm đối với đoạn mạch điện xoay chiều thuần điện trở, chỉ chứa tụ điện, chỉ chứa cuộn cảm thuần

- Phát biểu được tác dụng của tụ điện, cuộn cảm thuần trong mạch điện xoay chiều

- Nêu lên được những tính chất chung của mạch điện xoay chiều mắc nối tiếp

- Nêu được những điểm cơ bản của phương pháp giản đồ Fre-nen

- Nêu được đặc điểm của đoạn mạch có R, L, C nối tiếp khi xảy ra hiện tượng

- Năng lực tự học và nghiên cứu tài liệu

- Năng lực trình bày và trao đổi thông tin

- Năng lực nêu và giải quyết vấn đề

- Năng lực hoạt động nhóm

10

* Năng lực đặc thù môn học

- Xác định được công thức tính tổng trở, công thức định luật Ôm cho đoạn mạch xoay chiều có R, L, C mắc nối tiếp và công thức tính độ lệch pha giữa i và u đối với mạch có R, L, C mắc nối tiếp

- Vận dụng lý thuyết về các mạch điện làm các bài tập đơn giản

- Phân tích được tác dụng của tụ điện và của cuộn cảm thuần trong mạch điện xoay chiều

- Xác định được vai trò quan trọng của hệ số công suất trong truyền tải điện năng

II.2.1.3 Phẩm chất

- Có thái độ hứng thú trong học tập

- Có ý thức tìm hiểu và liên hệ các hiện tượng thực tế liên quan

- Có tác phong làm việc của nhà khoa học

II.2.2 Thiết bị dạy học và học liệu

II.2.2.1 Giáo viên

- Bài giảng powerpoint

- Máy tính để chiếu video thí nghiệm

- Chuẩn bị hệ thống các trạm học tập cùng với phiếu học tập, phiếu hỗ trợ tại mỗi trạm

- Video thí nghiệm về tác dụng của tụ điện, cuộn cảm với dòng điện xoay chiều

- Ôn lại phép cộng vectơ và phương pháp giản đồ Fre-nen

- SGK, vở ghi bài, giấy nháp

II.2.3 Sơ đồ tổng quát các trạm

a Các trạm bắt buộc b Các trạm tự chọn

11

II.2.4 Hệ thống các trạm

Trong chủ đề này, dạy học theo trạm được ứng dụng trong hoạt động hình

thành kiến thức mới với các trạm như sau:

Mạch điện xoay chiều chỉ

chứa tụ điện có điện dung C

Khảo sát mạch điện xoay chiều chỉ

chứa tụ điện có điện dung C

Khảo sát mạch điện xoay chiều chỉ

chứa cuộn cảm thuần có độ tự cảm L

Trạm 4

(Bắt buộc)

Mạch điện xoay chiều gồm 3 phần tử điện trở, tụ điện, cuộn

cảm thuần mắc nối tiếp

Khảo sát mạch điện xoay chiều gồm

3 phần tử điện trở, tụ điện, cuộn cảm

thuần mắc nối tiếp

Trạm 5

(Bắt buộc)

Công suất điện tiêu thụ của mạch điện xoay chiều

Tìm hiểu về công suất điện tiêu thụ

của mạch điện xoay chiều

Bài tập luyện tập Vận dụng các kiến thức đã học về

các loại mạch điện xoay chiều, công suất của dòng điện xoay chiều để làm các bài tập

Trạm 8

(Tự chọn)

Bài tập luyện tập Vận dụng các kiến thức đã học về

các loại mạch điện xoay chiều, công suất của dòng điện xoay chiều để làm các bài tập

II 2.5 Nội quy làm việc cho các trạm

- Hệ thống các trạm bao gồm 8 trạm Trong đó 5 trạm bắt buộc ( trạm 1,2,3,4,5)

và 3 trạm tự chọn ( trạm 6,7,8)

