Lựa chọn và hướng dẫn giải hệ thống bài tập chương Điện tích, điện trường nhằm giúp học sinh lớp 11 THPT nắm vững kiến thức cơ bản, góp phần phát triển năng lực giải quyết vấn đề

Trong quá trình dạy học vật lí, để đào tạo và bồi dưỡng cho học sinh năng lực sáng tạo tư duy và phát triển năng lực giải quyết vấn đề có rất nhiều phương pháp khác nhau, trong đó giải b

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2

NGễ THỊ THANH NHÀN

Lựa chọn và hướng dẫn giảI hệ thống bàI tập chương “điện tích điện trường” nhằm giúp học sinh lớp 11 thpt nắm vững kiến thức cơ bản, góp phần phát triển

năng lực giảI quyết vấn đề

Chuyờn ngành: Lí luận và Phương pháp dạy học bộ môn vật lí

Mó số: 601410

LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC

Người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Thế Khôi

HÀ NỘI, 2009

Lời cam đoan

Tôi xin cam đoan đề tài nghiên cứu này là của riêng tôi Nội dung đề tài này không trùng hợp với bất kì nội dung của các đề tài đã công bố

Tác giả

Ngô Thị Thanh Nhàn

Lời cảm ơn

Tôi xin cảm ơn sự sự giúp đõ, động viên, góp ý quý báu của các thầy cô giáo giảng dạy, các thầy cô khoa Vật lí và phòng Sau Đại học trường Đại học Sư phạm Hà nội 2, các thầy cô khoa Vật lí trường Đại học Sư phạm Hà nội, Ban giám hiệu và tập thể giáo viên vật lí trường THPT Quang Minh trong quá trình tôi học tập và nghiên cứu

Đặc biệt, tôi bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Nguyễn Thế Khôi – người

đã quan tâm, động viên, chỉ bảo tận tình để tôi hoàn thành đề tài này

Mặc dù đã rất cố gắng, song do thời gian nghiên cứu còn hạn chế, tiến hành thực nghiệm trên diện chưa rộng nên luận văn này không tránh khỏi những hạn chế, thiếu sót Rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của thầy cô và các bạn

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, tháng 9 năm 2009

Tác giả

Ngô Thị Thanh Nhàn

Mục lục

Trang

Mở đầu

Nội dung

Chương 1 Lí luận về bài tập vật lí

1.1 Quan niệm về bài tập vật lí

1.2 Tác dụng của bài tập vật lí

1.3 Phân loại bài tập vật lí

1.4 Nguyên tắc lựa chọn hệ thống bài tập cho một chương, phần trong chương trình vật lí phổ thông

1.5 Các kiểu hướng dẫn học sinh phổ thông giải bài tập vật lí

1.6 Yêu cầu của hỏi định hướng tư duy học sinh trong quá trình giải bài tập vật lí

1.7 Hoạt động của giỏo viờn trong cỏc tiết học về vật lớ

1.8 Quan hệ giữa giải bài tập vật lí với phát triển năng lực giải quyết vấn đề Biểu hiện của năng lực giải quyết vấn đề trong hoạt động giải bài tập vật lí

Tổng kết chương 1

Chương 2 Hệ thống bài tập chương Điện tích Điện trường

2.1 Vị trí, thời lượng dạy học chương “Điện tích Điện trường”

2.2 Sơ đồ cấu trúc logic chương “Điện tích Điện trường”

2.3 Mục tiêu dạy học chương “Điện tích Điện trường”

2.4 Thực trạng dạy học giải bài tập chương “Điện tích Điện trường”

2.5 Phân loại bài tập và phương pháp giải từng loại

2.6 Hệ thống bài tập chương “Điện tích Điện trường” lớp 11 THPT… 1 6 6 6 6 8 10 10 13 14 15 18 19 19 20 20 28 29 35 35

2.6.1 Hình thành kiến thức mới

2.6.2 Vận dụng kiến thức đã học

2.7 Hướng dẫn học sinh giải bài tập chương “Điện tích Điện trường”

2.7.1 Hướng dẫn học sinh giải bài tập nhằm hình thành kiến thức mới 2.7.2 Hướng dẫn học sinh giải bài tập nhằm củng cố kiến thức

Tổng kết chương 2

Chương 3 Thực nghiệm sư phạm

3.1 Mục đích của thực nghiệm sư phạm

3.2 Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm

3.3 Đối tượng thực nghiệm sư phạm

3.4 Quá trình thực nghiệm sư phạm

3.5 Kết quả thực nghiệm sư phạm

Tổng kết chương 3

Kết luận

Danh mục các tài liệu tham khảo

Phụ lục

35

47

47

50

63

64

64

64

65

65

66

75

76

78

81

B¶ng kÝ hiÖu c¸c ch÷ viÕt t¾t

Mở đầu

1 Lí do chọn đề tài

Cùng với xu thế phát triển chung của thế giới, đất nước ta đang bước vào thời kì công nghiệp hoá, hiện đại hoá, hội nhập với cộng đồng quốc tế Nhân tố quyết định thắng lợi của công cuộc công nghiệp hoá, hiện đại hoá và hội nhập quốc tế là con người phải có tri thức và trí tuệ sáng tạo Tình hình đó đòi hỏi nền giáo dục nước ta phải đổi mới mục tiêu giáo dục nhằm đào tạo ra những con người có tư duy sáng tạo, kĩ năng thực hành giỏi, làm chủ tri thức khoa học và công nghệ hiện đại Dưới sự chỉ đạo của Đảng và Nhà nước, ngành giáo dục đã

đổi mới cải cách chương trình và sách giáo khoa, đổi mới phương pháp dạy học nhằm phát huy tính tích cực, tự chủ tìm tòi xây dựng và chiếm lĩnh tri thức, sáng tạo của học sinh trong học tập Phương pháp dạy học hiện nay là lấy học sinh làm trung tâm, vai trò của giáo viên chỉ là tổ chức cho học sinh tự lực, hướng dẫn cho học sinh hoạt động

Trong quá trình dạy học vật lí, để đào tạo và bồi dưỡng cho học sinh năng lực sáng tạo tư duy và phát triển năng lực giải quyết vấn đề có rất nhiều phương pháp khác nhau, trong đó giải bài tập vật lí là một bộ phận không thể thiếu được Giải bài tập vật lí thể hiện khả năng vận dụng những kiến thức đã có vào thực tiễn, biến đổi, phối hợp chúng để tìm được nhiều giải pháp giải quyết vấn đề, từ

đó chọn được giải pháp hữu hiệu nhất Thông qua giải bài tập, học sinh biết vận dụng những kiến thức lí thuyết vật lí thành những phương án thí nghiệm cụ thể để tạo ra các hiện tượng tương ứng, biết xây dựng chuỗi lập luận chặt chẽ từ những dữ kiện ban đầu đến kết luận cuối cùng Từ đó, học sinh sẽ hiểu sâu hơn về những mối quan hệ có tính quy luật giữa một số hiện tượng nhất định trong tự nhiên

