Hệ thống bài tập định tính vật lí THPT phần điện học và một số vận dụng trong dạy học vật lí lớp 11 12 THPT

Nghiên cứu cơ sở lí luận về bài tập định tính trong dạy học vật lí. Xây dựng được hệ thống bài tập định tích vật lí phần điện học 11 12 THPT. Gợi ý vận dụng bài tập định tính trong dạy học vật lí vào một số bài học cụ thể. Thiết kế các trò chơi củng cố kiến thức mỗi chương. Nghiên cứu cơ sở lí luận về bài tập định tính trong dạy học vật lí, mối liên hệ giữa hoạt động giải bài tập định tính và việc thực hành các thao tác tư duy, các hành động suy luận logic. Nghiên cứu chương trình, sách giáo khoa, chuẩn kiến thức kỹ năng phần điện học phần điện học 11 12 THPT nhằm tạo cơ sở xây dựng hệ thống bài tập định tính. Xây dựng hệ thống bài tập định tính phần điện học 11 12 THPT theo định hướng đã đề ra. Gợi ý vận dụng bài tập định tính vào một số tiết dạy cụ thể. Thiết kế các trò chơi củng cố kiến thức mỗi chương.

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

THPT : Trung học phổ thông

GV : Giáo viên

HS : Học sinh

SGK : Sách giáo khoa

người Trong thế giới hiện đại, thời đại khoa học kỹ thuật phát triển thì Điện học là

một trong những lĩnh vực đang được quan tâm phát triển

Trong dạy học vật lí, bài tập vật lí từ trước đến nay vẫn giữ một vị trí quan trọng bởi vì có thể sử dụng bài tập vật lí như một phương tiện để ôn tập, củng cố kiến thức, lí thuyết đã học một cách sinh động và có hiệu quả Bài tập vật lí còn giúp rèn luyện cho người học khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn và đời sống, rèn luyện cho người học tinh thần tự lập, tính cẩn thận, tính kiên trì và tinh thần vượt khó…Ngoài ra ta còn có thể dùng nó như một phương tiện để kiểm tra đánh giá kiến thức, kỹ năng của người học

Do đó, để quá trình dạy học vật lí ở trường THPT đạt hiệu quả cao thì ngoài việc dạy kiến thức mới còn phải chú trọng đến việc dạy bài tập vật lí Bài tập vật lí gồm bài tập định tính, bài tập định lượng và một số dạng bài tập khác tùy theo cách phân loại Tuy nhiên, nếu trong quá trình dạy học môn vật lí, bài tập định lượng bị tuyệt đối hóa sẽ dẫn đến tình trạng tư duy lôgic, năng lực lập luận lôgic, khả năng vận dụng của học sinh hạn chế

Trong khi đó, từ khi bắt đầu học vật lí, bài tập định tính luôn là một “tiết mục” thu hút sự chú ý và thích thú của học sinh Vì vậy có thể nói bài tập định tính như là bước khởi đầu, cánh cổng mở ra cho học sinh tiếp cận ngôi nhà vật lí một cách thú vị Không những vậy, trong quá trình dạy học vật lí, bài tập định tính còn

có vai trò hết sức quan trọng Đối với học sinh, bài tập định tính là phương tiện để rèn luyện ngày càng hoàn thiện các thao tác cơ bản cần dùng đồng thời bổ sung

những thiếu sót đã nêu trong hoạt động nhận thức vật lí Đối với giáo viên, bài tập định tính là công cụ hữu hiệu để giáo viên có thể sử dụng hiệu quả trong tiến trình

tổ chức và kiểm tra các hoạt động nhận thức của học sinh trên giờ lên lớp

Vậy, vấn đề đặt ra là cần thiết phải xây dựng hệ thống bài tập định tính hiện còn rất khiêm tốn bên cạnh hệ thống bài tập định lượng đã khá phong phú

Đó là lí do tôi chọn đề tài:“ Hệ thống bài tập định tính vật lí THPT phần

điện học và một số vận dụng trong dạy học vật lí lớp 11 - 12 THPT ”

2 Mục đích nghiên cứu

- Nghiên cứu cơ sở lí luận về bài tập định tính trong dạy học vật lí

- Xây dựng được hệ thống bài tập định tính vật lí phần điện học 11 - 12 THPT

- Gợi ý vận dụng bài tập định tính trong dạy học vật lí vào một số bài học cụ thể

- Thiết kế các trò chơi củng cố kiến thức mỗi chương

3 Đối tượng nghiên cứu

- Bài tập định tính môn vật lí phần điện học trong chương trình vật lí THPT

4 Phạm vi nghiên cứu

- Cơ sở lí luận bài tập định tính

- Bài tập định tính phần điện học phần điện học 11 - 12 THPT

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu cơ sở lí luận về bài tập định tính trong dạy học vật lí, mối liên

hệ giữa hoạt động giải bài tập định tính và việc thực hành các thao tác tư duy, các hành động suy luận logic

- Nghiên cứu chương trình, sách giáo khoa, chuẩn kiến thức kỹ năng phần điện học phần điện học 11 - 12 THPT nhằm tạo cơ sở xây dựng hệ thống bài tập định tính

- Xây dựng hệ thống bài tập định tính phần điện học 11 - 12 THPT theo định hướng đã đề ra

- Gợi ý vận dụng bài tập định tính vào một số tiết dạy cụ thể

- Thiết kế các trò chơi củng cố kiến thức mỗi chương

6 Phương pháp nghiên cứu

- Nghiên cứu lí luận: đọc các sách, tài liệu về những vấn đề liên quan đến việc giải quyết các nhiệm vụ đã đề ra trong khóa luận

- Nghiên cứu thực tiễn: điều tra sơ bộ về việc giảng dạy bài tập định tính ở một số trường THPT áp dụng cụ thể cho phần điện

7 Cấu trúc khóa luận

Khóa luận bao gồm: Lời cảm ơn, Mục lục, Danh mục các ký hiệu và chữ viết tắt, Mở đầu, Kết luận và kiến nghị, Tài liệu tham khảo và 4 chương nội dung cụ thể như sau:

- Chương 1 Cơ sở lí luận

- Chương 2 Hệ thống bài tập định tính phần Điện học

- Chương 3 Vận dụng bài tập định tính trong giảng dạy

- Chương 4 Trò chơi củng cố kiến thức

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN

1.1 Cơ sở lí luận về bài tập vật lí nói chung

1.1.1 Phân loại bài tập vật lí

Số lượng các bài tập vật lí sử dụng trong thực tiễn dạy học hiện nay rất lớn,

vì vậy cần có sự phân loại sao cho có tính tương dối thống nhất về mặt lí luận cũng như thực tiễn cho phép người giáo viên lựa chọn và sử dụng hợp lí các bài tập vật lí trong dạy học Các bài tập vật lí khác nhau về nội dung và mục đích dạy học, vì vậy

có thể phân loại chúng theo các phương án sau:

- Phân loại theo nội dung

- Phân loại theo phương pháp hình thành điều kiện bài toán

- Phân loại theo phương pháp giải

Cũng cần khẳng định rằng, các phương án phân loại như vậy không hoàn toàn đơn giản, một bài toán cụ thể có thể thuộc các nhóm khác nhau Mỗi cách phân loại đều có ưu điểm, nhược điểm riêng nên tùy theo mục đích dạy học mà ta chọn

cách phân loại cho phù hợp Do đó, trong khuôn khổ khóa luận “Hệ thống bài tập

định tính vật lí THPT phần điện học và một số vận dụng trong dạy học vật lí lớp

11 - 12 THPT ” với mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu đã đề ra tôi sử dụng phương

án phân loại theo phương pháp giải: các bài tập thường được phân thành bài tập định tính, bài tập tính toán, bài tập đồ thị, bài tập thí nghiệm Phân loại này có ý nghĩa quan trọng, vì nó cho phép giáo viên lựa chọn bài tập tương ứng với sự chuẩn

bị toán học của học sinh, mức độ kiến thức và sự sáng tạo của học sinh

a) Bài tập định tính

Đặc điểm nổi bật của bài tập định tính là ở chỗ trong các điều kiện của bài toán đều nhấn mạnh bản chất vật lí của hiện tượng Giải các bài tập định tính thường bằng lập luận logic trên cơ sở các định luật vật lí Ví dụ: "Người ta thả vào

nước một mẩu đồng và một mẩu nhôm có khối lượng như nhau Lực đẩy của nước lên chúng có bằng nhau không?" Hay “Vì sao nhiệt kế y học thường dùng thuỷ ngân mà không dùng rượu hoặc ete?”

