rèn luyện kĩ năng giải bài tập vật lý chương dòng điện không đổi – vật lý 11 nâng cao

Trong đó BTVL luôn giữ một vị trí đặc biệt quan trọng trong việc thực hiện nhiệm vụ dạy học vật lý bởi những tác dụng tích cực của nó: - BTVL giúp cho việc ôn tập đào sâu, mở rộng kiến t

Mã số sinh viên: 1117612 Lớp: TL1192A1

Khoá: 37

Trên thực tế không có sự thành công nào mà không gắn liền với sự hỗ trợ, giúp đỡ

dù ít hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp của người khác Trong suốt thời gian từ khi bắt đầu học tập ở giảng đường đại học đến nay, em đã nhận được rất nhiều sự quan tâm, giúp

đỡ của quý thầy cô, gia đình và bạn bè

Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, em xin gửi đến quý thầy cô ở khoa Sư phạm –

trường đại học Cần Thơ đã cùng với tri thức và tâm huyết của mình truyền đạt vốn kiến thức quý báu cho chúng em trong thời gian học tập tại trường Đó là hành trang vững chắc không chỉ giúp em hoàn thành đề tài luận văn tốt nghiệp mà còn là nền tảng cho sự nghiệp của em ở tương lai

Đặc biệt, em xin gửi lời biết ơn chân thành nhất đến thầy hướng dẫn của em là thầy Bùi Quốc Bảo, thầy đã quan tâm, giúp đỡ và tạo động lực cho em trong suốt thời gian làm đề tài Người thầy đã truyền cảm hứng nghiên cứu khoa học, đồng thời cung cấp rất nhiều kiến thức chuyên ngành để giúp em không ngừng nâng cao khả năng chuyên môn của mình

Cuối lời, xin kính chúc quý thầy cô dồi dào sức khoẻ và công tác tốt

Em xin chân thành cảm ơn!

SVTH: Trần Thị Phương Thảo

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu do chính tôi thực hiện Các số liệu, kết quả phân tích trong luận văn là hoàn toàn trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào trước đây

Mọi tham khảo, trích dẫn đều được chỉ rõ nguồn trong danh mục tài liệu tham khảo của luận văn

