Phân loại, ra đề phương pháp giải từng loại, lựa chọn và sử dụng hệ thống bài tập chương VIII cảm ứng điện từ trong dạy học bài tập vật lý lớp 11 THPT

Trong thực tiễn dạy học vật lý ở trường phổ thông , việc giải bài tập vật lý BTVL là công việc diễn ra thường xuyên không thể thiếu được .Nó tác động tích cực đến quá trình giáo dục và p

Mục Lục Trang

Mở đầu 2

1.Lý do chọn đề tài 2

2.Mục đích nghiên cứu 3

3.Nhiệm vụ nghiên cứu 3

4.Đối tượng nghiên cứu 3

5.Phương pháp nghiên cứu 4

6.Giả thuyết khoa học 4

NộI DUNG 5

1.Một số vấn đề lý luận về BTVL 5

1.1.Quan niệm 5

1.2.Tác dụng 5

1.3.Phân loại 6

1.4.Nguyên tắc lựa chọn hệ thống bài tập vật lý cho một

đề tài , chương ,phần của giáo trình vật lý phổ thông 9

2.Mức độ yêu cầu nắm vững kiến thức cơ bản chương

VIII “Cảm ứng điện từ” 10

3.Thực trạng dạy học BTVL schương VIII “Cảm ứng điện từ”

của giáo viên , học sinh lớp 11 THPT 15

4.Phân loại, phương pháp giải từng loại bài tập chương VIII “Cảm ứng điện từ” 17

5.Hệ thống bài tập chương VIII “Cảm ứng điện từ” 22

6.Sử dụng hệ thống bài tập chương VIII “Cảm ứng điện từ”

trong dạy học 29

6.1.Tiết học nghiên cứu tài liệu mới 30

6.2.Tiết học luyện giải bài tập 31

KếT LUậN 33

TàI LIệU THAM KHảO 34

PHụ LụC NGHIÊN CứU 35

1.Bài giải các ví dụ 35

2.Sơ lược giải và đáp án hệ thống bài tập 42

Trong thực tiễn dạy học vật lý ở trường phổ thông , việc giải bài tập vật

lý (BTVL) là công việc diễn ra thường xuyên không thể thiếu được Nó tác

động tích cực đến quá trình giáo dục và phát triển của học sinh ,đồng thời là một trong những phương pháp ,biện pháp kiểm tra, đánh giá thực chất sự nắm vững kiến thức của họ.Vì vậy BTVLvới tính cách là phương pháp dạy học giữ vai trò đặc biệt quan trọng trong việc hoàn thành nhiệm vụ dạy học vật lý ở trường phổ thông

Hiện nay số lượng BTVL trong sách giáo khoa ,sách bài tập và các sách tham khảo là rất nhiều Thế mà ở trên lớp cũng như ở nhà ,học sinh được giáo

viên hướng dẫn giải và giải một số không nhiều bài tập.Như vậy học sinh sẽ gặp rất nhiều khó khăn trong việc nắm kiến thức của chương này trong thời lượng có hạn.Xuất phát từ những lý do trên ,chúng tôi nhận thấy rằng việc nghiên cứu đề tài “Phân loại, đề ra phương pháp giải từng loại , lựa chọn và sử

dụng hệ thống bài tập chương VIII “Cảm ứng điện từ” trong dạy học bài tập

vật lý lớp 11 THPT ’’ là cực kỳ cần thiết

2.Mục đích nghiên cứu

Trên cơ sở nghiên cứu một số vấn đề về lý luận giải BTVL, xác định

mức độ yêu cầu nắm vững kiến thức cơ bản của chương VIII “ Cảm ứng điện

từ ’’ và tìm hiểu thực tế dạy học bài tập chương mà phân loại các bài tập của

chương ,đề ra phương pháp giải từng loại, lựa chọn và sử dụng hệ thống bài tập chương này trong dạy học vật lý lớp 11THPT nhằm nâng cao chất lượng học tập của học sinh

3 Nhiệm vụ nghiên cứu

3.1 Nghiên cứu một số vấn đề lý luận chung về BTVL

3.2 Xác định mức độ yêu cầu nắm vững kiến thức cơ bản chương VIII “Cảm ứng điện từ ’’ trong dạy học môn vật lý lớp 11 THPT

3.3 Tìm hiểu thực trạng dạy ,học BTVL chương VIII “ Cảm ứng

điện từ ’’ của giáo viên , học sinh lớp 11 THPT

3.4 Phân loại ,đề ra phương pháp giải từng loại bài tập chương VIII

4 Đối tượng nghiên cứu

Hoạt động dạy học BTVL chương VIII “ Cảm ứng điện từ ’’ lớp 11

THPT của giáo viên và học sinh

5 Phương pháp nghiên cứu

Trong luận văn này chúng tôi đã sử dụng phối hợp các phương pháp chủ yếu là : Nghiên cứu lý luận ,Điều tra cơ bản qua dự giờ, phát phiếu thăm