Từ trước đến nay đã có rất nhiều các công trình nghiên cứu về bài tập vật lí

ở ngoài nước cũng như trong nước như của X E Camennetxki, V P Orekhop,

Lê Nguyên Long, Nguyễn Đức Thâm, Phạm Hữu Tòng, Nguyễn Ngọc Hưng, Phạm Xuân Quế, Nguyễn Thế Khôi,… Các tác giả đã nêu lên tác dụng của bài tập vật lí trong dạy học, các cách phân loại, soạn thảo hệ thống bài tập vật lí và

đề xuất phương pháp giải bài tập, các kiểu hướng dẫn học sinh tìm kiếm lời giải bài tập vật lí,…Với sự đổi mới về phương pháp dạy học như hiện nay, phải nghiên cứu bài tập vật lí theo hướng đề ra được cách hướng dẫn học sinh hoạt

động tích cực, tự lực giải bài tập một cách có hiệu quả

Mặt khác, số lượng bài tập trong sách giáo khoa và sách bài tập rất nhiều

Điều đó gây khó khăn cho giáo viên trong việc lựa chọn, phân loại, sắp xếp các bài tập theo một hệ thống tối ưu, phù hợp với mục tiêu dạy học và thời gian hướng dẫn cho học sinh làm bài tập ở lớp cũng như ở nhà

Ngoài ra, các công trình nghiên cứu đã có về bài tập vật lí cũng như các giáo viên vật lí ở trường phổ thông còn chưa chú ý đúng mức đến việc xây dựng một hệ thống bài tập nhằm hình thành kiến thức mới, giải quyết vấn đề học tập Một số luận án, luận văn nghiên cứu về bài tập vật lí như [16], [17], [21],… là những tài liệu nghiên cứu bài tập vật lí nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn

đề hay bồi dưỡng năng lực sáng tạo, phát triển tính tích cực và năng lực tự chủ trong dạy học “Động lực học”, “Lượng tử ánh sáng”, “Động học chất điểm”…

Vì vậy “Lựa chọn và hướng dẫn giải hệ thống bài tập chương “Điện tích

Điện trường” nhằm giúp học sinh lớp 11 THPT nắm vững kiến thức cơ bản, góp phần phát triển năng lực giải quyết vấn đề” là rất cần thiết

2 Mục đích nghiên cứu

Trên cơ sở nghiên cứu lí luận về bài tập vật lí, tìm hiểu thực trạng dạy học giải bài tập chương “Điện tích Điện trường”, nghiên cứu nội dung và mục tiêu dạy học chương này mà lựa chọn và hướng dẫn học sinh giải hệ thống bài tập

chương “Điện tích Điện trường” nhằm giúp học sinh lớp 11 THPT nắm vững kiến thức cơ bản và góp phần phát triển năng lực giải quyết vấn đề

3 Nhiệm vụ nghiên cứu

3.1 Nghiên cứu lý luận chung về việc lựa chọn và hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lí cho một đề tài cụ thể nhằm giúp học sinh nắm vững kiến thức cơ bản và góp phần phát triển năng lực giải quyết vấn đề

3.2 Nghiên cứu nội dung dạy học chương “Điện tích Điện trường” trong sách giáo khoa vật lí lớp 11 THPT, từ đó xác định mục tiêu dạy học

3.3 Điều tra thực trạng dạy học giải bài tập chương “Điện tích Điện trường” của

giáo viên và học sinh lớp 11 THPT

3.4 Phân loại, đề ra phương pháp giải từng loại bài tập, lựa chọn hệ thống bài tập

chương “Điện tích Điện trường” và đề ra cách hướng dẫn học sinh giải nó nhằm giúp học sinh nắm vững kiến thức cơ bản và góp phần phát triển năng lực giải quyết vấn đề

3.5 Tiến hành thực nghiệm sư phạm nghiên cứu hiệu quả của hệ thống bài tập,

của những đề xuất về việc sử dụng, cách hướng dẫn giải nó nhằm giúp học sinh nắm vững kiến thức cơ bản và góp phần phát triển năng lực giải quyết vấn đề

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Hệ thống bài tập chương “Điện tích Điện trường” lớp 11 THPT

- Hoạt động của giáo viên và học sinh trong dạy học giải bài tập vật lí

5 Phương pháp nghiên cứu

- Nghiên cứu lý luận về bài tập vật lí, các tài liệu, sách báo liên quan đến

đề tài để xác định cơ sở lí luận của đề tài

- Điều tra thực trạng dạy học giải bài tập chương “Điện tích Điện trường” của giáo viên và học sinh lớp 11 bằng dự giờ, kiểm tra viết, trò chuyện với giáo viên và học sinh

- Thực nghiệm sư phạm để kiểm nghiệm tính khoa học, khả thi, hiệu quả của hệ thống bài tập đã lựa chọn và cách hướng dẫn học sinh giải nó

- Sử dụng thống kê toán học để xử lí số liệu điều tra thực tế và thực nghiệm sư phạm

6 Giả thuyết khoa học

Trong dạy học chương “Điện tích Điện trường”, nếu giáo viên lựa chọn

được hệ thống bài tập thích hợp và hướng dẫn học sinh tự lực, tích cực hoạt động tư duy khi giải bài tập vật lí thì chất lượng nắm vững kiến thức cơ bản của học sinh lớp 11 THPT được nâng cao, đồng thời góp phần phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh

7 Đóng góp của đề tài

7.1 Đóng góp về mặt lí luận

Hệ thống hóa cơ sở lí luận về việc dạy học bài tập vật lí Khẳng định vai trò của bài tập vật lí trong việc giúp học sinh nắm vững kiến thức cơ bản, phát triển năng lực giải quyết vấn đề

7.2 Đóng góp về mặt thực tiễn

- Phân loại, đề ra phương pháp giải từng loại bài tập, lựa chọn hệ thống bài tập chương “Điện tích Điện trường” và đề ra cách hướng dẫn học sinh giải nó nhằm giúp học sinh nắm vững kiến thức cơ bản và góp phần phát triển năng lực giải quyết vấn đề

- Làm tài liệu tham khảo cho giáo viên bộ môn ở trường THPT và giúp người học nghiên cứu sâu hơn về các vấn đề trong chương “Điện tích Điện trường”

8 Cấu trúc luận văn

Ngoài phần mở đầu, kết luận, danh mục tài liệu tham khảo, phụ lục, cấu trúc luận văn gồm ba chương:

Chương 1 Lí luận về bài tập vật lí

Chương 2 Hệ thống bài tập chương “điện tích điện trường” (Vật lí 11 thpt) Chương 3 Thực nghiệm sư phạm

Nội dung

Chương 1 Lí LUậN Về BàI TậP VậT Lí

1.1 quan niệm về bài tập vật lí

Theo quan điểm dạy học hiện nay, dạy học các môn khoa học ở nhà trường không chỉ trang bị cho học sinh có được một số kiến thức cụ thể nào đó mà điều quan trọng là trong quá trình dạy học các tri thức cụ thể đó, rèn luyện được cho học sinh năng lực giải quyết vấn đề Bản chất của dạy học khoa học là dạy học giải quyết vấn đề phù hợp với cách tiếp cận của sự xây dựng tri thức khoa học mới Dạy học giải quyết vấn đề có tác dụng phát huy hoạt động nhận thức tự chủ, tích cực của học sinh; giúp cho học sinh chiếm lĩnh được các kiến thức khoa học sâu sắc, vững chắc, vận dụng được; đồng thời đảm bảo sự phát triển trí tuệ, phát triển năng lực sáng tạo của học sinh trong quá trình học tập; làm cho học sinh có suy nghĩ như một nhà khoa học

Theo X E Camennetxki và V P Orekhop: “Trong thực tiễn dạy học, người ta thường gọi một vấn đề không lớn, được giải quyết nhờ những suy luận logic, những phép toán và thí nghiệm trên cơ sở các định luật và phương pháp vật

lí là một bài tập vật lí” Thực chất, trong các tiết học vật lí, mỗi một vấn đề xuất hiện do nghiên cứu tài liệu giáo khoa chính là một bài tập đối với học sinh [6,tr.7] Do vậy, bài tập đưa ra không chỉ dùng để rèn luyện kĩ năng, vận dụng kiến thức cũ mà còn phải rèn luyện kĩ năng tìm kiếm kiến thức mới, giải quyết vấn đề mới

1.2 Tác dụng của bài tập vật lí

Giải bài tập vật lí có ý nghĩa giáo dục rất lớn bởi nó là một trong những hình thức luyện tập chủ yếu và được tiến hành nhiều nhất trong dạy học ở trường phổ thông Bài tập vật lí được sử dụng trong tiết học với nhiều mục đích khác nhau

1.2.1 Bài tập vật lí giúp cho việc ôn tập được đào sâu, mở rộng kiến thức Tuy

các khái niệm, định luật vật lí rất đơn giản nhưng biểu hiện của chúng trong tự nhiên lại rất phức tạp bởi các sự vật, hiện tượng có thể bị chi phối bởi nhiều định luật, nhiều nguyên lí đồng thời hay liên tiếp, chồng chéo lên nhau Do đó, khi giải bài tập, học sinh phải nhớ lại các kiến thức đã học, phải phân tích để có khi phải sử dụng tổng hợp những kiến thức thuộc nhiều chương, nhiều phần của chương trình [23, tr.337]

1.2.2 Bài tập vật lí nhằm hình thành kiến thức mới Nếu hiểu theo nghĩa rộng,

sự tư duy định hướng một cách tích cực đến một vấn đề nào đó luôn luôn là việc giải bài tập ở đây, tính tích cực của học sinh và do đó, chiều sâu và độ vững chắc của kiến thức sẽ lớn nhất khi “tình huống có vấn đề” được tạo ra Trong nhiều trường hợp, nhờ tình huống này có thể xuất hiện kiểu bài tập mà trong quá trình giải, học sinh sẽ phát hiện lại quy luật vật lí, chứ không phải tiếp thu quy luật đó dưới hình thức có sẵn Khi đó, bài tập xuất hiện như một phương tiện nghiên cứu hiện tượng vật lí Trong quá trình làm bài tập có thể cho học sinh phân tích, suy nghĩ về một hiện tượng mới hoặc xây dựng một khái niệm mới để giải thích hiện tượng mới nêu ra trong bài tập [6, tr.8]

1.2.3 Giải bài tập vật lí góp phần hình thành và rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo vận dụng kiến thức vào thực tiễn Trong quá trình làm các bài tập, học sinh sẽ có

được các kĩ năng, kĩ xảo vận dụng các kiến thức của mình để phân tích các hiện tượng vật lí khác nhau trong tự nhiên, trong kĩ thuật và trong đời sống, để giải thích hoặc dự đoán các hiện tượng có thể xảy ra ở những điều kiện cho trước [23, tr.339]

1.2.4 Giải bài tập vật lí góp phần phát triển tư duy vật lí Đa số các hiện tượng nêu ra trong các bài tập là những hiện tượng phức tạp, do vậy, học sinh phải phân tích các hiện tượng phức tạp ấy thành các hiện tượng đơn giản Muốn vậy, học

sinh phải vận dụng các thao tác tư duy để tìm hiểu, giải quyết vấn đề và rút ra kết luận Nhờ thế, tư duy được phát triển và năng lực làm việc tự lực của học sinh

được nâng cao [16, tr.7] Đặc biệt lưu ý, việc rèn luyện cho học sinh giải các bài tập vật lí không phải là mục đích của dạy học mà mục đích chính là làm cho học sinh hiểu sâu sắc hơn những quy luật vật lí, biết phân tích, ứng dụng vào thực tiễn

và cuối cùng phát triển được năng lực tư duy, năng lực giải quyết vấn đề

1.2.5 Giải bài tập vật lí để kiểm tra đánh giá mức độ nắm vững kiến thức của học sinh Không giải bài tập vật lí thì không thể nắm vững giáo trình vật lí, do

vậy bài tập vật lí là phương tiện hiệu quả để kiểm tra mức độ nắm vững kiến thức của học sinh, làm bộc lộ những khó khăn, sai lầm của học sinh trong học tập

đồng thời giúp họ vượt qua những khó khăn và khắc phục sai lầm đó [16, tr.8]

1.2.6 Giải bài tập vật lí giáo dục tư tưởng, đạo đức, kĩ thuật tổng hợp Nhờ bài

tập vật lí ta có thể giới thiệu cho học sinh biết sự xuất hiện những tư tưởng và quan điểm tiên tiến hiện đại, phát minh của các nhà bác học, thành tựu của nền khoa học Bài tập vật lí còn là phương tiện hiệu quả để giáo dục tình yêu lao

động, đức tính kiên trì, ý chí và tính cách của học sinh Giải bài tập vật lí không phải là công việc nhẹ nhàng, nó đòi hỏi phải bỏ ra nhiều thời gian và công sức,

nó cũng có thể mang lại cho học sinh niềm phấn khởi sáng tạo, tăng thêm sự yêu thích, hứng thú đối với bộ môn vật lí [6, tr.12]