Cần Thơ, ngày 26 tháng 4 năm 2015

Tác giả

Trần Thị Phương Thảo

MỤC LỤC

PHẦN I: MỞ ĐẦU 1

1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI 1

2 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI 2

3 NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU 2

4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2

5 CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN 2

PHẦN II: NỘI DUNG 4

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA ĐỀ TÀI 4

1.1 Rèn luyện kĩ năng giải bài tập vật lý cho học sinh 4

1.1.1 Khái niệm về bài tập vật lý 4

1.1.2 Mục đích, ý nghĩa của việc giải bài tập vật lý 4

1.1.3 Tác dụng của bài tập vật lý trong dạy học vật lý 4

1.2 Phân loại bài tập vật lý 5

1.2.1 Phân loại theo nội dung 5

1.2.2 Phân loại theo phương thức giải 6

1.2.3 Phân loại theo yêu cầu rèn luyện kĩ năng, phát triển tư duy học sinh 6

1.3 Cơ sở định hướng giải bài tập vật lý 7

1.3.1 Hoạt động giải bài tập vật lý 7

1.3.2 Các bước tiến hành giải bài tập vật lý 7

1.4 Quá trình giải bài tập theo phương pháp phân tích và phương pháp tổng hợp 8

1.4.1 Phương pháp phân tích 8

1.4.2 Phương pháp tổng hợp 8

1.4.3 Phối hợp phương pháp phân tích và phương pháp tổng hợp 8

1.5 Hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lý 9

1.5.1 Kiểu hướng dẫn Angôrit 9

1.5.2 Kiểu hướng dẫn gợi ý tìm kiếm (hướng dẫn ơrixtic) 9

1.6 Các kĩ năng, kĩ xảo, thói quen, cần hình thành cho học sinh 10

1.6.1 Kĩ năng của học sinh trong giải bài tập vật lý 10

1.6.2 Kĩ xảo của học sinh trong giải bài tập vật lý 10

1.6.3 Thói quen của học sinh trong giải bài tập vật lý 10

CHƯƠNG 2: VẬN DỤNG CỦA ĐỀ TÀI 11

2.1 Một số nhận xét chung về bài tập vật lý chương: Dòng điện không đổi 11

2.2 Kiến thức cơ bản của chương 11

2.2.1 Chủ đề I: Dòng điện không đổi Nguồn điện 11

2.2.2 Chủ đề II: Điện năng và công suất điện Định luật Jun – Len-xơ 12

2.2.3 Chủ đề III: Định luật Ôm đối với toàn mạch 13

2.2.4 Chủ đề IV: Định luật Ôm đối với các loại mạch điện Mắc các nguồn điện thành bộ 14

2.3 Phân dạng hệ thống bài tập 16

2.4 Chủ đề I: Dòng điện không đổi Định luật Ôm – điện trở 16

2.4.1 Dạng 1: Áp dụng định luật Ôm cho đoạn mạch chỉ có vật dẫn 16

2.4.2 Dạng 2: Tính điện trở tương đương của các điện trở mắc nối tiếp hoặc song song 20

2.4.3 Dạng 3: Tính điện trở tương đương đối với mạch cầu cân bằng hoặc mạch cầu không cân bằng 23

2.4.4 Dạng 4: Tìm điện trở phụ trong các dụng cụ đo điện 27

2.5 Chủ đề II: Điện năng và công suất điện Định luật Jun – Len-xơ 31

2.5.1 Dạng 1: Tính công suất của dòng điện 31

2.5.2 Dạng 2: Tính công suất của nguồn điện và của máy thu điện 33

2.6 Chủ đề III: Định luật Ôm đối với các loại mạch điện Mắc các nguồn điện thành bộ 38 2.6.1 Dạng 1: Tìm giá trị các đại lượng của dòng điện trong một mạch kín 38

2.6.2 Dạng 2: Xác định giá trị các đại lượng của dòng điện khi nguồn điện được ghép thành bộ 41

PHẦN III: KẾT LUẬN 45

3.1 Những kết quả chính của đề tài 45

3.2 Những tồn tại và hướng khắc phục 45

PHẦN I: MỞ ĐẦU

1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Thế hệ trẻ là mầm xanh và là những vị chủ nhân tương lai của đất nước, vì vậy việc giáo dục đào tạo đã, đang và sẽ là một nhiệm vụ hàng đầu trong thời đại ngày nay Đi đôi với sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, nước ta đòi hỏi ngành giáo dục phải đổi mới một cách mạnh mẽ, sâu sắc, toàn diện để đào tạo ra những con người có đầy

đủ phẩm chất, năng lực, kiến thức, đáp ứng được những yêu cầu của đất nước trong tình hình mới

Nghị quyết hội nghị lần thứ IV Ban chấp hành Trung ương Đảng Cộng Sản Việt Nam (khóa VII, 1993) đã chỉ rõ: “Mục tiêu giáo dục - đào tạo phải hướng vào đào tạo những con người lao động, tự chủ sáng tạo, có năng lực giải quyết những vấn đề thường gặp, qua đó mà góp phần tích cực thực hiện mục tiêu lớn của đất nước là dân giàu, nước mạnh, xã hội công bằng, dân chủ, văn minh” [3]

Nghị quyết hội nghị lần thứ II Ban chấp hành Trung ương Đảng Cộng Sản Việt Nam (khóa VIII, 1997), tiếp tục khẳng định: “Phải đổi mới phương pháp giáo dục đào tạo, khắc phục lối truyền thụ một chiều, rèn luyện thành nếp tư duy sáng tạo của người học Từng bước áp dụng phương pháp tiên tiến và hiện đại vào quá trình dạy học, đảm bảo điều kiện và thời gian tự học, tự nghiên cứu cho học sinh, nhất là sinh viên đại học” [2] Như vậy, quan điểm chung về đổi mới phương pháp dạy học đã khẳng định, cốt lõi của việc đổi mới phương pháp dạy học môn vật lý ở trường THPT là làm cho HS học tập tích cực, chủ động, chống lại thói quen học tập thụ động

Các mục tiêu và nhiệm vụ của trường THPT được thực hiện chủ yếu thông qua việc dạy học các môn học Môn vật lý cũng như các môn khoa học khác ở nhà trường phổ thông, nó không chỉ trang bị hệ thống kiến thức cơ bản, hiện đại mà còn góp phần giáo dục và phát triển toàn diện người học sinh