dò ý kiến ,trò chuyện với giáo viên và học sinh

6 Giả thiết khoa học

Nếu đề tài “ Phân loại, đề ra phương pháp giải từng loại, lựa chọn và

sử dụng hệ thống bài tập chương VIII “Cảm ứng điện từ ” trong dạy học bài tập vật lý lớp 11 THPT” được sử dụng trong dạy học thì sẽ góp phần nâng cao chất lượng dạy học chương này

nội dung

1.Một số vấn đề lý luận về BTVL

1.1 Quan niệm

Theo X.E.Camenetxki và V.P.Ôrêkhôv: Trong thực tiễn dạy học BTVL

là một vấn đề không lớn trong trường hợp tổng quát được giải quyết nhờ những suy luận logic ,những phép toán và thí nghiệm trên cơ sở các định luật

và phương pháp vật lý ( X.E.Camenetxki và V.P.Ôrêkhôv – Phương pháp giải bài tập vật lý Tập 2 NXBGD 1976)

Thông thường trong sách giáo khoa và tài liệu phương pháp giảng dạy

bộ môn, BTVL được hiểu là những bài luyện tập được lựa chọn một cách phù hợp với mục đích chủ yếu là nghiên cứu các hiện tượng vật lý, hình thành các khái niệm ,phát triển tư duy vật lý của học sinh và rèn luyện kĩ năng vận dụng các kiến thức của họ vào thực tiễn

Hiểu theo nghĩa rộng thì sự tư duy định hướng tích cực về một vấn đề nào đó luôn luôn là việc giải bài tập Về thực chất mỗi một vấn đề mới xuất hiện do nghiên cứu tài liệu giáo khoa trong các tiết học vật lý chính là một bài tập đối với học sinh ( Phạm Hữu Tòng – Phương pháp dạy bài tập vật lý – NXBGD 1989)

Trên cơ sở nghiên cứu các định nghĩa về BTVL, TS Nguyễn Thế Khôi (Luận án PTS PPGD Vật Lý Trường ĐHSP Hà Nội 2, 1995 ) cho rằng BTVL

có hai chức năng chủ yếu là: Tập vận dụng kiến thức cũ và tìm kiếm kiến thức mới

1.2 Tác dụng của BTVL trong dạy học

BTVL là một trong các phương pháp dạy học nhằm thực hiện tất cả các nhiệm vụ dạy học vật lý ở các trường phổ thông cụ thể là :

Giải BTVL giúp học sinh hình thành và rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo vận dụng lý thuyết vào thực tiễn, rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức khái quát: BTVL là một trong những phương tiện rất quý báu để hình thành và rèn

luyện kỹ năng, kỹ xảo vận dụng lý thuyết vào thực tiễn, rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức khái quát đã thu được để giải quyết những vấn đề của thực tiễn Có thể xây dựng nhiều bài tập có nội dung thực tiễn, trong đó yêu cầu học sinh phải vận dụng kiến thức lý thuyết để giải thích các hiện tượng thực tiễn hoặc dự đoán các hiện tượng có thể xảy ra trong thực tiễn ở những điều kiện cho trước

BTVL có thể là điểm khởi đầu để dẫn dắt đến kiến thức mới đảm bảo cho học sinh nắm được kiến thức mới một cách sâu sắc và vững chắc

BTVL là phương tiện để ôn tập những kiến thức đã học, củng cố kiến thức của bài giảng Khi giải bài tập học sinh không chỉ đơn thuần vận dụng các kiến thức của bài vừa học mà phải nhớ lại các kiến thức cũ đã học có liên quan, có khi phải vận dụng tổng hợp các kiến thức đã học thuộc nhiều chương , phầncủa chương trình Khi đó học sinh sẽ nắm được mối liên hệ các kiến thức cơ bản với nhau, nhờ đó ghi nhớ sâu sắc hơn những kiến thức đã học

BTVL là một phương tiện để phát triển tư duy vật lý của học sinh.Có nhiều bài tập vật lý không chỉ dừng lại trong phạm vi vận dụng những kiến thức đã học mà còn giúp bồi dưỡng cho học sinh tư duy sáng tạo Đặc biệt là những bài tập giải thích hiện tượng, bài tập thí nghiệm, bài tập thiết kế dụng

cụ rất có ích về mặt này

BTVL là một trong nhữmg phương tiện để kiểm tra, đánh giá mức độ nắm vững các kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo và thói quen của học sinh một cách chính xác Khi vận dụng kiến thức để giải bài tập, học sinh không những phải hiểu kiến thức có liên quan mà còn phải biết vận dụng sáng tạo vào tình huống

cụ thể để tìm ra lời giải Vì vậy sẽ giúp phát hiện được trình độ trí tuệ, làm bộc lộ những khó khăn chủ yếu, những sai lầm phổ biến của học sinh trong học tập, giúp họ vượt qua khó khăn và khắc phục những sai lầm đó

BTVL có tác dụng giáo dục tư tưởng đạo đức, kỹ thuật tổng hợp và hướng nghiệp cho học sinh

1.3 Phân loại bài tập vật lý theo phương thức giải

Có nhiều cách phân loại BTVL ,tuỳ theo cách chọn dấu hiệu để phân loại Cách phổ biến hơn cả là dựa vào phương thức giải Theo cách này người

ta chia BTVL thành bốn loại sau :