1.4 Nguyên tắc lựa chọn hệ thống bài tập cho một chương, phần trong chương trình vật lí phổ thông

- Xác định các loại bài tập cơ bản ứng với mỗi kiến thức, đề tài

- Bài tập phải sắp xếp từ dễ đến khó, đơn giản đến phức tạp cả về số lượng

và nội dung kiến thức cần vận dụng giúp học sinh nắm được phương pháp giải các loại bài tập điển hình

- Số lượng bài tập phù hợp với thời gian của phân phối chương trình, thời gian học ở nhà của học sinh

- Hệ thống bài tập phải góp phần khắc phục những khó khăn chủ yếu của học sinh cũng như những sai lầm phổ biến của họ, từ đó hoàn thiện và mở rộng kiến thức

- Mỗi bài tập phải góp phần nắm vững kiến thức cơ bản của học sinh, đồng thời góp phần phát triển năng lực giải quyết vấn đề

- Bài tập trước phải là cơ sở để giải các bài tập sau, bài tập sau phải có điều mới nhất định và khó khăn vừa sức để gây hứng thú cho học sinh

1.5 Các kiểu hướng dẫn học sinh phổ thông giải bài tập vật lí

1.5.1 Cơ sở đề ra các kiểu hướng dẫn

- Mục tiêu dạy học của chương, phần, đề tài

- Nội dung cụ thể của bài toán

Kiểu hướng dẫn angôrit không đòi hỏi học sinh phải tự mình tìm tòi xác định các hành động cần thực hiện để giải quyết vấn đề đặt ra mà chỉ đòi hỏi học sinh chấp hành các hành động đã được giáo viên chỉ ra, cứ theo đó học sinh sẽ đạt được kết quả, sẽ giải được bài tập đã cho

Kiểu hướng dẫn này đòi hỏi giáo viên phải phân tích một cách khoa học việc giải bài tập để xác định một trình tự chính xác, chặt chẽ của các hành động cần thực hiện để giải được bài tập và phải đảm bảo cho các hành động đó là những hành động sơ cấp với học sinh nghĩa là kiểu hướng dẫn này đòi hỏi angôrit giải bài tập

Kiểu hướng dẫn angôirit được áp dụng khi cần dạy cho học sinh phương pháp giải một loại bài tập điển hình nào đó, nhằm luyện tập cho học sinh kỹ năng giải một loại bài tập xác định nào đó

Ưu điểm của kiểu hướng dẫn này là đảm bảo học sinh giải được bài toán một cách chắc chắn giúp cho việc rèn luyện kỹ năng giải bài toán của học sinh có hiệu quả Tuy nhiên, nếu chỉ áp dụng kiểu hướng dẫn này thì học sinh chỉ quen chấp hành những hành động đã được chỉ dẫn theo mẫu đã có sẵn, do đó ít có tác dụng rèn luyện cho học sinh khả năng tìm tòi sáng tạo, sự phát triển tư duy sáng tạo của học sinh bị hạn chế

Việc truyền đạt cho học sinh angôrit giải một loại bài toán xác định có thể theo những cách khác nhau Có thể chỉ dẫn cho học sinh angôrit dưới dạng có sẵn Qua việc giải một vài bài toán mẫu, giáo viên phân tích phương pháp giải và chỉ dẫn cho học sinh angôrit giải loại bài toán đó rồi cho học sinh tập áp dụng để giải các bài toán tiếp theo Đối với lớp có đa số học sinh học lực khá, muốn tăng cường rèn luyện năng lực giải quyết vấn đề của học sinh, có thể lôi cuốn học sinh tham gia vào quá trình xây dựng angôrit chung để giải loại bài toán đã cho

Thông qua việc phân tích những bài toán đầu tiên có thể yêu cầu học sinh tự vạch ra angôrit giải loại bài toán này rồi áp dụng vào việc giải các bài toán tiếp theo Trong trường hợp lớp có đa số học sinh học lực yếu, có thể học sinh chưa

áp dụng được ngay angôrit đã được đưa ra cho học sinh, thì giáo viên cần đưa ra những bài luyện tập riêng nhằm đảm bảo cho học sinh nắm vững những hành động sơ cấp, tạo điều kiện cho học sinh có thể áp dụng được ngay angôrit đã cho

1.5.2.2 Hướng dẫn tìm tòi (Hướng dẫn Ơrixtic)

Là kiểu hướng dẫn mang tính chất gợi ý cho học sinh suy nghĩ tìm tòi phát hiện cách giải quyết, không phải là giáo viên chỉ dẫn cho học sinh chỉ việc chấp hành các hành động theo mẫu đã có để đi tới kết quả, mà là giáo viên gợi mở để học sinh tự tìm cách giải quyết, tự xác định các hành động cần thực hiện để đạt được kết quả

Kiểu hướng dẫn này được áp dụng khi cần giúp đỡ học sinh vượt qua khó khăn để giải được bài tập Đồng thời vẫn đảm bảo yêu cầu phát triển tư duy học sinh, tạo điều kiện để học sinh tự lực tìm tòi cách giải quyết

Kiểu hướng dẫn này có ưu điểm là tránh được tình trạng giáo viên làm thay học sinh trong việc giải bài tập và đảm bảo được yêu cầu phát triển tư duy của học sinh, tạo điều kiện cho học sinh tự lực tìm tòi cách giải quyết Tuy nhiên, với kiểu hướng dẫn này không phải bao giờ cũng đảm bảo cho học sinh giải bài tập một cách chắc chắn Do vậy, giáo viên cần có sự hướng dẫn thêm cho học sinh, nhưng không đưa học sinh đến chỗ chỉ việc thừa nhận các hành động theo mẫu, đồng thời sự hướng dẫn đó không được quá viển vông, quá chung chung không giúp cho sự định hướng tư duy của học sinh Nó phải có tác dụng hướng tư duy của học sinh vào phạm vi cần và có thể tìm tòi, phát hiện cách giải quyết

1.5.3 Định hướng khái quát chương trình hóa

Là sự hướng dẫn mang tính chất gợi ý cho học sinh tự tìm tòi cách giải quyết (cũng như kiểu hướng dẫn tìm tòi) Nhưng giúp cho học sinh ý thức được đường lối khái quát của việc tìm tòi giải quyết vấn đề và sự định hướng được chương trình hóa theo các bước dự định hợp lí Sự định hướng ban đầu đòi hỏi quá trình tự lực tìm tòi, giải quyết của học sinh Nếu học sinh không đáp ứng được thì sự giúp đỡ tiếp theo của giáo viên là sự phát triển định hướng khái quát ban đầu, cụ thể hoá thêm một bước bằng cách gợi ý thêm cho học sinh, để thu hẹp hơn phạm vi phải tìm tòi, giải quyết cho vừa sức với học sinh Nếu học sinh vẫn không đủ khả năng tự lực tìm tòi, giải quyết thì chuyển dần thành hướng dẫn theo mẫu để đảm bảo cho học sinh hoàn thành được yêu cầu của một bước, sau