- Các trạm bắt buộc thành hai nhóm trạm là nhóm trạm (1,2,3) và nhóm trạm ( 4,5), được biểu diễn trên sơ đồ theo hai vòng tròn Các nhóm làm việc tại nhóm trạm (1,2,3) xong mới chuyển sang nhóm trạm ( 4,5 )

- Các trạm (6,7,8) là các trạm tự chọn Học sinh phải chọn ít nhất hai trong ba trạm trên

- Nếu cần trợ giúp của giáo viên thì giơ tay có ý kiến để giáo viên kịp thời hỗ trợ

- Công việc được coi là kết thúc khi học sinh đã hoàn thành đầy đủ nhiệm vụ

của các trạm bắt buộc và ít nhất hai trong ba trạm tự chọn

II.2.6 Nội dung các trạm

II.2.6.1 Trạm 1: Mạch điện xoay chiều chỉ chứa điện trở thuần R

*Mục tiêu

- Viết được biểu thức cường độ dòng điện trong mạch khi biết biểu thức điện

áp hai đầu mạch

- Nhận xét được mối quan hệ về pha giữa u à i

- Phát biểu được định luật Ôm đối với đoạn mạch điện xoay chiều thuần điện

trở.* Phiếu học tập trạm 1

PHIẾU HỌC TẬP Trạm 1: Mạch xoay chiều chỉ chứa điện trở thuần R

* Yêu cầu : Khảo sát mạch xoay chiều chỉ chứa điện trở thuần R

Cho mạch điện xoay chiều chỉ chứa điện trở thuần R Đặt vào hai đầu mạch điện

áp xoay chiều: u = U0cost = U 2cost

1 Viết biểu thức cường độ dòng điện trong mạch ?

2 Vẽ giản đồ Fre-nen biểu diễn U Rvà I trên cùng một

giản đồ ?

3 Nhận xét mối quan hệ về pha giữa u và i ?

4 Viết biểu thức liên hệ gữa điện áp hiệu dụng hai đầu mạch và cường độ dòng điện

hiệu dụng trong mạch ( biểu thức định luật Ohm cho mạch điện xoay chiều chỉ chứa

điện trở thuần R) ?

PHIẾU HỖ TRỢ TRẠM 1

1 Thực nghiệm và lí thuyết chứng tỏ : Nếu cường độ dòng điện xoay chiều trong

mạch có dạng i = I0cost = I 2cost thì điện áp xoay chiều ở hai đầu mạch điện là

u = U0cos(t+ )= U 2cos(t+ )

Với  là độ lệch pha giữa u và i :+Nếu  > 0: u sớm pha  so với i

+Nếu  < 0: u trễ pha || so với i +Nếu  = 0: u cùng pha với i

13

u

i

2 Trong mạch điện xoay chiều,tại một thời điểm, dòng điện i chạy theo một chiều

xác định Áp dụng định luật Ohm cho các giá trị tức thời của điện áp và cường độ

dòng điện Từ đó rút ra biểu thức cường độ dòng điện trong mạch, nhận xét về mối

quan hệ về pha của điện áp và cường độ dòng điện

II.2.6.2 Trạm 2: Mạch điện xoay chiều chỉ chứa tụ điện

* Mục tiêu

- Nhận xét được tác dụng của tụ trong mạch điện xoay chiều

- Viết được biểu thức cường độ dòng điện trong mạch khi biết biểu thức điện áp

xoay chiều hai đầu mạch

- Nêu được ý nghĩa và viết được biểu thức tính dung kháng của mạch

- Viết được biểu thức định luật Ohm cho mạch điện xoay chiều chỉ chứa tụ điện

* Phiếu học tập trạm 2

PHIẾU HỌC TẬP Trạm 2 : Mạch điện xoay chiều chỉ chứa tụ điện

* Yêu cầu: Khảo sát mạch điện xoay chiều chỉ chứa tụ điện

1 Nêu tác dụng của tụ trong mạch điện xoay chiều?

2 Nối tụ điện C vào một nguồn điện xoay chiều tạo nên

điện áp u giữa hai bản tụ điện : u = U0cost = U 2cost

a Viết biểu thức điện tích trên một bản tụ ?

b Nhận xét sự biến thiên của điện tích trên một bản tụ ? C

c Viết biểu thức cường độ dòng điện trong mạch ?

d Nhận xét mối quan hệ về pha giữa u và i ?

e Vẽ giản đồ Fre-nen biểu diễn U Cvà I trên cùng một giản đồ?