1.3.1 Bài tập định tính hay bài tập câu hỏi

Đó là những BTVL mà việc giải chúng không đòi hỏi một phếp tính nào hoặc chỉ phải làm những phép tính rất đơn giản , có thể nhẩm được, chúng thường được giải dựa trên những suy luận logic dựa trên những kiến thức vật lý mà học sinh đã học

Nhờ đưa được lý thuyết vừa học lại gần với đời sống xung quanh ,các bài tập này làm tăng thêm ở học sinh hứng thú với môn học, tạo điều kiện phát triển óc quan sát của học sinh Vì phương pháp giải những bài tập này bao gồm việc xây dựng những suy luận lôgic dựa trên các định luật vật lý nên chúng là phương tiện rất tốt để phát triển tư duy của học sinh Việc giải các bài tập đó rèn luyện cho học sinh hiểu rõ được bản chất của các hiện tượng vật

lý và những quy luật của chúng, dạy cho học sinh biết áp dụng kiến thức vào thực tiễn ,đồng thời nó cũng rèn luyện cho học sinh chú ý đến việc phân tích nội dung vật lý của các bài tập tính toán

Việc giải các bài tập định tính đòi hỏi học sinh phải thực hiện những phép suy luận logic ,do đó phải hiểu rõ bản chất của các hiện tượng vật lý, nhờ

đó thấy được mức độ lĩnh hội của học sinh về tài liệu nghiên cứu, thấy được khả năng phát triển tư duy logic, năng lực sáng tạo và thói quen vận dụng kiến thức để giải thích các hiện tượng vật lý của học sinh

Có những bài tập định tính mà việc giải chúng chỉ vận dụng một hoặc hai khái niệm, định luật đã học là giải quyết được nhưng cũng có những bài với nội dung phức tạp đòi hỏi nhiều kiến thức vật lý mới giải quyết được

Do có tác dụng nhiều mặt như trên nên bài tập định tính được sử dụng

ưu tiên hàng đầu ngay sau khi học xong lý thuyết và xen kẽ trong quá trình

trình bày tài liệu mới để minh hoạ cho những ứng dụng của các hiện tượng vật

lý trong đời sống, nhiều khi còn sử dụng trong việc kiểm tra miệng và kiểm tra viết kiến thức của học sinh trong khi luyện tập ,ôn tập về vật lý

1.3.2 Bài tập định lượng hay bài tập tính toán

Đó là những bài tập mà việc giải chúng đòi hỏi phải thực hiện hoàng loạt các phép tính, phải xác định mối liên hệ phụ thuộc về lượng của các đại lượng phải tìm và nhận một câu trả lời dưới dạng một công thức hay một số xác định

Dạng bài tập này là cực kì cần thiết khi nghiên cứu những đề tài của chương trình bao gồm những định luật định lượng Những bài tập định lượng

có thể dùng để chuẩn bị cho học sinh nghiên cứu một loạt các hiện tượng vật

lý hay hình thành kiến thức mới

Theo mục đích dạy học ,bài tập tính toán được chia thành hai loại bài tập tập dượt và bài tập tổng hợp

Bài tập tập dượt là bài tập định lượng đơn giản mà việc giải nó chỉ cần vận dụng một khái niệm ,một công thức, một định luật vật lý vừa học Bài tập này giúp học sinh nhớ công thức, nhớ đơn vị đo lường hay ý nghĩa của đại lượng vật lý có trong công thức hay biểu thức của đại lượng vật lý

Bài tập tổng hợp là bài bài tập định lượng mà việc giải nó phải vận dụng nhiều khái niệm, nhiều công thức, nhiều định luật vật lý trong nhiều bài, thậm chí trong nhiều phần khác nhau của chương trình Bài tập này có tác dụng ôn luyện tài liệu học, mở rộng và đào sâu kiến thức,cho biết rõ mối quan hệ khác nhau của các kiến thức của chương trình môn học, đồng thời rèn luyện cho học sinh biết lựa chọn các kiến thức cần vận dụng trong số những kiến thức đã học để giải quyết vấn đề đặt ra

1.3.3 Bài tập thí nghiệm

Bài tập thí nghiệm là bài tập đòi hỏi phải làm thí nghiệm hay tiến hành quan sát để kiểm chứng lời giải lý thuyết hoặc để tìm các dữ kiện số liệu cần

thiết cho việc giải bài tập Những thí nghiệm này có thể do giáo viên tiến hành

ở trên lớp để học sinh quan sát hoặc có thể do học sinh thực hiện ở trên lớp hay ở nhà

Bài tập thí nghiệm có đặc điểm là khi giải nhất thiết phải làm thí nghiệm Đây là loại bài tập chứa đựng được cả những việc của bài tập phần thí nghiệm thực tập vật lý, nó có tác dụng tăng cường tính độc lập, rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo thực hành, đặc biệt là gây nhiều hứng thú học tập cho học sinh,

có ảnh hưởng tốt đến thái độ của học sinh, đến những bài tập viết vì ít nhiều loại bài tập này cũng đòi hỏi sự sáng tạo của người giải