Cấu trúc chương trình VLPT là hệ thống liên kết giữa ba bộ phận: kiến thức cơ bản của VLPT, các thí nghiệm VLPT, BTVL Trong đó BTVL luôn giữ một vị trí đặc biệt quan trọng trong việc thực hiện nhiệm vụ dạy học vật lý bởi những tác dụng tích cực của nó:

- BTVL giúp cho việc ôn tập đào sâu, mở rộng kiến thức, hoặc có thể là điểm khởi đầu để dẫn đến kiến thức mới

- BTVL là một phương tiện để rèn luyện tư duy, giúp HS có những đức tính tốt như tinh thần tự lập, tính cẩn thận, kiên trì, tinh thần vượt khó

- Giải BTVL để kiểm tra mức độ nắm vững kiến thức của HS

- Thông qua giải BTVL HS sẽ rèn luyện được kĩ năng, kĩ xảo vận dụng lý thuyết vào thực tiễn, rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức khái quát

Trong chương trình vật lý lớp 11 nâng cao thì chương “Dòng điện không đổi” là chương quan trọng không những về lý thuyết mà còn có ý nghĩa trong thực tế Cho nên,

để dạy học chương này có hiệu quả ta cần tìm hiểu về nội dung chương trình, phương pháp giảng dạy, BTVL Trong đó, việc giải BT là vấn đề em hướng đến

Với những lý do trên, em đã quyết định chọn đề tài “Rèn luyện kĩ năng giải BTVL chương Dòng điện không đổi – Vật lý 11 nâng cao”

2 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI

Đề tài này nhằm hướng tới những mục tiêu sau:

- Nghiên cứu các phương pháp giải BTVL, đưa ra các biện pháp rèn luyện kĩ năng giải BTVL một cách khoa học, qua đó phát triển năng lực tư duy cho HS

- Rèn luyện cho HS có năng lực vận dụng kiến thức vật lý để giải quyết một số tình huống trong một số bài toán

- Hình thành một số kĩ năng, kĩ xảo, thói quen cho HS trong giải BTVL

3 NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU

- Nghiên cứu cơ sở lý luận của việc rèn luyện kĩ năng giải BTVL cho HS

- Rèn luyện cho HS có năng lực vận dụng kiến thức vật lý để giải quyết một số dạng toán điển hình của chương

- Phân dạng BTVL chương Dòng điện không đổi - Vật lý 11 nâng cao

- Phân tích các quá trình giải BTVL theo các phương pháp khác nhau

4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

- Đọc các tài liệu về lý luận dạy học vật lý, sách giáo khoa vật lý 11 nâng cao, các sách bài tập có liên quan để thu thập thông tin

- Nghiên cứu các tài liệu có liên quan đến lý luận dạy học về phát triển tư duy và hình thành kĩ năng, kĩ xảo trong dạy học vật lý trong đó có giải BTVL

- Tra cứu các tài liệu trên mạng và trao đổi với giáo viên hướng dẫn và bạn bè

5 CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN

- BT: Bài tập

PHẦN II: NỘI DUNG

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA ĐỀ TÀI

1.1 Rèn luyện kĩ năng giải bài tập vật lý cho học sinh

1.1.1 Khái niệm về bài tập vật lý

BTVL được hiểu là những bài làm để HS tập vận dụng những suy luận logic, những phép toán và thí nghiệm dựa trên cơ sở các định luật và các phương pháp vật lý đã được xây dựng trong các bài học lý thuyết để giải quyết một vấn đề cụ thể [4]

1.1.2 Mục đích, ý nghĩa của việc giải bài tập vật lý

Quá trình giải một BTVL là quá trình tìm hiểu điều kiện của bài toán, xem xét hiện tượng vật lý đề cập, dựa vào kiến thức vật lý để tìm ra những cái chưa biết trên cơ sở những cái đã biết Thông qua hoạt động giải BT, HS không những củng cố lý thuyết và tìm ra lời giải một cách chính xác, mà còn hướng cho HS cách suy nghĩ, lập luận để hiểu

rõ bản chất của vấn đề và có cái nhìn đúng đắn Vì thế mục đích cơ bản đặt ra khi giải BTVL là làm cho HS hiểu sâu sắc hơn những quy luật vật lý, có thể phát triển tư duy, liên hệ kiến thức vào thực tiễn đời sống và kỹ thuật