3 Viết biểu thức và nêu ý nghĩa của dung kháng?

4 Viết biểu thức liên hệ I và U ( biểu thức định luật Ohm cho mạch điện xoay chiều

chỉ chứa tụ điện)?

PHIẾU HỖ TRỢ TRẠM 2

1 ( HS bỏ qua mục này nếu đã làm các trạm 1 hoặc 3)

Thực nghiệm và lí thuyết chứng tỏ : Nếu cường độ dòng điện xoay chiều trong mạch có

dạng i = I0cost = I 2cost thì điện áp xoay chiều ở hai đầu mạch điện là

u = U0cos(t+ )= U 2cos(t+ )

14

L

i

u

Với  là độ lệch pha giữa u và i :+Nếu  > 0: u sớm pha  so với i

+Nếu  < 0: u trễ pha || so với i

+Nếu  = 0: u cùng pha với i

2 Xem video thí nghiệm về tác dụng của tụ trong mạch điện xoay chiều để rút ra

nhận xét

3 Nhớ lại biểu thức liên hệ giữa u, q, C để viết biểu thức của điện tích

4 Ta chứng minh được i = 𝑑𝑞

𝑑𝑡 Từ đây rút ra biểu thức của u

5 Từ biểu thức của u và i rút ra biểu thức liên hệ U,I, , C Viết biểu thức dung

kháng của mạch và biểu thức định luật Ohm

II.2.6.3 Trạm 3: Mạch điện xoay chiều chỉ chứa cuộn cảm thuần

* Mục tiêu

- Nhận xét được tác dụng của cuộn cảm trong mạch điện xoay chiều

- Viết được biểu thức điện áp khi biết biểu thức cường độ dòng điện trong mạch

- Nêu được ý nghĩa và viết được biểu thức tính cảm kháng của mạch

- Viết được biểu thức định luật Ohm cho mạch điện xoay chiều chỉ chứa cuộn cảm thuần

* Phiếu học tập trạm 3

PHIẾU HỌC TẬP Trạm 3 : Mạch điện xoay chiều chỉ chứa cuộn cảm thuần

* Yêu cầu: Khảo sát mạch điện xoay chiều chỉ chứa cuộn cảm

1 Nêu tác dụng của cuộn cảm trong mạch điện xoay chiều?

2 Viết biểu thức tính suất điện động tự cảm trong mạch điện xoay chiều?

3 Nối hai đầu cuộn cảm vào một nguồn điện xoay chiều,

dòng điện xoay chiều trong mạch : i = I0cost = I 2cost

a Viết biểu thức điện áp hai đầu cuộn cảm ?

b Nhận xét mối quan hệ về pha giữa u và i ?

c Vẽ giản đồ Fre-nen biểu diễn U L và I trên cùng một giản đồ?

4 Viết biểu thức và nêu ý nghĩa của cảm kháng?

5 Viết biểu thức liên hệ I và U ( biểu thức định luật Ohm cho mạch điện xoay chiều

chỉ chứa cuộn cảm thuần)?