- Việc giải bài tập dựa trên cơ sở vẽ đồ thị

- Dựa vào sự biểu diễn bằng đồ thị của các hệ toạ độ này để biểu diễn quá trình đó trong hệ toạ độ khác

Loại bài tập này có tác dụng giúp học sinh hiểu đầy đủ và cụ thể mối quan hệ giữa các đại lượng vật lý, nắm được phương pháp trực quan,biểu diễn mối quan hệ hàm số ấy, tạo điều kiện làm sáng tỏ bản chất của các quá trình

và hiện tượng vật lý Từ đó tạo điều kiện cho học sinh tiếp thu một cách có ý thức các khái niệm về đại lượng vật lý

1.4 Nguyên tắc lựa chọn hệ thống BTVL cho một đề tài, chương, phần của giáo trình vật lý phổ thông

Hệ thống bài tập được lựa chọn cho bất kì một đề tài nào dù lớn hay nhỏ đều phải thoả mãn một số yêu cầu sau:

- Hệ thống bài tập đó phải bao gồm cả bài tập cơ bản và bài tập phức hợp Muốn vậy trước hết phải xác định đầy đủ các loại bài tập cơ bản, số lượng bài tập cơ bản từng loại tương ứng với mỗi kiến thức, mỗi đề tài và lựa chọn các bài tập phức hợp đa dạng về phương pháp giải, phương thức giải và

về nội dung của nó.Đồng thời các bài tập phải sắp xếp từ dễ đến khó, từ đơn giản đến phức tạp về số lượng, nội dung kiến thức cần vận dụng

- Số lượng bài tập trong hệ thống phải phù hợp với thời gian quy định của chương trình học, với thời gian học ở nhà của học sinh

- Hệ thống bài tập phải góp phần khắc phục những khó khăn chủ yếu và những sai lầm phổ biến của học sinh trong học tập Mỗi bài tập phải đóng góp một phần nào đó vào việc nắm vững kiến thức và rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo, thói quen vận dụng kiến thức đã chiếm lĩnh được ,phát triển được năng lực của học sinh trong việc giải quyết các vấn đề học tập và thực tiễn mỗi bài tập sau phải đem lại cho học sinh một điều mới lạ nhất định và một khó khăn vừa sức ,đồng thời việc giải bài tập trước là cơ sở cho việc giải bài tập sau

2.Mức độ yêu cầu nắm vững kiến thức cơ bản chương VIII “ Cảm ứng

điện từ ’’

2.1 Khái niệm từ thông ( f )

Đặt một vòng dây kín ,phẳng trong từ trường đều.Vòng dây này giới

hạn một phần mặt phẳng có diện tích S.Tại một điểm bất kỳ trong S ta vẽ vectơ pháp tuyến n

r vuông góc với S, chiều vectơ n

r

được chọn tuỳ ý

Kí hiệu vectơ cảm ứng từ của từ trường đang xét là B

ur.Gọi  là góc tạo bởi vectơ Bur và vectơ nr

Đại lượng f =B.S.cos  được gọi là từ thông qua diện tích S

Đơn vị từ thông : 1Wb = 1T 1m² (Vêbe)

2.2 Hiện tượng cảm ứng điện từ

-Nguyên nhân xuất hiện dòng điện cảm ứng trong mạch kín không có nguồn điện (Định luật cảm ứng điện từ ): Khi có sự biến thiên từ thông qua diện tích giới hạn bởi một mạch kín thì trong mạch xuất hiện dòng điện cảm ứng

-Chiều dòng điện cảm ứng (Định luật Lenxơ):

+ Dòng điện cảm ứng trong một mạch kín phải có chiều sao cho từ trường mà nó sinh ra chống lại sự biến thiên của từ thông qua mạch

+ Dòng điện cảm ứng trong một mạch kín phải có chiều sao cho từ trường mà nó sinh ra chống lại nguyên nhân sinh ra nó

+ Nếu dòng điện cảm ứng sinh ra trong mạch là do sự chuyển động tương đối của thanh nam châm với mạch thì dòng điện cảm ứng có chiều sao cho từ trường mà nó sinh ra chống lại sự chuyển động tương đối của thanh nam châm và mạch kín ấy

2.3 Suất điện động cảm ứng trong mạch kín ( x )

N

x =

-t

D fD Dấu ( - ) cho biết suất điện động cảm ứng bao giờ cũng có tác dụng chống lại sự biến thiên của từ thông đã sinh ra nó

Nếu mạch điện là một cuộn dây phẳng gồm n vòng dây thì suất điện

động cảm ứng trong cuộn dây được xác định theo công thức:

D f : là độ biến thiên từ thông qua diện tích giới hạn bởi một vòng dây

∆t :Thời gian xảy ra sự biến thiên từ thông

2.4 Suất điện động cảm ứng trong mạch hở

Khi một đoạn dây dẫn chuyển động cắt các đường cảm ứng từ của một

từ trường không đổi thì đoạn dây dẫn này có vai trò tương đương với một

nguồn điện có suất điện động bằng suất điện động cảm ứng , cực của nguồn

được xác định bằng quy tắc bàn tay phải: Đặt bàn tay phải hứng các đường cảm ứng từ, ngón tay cái choãi ra 900 trùng với chiều chuyển động của thanh thì chiều từ cổ tay đến các ngón tay còn lại chỉ chiều dòng điện cảm ứng trong thanh

Từ đó ta xác định được các cực của nguồn điện: Dòng điện có chiều đi

ra từ cực (+) và đi vào ở cực (-) của nguồn

Suất điện động trong mạch hở được xác định bằng công thức:

Hiện tượng tự cảm chỉ là một trường hợp riêng của hiện tượng cảm ứng

điện từ nói chung

- Độ tự cảm của ống dây L : L =

I

f

Độ tự cảm của ống dây phụ thuộc vào hình dạng, kích thước và độ từ thẩm của môi trường chứa ống dây Người ta thường xác định giá trị của độ tự cảm bằng thực nghiệm

Đơn vị của độ tự cảm trong hệ SI: 1H =1Wb

1A (Henri)

- Suất điện động tự cảm : Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong hiện tượng tự cảm gọi là suất điện động tự cảm.Với một mạch điện nhất định thì độ

tự cảm của nó có giá trị không đổi và phụ thuộc vào cường độ dòng điện trong mạch nên suất điện động tự cảm được xác định bằng công thức:

t

D f

x =D

Chiều dòng điện cảm ứng ( Định luật Len xơ)

Suất điện động cảm ứng trong mạch kín : N

Chương VIII “ Cảm ứng điện từ” của chương trình vật lý 11 THPT là

một hệ thống kiến thức cơ bản và quan trọng trong chương trình vật lý phổ thông nói chung và vật lý lớp 11 nói riêng Kiến thức của chương được ứng dụng rất rộng rãi trong kỹ thuật Nguyên tắc hoạt động của các máy điện một chiều, máy biến thế, các động cơ điện một pha, ba pha… đều dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ Do vậy, trong dạy học giáo viên cần giảng dạy tốt, có khoa học để học sinh có thể nắm được kiến thức và biết vận dụng kiến thức để làm bài tập Đồng thời học sinh cũng cần cố gắng tự giác học tập để hiểu sâu

và nắm vững kiến thức trong chương

Trong thời gian thực tập do được phân công giảng dạy phần vật lý lớp

11 nên chúng tôi đã tìm hiểu tình hình dạy và học BTVL chương VIII “ Cảm

ứng điện từ” của giáo viên giảng dạy môn Vật lý khối 11 và học sinh lớp

11A3 11A4 trường THPT Yên Phong I – Bắc Ninh Bằng dự giờ, trao đổi trực tiếp với giáo viên và học sinh, tham khảo giáo án của giáo viên xem vở ghi chép, vở bài tập của học sinh, tìm hiểu cơ sở vật chất, trang thiết bị dạy học,

đồ dùng thí nghiệm phục vụ cho việc giảng dạy của nhà trường, chúng tôi đã thu được kết quả như sau:

- Trong dạy học BTVL chương VIII “ Cảm ứng điện từ” 100% các thầy

cô đều có chuẩn bị giáo án trước khi lên lớp Các thầy cô giáo đều lựa chọn và

sử dụng bài tập trong cả hai loại tiết học nghiên cứu tài liệu mới và luyện tập giải bài tập , các thầy cô lựa chọn cả bài tập định tính và bài tập định lượng,

có thầy cô còn ra cả bài tập thí nghiệm và bài tập nhằm hình thành kiến thức mới

+ Trong tiết học nghiên cứu tài liệu mới các giáo viên thường sử dụng bài tập để kiểm tra và củng cố kiến thức Sau tiết học nghiên cứu tài liệu mới các thầy cô đều tuỳ theo từng bài học mà ra số lượng bài tập về nhà khác nhau

và hầu hết các thầy cô đều hướng dẫn học sinh giải bài tập cho về nhà

+ Trong tiết học luyện giải bài tập các thầy cô sử dụng bài tập để kiểm tra, củng cố kiến thức ,rèn luyện kỹ năng lập luận lôgic và sự tư duy sáng tạo của học sinh Trong tiết học này với mỗi dạng bài các thầy cô thường phân tích kỹ và làm mẫu một vài ví dụ sau đó gọi học sinh lên làm những bài tương

tự và yêu cầu em đó rút ra một phương pháp chung để giải những bài tập cùng dạng Trên cơ sở đó các thầy cô chỉnh sửa và đưa ra một phương pháp giải chung cho cả lớp về dạng bài đó

+Hầu hết các thầy cô đều gặp những khó khăn : Không có thí nghiệm

cụ thể để minh hoạ nên nhiều hình vẽ phải mô phỏng ;kiến thức trong chương rất trừu tượng trong khi tư duy của học sinh lại hạn chế nên rất khó để giảng giải cho học sinh hiểu