1.1.3 Tác dụng của bài tập vật lý trong dạy học vật lý

- BTVL giúp HS lĩnh hội vững chắc kiến thức vật lý: Trong giai đoạn xây dựng kiến thức, HS đã nắm được cái chung, cái khái quát của các khái niệm, định luật và cũng

là cái trừu tượng Để làm sáng tỏ những vấn đề trừu tượng đối với HS thì ta dùng BTVL Đối với những vấn đề HS hiểu chưa đầy đủ, hay ngộ nhận thì ta dùng bài tập để hoàn thiện kiến thức, làm sáng tỏ

- BTVL là phương tiện để ôn tập và củng cố kiến thức: Khi giải BT đòi hỏi HS phải nhớ lại các công thức, các tính chất, các đặc điểm đã học, có khi phải vận dụng một cách tổng hợp các kiến thức đã học trong cả một chương và ghi nhớ vững chắc kiến thức đã học

- BTVL là phương tiện để phát triển tư duy và bồi dưỡng phương pháp nghiên cứu khoa học cho HS: Giải BT là một hình thức làm việc cơ bản của HS Trong khi giải BT,

HS phải phân tích điều kiện trong đề bài, tự xây dựng những lập luận và tính toán Trong những điều kiện đó, tư duy sáng tạo của HS được phát triển, năng lực làm việc độc lập của HS được nâng cao

- BTVL là phương tiện để HS liên hệ kiến thức vào thực tiễn đời sống và kỹ thuật:

tập thể Từ đó rèn luyện cho HS ý chí vượt khó trong học tập, rèn luyện tính kiên trì, có

kế hoạch Ngoài ra, khi giải BTVL, HS phải vận dụng các kiến thức đã học vào để giải quyết các trường hợp cụ thể, đa dạng của bài toán, HS sẽ nắm được những ứng dụng quan trọng của kiến thức trong thực tế, trong kỹ thuật Từ đó sẽ tạo cho HS sự tò mò, hứng thú học tập môn vật lý

- BTVL là phương tiện để kiểm tra đánh giá năng lực tư duy của HS: Thông qua BTVL giúp cho GV đánh giá chất lượng kiến thức của HS được chính xác để từ đó mà có biện pháp dạy học thích hợp

1.2 Phân loại bài tập vật lý

Số lượng BTVL sử dụng trong dạy học là rất nhiều Vì vậy cần phân loại sao cho có tính thống nhất về mặt lý luận cũng như thực tiễn để người GV có thể lựa chọn và sử dụng hợp lý các BTVL trong dạy học

Các BTVL khác nhau về nội dung và mục đích dạy học, vì vậy có thể phân loại chúng theo các phương án sau đây:

- Phân loại theo nội dung

- Phân loại theo phương thức giải

- Phân loại theo yêu cầu rèn luyện kĩ năng, phát triển tư duy HS

1.2.1 Phân loại theo nội dung

Có thể phân ra làm 4 loại

- Phân loại theo phân môn vật lý: Chia các BT theo các đề tài của tài liệu vật lý BT

về cơ học, BT về nhiệt học, BT về điện học, BT về quang học… Sự phân chia có tính quy ước

- Phân loại theo tính chất trừu tượng hay cụ thể của nội dung BT: Nét đặc trưng của những BT trừu tượng là nó tập trung làm nổi bản chất vật lý của vấn đề cần giải quyết, bỏ qua những yếu tố phụ không cần thiết Những bài toán như vậy dễ dàng giúp người học nhận ra là cần phải sử dụng công thức, định luật hay kiến thức vật lý để giải Các BT có nội dung cụ thể, là nó gắn với cuộc sống thực tế và có tính trực quan cao Khi giải các BTVL này người học nhận ra tính chất vật lý của hiện tượng qua phân tích hiện tượng thực tế, cụ thể của bài toán

- Phân loại theo tính chất kỹ thuật: Các bài toán có nội dung chứa đựng các tài liệu

về sản xuất công nghiệp, nông nghiệp, về giao thông, vận tải, thông tin liên lạc

- Phân loại theo tính chất lịch sử: Những BT chứa đựng những kiến thức có đặc điểm lịch sử, những dữ liệu về các thí nghiệm vật lý cổ điển, về những phát minh, sáng chế hoặc về những câu chuyện có tính chất lịch sử