15

B

PHIẾU HỖ TRỢ TRẠM 3

1 ( HS bỏ qua mục này nếu đã làm các trạm 1 hoặc 2)

Thực nghiệm và lí thuyết chứng tỏ : Nếu cường độ dòng điện xoay chiều trong mạch

có dạng i = I0cost = I 2cost thì điện áp xoay chiều ở hai đầu mạch điện là

u = U0cos(t+ )= U 2cos(t+ )

Với  là độ lệch pha giữa u và i :+Nếu  > 0: u sớm pha  so với i

+Nếu  < 0: u trễ pha || so với i

+Nếu  = 0: u cùng pha với i

2 Xem video thí nghiệm về tác dụng của cuộn cảm trong mạch điện xoay chiều để

Suy ra biểu thức suất điện động tự cảm trong mạch điện xoay chiều

4 Ta chứng minh được mạch điện xoay chiều chỉ chứa cuộn cảm thuần ( r = 0) thì

u = 𝐿𝑑𝑖

𝑑𝑡 Từ đây rút ra biểu thức của u

5 Từ biểu thức của u và i rút ra biểu thức liên hệ U,I, , L Viết biểu thức cảm kháng

của mạch và biểu thức định luật Ohm

II.2.6.4 Trạm 4: Mạch điện xoay chiều có R, L, C mắc nối tiếp

* Mục tiêu

- Nêu lên được những tính chất chung của mạch điện xoay chiều mắc nối tiếp

- Nêu được những điểm cơ bản của phương pháp giản đồ Fre-nen

- Nêu được đặc điểm của đoạn mạch có R, L, C nối tiếp khi xảy ra hiện tượng cộng

hưởng điện

*Phiếu học tập trạm 4

PHIẾU HỌC TẬP Trạm 4: Mạch điện xoay chiều có R, L, C mắc nối tiếp

* Yêu cầu: Khảo sát mạch điện xoay chiều có R, L, C nối tiếp

Đặt vào hai đầu mạch một điện áp xoay chiều: u = U 2cost

1 Vẽ giản đồ Fre-nen biểu diễn 𝑈⃗⃗ , 𝑈⃗⃗ 𝑅, 𝑈⃗⃗ 𝐿, 𝑈⃗⃗ 𝐶 , I trên cùng một giản đồ ?

2 Tìm hệ thức liên hệ giữa U và I ? A

3 Viết biểu thức tính tổng trở của mạch?

16

4 Phát biểu và viết biểu thức định luật Ohm cho mạch điện xoay chiều R, L, C nối tiếp?

5 Viết biểu thức xác định độ lệch pha của u đối với i?

6 Trong mạch điện xoay chiều nối tiếp, cộng hưởng điện là gì? Nêu điều kiện xảy

ra cộng hưởng điện?

PHIẾU HỖ TRỢ TRẠM 4

* Định luật về điện áp tức thời: Trong mạch điện xoay chiều gồm nhiều đoạn mạch mắc nối tiếp thì điện áp tức thời giữa hai đầu của mạch bằng tổng đại số các điện áp tức thời giữa hai đầu của từng đoạn mạch ấy

1 -Viết hệ thức liên hệ giữa các điện áp tức thời trong mạch

- Viết hệ thức vectơ tương ứng với hệ thức giữa các điện áp tức thời

- Từ hệ thức vectơ vẽ giản đồ Fre-nen biểu diễn 𝑈⃗⃗ , 𝑈⃗⃗ 𝑅, 𝑈⃗⃗ 𝐿, 𝑈⃗⃗ 𝐶, I

2 Từ giản đồ tìm hệ thức liên hệ U, UR, UL, UC Suy ra hệ thức liên hệ U và I

3 Từ hệ thức liên hệ U và I rút ra biểu thức tính tổng trở của mạch và biểu thức định luật Ohm

4 Từ giản đồ rút ra biểu thức xác định độ lệch pha của u đối với i

5 Khi ZL = ZC,viết biểu thức tính tổng trở và cường độ dòng điện trong mạch Nhận xét về giá tri của cường độ dòng điện Đó là hiện tượng cộng hưởng điện