Khi giải bài tập định tính, học sinh rèn luyện được tư duy logic, khả năng phân tích hiện tượng, trí tưởng tượng khoa học, kĩ năng vận dụng kiến thức Vì vậy việc luyện tập tốt bắt đầu từ việc sử dụng bài tập định tính

b) Bài tập tính toán

Các bài tập định lượng (bài tập tính toán): Đó là các bài tập khi giải phải sử dụng các phương pháp toán học (dựa trên các định luật và quy tắc, thuyết vật lí ) Đây là dạng bài tập sử dụng rộng rãi, có nhiều tuyển tập đã được soạn thảo cho chương trình vật lí phổ thông Các bài tập này có thể giải trên lớp, trong giờ luyện tập, giao về nhà cho học sinh tập vận dụng kiến thức (sau đó có sự kiểm tra của giáo viên)

Dạng bài tập này có ưu điểm lớn là làm sâu sắc các kiến thức của học sinh, rèn luyện cho học sinh vận dụng phương pháp nhận thức đặc thù của vật lí đặc biệt phương pháp suy luận toán học Tuỳ theo phương pháp toán học được vận dụng, bài tập tính toán được quy về các bài tập số học, đại số và hình học

- Phương pháp số học: Phương pháp giải chủ yếu là phương pháp số học, tác động lên các con số hoặc các biểu diễn chữ mà không cần thành lập phương trình để tìm ra ẩn số

- Phương pháp đại số: Dựa trên các công thức vật lí, lập các phương trình từ

đó giải chúng để tìm ra ẩn số

- Phương pháp hình học: Khi giải dựa vào hình dạng của đối tượng, các dữ liệu cho theo hình vẽ để vận dụng quy tắc hình học hoặc lượng giác Ví dụ: khi giải bài toán động học, tĩnh học, tĩnh điện, quang hình học

Trong các phương pháp trên, phương pháp đại số là phương pháp phổ biến nhất, quan trọng hơn cả vì vậy cần thường xuyên quan tâm rèn luyện cho học sinh

Khi giải các bài tập tính toán người ta còn sử dụng thủ pháp logic khác nhau, cũng có thể coi là phương pháp giải: đó là phương pháp phân tích, tổng hợp

c) Bài tập đồ thị

Phân tích các đồ thị từ đó tìm các điều kiện để giải bài toán (rèn luyện kĩ năng đọc và vẽ đồ thị) Trong giảng dạy thường bắt đầu từ việc dạy cách đọc và vẽ các đồ thị không quá phức tạp, dần dần sẽ tăng độ phức tạp lên phù hợp với trình độ phát triển của học sinh

Việc áp dụng phương pháp đồ thị cho phép diễn đạt trực quan hiện tượng vật

lí cho cách giải trực quan hơn, phát triển kỹ năng vẽ và sử dụng đồ thị là các kỹ năng có tác dụng sâu sắc trong kĩ thuật (ví dụ phân tích đường đạn, vết các hạt trong Vật lí hạt nhân )

d) Bài tập thí nghiệm

Trong đó thí nghiệm là công cụ được sử dụng để tìm các đại lượng cần cho giải bài toán, cho phép đưa ra lời giải hoặc là công cụ kiểm tra cách tính toán phù hợp ở mức độ nào với điều kiện bài toán công cụ đó có thể là các thí nghiệm biểu diễn hoặc thí nghiệm thực tập của học sinh Để tiến hành các bài tập thí nghiệm, trong phòng thí nghiệm cần phải có trang bị ở mức nhất định Vì những bài tập này

có thể mang đặc trưng định tính hoặc định lượng, cách giải phụ thuộc vào vai trò của thí nghiệm Nếu để thu thập các số liệu cho tính toán thì phải tiến hành các phép

đo tương đối chính xác

Loại bài toán thí nghiệm ngày nay cũng được sử dụng rộng rãi trong thực tế dạy học vật lí ở trường phổ thông, đặc biệt ở các trường chuyên, lớp chọn

Từ việc phân loại các bài tập vật lí, có thể thấy được rất nhiều loại bài tập vật

lí thông qua các cách phân loại khác nhau đồng thời cũng biết được ưu, nhược điểm của mỗi loại bài tập để sử dụng có hiệu quả tùy vào công việc Trong đó bài tập định tính có khả năng nhấn mạnh bản chất vật lí của hiện tượng, rèn luyện được tư duy logic, khả năng phân tích hiện tượng, trí tưởng tượng khoa học và kĩ năng vận dụng kiến thức của học sinh phù hợp các phương pháp tổ chức dạy học mới mà các loại bài tập khác còn hạn chế về mặt này Sau đây là phần trình bày cách lựa chọn

và sử dụng bài tập vật lí nói chung từ đó rút ra hướng lựa chọn và sử dụng bài tập định tính vật lí nói riêng

1.1.2 Lựa chọn và sử dụng bài tập vật lí

1.1.2.1 Lựa chọn các bài tập vật lí

Trong thực tế dạy học vật lí người giáo viên thường xuyên phải thực hiện công việc lựa chọn và tìm cách vận dụng các bài tập vật lí sao cho phù hợp với mục tiêu dạy học của mỗi loại bài học, của công việc (như kiểm tra, giờ luyện tập, ) Khi đó việc lựa chọn hệ thống các bài tập cần đảm bảo các yêu cầu sau:

1 Các bài tập phải đi từ dễ đến khó, từ đơn giản tới phức tạp giúp cho học sinh nắm được phương pháp giải các loại bài tập điển hình

2 Mỗi bài tập phải là một mắt xích trong hệ thống bài tập, đóng góp vào việc củng cố, hoàn thiện và mở rộng kiến thức cho học sinh

3 Trong hệ thống bài tập cần bao gồm nhiều loại như: Bài tập giả tạo (là loại bài tập mà nội dung của nó không sát với thực tế), các bài tập trừu tượng và các bài tập có nội dung thực tế, bài tập luyện tập và các bài tập sáng tạo, bài tập cho thừa hoặc thiếu dữ kiện, bài tập mang tính chất nguỵ biện và nghịch lí, bài tập có nhiều cách giải khác nhau

2 Trong tiến trình dạy học một đề tài cụ thể, việc giải hệ thống bài tập mà giáo viên đã lựa chọn cho học sinh thường bắt đầu bằng những bài tập định tính hay những bài tập tập dượt Sau đó học sinh sẽ giải các bài tập tính toán, bài tập đồ thị

bài tập thí nghiệm có nội dung phức tạp hơn Việc giải các bài tập tính toán tổng hợp, những bài tập có nội dung kĩ thuật với dữ kiện không đầy đủ, những bài tập sáng tạo có thể coi là sự kết thúc việc giải hệ thống bài tập đã được lựa chọn cho đề tài

3 Sử dụng các biện pháp để cá biệt hoá học sinh trong việc giải các bài tập vật lí:

- Biến đổi mức độ yêu cầu của bài tập ra cho các đối tượng học sinh khác nhau như mức độ trừu tượng của đề bài, loại vấn đề cần giải quyết, phạm vi và tính phức tạp của các số liệu cần xử lí, loại và số lượng các thao tác tư duy logic và các phép biến đổi toán học phải sử dụng, phạm vi và mức độ kiến thức, kĩ năng cần huy động

- Biến đổi mức độ yêu cầu về số lượng bài tập cần giải, về mức độ tự lực của học sinh trong quá trình giải bài tập

Trên cơ sở lựa chọn và sử dụng bài tập vật lí có hiệu quả, mục tiếp theo sẽ trình bày cụ thể về vấn đề lựa chọn và sử dụng bài tập định tính vật lí phù hợp với các yêu cầu chung đã đề ra ở trên thông qua việc trình bày các cơ sở lí luận về bài tập định tính

1.2 Cơ sở lí luận về bài tập định tính vật lí

1.2.1 Khái niệm bài tập định tính

- Bài tập định tính là loại bài tập khi giải học sinh không cần phải thực hiện những phép tính phức tạp mà học sinh phải sử dụng những suy luận logic, dựa trên những định luật vật lí, hoặc dùng phương pháp đồ thị, thí nghiệm, nếu cần có thể sử dụng những phép tính đơn giản có thể nhẩm được

1.2.2 Vị trí, vai trò của bài tập định tính trong việc thực hiện các nhiệm vụ của dạy học vật lí ở trường THPT

Xuất phát từ mục tiêu và nhiệm vụ của việc quá trình giáo dục đồng thời dựa vào đặc điểm nội dung mà bộ môn vật lí ở THPT có những nhiệm vụ sau:

- Nhiệm vụ giáo dưỡng: trang bị cho học sinh kiến thức phổ thông, cơ bản, hiện đại, có hệ thống về vật lí

- Nhiệm vụ phát triển: phát triển tư duy, năng lực sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề ở học sinh rèn luyện những thao tác tư duy, những hành động, phương pháp nhận thức cơ bản nhằm giúp học sinh chiếm lĩnh kiến thức vật lí, vận dụng sáng tạo để giải quyết vấn đề trong học tập và hoạt động thực tiễn sau này

- Nhiệm vụ giáo dục: bồi dưỡng thế giới quan duy vật biện chứng, giáo dục lòng yêu nước, thái độ đối với lao động, đối với cộng đồng và những đức tính khác đối với người lao động

- Nhiệm vụ giáo dục kĩ thuật tổng hợp và hướng nghiệp: góp phần giáo dục

kĩ thuật tổng hợp và hướng nghiệp cho học sinh

Những nhiệm vụ trên không tách rời nhau mà luôn gắn liền nhau, hỗ trợ nhau Tuy nhiên, trong những nhiệm vụ đó thì hai nhiệm vụ quan trọng nhất là trang

bị kiến thức và phát triển tư duy khoa học cho học sinh, vì hai nhiệm vụ này sẽ là cơ

sở cho việc thực hiện các nhiệm vụ còn lại, nhiệm vụ phát triển là động lực đồng thời là mục đích cuối cùng của quá trình dạy học

Muốn bồi dưỡng tư duy khoa học thì trước tiên phải bồi dưỡng tư duy logic vì đây là một trong hai bộ phận hợp thành của tư duy khoa học Và một trong những cách để bồi dưỡng tư duy logic cho học sinh là cho học sinh luyện tập với các bài tập định tính Vì bản thân các bài tập định tính rất có ưu thế trong việc bồi dưỡng các thao tác tư duy, các phương pháp suy luận logic cho học sinh Mặt khác, bài tập định tính do không có những phép biến đổi toán học phức tạp, không bị mặt toán học làm lu mờ bản chất vật lí của hiện tượng nên còn giúp cho học sinh khắc sâu các kiến thức và hiện tượng vật lí đã học Khi xây dựng kiến thức học sinh học sinh đã nắm được cái chung, cái khái quát của các khái niệm, định luật và cũng là cái trừu tượng thì khi giải bài tập học sinh học sinh sẽ nắm bắt được những biểu hiện cụ thể của chúng

1.2.3 Hình thức thể hiện

- Bài tập định tính dưới dạng câu hỏi bằng lời

Ví dụ: Hãy giải thích tại sao khi chẻ than chì thì chẻ theo bề dọc dễ hơn là

chẻ theo bề ngang?