- Với học sinh :50% các em cho biết ý kiến là không thích làm bài tập chương này Đa số các em chỉ nắm bài ở mức hiểu mang máng 50%, số hiểu bài chiếm 40%, không hiểu bài chiếm 5% và nắm chắc bài chiếm 5%

+ Khi được giao bài tập về nhà, các em đều có ý thức làm nhưng kết quả đạt được chưa cao: Chỉ có 10% các em làm được hết bài tập về nhà, 3% không làm được bài nào, còn lại là các em làm được một nửa số bài cho về.Ngoài những bài tập thầy cô cho về nhà chỉ có một số ít em (28%) là có làm thêm bài tập ở những sách tham khảo, và sau khi chữa bài tập các em cũng thường tự mình giải lại bài tập vào vở (68%)

+Học sinh thường gặp những khó khăn chủ yếu là: gặp khó khăn trong việc vẽ hình không gian, xác định chiều cảm ứng từ, xác định chiều biến

thiên của từ thông quan mạch dẫn đến gặp khó khăn trong việc xác định chiều dòng điện cảm ứng trong mạch Có những em cho rằng lý thuyết chương này trừu tượng, khó hiểu, có nhiều kiến thức mới nên các em không hiểu và không biết giải thích các hiện tượng vật lý xảy ra trong bài tập

+ Khi làm bài tập phần này các em thường mắc những sai lầm phổ biến là: nhầm góc giữa B

ur

và n

r, nhầm khi vận dụng các qui tắc xác định chiều của cảm từ dẫn đến nhầm khi xác định chiều dòng điện cảm ứng

Qua quá trình điều tra thực tế tôi thấy các thầy cô giáo giảng dạy môn Vật lý lớp 11 trường THPT Yên Phong I giảng dạy BTVL phần này tương đối tốt, có khoa học ,có lòng yêu nghề Các em học sinh lớp 11A3 11A4 cũng đã

có ý thức học tập nhưng kết quả đạt được còn chưa cao Phần lớn các em chưa hiểu rõ lý thuyết nên các em không biết vận dụng lý thuyết để giải bài tập dẫn

đến các em không thích làm bài tập phần này Do đó các em không có hứng thú đối với môn học vì vậy mà kết quả học tập chưa cao, mới chỉ là ở mức trung bình khá và khá

4 Phân loại, phương pháp giải từng loại bài tập Chương VIII “ Cảm ứng

điện từ”

Căn cứ vào một số vấn đề lý luận về bài tập vật lý, mức độ yêu cầu nắm

vững những kiến thức cơ bản chương VIII “Cảm ứng điện từ” và thực tế dạy

học bài tập chương này ở trường THPT, có thể chia ra làm 3 loại bài tập và đề

ra phương pháp giải hay những lưu ý khi giải từng loại bài tập trong khi học bài tập chương này Đồng thời có trình bày một vài ví dụ minh hoạ kèm theo mỗi loại ( dạng) bài tập

4.1 Dạng 1: Xác định từ thông qua một mạch kín

Có hai cách để xác định từ thông qua một mạch kín

Cách 1: áp dụng công thức f = BScos q ; q = (B , n

ur r) Khi giải theo cách này cần lứu ý về chiều của vectơ pháp tuyến n

r Nếu bài toán không chỉ

rõ chiều của vectơ pháp tuyến nr thì ta phải xét hai trường hợp ứng với hai chiều của véctơ nr

Cách 2: Dựa vào quy ước về cách vẽ đường cảm ứng từ ,xác định chiều biến thiên của từ thông qua mạch kín: Qui ước vẽ các đường cảm ứng từ sao cho số đường đi qua một đơn vị diện tích đặt vuông góc với chúng bằng cảm ứng từ tại điểm đang xét Như vậy từ không gửi qua diện tích giới hạn bởi vòng dây đặt vuông góc với các đường cảm ứng từ bằng tổng số đường cảm ứng từ qua diện tích đó

Ví dụ 1:

1 Một khung dây hình tròn diên tích 10cm2, gồm 20 vòng dây Khung dây đặt trong từ trường đều, vectơ cảm ứng từ B

urvuông góc với mặt phẳng khung dây

2 Một vòng dây dẫn phẳng giới hạn diện tích S = 5cm2 đặt trong từ trường

đều cảm ứng từ B = 0,1T Mặt phẳng vòng dây làm thành với vectơ B

ur một góc

a = 300 Tính từ thông qua diện tích S?

Ví dụ 2:

Một khung dây phẳng, diện tích S, đặt trong mặt phẳng thẳng đứng Khung có thể quay xung quanh trục thẳng đứng OO’ (OO’ nằm trong mặt phẳng khung dây) Khung dây đặt trong từ

trường đều, véctơ cảm ứng từ Burnằm ngang

O'

quay của kim đồng hồ Tính độ biến thiên của từ thông ?