Suy ra điều kiện xảy ra cộng hưởng

II.2.6.5 Trạm 5: Công suất điện tiêu thụ của mạch điện xoay chiều

* Mục tiêu - Nắm được công thức tính công suất trung bình và điện năng tiêu thụ

của mạch điện

- Viết được công thức của hệ số công suất đối với mạch RLC nối tiếp, nêu được vai

trò của hệ số công suất trong mạch điện xoay chiều

* Phiếu học tập trạm 5

PHIẾU HỌC TẬP Trạm 5: Công suất điện tiêu thụ của mạch điện xoay chiều

* Yêu cầu: Rút ra được biểu thức tính công suất điện tiêu thụ trung bình, điện năng

tiêu thụ của mạch điện Từ giản đồ viết được biểu thức tính hệ số công suất của mạch điện RLC nối tiếp

1 Xét mạch điện xoay chiều có điện áp tức thời hai đầu mạch: u = U 2cost

Cường độ dòng điện trong mạch: i = I 2 cos(t+ )

17

a Viết biểu thức tính công suất điện tiêu thụ trung bình của mạch điện?

b Viết biểu thức tính điện năng tiêu thụ của mạch điện trong thời gian t?

2 a Nêu vai trò của hệ số công suất trong quá trình cung cấp và sử dụng điện năng?

b Viết biểu thức tính hệ số công suất của mạch RLC nối tiếp?

PHIẾU HỖ TRỢ TRẠM 5

1 -Viết công thức tính công suất tức thời tại thời điểm t

- Viết công thức tính giá trị trung bình của công suất điện tiêu thụ trong thời gian một chu kì T

*Lưu ý: hàm cos(2t+ ) có giá trị trung bình trong khoảng thời gian T bằng không

→ Biểu thức tính giá trị trung bình của công suất điện tiêu thụ trong một chu kì Đây cũng là công suất điện tiêu thụ trung bình của mạch điện trong thời gian t>>T ( nếu U, I không đổi)

2 a Điện được dẫn từ nhà máy phát điện đến nhà máy công nghiệp tiêu thụ điện qua các đường dây tải điện Hao phí trên đường dây là :

* Yêu cầu: Dựa trên các kiến thức về mạch điện RLC nối tiếp, khảo sát các trường hợp mạch điện xoay chiều có hai phần tử nối tiếp

Xét các trường hợp mạch điện xoay chiều chứa hai phần tử mắc nối tiếp: mạch R, L nối tiếp; mạch R, C nối tiếp; mạch L, C nối tiếp Trả lời các câu hỏi sau cho từng trường hợp

1 Viết biểu thức tính tổng trở của mạch?

2 Viết biểu thức tính độ lệch pha của u đối với i?

3 Vẽ giản đồ vectơ Fre-nen?

4 Nhận xét mối quan hệ về pha giữa u và i?

II.2.6.7 Trạm 7: Bài tập luyện tập

* Mục tiêu: Vận dụng được các kiến thức đã tìm hiểu được ở các trạm trước để trả

lời các câu hỏi và bài tập

PHIẾU HỌC TẬP Trạm 7: Bài tập luyện tập

* Yêu cầu:Vận dụng kiến thức đã tìm hiểu về các loại mạch điện xoay chiều để làm

bài tập

I Câu hỏi trắc nghiệm

Câu 1: Đặt vào hai đầu đoạn mạch RLC không phân nhánh một điện áp xoay chiều

Cường độ dòng điện chay qua đoạn mạch luôn cùng pha với

A điện áp giữa hai đầu điện trở thuần R.