- Bài tập định tính dưới dạng đồ thị, hình ảnh hay sơ đồ

Ví dụ: Dựa vào đồ thị sau, hãy nhận xét chuyển động của xe

Hình 1.1

- Bài tập định tính dưới dạng một thí nghiệm đơn giản, buộc người giải phải

làm thí nghiệm mới có dữ kiện cho lời giải

Ví dụ: Cho một con cá nhỏ vào một ống nghiệm bằng thủy tinh đựng nước,

nghiêng ống nghiệm cho nước đến gần miệng ống Đặt miệng ống nghiệm lên ngọn

lửa đèn cồn cho đến khi nước trên miệng ống sôi Quan sát con cá, mô tả, giải thích

Hình 1.2

1.2.4 Phương pháp giải bài tập định tính

Việc rèn luyện cho học sinh giải bài tập là phần luyện tập chiếm nhiều thời

gian nhất Do đó, giáo viên phải rèn luyện cho học sinh biết cách giải bài tập một

cách khoa học, để đi đến kết quả chính xác

Vì bài tập định tính cũng nằm trong hệ thống bài tập vật lí nên theo một dàn

bài chung thì khi giải bài tập định tính cũng gồm các bước sau:

- Bước 1: Tìm hiểu đầu bài

Gồm việc tìm hiểu ý nghĩa vật lí của các thuật ngữ, phân biệt dữ liệu và ẩn

số, dùng kí hiệu để tóm tắt đầu bài nếu có, vẽ hình diễn đạt những điều kiện đầu bài nếu cần

Thực chất của bước này là tìm mối quan hệ giữa hiện tượng được nêu trong

đề bài với các tính chất, định luật vật lí đã biết

- Giải bài tập định tính là cơ hội để rèn luyện các thao tác tư duy

- Giải bài tập định tính là cơ hội để rèn luyện năng lực lập luận logic

Vậy, việc lựa chọn và sử dụng bài tập định tính vật lí đầu tiên phải phù hợp với các yêu cầu của việc lựa chọn và sử dụng bài tập vật lí nói chung, sau đó phải đạt được những nhiệm vụ, vai trò vốn có riêng của nó

1.3 Cơ sở lí luận về việc vận dụng bài tập định tính vật lí trong giảng dạy

1.3.1 Giáo án có sử dụng bài tập định tính

1.3.1.1 Yêu cầu cụ thể của giáo án có sử dụng bài tập định tính

a) Bài soạn phải nêu được các mục tiêu của triết học

- Về kiến thức, kĩ năng

Làm cho học sinh nắm được một cách chính xác và hệ thống những khái niệm và hiện tượng, định luật vật lí nào đó, hiểu được các ứng dụng của nó vào thực tiễn Rèn cho học sinh một số kĩ năng nhất định Giáo viên cần phải xác định chính xác trọng tâm kiến thức kĩ năng của bài dạy, trên cơ sở đó có phương pháp dạy phù hợp Tránh nêu đại khái vì bản thân định luật, khái niệm có chứa đựng nội dung cụ thể cần làm nổi bật, cần nêu mức độ phù hợp với chương trình Muốn vậy cần nhận thức rõ bản chất của kiến thức khoa học trình bày trong bài dạy, tính chất lí thuyết hay thực nghiệm của nó

- Về phát triển tư duy

Rèn luyện các khả năng trí tuệ, bồi dưỡng trí thông minh, tư duy vật lí

Chú ý bồi dưỡng các thao tác tư duy logic (quy nạp, diễn dịch, trừu tượng hoá), những thao tác tư duy biện chứng (quan điểm động, có ý thức xây dựng mối liên quan giữa các kiến thức), tư duy kĩ thuật Thông qua phương pháp dạy, cách hỏi, rèn kĩ năng mà thầy giáo có thể rèn luyện bồi dưỡng phát triển tư duy, phát triển trí thông minh của học sinh: Từ quan sát phân tích, để suy nghĩ rút ra quy luật của các hiện tượng

- Về giáo dục tư tưởng, tình cảm

Nội dung về tư tưởng qua môn vật lí rất phong phú song cũng rất khó thực hiện bởi vì nó rộng, bao quát không chỉ một bài dạy Giáo viên cần chú ý tìm hiểu những tri thức vật lí giúp cho học sinh khi nhận thức về thế giới vật chất? Vì thế

không nên nêu chung chung, đại khái như giáo dục lòng yêu nước, yêu Chủ nghĩa

xã hội mà cần cụ thể; Việc vạch rõ ý nghĩa vật lí, tính quy luật và giới hạn ứng dụng của định luật chính là việc thực hiện giáo dục tư tưởng

Cần chú ý khai thác mặt này của kiến thức, thực tế sản xuất, kĩ thuật, tiểu sử các nhà bác học Nội dung giáo dục tư tưởng vừa phụ thuộc vào kiến thức của bài dạy, vừa phụ thuộc vào vốn sống thực tiễn của giáo viên và cách lựa chọn, khai thác

nó Mục đích yêu cầu sẽ chỉ đạo toàn bộ nội dung kế hoạch thực tiễn bài dạy và chính nội dung bài dạy quy định mục đích yêu cầu Chính vì vậy việc xác định mục đích yêu cầu là vấn đề hết sức quan trọng đòi hỏi sử dụng công, đòi hỏi ý thức trách nhiệm cao của giáo viên lúc soạn bài

b) Bài soạn phải nêu được kết cấu và tiến trình của tiết học, bài soạn phải làm nổi bật các vấn đề sau:

- Các bước lí luận ở các bài học khác kiểu giúp ta phân loại các tiết học khác nhau

- Sự phát triển logic từ giai đoạn này đến giai đoạn khác, từ phần kiến thức này đến phần kiến thức khác

- Giảng dạy phù hợp với quy luật nhận thức, dẫn giải, suy luận từ dễ đến khó,

từ đơn giản đến phức tạp một cách có hệ thống

- Làm rõ sự phát triển tất yếu từ kiến thức này đến kiến thức khác Cụ thể là đảm bảo mối liên hệ logic giữa các phần, bảo đảm bài dạy là một hệ toàn vẹn, mỗi phần là một phân hệ, các phân hệ gắn bó chặt chẽ tạo nên một hệ toàn vẹn

c) Bài soạn phải xác định được nội dung, phương pháp làm việc của thầy và trò trong cả tiết học Đây là vấn đề hết sức quan trọng đối với một tiết học Từ chỗ giáo viên nắm vững nội dung kiến thức, vận dụng thành thạo kiến thức đến chỗ truyền thụ cho được kiến thức đó đến học sinh, để họ nắm bắt và vận dụng được đòi hỏi ở người thầy sự động não, sử dụng công thực sự Làm thế nào để học sinh tích cực, chủ động tiếp thu kiến thức?

Muốn như vậy thầy giáo phải lựa chọn được phương pháp thích hợp ứng với từng giờ giảng và trong bài soạn phải nêu được một cách cụ thể công việc của thầy

rõ được rằng, đối với những đối tượng học sinh khác nhau thì phương pháp sử dụng không thể như nhau

- Nhiều khi dụng cụ bố trí phương án thí nghiệm có khác với sách giáo khoa

Vì thế người dạy phải suy nghĩ cách cải tiến sáng tạo và chuẩn bị giải thích cho học sinh

- Có những thí nghiệm phức tạp thầy phải chuẩn bị cẩn thận

- Suy nghĩ về dụng ý của mình khi sử dụng thí nghiệm: Dùng thí nghiệm để khảo sát, minh hoạ hay củng cố và cách sắp xếp bố trí thí nghiệm sao cho học sinh

có thể quan sát được dễ dàng

Yêu cầu đổi mới phương pháp dạy học, chuyển trọng tâm từ thiết kế các hoạt động của giáo viên sang thiết kế các hoạt động của học sinh là yêu cầu nổi bật đối với công việc soạn giáo án của giáo viên

1.3.1.2 Cách tiến hành soạn giáo án theo yêu cầu đã đề ra

a) Xác định rõ ràng, cụ thể mục tiêu bài học

Mục tiêu bài học luôn được diễn đạt theo người học (mục tiêu học tập)