đó tiếp tục yêu cầu học sinh tự lực tìm tòi giải quyết bước tiếp theo Nếu cần giáo viên lại giúp đỡ thêm, cứ như vậy cho đến khi giải quyết xong vấn đề đặt

ra

Ưu điểm của kiểu hướng dẫn này là dạy cho học sinh cách suy nghĩ trong quá trình giải bài tập, đảm bảo cho học sinh giải được bài toán đã cho Tuy nhiên, đòi hỏi giáo viên phải theo sát tiến trình hoạt động giải bài tập của học sinh, không thể chỉ dựa vào những lời hướng dẫn có thể soạn sẵn, mà phải kết hợp việc định hướng với việc kiểm tra kết quả hoạt động của học sinh để điều chỉnh sự giúp đỡ thích ứng với tr×nh độ của học sinh

1.6 Yêu cầu của câu hỏi định hướng tư duy học sinh trong quá trình giải bài tập vật lí

- Câu hỏi phải được diễn đạt chính xác về ngữ pháp, về nội dung khoa học Chỉ khi đó câu hỏi mới có nội dung xác định

- Câu hỏi phải diễn đạt chính xác điều định hỏi Chỉ khi đó mới có thể hi vọng câu hỏi thực hiện chức năng định hướng hành động của học sinh theo ý

định của giỏo viờn, và chỉ khi đú giỏo viờn mới cú thể lấy đỏp ỏn của mỡnh làm căn cứ để đỏnh giỏ cõu trả lời của học sinh là đỳng hay sai

- Nội dung cõu hỏi phải đỏp ứng đỳng đũi hỏi của sự định hướng hành động của học sinh trong tỡnh huống đang xột, cả về phương diện kiểu định hướng hành động học tập dự định, cũng như về phương diện sỏt hợp với việc thực hiện nhiệm vụ nhận thức đang đặt ra Chỉ khi đú cõu hỏi mới cú ý nghĩa là cõu hỏi nhằm định hướng tư duy học sinh theo mục tiờu dạy học cụ thể

- Cõu hỏi phải vừa sức học sinh Chỉ khi đú mới cú thể đưa đến sự đỏp ứng của học sinh

1.7 Hoạt động của giỏo viờn trong cỏc tiết học phổ biến về vật lớ

ở trường phổ thông có hai loại tiết học phổ biến về vật lí là nghiên cứu tài liệu mới và luyện tập giải bài tập

* Đối với tiết học nghiên cứu tài liệu mới, sau khi hình thành kiến thức mới, hoạt động của giáo viên diễn ra như sau:

- Nêu ra các loại bài tập theo từng kiến thức cụ thể

- Yêu cầu học sinh giải một vài bài tập cơ bản minh họa cho mỗi loại

- Ra bài tập về nhà, gợi ý cách giải quyết những khó khăn và yêu cầu học sinh tự rút ra phương pháp giải từng loại, kiểu bài tập

* Đối với tiết học luyện tập giải bài tập, hoạt động của giáo viên diễn ra như sau:

- Kiểm tra sự chuẩn bị của học sinh về lí thuyết, giải bài tập và sơ đồ định hướng giải bài tập của học sinh

- Yêu cầu học sinh phân tích cách giải bài tập về nhà về các mặt: Giải theo sơ đồ định hướng nào? Có những khó khăn gì? Từ đó chỉ dẫn học sinh, giúp học sinh khái quát hóa rút ra phương pháp giải từng loại bài tập, đồng thời có thể

luyện tập cho họ một số kĩ năng cụ thể (về hình học, tính toán, chuyển thuật ngữ

đời thường sang thuật ngữ vật lí )

- Ra bài tập về nhà (thường tương tự các bài tập đã giải có một vài yếu tố mới lạ) và gợi ý giải quyết những chỗ khó

* Còn bài tập hình thành kiến thức mới được soạn riêng Muốn đảm bảo sự thành công cho mỗi tiết học này, các bài tập đưa ra cần tuân theo một số yêu cầu:

- Bài tập hình thành kiến thức mới có chứa vấn đề học tập cần giải quyết, vừa sức học sinh nhằm lôi cuốn họ muốn tự lực giải quyết vấn đề

- Mỗi bài tập phải chứa đựng một yếu tố mới mà để giải nó, học sinh cần lập luận phức tạp hoặc phải tìm câu trả lời ở thiên nhiên (quan sát, làm thí nghiệm)

- Mỗi bài tập phải chú ý đến tình huống, nội dung, cách giải và kết luận để

Người có năng lực về một mặt nào đó thì không phải nỗ lực nhiều trong quá trình công tác mà vẫn khắc phục được những khó khăn một cách nhanh chóng và dễ dàng hơn những người khác hoặc có thể vượt qua được những khó khăn mới mà nhiều người khác không vượt qua được

Năng lực của mỗi người khác nhau, một phần dựa trên cơ sở tư chất, một phần chủ yếu được hình thành và phát triển trong quá trình hoạt động của cá nhân

1.8.2 Quan hệ giữa giải bài tập vật lí với phát triển năng lực giải quyết vấn đề Biểu hiện của năng lực giải quyết vấn đề trong hoạt động giải bài tập vật lí

“Vấn đề” chỉ những nhiệm vụ nhận thức mà học sinh không thể giải quyết

được chỉ bằng những kinh nghiệm sẵn có, nó đòi hỏi phải có suy nghĩ độc lập mà kết quả là sau khi giải quyết được vấn đề học sinh thu nhận được kiến thức và kĩ năng mới, hình thành được năng lực mới [22, tài liệu 3, tr.2]

Giải bài tập là một hình thức tự lực giải quyết một vấn đề nào đó được nêu

ra trong đề bài Năng lực giải quyết vấn đề biểu hiện ở khả năng xác định chính xác vấn đề cần giải quyết; phát hiện được sự không đầy đủ, không thích hợp của những kiến thức, những phương thức hoạt động đã biết để giải quyết vấn đề mới; khả năng vận dụng những kiến thức, kĩ năng đã có để tìm ra giải pháp thích hợp; khả năng đề xuất được nhiều giải pháp để cùng giải quyết một vấn đề và căn cứ vào nội dung cụ thể của bài toán chọn ra được giải pháp hữu hiệu nhất; khả năng chứng minh được tính xác thực, đáng tin cậy của lời giải cho bài toán; xây dựng chuỗi lập luận chặt chẽ đi từ những dữ kiện ban đầu đến kết luận cuối cùng của lời giải