4.2 Dạng 2: Xác định chiều dòng điện cảm ứng

Để giải bài tập dạng này cần lưu ý:

Trong mọi trường hợp dòng điện cảm ứng Ic sinh ra trong mạch kín đều

do sự biến thiên từ thông qua mạch ấy quyết định Tuy nhiên để dễ dàng xác

định chiều dòng điện cảm ứng trong từng trường hợp cụ thể ta có thể chia làm

4 trường hợp như sau:

+ Trường hợp 1 :

Nếu dòng điện cảm ứng Ic sinh ra trong mạch kín là do sự chuyển động tương đối của thanh nam châm với mạch kín thì để xác định chiều dòng điện cảm ứng ta áp dụng định luật Lenxơ được phát biểu dưới dạng: Dòng điện cảm ứng có chiều sao cho từ trường mà nó sinh ra chống lại sự chuyển động tương

đối của thanh nam châm và mạch kín ấy Từ đó căn cứ vào sự lại gần hay ra

xa của thanh nam châm và mặt mạch kín rồi dùng quy tắc vào mặt Nam ra mặt Bắc để xác định chiều dòng điện cảm ứng cụ thể: Khi có sự lại gần thì mặt nào gần cực nào nhất của thanh nam châm là mặt cùng tên, ngược lại khi

Hình 3a Hình 3b

A

B

C D

S N v

2 Cho hệ thống như hình 3b Khi nam châm đi lên, dòng điện cảm ứng trong vòng dây dẫn có chiều nào? Vòng dây sẽ chuyển động theo chiều nào?

+ Trường hợp 2:

Nếu dòng điện cảm ứng sinh ra trong mạch kín là do từ thông biến thiên (không có mặt của thanh nam châm) thì để xác định chiều dòng điện cảm ứng ta áp dụng định luật Lenxơ được phát biểu như trong sách giáo khoa: Dòng điện cảm ứng trong một mạch điện kín phải có chiều sao cho từ trường

mà nó sinh ra chống lại sự biến thiên của từ thông qua mạch

Khi đó bài toán giải theo trình tự :

f Định luật cảm ứng

điện từ có dòng điện cảm ứng Ic

Định luật Len xơ Xác định

được chiều của từ trường của dòng điện cảm ứng Bc

uur Qui tắc

đinh ốc 2 xác định được chiều dòng điện cảm ứng Ic

P N

B

Ic

P

c I +

-+Trường hợp 3:

Nếu dòng cảm ứng được sinh ra do một nguyên nhân khác (không phải những nguyên nhân kể trên) thì để xác định chiều dòng điện cảm ứng ta áp dụng định luật Lenxơ dưới dạng: Dòng điện cảm ứng phải có chiều sao cho từ trường mà nó sinh ra chống lại nguyên nhân sinh ra nó

Nếu dòng điện cảm ứng sinh ra trong một thanh chuyển động cắt các

đường cảm ứng từ thì để xác định chiều dòng điện cảm ứng ta áp dụng qui tắc bàn tay phải: Đặt bàn tay phải hứng các đường cảm ứng từ, ngón tay cái choãi

ra 900 trùng với chiều chuyển động của thanh thì chiều từ cổ tay đến các ngón còn lại chỉ chiều dòng điện cảm ứng trong thanh

Ví dụ 7:

Một thanh kim loại AB được kéo trượt trên hai thanh ray kim loại nằm ngang với vận tốc không đổi là v Các ray nối với nhau bằng điện trở R ( hình 7) Hệ thống được đặt trong từ trường đều B

ur thẳng đứng Xác định chiều dòng

điện cảm ứng trong thanh AB ?

4.3 Dạng 3: Xác định suất điện động cảm ứng, cường độ dòng điện cảm ứng

.B B C D

v

Để giải bài tập dạng này cần tuân theo trình tự:

1 Giải thích hiện tượng vật lý xảy ra trong bài

2 áp dụng công thức về suất điện động cảm ứng

3 Kết hợp với công thức của các định luật về dòng điện không đổi để tính các đại lượng điện (đặc biệt là công thức định luật Ôm)

4 Kết hợp với các định luật Niutơn để tính các đại lượng cơ học ( nếu cần)

Ví dụ 8:

Một khung dây dẫn có 100 vòng đặt trong từ trường đều sao cho các

đường cảm ứng từ vuông góc với mặt phẳng khung Diện tích mặt phẳng bị giới hạn bởi mỗi vòng dây là 2dm2 Cảm ứng từ của từ trường giảm đều đặn từ giá trị 0,5 T đ 0,2T trong thời gian 1/10 giây Tính suất điện động cảm ứng trong mỗi vòng dây và trong toàn khung dây?

Ví dụ 9:

Thanh đồng MN khối lượng m = 2g trượt đều không ma sát với v = 5m/s trên hai thanh đồng thẳng đứng song song cách nhau khoảng l = 50cm

Từ trường Burnằm ngang như hình 9 B = 0,2T Bỏ qua điện trở các thanh và

điện trở tiếp xúc , cho g= 10m/s

a.Tính suất điện động cảm ứng trong MN ?

b Tính lực điện từ , chiều

và độ lớn dòng điện cảm ứng ?

c.Tính R ?