- Mục tiêu bài học phải chỉ rõ mức độ học sinh đạt được sau bài học về kiến thức, kĩ năng, thái độ đủ để làm cơ sở đánh giá chất lượng và hiệu quả của bài học Mục tiêu bài học phải đặc biệt chú ý tới nhiệm vụ phát triển năng lực nhận thức, phù hợp với nội dung bài học

- Mục tiêu bài học phải chỉ ra những hành vi mà học sinh thể hiện ra khi học một kiến thức cụ thể Mục tiêu bài học được bắt đầu bằng các động từ chỉ hành động (nêu được, xác định được, quan sát, đo được ) Khi viết mục tiêu bài học giáo viên cần tham khảo chuẩn kiến thức, kĩ năng ở các chủ đề quy định trong chương trình vật lí THPT

b) Xác định những nội dung kiến thức của bài học

Cần xác định những nội dung này thuộc loại kiến thức nào (khái niệm về hiện tượng, sự vật? khái niệm về đại lượng? định luật? )

c) Xác định công việc chuẩn bị của giáo viên và học sinh, các phương tiện dạy học cần sử dụng

d) Thiết kế tiến trình xây dựng từng kiến thức trong bài học

Để thiết kế tiến trình xây dựng từng kiến thức, giáo viên cần hiểu rõ kiến thức cần xây dựng được diễn đạt như thế nào, là câu trả lời cho câu hỏi nào? Giải pháp nào giúp trả lời được câu hỏi này?

e) Soạn thảo tiến trình dạy học cụ thể

- Phải thể hiện rõ hoạt động học và hoạt động dạy (loại hoạt động, tiến trình )

- Với mỗi hoạt động của học sinh cần viết rõ mục đích hoạt động, cách thức hoạt động, kết quả cần đạt

- Cần viết hoạt động của giáo viên tương ứng từng hoạt động của học sinh g) Xác định nội dung tóm tắt trình bày bảng

h) Soạn nội dung bài tập về nhà

1.3.2 Công tác ngoại khoá vật lí

Ngoại khoá là một công tác hỗ trợ có chất lượng cho việc giảng dạy vật lí trong nhà trường Ngoại khoá là phương tiện để phát huy năng lực và tài năng của học sinh, làm thức tỉnh hứng thú và thiên hướng của các em về một hoạt động nào

đó Ngoài ý nghĩ lớn đó ra, ngoại khoá còn có những tác dụng sau:

a) Tác dụng giáo dục

Ngoại khoá góp phần giáo dục tính tổ chức, tính kế hoạch, tinh thần làm chủ

và ý thức hợp tác xã hội chủ nghĩa trên cơ sở những hoạt động thực tế Mặt khác ngoại khoá được thực hiện cơ bản dựa trên sự tự nguyện tự giác của học sinh cộng với sự hỗ trợ động viên thích hợp của thầy giáo sẽ động viên được học sinh nỗ lực hết mực với khả năng của mình

Ngoại khoá sẽ làm cho quá trình dạy bộ môn thêm phong phú, càng nhiều hình, nhiều vẽ càng làm cho việc học tập của học sinh thêm hứng thú sinh động, tạo cho họ lòng hăng say yêu công việc, đó là một trong những điều kiện để phát triển tài năng Chính ở đây học sinh có thể thử làm, tập dượt phát huy óc sáng tạo, tự tin

c) Tác dụng giáo dục kĩ thuật tổng hợp

Qua hoạt động ngoại khoá, học sinh được rèn luyện một số kỹ năng như:

- Bồi dưỡng kĩ năng làm mộc, nguội, rèn, mắc điện, trang trí, vẽ

- Tập sử dụng những dụng cụ đo lường cơ bản, những máy móc đơn giản

- Tập nghiên cứu một vấn đề, thuyết minh, trình bày

Trên cơ sở ngoại khoá học sinh sẽ nảy nở tình cảm nghề nghiệp, bước đầu có

ý thức thiên hướng của mình về nghề nghiệp mà mình sẽ chọn trong tương lai Ngoài ba tác dụng lớn, ngoại khoá còn có tác dụng không kém phần quan trọng đó

là giúp cho giáo viên có thể áp dụng thử các phương pháp dạy học mới

Nắm được vai trò, ý nghĩa quan trọng của hoạt động ngoại khóa trong việc giáo dục học sinh, chương 4 của khóa luận sẽ trình bày một số trò chơi có thể áp dụng trong các hoạt động ngoại khóa vật lí THPT

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1

Chương 1 Cơ sở lí luận đã trình bày được cơ sở lí luận của bài tập vật lí nói chung, bài tập định tính vật lí nói riêng và việc vận dụng bài tập định tính trong các hoạt động giảng dạy vật lí ở THPT, từ đó rút ra vai trò của bài tập định tính trong công tác giáo dục Dựa trên cơ sở đó, chương 2 sẽ hệ thống các bài tập định tính vật

lí phần điện học theo các lí luận trên

CHƯƠNG 2 HỆ THỐNG BÀI TẬP ĐỊNH TÍNH

PHẦN ĐIỆN HỌC

2.1 Tĩnh điện

2.1.1 Điện tích Định luật Cu - lông

Bài 1: Có 2 vật kích thước nhỏ, nhiễm điện đẩy nhau Các điện tích trên mỗi vật có

dấu như thế nào?

Bài 2: Một vật mang điện tích dương hút một quả cầu kim loại nhỏ treo bằng một

sợi dây tơ Từ đó có thể kết luận quả cầu kim loại mang điện tích âm không?

Bài 3: Nhiễm điện cho một thanh nhựa rồi đưa nó lại gần 2 vật M và N Ta thấy

thanh nhựa hút cả 2 vật M và N Vậy M, N có nhiễm điện không? Nếu có thì kết luận gì về dấu của chúng?

Bài 4: Một ngọn nến đang cháy đặt giữa các cực của máy tĩnh điện hưởng ứng thì

ngọn lửa nghiêng về phía cực âm Giải thích hiện tượng đó như thế nào?

Bài 5: Trong sản xuất và đời sống ta thường nghe các thuật ngữ: “sơn thường” và

“sơn tích điện” Vậy bản chất của sơn tích điện là gì? Sơn này có ưu điểm gì so với các loại sơn khác?

Bài 6: Nếu tăng khoảng cách giữa 2 điện tích điểm lên n lần thì lực tương tác tĩnh

điện giữa chúng thay đổi thế nào?

Bài 7: Treo hai quả cầu nhỏ vào hai sợi chỉ mảnh cách điện có chiều dài như nhau

và cùng buộc vào một điểm Hiện tượng gì sẽ xảy ra nếu các quả cầu ở trạng thái không trọng lượng được tích điện cùng dấu?

Bài 8: Trong trường hợp nào, khi đưa hai vật tích điện cùng dấu lại gần nhau, lực

đẩy giữa chúng giảm đến không?

Hướng dẫn giải

Bài 1: Hai vật nhiễm điện cùng dấu

Bài 2: Không Do hiện tượng nhiễm điện do hưởng ứng, quả cầu có thể không tích

điện mà vẫn bị hút

Bài 3: Có thể xảy ra 3 trường hợp:

- M và N cùng nhiễm điện trái dấu với thanh nhựa

- Cả M và N đều không nhiễm điện vì: khi đưa thanh nhựa lại gần 2 vật M và

N thì 2 vật nhiễm điện do hưởng ứng

-1 trong 2 vật nhiễm điện trái dấu với thanh nhựa, vật còn lại không nhiễm điện

Bài 4: Không phải chất khí bị nung nóng đỏ mà là những hạt cacbon bị nung đỏ rất

nhỏ không cháy tạo nên phần sáng của ngọn lửa cây nến Với nhiệt độ cao than

bị nung đỏ, cũng như kim loại sẽ phóng ra các electron và nhờ đó, chính nó lại tích điện dương Bởi vậy ngọn lửa sẽ nghiêng về phía cực âm của máy tĩnh điện hưởng ứng

Bài 5: Sơn tích điện là loại sơn đã được làm nhiễm điện Thực tế khi sơn những

vật cần lớp sơn bảo vệ (như sơn ôtô, xe máy ) người ta tích điện trái dấu cho sơn và vật cần sơn Làm vậy sơn sẽ bám chắc hơn vào vật cần sơn so với sơn thường dùng keo dính

Bài 7: Ở trạng thái không trọng lượng, các quả cầu bị tách xa nhau một khoảng

cách bằng hai lần độ dài của sợi chỉ, vì:

- Tác dụng vào mỗi quả cầu có 2 lực: lực căng E, lực đẩy Cu - lông Fđ

- Sau đó, hai quả cầu ở trạng thái cân bằng → T = Fđ

→ lực căng dây cùng phương với lực đẩy Cu - lông → đpcm

Bài 8: Khi đưa một quả cầu nhỏ tích điện nằm trên trục của một vòng tròn tích

điện cùng dấu và vuông góc với mặt phẳng của vòng lại gần vòng tròn thì lực đẩy giảm đến không, vì:

- Quả cầu tác dụng lực đẩy với từng phần tử mang điện của vòng dây

- Do tính đối xứng của vòng dây, lực đẩy giảm dần khi đưa vật dẫn điện lại gần

tâm vòng dây và triệt tiêu tại tâm vòng dây

Hình 2.1 Quả cầu tích điện lại gần vòng dây tích điện cùng dấu

2.1.2 Thuyết electron Định luật bảo toàn điện tích

Bài 1: Đặt hai hòn bi thép nhỏ không nhiễm điện, gần nhau, trên mặt một tấm

phẳng, nhẵn, nằm ngang Tích điện cho một hòn bi Hãy đoán nhận hiện tượng

sẽ xảy ra và giải thích, nếu:

a) Tấm phẳng là một tấm kim loại

b) Tấm phẳng là một tấm thuỷ tinh

Bài 2: Có thể có được hai điện tích khác dấu đồng thời xuất hiện ở các đầu mút

của một chiếc đũa thuỷ tinh không?