Sự phát triển năng lực giải quyết vấn đề khi giải bài tập vật lí được biểu hiện như sau [16, tr.21-22]:

- Xác định chính xác vấn đề cần giải quyết, những cái đã cho và những cái phải tìm

- Nhanh chóng phát hiện ra cái quen thuộc đã biết, cái mới phải tìm trong khi giải bài tập vật lí

- Phác thảo, dự kiến con đường chung (giải pháp) có thể có từ đầu đến cuối trước khi tính toán, xây dựng lập luận cụ thể

- Hoàn thành công việc theo từng giải pháp đã dự kiến trong một thời gian ngắn, chọn lựa trong số đó giải pháp tối ưu

- Nhanh chóng qua một số ít bài, tự rút ra sơ đồ định hướng giải các bài tập cùng loại

Tổng kết chương 1

Trong chương này, chúng tôi đã trình bày một số cơ sở lí luận về bài tập vật lí:

- Quan niệm về bài tập vật lí

- Tác dụng của bài tập vật lí cũng như các cách phổ biến phân loại bài tập vật lí

- Nguyên tắc lựa chọn hệ thống bài tập cho một chương, phần trong chương trình vật lí phổ thông và các kiểu hướng dẫn học sinh phổ thông giải bài tập vật lí

- Đặc biệt, chúng tôi đã đưa ra yêu cầu của câu hỏi định hướng tư duy học sinh trong quá trình giải bài tập vật lí, hoạt động của giáo viên trong các tiết học

về vật lí, nêu được quan hệ giữa giải bài tập vật lí với phát triển năng lực giải quyết vấn đề, biểu hiện của năng lực giải quyết vấn đề trong hoạt động giải bài tập vật lí

Dựa vào những cơ sở lí luận trên và việc xác định mục tiêu dạy học chương

“Điện tích Điện trường”, tìm hiểu thực trạng dạy học chương này, chúng tôi xây dựng hệ thống bài tập và đề ra cách hướng dẫn học sinh giải hệ thống bài tập đó nhằm giúp học sinh nắm vững kiến thức cơ bản, góp phần phát triển năng lực giải quyết vấn đề

chương 2 hệ thống bài tập chương

“điện tích điện trường” vật lí 11 thpt

2.1 Vị trí, thời lượng dạy học chương Điện tích Điện trường

2.1.1 Vị trí của chương Điện tích Điện trường

Chương này đề cập đến tương tác giữa các điện tích đứng yên Các hiện tượng này trong tự nhiên rất phổ biến, phong phú và đa dạng Chúng được ứng dụng rộng rãi trong khoa học và kỹ thuật cũng như trong cuộc sống

Nhiệm vụ chính của chương là đề cập đến những đặc trưng quan trọng nhất của điện tích và điện trường Đó là về điện tích, định luật tương tác giữa các điện tích điểm đứng yên (định luật Cu-lông), điện trường, cường độ điện trường của

điện tích điểm, hiệu điện thế, điện thế và công của lực điện, năng lượng điện trường, tụ điện, ghép tụ điện

2.1.2 Thời lượng dạy học chương Điện tích Điện trường

Chương “Điện tích Điện trường” được trình bày trong 6 bài [5], thời lượng dạy học chương này là 10 tiết, trong đó có 3 tiết luyện tập giải bài tập [2], cụ thể như sau:

Tiết 1 Điện tích Định luật Cu-lông

Tiết 2 Thuyết electron Định luật bảo toàn điện tích

Tiết 3 – 4 Điện trường và cường độ điện trường Đường sức điện

Tiết 5 Bài tập

Tiết 6 Công của lực điện

Tiết 7 Điện thế Hiệu điện thế

Tiết 8 Bài tập

Tiết 9 Tụ điện

Tiết 10 Bài tập

2.2 Sơ đồ cấu trúc logic chương Điện tích Điện trường

Bảng 2.1 Sơ đồ cấu trúc logic chương “Điện tích Điện trường”

2.3 Mục tiêu dạy học chương Điện tích Điện trường

2.3.1 Về kiến thức

2.3.1.1 Nêu được các cách nhiễm điện cho một vật

- Có ba cách nhiễm điện cho một vật

Điện trường

Đường sức

điện

U E d

F E q

AqEd

MN MN

A U

+ Do cọ xát: trên hai vật cọ xát xuất hiện điện tích khác loại (điện tích âm

và điện tích dương)

+ Do tiếp xúc: trên hai vật tiếp xúc xuất hiện điện tích cùng loại

+ Do hưởng ứng (Hình 2.1): đặt vật

B chưa nhiễm điện lại gần vật A đã nhiễm

điện Đầu của B ở gần A sẽ nhiễm điện

trái dấu với điện tích của A, đầu của B ở

xa A sẽ nhiễm điện cùng dấu với điện tích

của A

2.3.1.2 Phát biểu được định luật bảo toàn điện tích

“Trong một hệ vật cô lập về điện (là hệ vật không có trao đổi điện tích với vật khác ngoài hệ), tổng đại số của các điện tích là không đổi”

2.3.1.3 Phát biểu, viết được biểu thức của định luật Cu-lông và nêu được đặc

điểm của lực điện giữa hai điện tích điểm

- Nội dung định luật: Lực hút hay lực đẩy giữa hai điện tích điểm đặt trong chân không có phương trùng với đường thẳng nối hai điện tích điểm đó, có độ lớn tỉ lệ thuận với tích độ lớn của hai điện tích và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng

- Biểu thức:

2 9

- Trường hợp tổng quát: Khi đặt các điện tích trong một điện môi đồng tính có hằng số điện môi (  1)thì biểu thức của định luật Cu-lông sẽ là:

1 2 2

- Đặc điểm của lực điện giữa hai

điện tích (Hình 2.2):

+ Điểm đặt: điện tích điểm đứng

yên mà ta khảo sát

+ Phương: trùng với đường thẳng

nối hai điện tích

+ Chiều: hướng vào nhau nếu hai

điện tích trái dấu, hướng ra xa nhau nếu

hai điện tích cùng dấu

+ Bình thường, số prôtôn trong hạt nhân bằng số êlectron quay xung quanh hạt nhân nên độ lớn của điện tích dương của hạt nhân bằng độ lớn của điện tích

âm của êlectron nghĩa là tổng đại số của tất cả các điện tích trong nguyên tử bằng không Ta nói: nguyên tử trung hòa về điện

+ êlectron có điện tích là 1,6.1019 C và khối lượng là 9,1.1031 kg; prôtôn có điện tích là 1,6.1019 C và khối lượng là 1,67.1027 kg; khối lượng của nơtron xấp xỉ bằng khối lượng của prôtôn Điện tích của êlectron và prôtôn là