B điện áp giữa hai đầu tụ điện

C điện áp giữa hai đầu cuộn cảm

D điện áp giữa hai đầu đoạn mạch

Câu 2: Cảm kháng của cuộn dây trên đoạn mạch điện xoay chiều giảm khi

A Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch giảm

B Tần số dòng điện chạy qua đoạn mạch giảm

C Điện trở thuần của cuộn dây giảm

D Trên đoạn mạch có tụ điện

Câu 3: Đặt điện áp xoay chiều u = U0cos2πft với U0 không đổi, f thay đổi được vào hai đầu đoạn mạch chỉ có cuộn thuần cảm với độ tự cảm không đổi Khi tăng tần số

f lên 5 lần thì cường độ hiệu dụng chạy qua đoạn mạch sẽ

A giảm 5 lần B tăng 5 lần C tăng 5 lần D giảm 5lần

Cho mạch điện xoay chiều RLC nối tiếp có U = 220 V, R = 100 Ω, L = 0,5 (H),

tụ C có điện dung thay đổi được Dòng điện có tần số 50 Hz, tụ được điều chỉnh có giá trị C = 10–5 (F)

a) Tính tổng trở của mạch

b) Tính cường độ hiệu dụng của mạch

c) Tìm C để cường độ qua mạch cực đại

d) Tính hệ số công suất trong hai trường hợp trên

II.2.6.8 Trạm 8: Bài tập luyện tập

* Mục tiêu: Vận dụng được các kiến thức đã tìm hiểu được ở các trạm trước để trả

lời các câu hỏi và bài tập

PHIẾU HỌC TẬP Trạm 8: Bài tập luyện tập

* Yêu cầu:Vận dụng kiến thức đã tìm hiểu về các loại mạch điện xoay chiều để làm

bài tập

I Câu hỏi trắc nghiệm

Câu 1: Đặt điện áp xoay chiều u = U cos(t + ) (với  > 0) vào hai đầu đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp Gọi Z và I lần luợt là tổng trở của đoạn mạch và cường

độ dòng điện hiệu dụng trong đoạn mạch Hệ thức nào sau đây đúng?

A Z = I2U B Z = IU C U = IZ D U = I2Z

Câu 2: Đặt vào hai đầu đoạn mạch RLC không phân nhánh một điện áp xoay chiều

u = U0cos(2ft + ) (U0 không đổi, f thay đổi được) Với tần số f = f1 thì đoạn mạch

có cộng hưởng điện Khi tăng tần số f lên so với f1 thì gd

A Cường độ hiệu dụng chạy qua đoạn mạch tăng

0

2

U R

B Điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ tăng

C Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu điện trở thuần giảm

D Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn cảm không thay đổi

Câu 3: Cho đoạn mạch xoay chiều RLC nối tiếp Vôn kế mắc vào giữa hai đầu điện

trở thuần R chỉ 20 V, giữa hai đầu cuộn cảm thuần L chỉ 55 V và giữa hai đầu tụ điện chỉ 40 V Nếu mắc vôn kế vào giữa hai đầu đoạn mạch trên thì vôn kế sẽ chỉ

Câu 4: Cho đoạn mạch RLC không phân nhánh, trong đó R = 50 , L = H,

C = F Đặt giữa hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 200 V và tần số f thay đổi được Điều chỉnh tần số f để cường độ dòng điện hiệu dụng qua đoạn mạch bằng 4 A thì giá trị của f là

Câu 5: Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm điện trở thuần R mắc nối tiếp với một

cuộn cảm thuần có cảm kháng với giá trị bằng R Độ lệch pha của điện áp giữa hai đầu đoạn mạch với cường độ dòng điện trong mạch bằng

i

V t

u

) 3 / 100

cos(

2 2

) 6 / 100

cos(

2 120









a) Tính giá trị của điện trở R

b) Tính công suất tiêu thụ của mạch điện

c) Tính điện năng mà mạch tiêu thụ trong 1 giờ

Câu 2 Đặt điện áp u = 200 cos100t (u tính bằng V, t tính bằng s) vào hai đầu đoạn mạch AB như hình vẽ Biết cuộn dây là cuộn cảm thuần, R = 20  và cường

độ dòng điện hiệu dụng trong đoạn mạch bằng 3 A Tại thời điểm t thì

u = 200 V Tại thời điểm t + (s) thì cường độ dòng điện trong đoạn mạch bằng không và đang giảm Công suất tiêu thụ trên đoạn mạch MB bằng bao nhiêu?

2

600