.O

Bài 3: Treo một sợi tóc trước màn hình của một máy thu hình chưa hoạt động Đột

nhiên bật máy Quan sát hiện tượng xảy ra đối với sợi tóc, mô tả và giải thích hiện tượng?

Bài 4: Các ôtô chở xăng dầu có khả năng cháy nổ rất cao Khả năng này xuất phát

từ cơ sở vật lí nào? Người ta đã làm gì để phòng chống cháy nổ cho các xe này?

Bài 5: Tại sao khi đổ xăng từ bể chứa này sang bể chứa khác thì xăng có thể bốc

cháy, nếu không có biện pháp phòng ngừa?

Bài 6: Vì sao chim bay khỏi dây điện cao thế khi người ta đóng mạch điện?

Bài 7: Cho một chiếc đũa êbônit đã nhiễm điện âm và ngón tay tiếp xúc đồng thời

với quả cầu kim loại của điện nghiệm Sau đó, trước hết rút ngón tay khỏi quả cầu và sau cùng rút chiếc đũa Quả cầu kim loại của điện nghiệm sẽ mang điện tích có dấu nào?

Bài 8: Có thể dùng một vật A đã tích điện âm để làm nhiễm điện dương cho một

vật dẫn B, mà không làm thay đổi điện tích của A được không? Có thể làm cho hai vật dẫn B, C nhiễm điện trái dấu nhau được không?

Hướng dẫn giải

Bài 1: a) Khi tích điện cho một hòn bi, điện tích sẽ truyền bớt sang hòn bi kia

thông qua tấm kim loại và hai hòn bi đẩy nhau

b) Khi tích điện cho một hòn bi, hòn bi còn lại nhiễm điện do hưởng ứng và hai hòn bi sẽ hút nhau Sau khi tiếp xúc với nhau, điện tích sẽ phân bố lại cho hai hòn bi và chúng sẽ đẩy nhau

Bài 2: Có thể, muốn thế phải xát các đầu đũa bằng những vật thích hợp Một đầu

xát bằng lông thú, khi đó đầu này tích điện âm Đầu kia của đũa xát bằng da, khi

đó ở đầu này xuất hiện điện tích dương

Bài 3: Khi bật tivi thì thành thủy tinh ở màn hình bị nhiễm điện nên nó sẽ hút sợi

tóc

Bài 4: Cơ sở vật lí: Các vật nhiễm điện trái dấu có thể phóng tia lửa điện qua nhau

Xe chở xăng dầu khi chuyển động, xăng dầu cọ xát nhiều với bồn chứa làm chúng tích điện trái dấu Khi điện tích đủ lớn chúng sẽ phóng tia lửa điện gây ra cháy nổ Thực tế, để chống cháy nổ do phóng điện, người ta thường dùng một dây xích sắt nối với bồn chứa và kéo lê trên đường Đây là biện pháp nối đất cho các vật nhiễm điện để chống sự phóng tia lửa điện của chúng

Bài 5: Khi chảy ra khỏi ống, xăng có thể nhiễm điện do cọ xát với ống đến mức

phát ra tia lửa điện làm xăng bốc cháy

Bài 6: Khi đóng dòng điện cao thế, trên lông chim xuất hiện các điện tích tĩnh

điện, do đó lông chim dựng đứng lên và tách ra Điều đó làm chim sợ và bay khỏi dây điện

Bài 7: Do tiếp xúc giữa chiếc đũa êbônit với quả cầu, điện nghiệm thu được một

một điện tích âm nhỏ, điện tích này theo ta đi xuống đất Vì êbônit là chất điện môi nên trên phần còn lại của đũa không tiếp xúc với quả cầu, các điện tích âm vẫn đứng yên Do hưởng ứng các điện tích này sẽ tích cho quả cầu kim loại của điện nghiệm một điện tích dương

Bài 8: Nội dung kiến thức cơ bản nhất để trả lời câu hỏi trên là thuyết electron

Với bài này có hai cách giải:

Thứ nhất: Muốn cho vật B nhiễm điện dương, ta đưa một đầu của nó lại gần vật

A, và chạm tay vào đầu còn lại (hoặc nối đất bằng một dây dẫn), sau đó bỏ tay

ra Điện tích âm sẽ bị đẩy xuống đất, trên vật B chỉ còn lại điện tích dương

Nếu dùng vật B đã nhiễm điện dương và làm tương tự, ta có thể làm cho vật C nhiễm điện âm

Thứ hai: Ta cho hai vật B, C chạm vào nhau, rồi đưa A lại gần B Sau đó tách B,

C ra thì vật B sẽ nhiễm điện dương và vật C sẽ nhiễm điện âm Trong trường hợp này hai vật dẫn B, C phải được đặt cách điện với đất

2.1.3 Điện trường Công của lực điện Hiệu điện thế

Bài 1: Có khi người ta nói đường sức của điện trường - đó là quỹ đạo chuyển động

của một điện tích dương trong điện trường, nếu diện tích dương đó được chuyển động tự do trong điện trường Nói như vậy có đúng không?

Bài 2: Ba điện tích giống nhau q được đặt cố định tại ba đỉnh của một tam giác đều

cạnh a Xác định cường độ điện trường tại tâm của tam giác

Bài 3: Có trường hợp nào, càng gần vật dẫn điện trường càng giảm không? Nếu có

hãy chỉ ra một trường hợp để minh hoạ

Bài 4: Một vòng tròn tâm O nằm trong điện trường của 1 điện tích điểm Q M và N

là 2 điểm trên vòng tròn đó Gọi AM1N, AM2N và AMN là công của lực điện tác dụng lên điện tích điểm q trong các dịch chuyển dọc theo cung M1N, M2N, và dây cung MN (với M1N là cung trên, M2N là cung dưới So sánh AM1N, AM2N và

AMN ?

Bài 5: Thả một ion dương cho chuyển động không vận tốc đầu từ một điểm bất kì

trong một điện trường do hai điện tích điểm dương gây ra Ion đó sẽ chuyển động thế nào? Hỏi tương tự khi thả 1 ion âm?

Bài 6: Có hai điện tích điểm, chưa biết dấu và độ lớn, nằm cách nhau một khoảng

d Người ta xác định được vị trí của một điểm C nằm trên đường thẳng nối hai điện tích mà ở đó cường độ điện trường bằng không

- Có thể kết luận gì về tính chất của hai điện tích đó?

- Nếu điểm D, có tính chất như trên, nằm ngoài đoạn thẳng nối hai điện tích thì sao?

Hướng dẫn giải

Bài 1: Không đúng Vì:

- Đường sức điện là đường có hướng của tiếp tuyến tại mỗi điểm trùng với

hướng của vectơ cường độ điện trường E  trùng với hướng của lực tác dụng

lên điện tích F  trùng với gia tốc của điện tích a

- Quỹ đạo chuyển động của điện tích là đường có hướng của tiếp tuyến tại mỗi

điểm trùng với hướng vận tốc của điện tích v

q giống nhau  E1 = E2 = E3  theo hình vẽ 2.2, có: E13 = -E2  E = 0

Bài 3: Có Dọc theo trục của một vòng dây tròn tích điện càng tiến đến gần tâm

vòng dây, điện trường càng giảm do tính đối xứng của vòng dây Tại tâm vòng

dây, điện trường triệt tiêu

Bài 4: A= q.E.d Trong đó: d: hình chiếu của M1N, M2N, MN lên đường sức

E3 E2

E13 E1

E1 E13

E2 E3

Bài 6: Trước hết ta có thể khẳng định rằng: hai điện tích đó phải cùng dấu, nghĩa là

hoặc cùng là điện tích dương, hoặc cùng là điện tích âm Sau đó dựa vào vị trí của điểm C trên đoạn thẳng AB nối hai điện tích ta có thể biết được quan hệ về

độ lớn q1 và q2 của hai điện tích đó

Giả sử hai điện đó đều là điện tích dương Đặt AB = d, AC = x

Vì cường độ điện trường tổng hợp tại C bằng không, ta có:

 2

2 2

1

2 1

x d

q k x

q k

E E

Như vậy nếu q1< q2, n >1 thì x< d/2: điểm C gần điện có giá trị nhỏ Và tỉ số các

độ lớn của hai điện tích là:

Trong trường hợp điểm D nằm ngoài đoạn thẳng nối hai điện tích, cũng với cách lập luận như trên thì hai điện tích phải là hai điện tích trái dấu nhau Và dựa vào

vị trí của điểm C để xác định mối quan hệ về độ lớn của hai điện tích Ta đặt AB

= d và AD = x

Vì cường độ điện trường tổng hợp tại D bằng không nên ta có:

 2

2 2

1

2 1

x d

q k x

q k

E E







Như vậy nếu q1< q2, n >1 thì x<d: điểm D gần điện có giá trị tuyệt đối nhỏ Và tỉ

số các độ lớn của hai điện tích là:

q

2.1.4 Vật dẫn và điện môi trong điện trường

Bài 1: Sét đánh có thể làm hỏng các công trình xây dựng, nhà cửa Hãy tưởng

tượng chiếc ôtô đang chuyển động trên đường vắng mà gặp một cơn giông, người ngồi trong xe ôtô có nguy cơ bị sét đánh không? Tại sao?