điện tích nhỏ nhất mà ta có thể có được vì vậy gọi chúng là những điện tích nguyên tố và điện tích của một vật có độ lớn bằng số nguyên lần điện tích

nguyên tố q n e

2.3.1.5 Nêu được điện trường tồn tại ở đâu, có tính chất cơ bản gì?

- Điện trường là một dạng vật chất (môi trường) bao quanh điện tích và gắn liền với điện tích

- Điện trường là môi trường truyền tương tác điện

2.3.1.6 Phát biểu và viết được công thức định nghĩa cường độ điện trường E

Xác định được các yếu tố của vectơ cường độ điện trường E

- Định nghĩa: Cường độ điện trường tại một điểm là một đại lượng đặc trưng cho tác dụng lực của điện trường tại điểm đó Nó được xác định bằng thương số của độ lớn lực điện F tác dụng lên một điện tích thử q (dương) đặt tại

điểm đó và độ lớn của q :

F E q

- Điện trường đều là điện trường mà vectơ cường độ điện trường E

có cùng độ lớn và hướng tại mọi điểm

2.3.1.7 Nêu được biểu thức, đặc điểm công của lực điện và khái niệm, biểu thức tính thế năng của một điện tích trong điện trường

- Công của lực điện trong sự di chuyển của điện tích trong điện trường đều

+ Ngoài ra đối với điện trường bất kỳ, ta có thể sử dụng công thức sau để

tính công của lực điện làm di chuyển một điện tích q từ điểm M đến điểm N

trong điện trường: Aq V( M V N)qU MN

Với: V M,V N là điện thế lần lượt tại M và N

MN

U là hiệu điện thế giữa hai điểm M và N

- Thế năng của một điện tích trong điện trường:

+ Thế năng của một điện tích q trong điện trường đặc trưng cho khả năng sinh công của điện trường khi đặt điện tích q tại điểm mà ta xét trong điện

trường

+ Biểu thức tính thế năng của điện tích :q

W qV (khi q đặt tại điểm có điện thế V )

2.3.1.8 Phát biểu được định nghĩa điện thế, hiệu điện thế và viết được biểu thức của chúng

a Điện thế:

- Định nghĩa: Điện thế tại điểm M trong điện trường là đại lượng đặc trưng riêng cho điện trường về phương diện tạo ra thế năng khi đặt tại đó một

điện tích q

- Điện thế được xác định bởi thương số của công của lực điện tác dụng lên

điện tích q khi q di chuyển từ điểm M ra vô cực và độ lớn của q :

M M

A V

- Định nghĩa: Hiệu điện thế giữa hai điểm M và N trong điện trường đặc

trưng cho khả năng sinh công của điện trường trong sự di chuyển của một điện tích từ điểm M đến điểm N

- Hiệu điện thế giữa hai điểm M và N trong điện trường được xác định bằng thương số của công của lực điện tác dụng lên điện tích q trong sự di

chuyển từ điểm M đến điểm N và độ lớn của q :

MN MN

A U

q



- Ngoài ra có thể xác định: U MN V M V N

- Đơn vị của hiệu điện thế: V (Vôn)

- Mối liên hệ giữa hiệu điện thế và cường độ điện trường là:

U E d



2.3.1.9 Phát biểu và viết được biểu thức định nghĩa, đơn vị của điện dung của tụ

điện Nêu được đặc điểm của điện trường, năng lượng điện trường giữa hai bản của tụ điện và các cách ghép tụ điện thành bộ, ưu điểm của từng cách ghép

- Định nghĩa: điện dung của tụ điện là đại lượng đặc trưng cho khả năng tích điện của tụ điện ở một hiệu điện thế nhất định Nó được xác định bằng thương số của điện tích của tụ điện và hiệu điện thế giữa hai bản của nó:

Q C U



- Đơn vị: F(Fara)

- Điện trường giữa hai bản của tụ điện là điện trường đều, có đường sức

vuông góc với hai bản, hướng từ bản dương sang bản âm và có cường độ: E U

C



- Các cách ghép tụ điện thành bộ:

- Xác định được cường độ điện trường (phương, chiều và độ lớn) tại một

điểm của điện trường gây bởi một, hai, ba, điện tích điểm

- Tính được công của lực điện khi di chuyển một điện tích giữa hai điểm trong điện trường đều

- Giải được bài tập về chuyển động của điện tích trong điện trường đều

- Vận dụng được các công thức tính điện dung tương đương của bộ tụ điện

2.4 Thực trạng dạy học giải bài tập chương Điện tích Điện trường

Qua dự giờ, trò chuyện với giáo viên và học sinh chúng tôi nhận thấy nhiều học sinh không tích cực theo dõi quá trình giải bài tập trên bảng, chủ yếu

là ghi chép một cách máy móc vào vở những phép tính toán cụ thể và kết quả cuối cùng, có khi còn không chép công thức vật lí Sau khi được hỏi lại thì họ không biết xuất phát từ đâu mà có những phép toán đó (nghĩa là không hiểu bản chất vật lí) Trong quá trình điều tra, chúng tôi phát hiện trong quá trình học tập

và giải bài tập chương “Điện tích Điện trường”, học sinh gặp các khó khăn chủ yếu và mắc các sai lầm phổ biến sau:

- Hiểu rất mơ hồ về khái niệm điện trường bởi học sinh nghĩ rằng, muốn tác dụng lực lên một vật (điện tích) phải có một vật cụ thể và phải có sự tiếp xúc giữa các vật đó

- Khi biểu diễn lực điện tác dụng lên một điện tích điểm hay biểu diễn cường độ điện trường tại một điểm gây bởi một điện tích, học sinh thường nhầm hướng của các vectơ này Đặc biệt trong nhiều trường hợp, một điện tích điểm chịu tác dụng của nhiều lực hay tại một điểm có nhiều cường độ điện trường thành phần thì việc biểu diễn vectơ tổng hợp cũng như xác định độ lớn của vectơ này gây rất nhiều khó khăn cho học sinh bởi khả năng giải toán theo phương pháp hình học của học sinh còn hạn chế

- Đối với loại bài toán xác định điều kiện cân bằng của hệ điện tích điểm, nhẽ ra khi viết điều kiện cân bằng của một điện tích điểm phải là hợp lực của tất cả các lực thành phần tác dụng lên điện tích đó bằng không thì nhiều học sinh khi viết lại viết thừa lực thành phần hoặc thiếu lực thành phần nghĩa là trong biểu thức tổng hợp vectơ có lúc xuất hiện thêm lực điện tác dụng lên một điện tích

điểm khác Điều này là do học sinh nghĩ rằng điều kiện đó là chung cho cả hệ nên tìm được lực điện nào là học sinh ghi luôn vào biểu thức

- Đối với bài toán xác định công của lực điện: AqEd, học sinh không

xác định được đúng hình chiếu d của đường đi trên phương của lực mà thường nghĩ rằng d chính là đường đi