Hình 9

5 Hệ thống bài tập chương VIII “ Cảm ứng điện từ”

Trên cơ sở một số vấn đề lý luận về bài tập vật lý, mức độ yêu cầu nắm

vững những kiến thức cơ bản của chương VIII “ Cảm ứng điện từ” , thực tế

giảng dạy bài tập chương ở trường THPT và cách phân loại, phương pháp giải từng loại bài tập chương này, chúng tôi lựa chọn một hệ thống bài tập gồm 20

R

B F

P v

I

bài về tất các dạng bài tập đã nêu ở mục 4: ( Dạng 1: 3 bài:1,2,3; Dạng 2: 4 bài: 4,5,6,7; Dạng 3: 13 bài: 8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20).Do điều kiện thời gian nên chúng tôi chỉ lựa chọn hệ thống bài tập nhằm rèn luyện kiến thức cũ.Hệ thống này được sử dụng ở mọi khâu của tất các loại bài học

2 Một khung dây diện tích 5cm2, gồm 50

vòng dây Đặt khung dây trong từ trường đều

có cảm ứng từ B và quay khung dây theo mọi

hướng Từ thông qua khung dây có giá trị cực

đại 5 10-3 Wb Tính cảm ứng từ B của từ trường?

3 Hình 8.10 là đồ thị biểu diễn sự biến thiên Hình8.3

của suất điện động cảm ứng trong một mạch kín Căn cứ vào đồ thị hình 8.10 hãy vẽ một đồ thị biểu diễn sự biến thiên của từ thông qua mạch điện nói trên theo thời gian?

a

(V)x

0,5

10

0

treo thẳng đứng bằng sợi dây không dẫn điện như hình 8.5 Ta có thể nhận biết được thanh nam châm và thanh thép Hỏi có thể căn cứ vào dấu hiệu gì để phân biệt được thanh nam châm và thanh thép? Giải thích?

Hình 8.5 Hình 8.6

5 Một vôn kế nhạy có vạch số không ở giữa được nối vào hai thanh ray như hình 8.6 Khi có xe lửa chạy ở đoạn ray gần vôn kế thì kim của vôn kế lệch khỏi vạch số không, giải thích vì sao?

Trong hai trường hợp xe lửa lại gần và ra xa vôn kế thì kim của vôn kế

b Con chạy của biến trở R di chuyển sang trái

c Khung dây trong từ trường ban đầu hình vuông, sau đó được kéo thành hình chữ nhật ngày càng dẹt đi

d Đưa khung dây ra xa dòng điện

e Giảm cường độ dòng điện trong xôlênôit

a Cảm ứng từ của từ trường tăng đều đặn gấp đôi

b Cảm ứng từ của từ trường giảm đều đặn đến không

9 Một thanh dẫn điện dài 50cm chuyển động trong từ trường đều, cảm ứng từ

B = 0,4T Véctơ vận tốc v

rvuông góc với thanh Vectơ B

ur cũng vuông góc với thanh và làm thành với vectơ vr một góc a = 30o Tính suất điện động cảm

E 2

1

E

B +

ứng trong thanh và hiệu điện thế tại hai đầu thanh Đồng thời chỉ rõ chiều tăng của điện thế Cho biết v = 2m/s

10 Kí hiệu f là từ thông qua diện tích giới hạn bởi một mạch điện kín Biến thiên của f theo thười gian t được biểu diễn bằng biểu thức

f = 0,08 (2-t)

Trong đó f đo bằng vebe, t đo bằng giây Điện trở của mạch điện là

r = 0,4 W Tính cường độ dòng điện trong mạch từ lúc ban đầu t1 = 0s đến lúc t2 = 5 s Trong khoảng thời gian ấy dòng điện trong mạch có đổi chiều không?

11 Một dây dẫn chiều dài l = 2m, điện trở R = 4 W được uốn thành một hình vuông Các nguồn E1 = 10V, E2 = 8V , r1 = r2 = 0 Được mắc vào các cạnh hình vuông như hình 8.8 Mạch điện được đặt trong một từ trường đều B

ur

vuông góc với mặt phẳng hình vuông và hướng ra sau hình 8.8 Cảm ứng từ

B tăng theo thời gian theo qui luật B = kt, k = 16T/s Tính cường độ dòng điện chạy trong mạch ?

12 Trên mặt phẳng nghiêng góc a = 600 so với mặt phẳng nằm ngang có hai thanh kim loại cố định được đặt song song với đường dốc chính cách nhau một khoảng l = 20cm, nối với nhau ở một đầu bằng điện trở R = 2 W Một

đoạn dây dẫn thẳng AB , điện trở r = 1W khối lượng m = 10g, đặt vuông góc với 2 thanh, có thể trượt không ma sát trên 2 thanh và tiếp xúc điện với 2 thanh đó Hệ thống được đặt trong một từ trường đều có cảm ứng từ B

ur hướng thẳng đứng lên trên và B = 2,5T Người ta thả cho đoạn dây dẫn AB trượt không có vận tốc ban đầu

a Mô tả hiện tượng và giải thích tại sao vận tốc v của đoạn dây AB chỉ tăng đến giá trị vmax Tính vmax, chiều và cường độ dòng điện qua R?

b Thay điện trở R bằng bộ tụ điện có điện dung C = 0,08F chuyển động của AB có tính chất thế nào?