Bài 2: Như ta đã biết, quả cầu tích điện có thể hút giấy vụn Nếu bao quanh quả

cầu tích điện một mặt cầu bằng kim loại thì lực hút thay đổi như thế nào? Và nếu bao quanh mảnh giấy thì sao?

Bài 3: Một vật dẫn A nằm trong điện trường của một điện tích điểm B Ở đây bề

mặt của vật A có phải là mặt đẳng thế không?

Bài 4: Hai vật dẫn có hình dạng và kích thước như nhau, một vật rỗng và một vật

đặc Nếu truyền cho mỗi một vật dẫn đó các điện tích như nhau thì điện thế của chúng có bằng nhau không?

Bài 5: Nếu truyền những điện tích âm bằng nhau cho các quả cầu kim loại có

đường kính khác nhau thì trong dây dẫn nối các quả cầu sau khi tích điện có dòng điện không?

Bài 6: Tại sao các vật dẫn để làm thí nghiệm về tĩnh điện đều rỗng?

Bài 7: Cho hai quả cầu kim loại cùng bán kính và tích điện cùng dấu tiếp xúc với

nhau Một trong hai quả cầu là rỗng Các điện tích sẽ phân bố như thế nào trên

cả hai quả cầu đó?

Bài 8: Cho hai quả cầu bằng thép và bằng đồng mang điện có cùng bán kính tiếp

xúc với nhau Trên các quả cầu này điện tích sẽ phân bố như thế nào?

Bài 9: Tại sao các dụng cụ để làm thí nghiệm tĩnh điện không có các đầu mút nhọn

mà thường được tạo thành những mặt tròn?

Bài 10: Giữa hai bản mặt song song tích điện trái dấu người ta đặt một bản kim loại

và bản này sẽ nhiễm điện do hưởng ứng Điện tích xuất hiện do hưởng ứng trên bản kim loại này có thay đổi không nếu khoảng không gian giữa các bản chứa đầy dầu hoả?

Bài 11: Đưa một cái đũa nhiễm điện lại gần những mẫu giấy, mạt cưa nhỏ, ta thấy

mẫu giấy, mạt cưa bị hút về phía đũa Sau khi chạm vào đũa, mẫu giấy bị đẩy ra Hãy giải thích hiện tượng này? Hiện tượng có khác gì với mạt nhôm?

Bài 12: Đặt một quả cầu nhỏ bằng kim loại đã nhiễm điện xuống đáy một ống

nghiệm khô bằng thuỷ tinh và đưa ống nghiệm đến gần một điện nghiệm

Các lá của điện nghiệm có xoè ra không?

Bài 13: Những vật cách điện bị bao quanh bởi không khí ẩm thì thường kém giữ

được các điện tích Từ đó có thể kết luận rằng không khí ẩm dẫn điện được không?

Bài 14: Tại sao người ta thường nói sét có thể tìm thấy các kho báu chôn vùi dưới

đất?

Bài 15: Tại sao các nhà thể thao leo núi có quy tắc: khi ngủ trên núi cao, tất cả các

đồ vật bằng kim loại phải được tập trung lại và để ở một nơi riêng biệt xa trại?

Hướng dẫn giải

Bài 1: Người ngồi trong xe ôtô sẽ không bị sét đánh, vì điện trường bên trong vật

dẫn rỗng bằng không nên xe ôtô đóng vai trò như một màn chắn điện

Bài 2: Nếu bao quanh quả cầu bằng một mặt cầu kim loại đồng tâm, sẽ không có gì

thay đổi: quả cầu và cả mặt cầu kim loại đều tác dụng như một điện tích tập trung ở một điểm nằm tại tâm quả cầu

Nếu bao quanh mảnh giấy bằng mặt cầu thì lực hút sẽ trở nên bằng không vì: mảnh giấy nằm trong mặt cầu kim loại, mà bên trong vật dẫn điện trường bằng không Tuy nhiên, bây giờ, mặt cầu kim loại và quả cầu lại hút lẫn nhau

Bài 3: Phải, mặc dù ở các vùng khác nhau trên mặt vật dẫn có những điện tích

khác dấu

Bài 4: Bằng nhau, vì điện tích chỉ phân bố ở mặt ngoài của vật dẫn nên điện thế

không phụ thuộc khối lượng

Bài 5: Có, dòng điện sẽ có hướng từ quả cầu lớn đến quả cầu nhỏ Hướng của

dòng điện được xác định bằng dấu của hiệu điện thế giữa hai mặt đẳng thế: dòng điện có hướng từ điện thế cao đến điện thế thấp Trong trường hợp này điện dung của quả cầu nhỏ là nhỏ hơn, vì vậy với những điện tích âm bằng nhau điện thế của quả cầu nhỏ sẽ thấp hơn điện thế của quả cầu lớn

Bài 6: Vì các điện tích tĩnh chỉ phân bố trên mặt ngoài vật dẫn

Bài 7: Đều, vì các điện tích tĩnh chỉ phân bố trên bề mặt các quả cầu

Bài 8: Như nhau vì điện tích chỉ phân bố ở mặt ngoài của vật dẫn

Bài 9: Để giữ các điện tích tĩnh trên các dụng cụ này Vì điện tích tập trung nhiều

nhất ở chỗ mũi nhọn Với các vật dẫn có đầu nhọn thì trên đầu nhọn có thể tạo nên một mật độ điện tích lớn đến mức làm cho không khí xung quanh bị ion hoá Các ion ngược dấu bị đầu nhọn hút và làm trung hoà điện tích ở đầu nhọn Sẽ xuất hiện hiện tượng được gọi là "sự rò" điện từ mũi nhọn

Bài 10: Dầu hỏa là điện môi nên khi đặt trong điện trường sẽ xảy ra sự phân cực vì

vậy không làm thay đổi điện tích xuất hiện do hưởng ứng trên bản kim loại

Bài 11: Mẫu giấy hay mạt cưa nhỏ làm bằng điệm môi Vì vậy khi ta đưa một cái

đũa nhiễm điện lạ gần mẫu giấy chẳng hạn, do sự phân cực điện môi, hai phía mẫu giấy mang điện tích trái dấu, bằng nhau về độ lớn Nếu đũa nhiễm điện dương, phía gần đũa sẽ tích điện âm và phía kia tích điện dương Cả hai phía của mẩu giấy đều chịu tác dụng của điện trường của đũa Vì điện trường này không đều nên mẫu giấy sẽ bị hút về phía đũa là nơi có điện trường mạnh hơn

Khi mẫu giấy chạm vào đũa, một phần các điện tích của mẫu giấy bị trung hòa (phía mẫu giấy bị nhiễm điện tích âm chạm vào đũa) và điện tích dương của mẫu giấy chịu tác dụng của lực đẩy, làm cho mẫu giấy bị đẩy khỏi đũa

Khi ta dùng mạt nhôm thì hiện tượng nói trên xảy ra rõ rệt hơn, bởi vì sự nhiễm điện do hưởng ứng của mạt nhôm tạo nên điện tích lớn hơn là sự phân cực trong điện môi

Bài 12: Đáy ống nghiệm làm bằng thủy tinh nên khi tiếp xúc với quả cầu nhiễm

điện sẽ có sự phân bố lại điện tích bên trong Mặt ngoài đáy ống nghiệm nhiễm điện cùng dấu với quả cầu nên các lá của điện nghiệm xòe ra

Bài 13: Không khí ẩm không dẫn điện, nhưng các vật cách điện rắn trên bề mặt có

hơi ẩm bám vào lại trở thành vật dẫn vì có sự phân bố lại điện tích ở lớp nước bám vào Nếu làm khô các vật cách điện thì chúng có thể giữ được điện tích cả trong không khí ẩm

Bài 14: Kim loại là vật chứa nhiều điện tích tự do nên dễ nhiễm điện trái dấu do

hưởng ứng với vùng điện tích dưới đám mây, ví vậy dễ có phóng điện xảy ra giữa đám mây và vùng chứa kim loại gây ra hiện tượng sét

Bài 15: Để trong trường hợp có đông, sét hay đánh vào nơi có nhiều kim loại

2.1.5 Tụ điện

Bài 1: Một quả cầu kim loại được treo bằng một sợi dây chỉ mảnh giữa hai bản

kim loại phẳng song song, thẳng đứng Đột nhiên tích điện cho cả 2 bản kim loại

để tạo ra điện trường đều giữa hai bản Sau đó cắt tụ ra khỏi nguồn điện Hãy dự đoán hiện tượng xảy ra và giải thích Cho rằng, lúc đầu quả cầu nằm gần bản dương

Bài 2: Một quả cầu kim loại được treo bằng một sợi dây chỉ mảnh giữa hai bản

kim loại phẳng song song, thẳng đứng Đột nhiên tích điện cho cả 2 bản kim loại

để tạo ra điện trường đều giữa hai bản Sau đó cắt tụ ra khỏi nguồn điện Hãy dự đoán hiện tượng xảy ra và giải thích Cho rằng, lúc đầu quả cầu nằm gần bản dương

Bài 3: Người ta mắc tụ điện vào hai cực của một cái pin

- Tại sao điện tích trên hai bản của tụ điện lại có độ lớn bằng nhau?