- Đối với bài toán xác định điện thế tại một điểm, học sinh hay nhầm quy

ước về dấu, nên xác định điện thế tổng cộng bằng cách tính tổng đại số thường dẫn đến kết quả sai

- Đối với bài toán về chuyển động của các hạt mang điện trong điện trường

đều, nhiều học sinh cho rằng tác dụng vào điện trường ngoài trọng lực còn một loại lực nữa là “lực rơi” làm cho vật rơi xuống Mặt khác, loại bài toán này dùng nhiều kiến thức động lực học chất điểm đã học từ lớp 10 nên đa số học sinh không nhớ kiến thức đó vì vậy gặp khó khăn khi giải loại toán này

- Đối với loại bài toán là một bộ tụ điện, học sinh thường gặp khó khăn khi viết sơ đồ mạch tụ, không biết viết từ đâu

2.5 Phân loại bài tập và phương pháp giải từng loại

Căn cứ vào cấu trúc, mục tiêu dạy học và tiến trình dạy học nội dung kiến thức của chương “Điện tích Điện trường”, chúng tôi phân bài tập chương này thành 6 loại cơ bản và đề ra cách giải từng loại

2.5.1 Phân loại bài tập

1 Loại 1: Xác định lực điện tác dụng lên một điện tích điểm từ phía các

điện tích điểm khác nằm cố định trong không gian

2 Loại 2: Xác định điều kiện cân bằng của hệ điện tích điểm

3 Loại 3: Xác định cường độ điện trường do hệ điện tích điểm gây ra tại một điểm

4 Loại 4: Tính điện thế, hiệu điện thế, công của lực điện và các đại lượng khác có liên quan

5 Loại 5: Khảo sát sự chuyển động của hạt mang điện trong điện trường

đều

6 Loại 6: Tính điện tích của tụ điện trong mạch điện phức tạp và các đại lượng khác có liên quan

2.5.2 Phương pháp giải từng loại:

2.5.2.1 Loại 1: Xác định lực điện tác dụng lên một điện tích điểm từ phía các

điện tích điểm khác nằm cố định trong không gian

- Bước 1: Xem điện tích điểm đang xét chịu tác dụng của bao nhiêu lực

điện từ các điện tích điểm khác (có bao nhiêu điện tích xung quanh thì có bấy nhiêu lực điện tác dụng lên nó) Xác định từng lực ấy và biểu diễn chúng trên cùng một hình vẽ

- Bước 2: Dựa vào hình vẽ, xác định vectơ hợp lực của tất cả các lực theo quy tắc hợp lực (cộng vectơ):

Lưu ý:

+ Công thức tính lực Cu-lông có thể áp dụng cho cả trường hợp hai quả

cầu nhỏ mang điện, khi đó r là khoảng cách giữa tâm hai quả cầu

+ Thường xét bài toán trong trường hợp điện tích đặt trong chân không hoặc trong không khí Nếu bài toán không đề cập đến thì coi điện tích đặt trong không khí có hằng số điện môi   1

+ Khi tổng hợp lực lưu ý một số trường hợp đặc biệt về phương, chiều Trong trường hợp tổng quát F F  1, 2

khác độ lớn và hợp với nhau một góc  thì:

1 2 2 1 2 cos

F  F  F  F F  + Ngoài ra, để xác định hợp lực có thể sử dụng phương pháp hình chiếu: Chọn hệ toạ độ vuông góc xOy và chiếu vectơ lên các trục toạ độ Ox, Oy

2.5.2.2 Loại 2: Xác định điều kiện cân bằng của hệ điện tích điểm

- Bước 1: Chỉ ra hệ điện tích đang xét ở trạng thái cân bằng

- Bước 2: Xác định hợp lực của các lực đặt vào điện tích đang xét

- Bước 3: Từ điều kiện cân bằng và đặc điểm của các lực cân bằng đó (có thể sử dụng phương pháp hình chiếu lên các trục toạ độ xOy: F 

F F  ) suy ra lời giải 0

2.5.2.3 Loại 3: Xác định cường độ điện trường do hệ điện tích điểm gây ra tại một điểm

- Bước 1: Xác định tại điểm đang xét có bao nhiêu điện trường Viết biểu thức của nguyên lý chồng chất điện trường, xác định cường độ điện trường tổng

 nếu biết lực tác dụng lên điện tích điểm q tại điểm khảo sát

- Bước 3: Dựa vào hình vẽ, xác định vectơ cường độ điện trường E

2.5.2.4 Loại 4 Tính điện thế, hiệu điện thế, công của lực điện và các đại lượng khác có liên quan

Để giải bài tập này cần chú ý:

a Về tính điện thế của một điểm:

- Trước hết cần tìm xem tại điểm đang xét có bao nhiêu điện thế và tính từng điện thế theo một trong các công thức sau:

 V k Q

r



 nếu biết độ lớn, dấu của điện tích Q gây ra điện thế

(Với qui ước: V  nếu 0 Q  ; 0 V  nếu 0 Q  ; điện thế ở vô cực 0 V 0)

M

A V

q



 nếu biết độ lớn, dấu của công A M và dấu của điện tích q

- Sau đó tính điện thế tổng cộng gây ra bởi hệ điện tích bằng tổng đại số các điện thế: V V1V2 

Chú ý: Đối với quả cầu kim loại tích điện, vì lý do đối xứng nên coi như

điện tích tập trung ở tâm quả cầu và sử dụng công thức:

 để tính điện thế quả cầu

b Tính hiệu điện thế giữa hai điểm:

Có thể sử dụng một trong ba công thức sau:

MN MN

A U

U Ed đối với điện trường đều, d là khoảng cách giữa M và N theo

phương của điện trường

c Tính công của lực điện: Có thể sử dụng một trong hai công thức sau:

A qU dùng trong mọi điện trường

A qEd dùng trong điện trường đều

2.5.2.5 Loại 5: Khảo sát sự chuyển động của hạt mang điện trong điện trường đều

- Bước 1: Chọn hệ quy chiếu sao cho việc giải bài toán đơn giản nhất (thường chọn hệ toạ độ xOy với gốc O tại vị trí của hạt bắt đầu chuyển động trong điện trường đều, trục Ox vuông góc với đường sức điện, trục Oy song song với đường sức điện và mốc thời gian là lúc vật bắt đầu chuyển động trong điện trường đều)

- Bước 2: Xác định lực tác dụng lên hạt mang điện

- Bước 3: Viết phương trình hình chiếu của gia tốc, vận tốc và phương trình chuyển động của hạt mang điện trên các trục tọa độ:

+ Theo trục Ox: hạt chuyển động thẳng đều Với:

0

2 0

sin1