- Điều đó còn đúng không nếu hai bản tụ có kích thước khác nhau?

Bài 4: Hiệu điện thế trên các bản tụ điện đã tích điện sẽ như thế nào, nếu giảm

khoảng cách giữa các bản tụ điện?

Bài 5: Hiệu điện thế đánh thủng của một tụ điện phẳng không khí sẽ thay đổi như

thế nào nếu ở mặt trong của tụ điện xuất hiện một vật nhỏ, chẳng hạn một hạt bụi nhỏ?

Hướng dẫn giải

Bài 1: Quả cầu kim loại sẽ bị nhiễm điện do hưởng ứng Phần nhiễm điện âm sẽ

gần bản dương hơn phần nhiễm điện dương Do đó quả cầu sẽ bị hút bởi bản dương

Khi quả cầu đến chạm vào bản dương thì nó sẽ nhiễm điện dương và bị bản dương đẩy và bản âm hút Quả cầu sẽ chạm vào bản âm, bị trung hòa hết điện tích dương và lại bị nhiễm điện âm Nó lại bị bản âm đẩy và bản dương hút

Cứ tiếp tục như thế Cắt tụ ra khỏi nguồn điện thì trong quá trình quả cầu kim loại chạy đi chạy lại giữa hai bản, điện tích của tụ sẽ giảm dần cho đến lúc hết hẳn

Bài 2: Ti vi lúc hoạt động cần có một hiệu điện thế rất cao (hàng vạn vôn) Trong

ti vi có rất nhiều tụ điện, một số tụ được mắc vào hiệu điện thế cao đó Khi tắt máy các tụ vẫn còn tích điện trong một thời gian khá lâu Nếu chạm vào chúng trong điều kiện chân nối đất, điện tích của tụ sẽ phóng qua người xuống đất Điện tích của tụ không lớn nhưng thời gian phóng điện rất nhanh, dòng điện qua người có thể có cường độ đủ lớn để làm nguy hiểm đến tính mạng

Để an toàn khi mở ti vi để sửa, những người thợ thường nối đất cho các bản tụ

Bài 3: Khi ta mắc tụ điện vào nguồn điện thì nguồn điện có tác dụng làm cho các

electron chuyển về bản âm Bản dương thiếu electron nên mang điện tích dương

Vì thế điện tích trên hai bản tụ luôn luôn bằng nhau về trị số tuyệt đối

Hơn nữa các đường sức xuất phát từ bản dương đều kết thúc ở bản âm Điều đó chỉ có thể thực hiện được nếu điện tích âm và dương bằng nhau

Nếu hai bản tụ có kích thước khác nhau, thì sự phân bố điện tích trên các bản tụ

là không đối xứng Tuy vậy điện tích trên các hai bản vẫn bằng nhau

Bài 4: Giảm

Bài 5: Hiệu điện thế đánh thủng sẽ giảm vì: hạt bụi nhỏ sẽ lam giảm khoảng cách

giữa 2 bản tụ  tăng khả năng phóng điện điện giữa 2 bản tụ

2.2 Dòng điện không đổi Từ trường

2.2.1 Dòng điện không đổi Nguồn điện

Bài 1: Dòng điện chạy trong mạch điện nào sau đây không phải là dòng điện

không đổi: trong mạch điện thắp sáng đèn của xe đạp với nguồn điện là đinamô, trong mạch điện kín của đèn pin, hay trong mạch điện kín thắp sáng đèn với nguồn điện là pin mặt trời?

Bài 2: Thùng chứa nước làm bằng những lá nhôm ghép bởi những đinh tán bằng

đồng thì chóng hỏng do bị ăn mòn Hãy giải thích bản chất điện hoá học của hiện tượng ăn mòn này?

Bài 3: Có thể làm một pin bằng cách dùng thanh sắt, thanh đồng cắm vào một quả

chanh?

Hướng dẫn giải

Bài 1: Dòng điện không đổi là dòng điện có chiều và cường độ không đổi theo thời

gian  dòng điện trong mạch điện thắp sáng đèn của xe đạp với nguồn điện là đinamô không phải dòng điện không đổi

Bài 2: Thùng chứa nước này tạo thành pin Vôn-ta có các điện cực bằng nhôm -

đồng đặt trong nước, nó có lẫn muối nên là chất điện phân Khi pin này hoạt động kim loại (nhôm) bị hoà tan và hiđrô thoát ra ở cực đồng

Bài 3: Có thể làm một pin như vậy vì:

- Do tác dụng hóa học, các ion sắt Fe2+ từ thanh sắt đi vào dung dịch axit chanh làm cho lớp tiếp giáp với thanh sắt tích điện dương Thanh sắt thừa electron nên tích điện âm Khi cân bằng điện hóa được thiết lập, giữa thanh sắt và dung dịch axit chanh có một hiệu điện thế điện hóa

- Ở phía thanh đồng, các ion H+ có trong dung dịch tới bám vào cực đồng và thu lấy các electron có trong thanh đồng Do đó thanh đồng mất bớt electron nên tích điện dương Khi cân bằng điện hóa được thiết lập, giữa thanh đồng và dung dịch axit chanh có một hiệu điện thế điện hóa

- Do hai hiệu điện thế điện hóa này là khác nhau nên giữa hai thanh có một hiệu điện thế xác định Tuy nhiên, hiệu điện thế này là rất nhỏ chỉ khoảng 1V

2.2.2 Điện năng và công suất điện Định luật Jun ─ Len-xơ

Bài 1: Theo định luật Jun - Len-xơ, nhiệt lượng toả ra bởi dòng điện tỉ lệ với thời

gian dòng điện đi qua dây dẫn Tại sao dòng điện đi qua dây dẫn suốt cả buổi tối

mà dây dẫn không bị nóng sáng?

Bài 2: Một toa tàu được chiếu sáng bằng năm bóng đèn điện mắc nối tiếp Hỏi điện

năng tiêu thụ có giảm không nếu giảm số đèn xuống còn bốn?

Bài 3: Một dây đèn trang trí gồm các bóng đèn cùng loại 12V mắc vào mạch điện

có hiệu điện thế 220V Các đèn đang sáng bình thường, đột nhiên một bóng bị đứt tóc Bạn Minh đã thay bằng một bóng 12V khác thì khi cắm điện, bóng mới

thay bị đứt ngay Sau đó bạn lại thay bằng một bóng 6V thì khi cắm điện cả dây đèn sáng ổn định Hãy dự đoán nguyên nhân của hiện tượng nghịch lí nêu trên

Hướng dẫn giải

Bài 1: Vì có sự toả nhiệt ra không gian xung quanh Khi nhiệt lượng nhường cho

môi trường xung quanh bằng nhiệt lượng toả ra ở dây dẫn thì có sự cân bằng nhiệt động giữa dây dẫn và môi trường xung quanh, cho nên sự tăng nhiệt độ của dây dẫn bị ngừng lại

Bài 2: Điện năng tiêu thụ tăng vì:

- Hiệu điện thế đặt vào mạch vẫn giữ nguyên là U

- Bóng đèn là loại dụng cụ chỉ chứa điện trở nên khi giảm số bóng đèn thì R

giảm Điện năng tiêu thụ được tính: A U2t

R

  Điện năng tiêu thụ tăng

Bài 3: Để dự đoán được hiện tượng phải nắm được điều kiện để các dụng cụ tiêu

thụ điện hoạt động bình thường: tức là phải đặt vào mạch gần với công suất định mức và hiệu điện thế của các dụng cụ tiêu thụ điện

- Ở bài này hiệu điện thế đặt vào bóng đèn đã bằng với hiệu điện thế định mức thì lỗi là do tương quan giữa công suất thực và công suất định mức của bóng đèn Giả sử các đèn ban đầu thuộc loại 12V-5W Lúc đầu nếu Minh thay đèn hỏng bằng loại đèn 12V và công suất định mức nhỏ hơn 5W thì đèn sẽ đứt ngay

vì công suất thực nhỏ hơn rất nhiều công suất định mức Lần sau nếu Minh thay bằng đèn 6V-3W thì các đèn sẽ sáng ổn định hơn vì công suất thực của các bóng

sẽ gần bằng hoặc nhỏ hơn công suất định mức

2.2.3 Định luật Ôm đối với toàn mạch

Bài 1: Hiện tượng đoản mạch xảy ra khi nào và có thể gây ra những tác hại gì? Có

cách nào để tránh được hiện tượng này?

Bài 2: Một học sinh đã mắc nhầm một ampe kế thay cho một vôn kế để đo hiệu

điện thế trên một bóng đèn đang nóng sáng Cường độ dòng điện trong mạch sẽ như thế nào?

Bài 3: Trong điều kiện nào thì một chiếc pin nào đó có thể cho dòng điện lớn nhất?

Bài 2: Trong mạch xuất hiện dòng điện rất lớn ( thực tế là đoản mạch vì điện trở

của ampe kế rất nhỏ ) làm hỏng ampe kế  thang chia độ bị sai hoặc cuộn dây

bị cháy

Bài 3: Khi đoản mạch

2.2.4 Dòng điện trong kim loại

Bài 1: Do sự bay hơi và khuếch tán của vật liệu từ bề mặt sợi đốt sáng của bóng

đèn, dây tóc bóng đèn bị đốt mòn dần Điều đó ảnh hưởng như thế nào đến công suất tiêu thụ của bóng đèn?

Bài 2: Hai dây dẫn đồng chất có cùng chiều dài nhưng khác tiết diện được mắc nối

tiếp vào một mạch điện Trong cùng một thời gian như nhau thì dây dẫn nào toả nhiệt nhiều hơn? Tại sao?

Bài 3: Tại sao nếu một phần dây xoắn của bếp điện tiếp xúc với đáy nồi nhôm thì

dây đó có thể bị đốt cháy?

Bài 4: Hiện tượng gì xảy ra nếu rút dây xoắn của thiết bị điện đun nóng ra khỏi

nước và vẫn giữ dòng điện qua nó trong một thời gian?

Bài 5: Một dòng điện đi qua một dây dẫn bằng thép làm cho nó bị nung đỏ lên một

chút Nếu nhúng một phần dây dẫn vào nước để làm lạnh thì phần dây dẫn kia bị nung đỏ hơn Tại sao? (Giữ hiệu điện thế ở hai đầu dây dẫn không đổi)

Bài 6: Khi bật sáng đèn điện dùng dây tóc kim loại thì cường độ dòng điện lúc đầu

tăng lên hay giảm đi so với cường độ dòng điện sau khi ngọn đèn đã sáng?

Bài 7: Với những độ nóng sáng khác nhau thì công suất tiêu thụ của một bóng đèn

có như nhau không?

Bài 8: Mắc một bếp điện và một ampe kế vào một mạch điện Số chỉ của ampe kế

có thay đổi không nếu thổi không khí lạnh vào bếp điện đang nóng đó?

 công suất giảm

Bài 2: Điện trở của dây dẫn: R= ρ l

S

Ỏ dây mảnh ( S nhỏ ) có điện trở lớn hơn và dòng điện trong cả hai dây dẫn là như nhau nên nhiệt lượng Q = I2Rt của dây dẫn mảnh nhiều hơn

Bài 3: Việc rút ngắn dây lò xo ( l ngắn hơn ) làm cho điện trở nhỏ đi  điện trở R

nhỏ hơn  mức tiêu thụ điện năng A U2t

Bài 5: Điện trở của kim loại thay đổi theo nhiệt độ Do làm lạnh dây dẫn nên điện

trở của nó giảm và dòng điện tăng

Bài 6: Ở đèn dùng sợi đốt bằng kim loại dòng điện sẽ giảm khi mức độ đốt nóng

dây tóc tăng vì điện trở của kim loại tăng khi tăng nhiệt độ

Bài 7: Với những độ nóng sáng ( nhiệt độ ) khác nhau đèn có điện trở ( R )khác

  Công suất tiêu thụ là khác nhau

Bài 8: Bếp điện đang nóng thổi không khí lạnh vào làm cho điện trở của bếp điện

thay đổi cụ thể là R giảm nên ampe kế cho biết cường độ dòng điện I tăng

2.2.5 Dòng điện trong chất điện phân Định luật Fa-ra-đây

Bài 1: Tại sao xung quanh chất điện phân, chẳng hạn xung quanh dung dịch muối

ăn, lại không có điện trường và chúng ta cho rằng nó không tích điện, mặc dù trong nó có các ion mang điện?

Bài 2: Tại sao khi tiếp đất cần phải chôn vùi bản tiếp đất trong lớp đất ẩm (chẳng

hạn, chôn vào lớp cát khô thì không tốt)?

Bài 3: Một người dùng một chiếc đũa tre, xẻ 2 rãnh cách nhau chừng 5 mm rồi kẹp

vào đó 2 lưỡi dao cạo râu, sao cho 2 lưỡi dao này không chạm nhau Nối 2 lưỡi dao bằng 2 đoạn dây điện Nhúng ngập chúng vào một cốc nước (nước giếng thông thường) và cắm 2 đầu dây vào ổ cắm điện Sau một thời gian ngắn nước trong cốc sẽ sôi Hãy giải thích hiện tượng trên? Có nên dùng nước này để uống hay pha trà không? Tại sao?

Bài 4: Vì sao người ta thường xuyên kiểm tra và đổ nước thêm cho các ắcquy của

xe máy, xe ôtô?

Bài 5: Để xác định cực nào của máy phát điện một chiều là dương, cực nào là âm,

trong thực tế người ta thường nhúng dây dẫn nối với các cực vào một cốc nước

và quan sát xem xung quanh dây dẫn nào khí thoát ra nhiều hơn Theo các dữ liệu này người ta xác định cực nào là âm như thế nào?

Bài 6: Thùng chứa nước làm bằng những lá nhôm ghép bởi những đinh tán bằng

đồng thì chóng hỏng do bị ăn mòn Hãy giải thích bản chất điện hoá học của hiện tượng ăn mòn này?

Bài 7: Hai thỏi than hình trụ được nhúng vào dung dịch sunphát đồng, đồng bám

vào một trong hai thỏi than đó Tại sao có lớp đồng dày nhất bám vào phần mặt thỏi than này đối diện với thỏi kia?

Bài 8: Quá trình điện phân sunphát đồng sẽ tiếp tục cho đến lúc nào, nếu dùng các

điện cực bằng than? Nếu dùng các điện cực bằng đồng?

Hướng dẫn giải

Bài 1: Vì trong mỗi đơn vị thể tích chất điện phân có bao nhiêu điện tích dương thì

có bấy nhiêu điện tích âm và trường của chúng ở ngoài chất điện phần bù trừ lẫn nhau Bởi vậy toàn bộ chất điện phân giống như là một vật không tích điện

Bài 2: Các ion chứa trong nước đảm bảo cho đất dẫn điện tốt

Bài 3: Dựa vào bản chất dòng điện trong chất điện phân để giải thích hiện tượng

này

Trong nước giếng bao giờ cũng có những tạp chất, đặc biệt là muối hoà tan, do

sự phân li muối thành những ion dương và âm, chúng trở thành các hạt mang điện và tạo thành dòng điện trong nước Dòng điện này gây ra tác dụng nhiệt, làm nước nóng và sôi được

Nước hàng ngày uống luôn có chất muối khoáng, có tác dụng tốt cho sự tiêu hoá Nếu đun nước theo kiểu trên các ion tới 2 bản kim loại sẽ bám vào đó và không trở lại dung dịch nữa, nghĩa là nước trở nên nghèo chất hoà tan uống vào không giúp gì cho sự tiêu hoá Nói chung không nên uống nước đun sôi theo kiểu này

Bài 4: Khi nạp điện cho ắcquy, nước bị phân tích thành hiđrô và oxi, còn axit

không đổi, do đó nồng độ dung dịch tăng dần, lượng nước giảm dần, không những dung dịch càng trở nên đậm đặc hơn có hại cho ắcquy mà các cực lại

không được nhúng ngập hết trong dung dịch, khả năng tích điện sẽ giảm Vì vậy khi sử dụng ắcquy cần kiểm tra mức dung dịch để đổ thêm nước cho kịp thời

Bài 5: Khi điện phân nước thể tích khí hiđro thoát ra nhiều gấp hai lần thể tích khí

oxy, vì vậy cực có chất thoát ra nhiều hơn là cực âm

Bài 6: Thùng chứa nước này tạo thành pin Vônta có các điện cực bằng nhôm -

đồng đặt trong nước, nó có lẫn muối nên là chất điện phân Khi pin này hoạt động kim loại (nhôm) bị hoà tan và hiđrô thoát ra ở cực đồng

Bài 7: Vì ở đây mật độ dòng điện là lớn nhất

Bài 8: Câu hỏi này cần có sự hiểu biết về các phản ứng hóa học

Do các tác dụng hóa học với các điện cực bằng than, tiếp tục cho đến lúc tất cả các ion đồng thoát ra khỏi dung dịch (khi đó trong bình còn lại axit sunfuric) Với các cực bằng đồng, cho đến khi anôt bị hoà tan

2.2.6 Dòng điện trong chân không, chất khí và chất bán dẫn

Bài 1: Bóng đèn điện tử bị vỡ bóng thuỷ tinh có thể dùng được trong vũ trụ không?

Bài 2: Tại sao khi hiệu điện thế UAK giữa hai cực anot A và catot K của điôt chân không có giá trị âm và nhỏ, thì cường độ dòng điện IA chạy qua điôt này lại khác không và có giá trị khá nhỏ?

Bài 3: Tại sao khi hiệu điện thế UAK giữa hai cực anot A và catot K của điôt chân không tăng đến một giá trị dương đủ lớn, thì cường độ dòng điện IA chạy qua điôt này không tăng nữa và đạt gíá trị bão hòa?

Bài 4: Chất khí ở điều kiện thường không dẫn điện Hãy nêu một vài ứng dụng của

tính chất này trong kỹ thuật điện

Bài 5: Trong các cơn giông, thỉnh thoảng có hiện tượng sét, đó là sự phóng tia lửa

điện từ đám mây tích điện xuống đất Hỏi trong hiện tượng sét, các electron đã được phóng thế nào: Từ đám mây xuống đất hay từ đất lên mây?