1.2.2 Phân loại theo phương thức giải

Có thể phân ra làm 4 loại

- BT câu hỏi (BT định tính): Loại BT mà việc giải không đòi hỏi phải làm một phép tính nào hoặc chỉ làm những phép tính đơn giản có thể tính nhẩm được Muốn giải BT này phải dựa vào những khái niệm, những định luật vật lý đã học, xây dựng những suy luận logic, để xác lập mối liên hệ phụ thuộc về bản chất giữa các đại lượng vật lý

- BT tính toán (BT định lượng): Loại BT mà việc giải đòi hỏi phải thực hiện một loạt các phép toán Được phân làm 2 loại: BT tập dượt và BT tổng hợp BT tập dượt là loại BT tính toán đơn giản, muốn giải chỉ cần vận dụng một vài định luật, một vài công thức BT tổng hợp là loại BT tính toán phức tạp, muốn giải phải vận dụng nhiều khái niệm, nhiều công thức có khi thuộc nhiều bài, nhiều phần khác nhau của chương trình Loại BT này có tác dụng đặc biệt trong việc mở rộng, đào sâu kiến thức giữa các thành phần khác nhau cảu chương trình và BT này giúp cho người học biết tự mình lựa chọn những định luật, nhiều công thức đã học

- BT thí nghiệm: Những BT đòi hỏi phải làm thí nghiệm mới giải được BT Những thí nghiệm mà BT này đòi hỏi phải tiến hành được ở phòng thí nghiệm hoặc ở nhà với những dụng cụ thí nghiệm đơn giản mà người học có thể tự làm, tự chế Muốn giải phải biết cách tiến hành thí nghiệm và biết vận dụng các công thức cần thiết để tìm ra kết quả Loại BT này kết hợp được cả tác dụng của các BTVL nói chung và các loại bài thí nghiệm thực hành Có tác dụng tăng cường tính tự lực của người học

- BT đồ thị: Loại BT trong đó các số liệu được dùng làm dữ liệu để giải, phải tìm trong các đồ thị cho trước hoặc ngược lại, đòi hỏi người học phải biểu diễn diễn biến của hiện tượng nêu trong BT bằng thí nghiệm [4]

1.2.3 Phân loại theo yêu cầu rèn luyện kĩ năng, phát triển tư duy học sinh

- BT luyện tập: Loại BT mà việc giải chúng không đòi hỏi việc tư duy sáng tạo của

HS, chủ yếu chỉ yêu cầu HS nắm vững cách giải đối với một loại BT nhất định đã được chỉ dẫn

- BT sáng tạo: Trong BT này, ngoài việc phải vận dụng một số kiến thức đã học, HS bắt buộc phải có những kiến thức độc lập, mới mẻ, không thể suy ra một cách logic từ những kiến thức đã học

- BT nghiên cứu: Dạng BT trả lời những câu hỏi “tại sao”

- BT thiết kế: Dạng BT trả lời cho những câu hỏi “phải làm thế nào”

1.3 Cơ sở định hướng giải bài tập vật lý

1.3.1 Hoạt động giải bài tập vật lý

Hoạt động giải BTVL là rèn luyện cho HS biết cách giải BT, đảm bảo đi đến kết quả chính xác Hoạt động này không những giúp HS ôn tập, củng cố và kiến thức mà còn rèn luyện kĩ năng suy luận logic, mở rộng kiến thức

1.3.2 Các bước tiến hành giải bài tập vật lý

a) Bước 1: Tìm hiểu đề bài:

- Tìm hiểu ý nghĩa vật lý của các từ ngữ trong đề bài và diễn đạt lại bằng ngôn ngữ vật lý

- Biểu diễn các đại lượng vật lý bằng các ký hiệu, các chữ cái quen dùng theo quy ước trong sách giáo khoa

- Vẽ hình (nếu cần thiết) để làm rõ nghĩa đề bài

- Tóm tắt đề bài: Xác định dữ kiện đã cho và dữ kiện cần tìm của bài tập

b) Bước 2: Phân tích hiện tượng vật lý để xác lập các mối liên hệ:

- Xác định xem hiện tượng nêu trong đề bài thuộc phần kiến thức vật lý nào, có liên quan đến những khái niệm nào, định luật nào, quy tắc nào

- Nếu gặp hiện tượng vật lý phức tạp thì cần phân tích ra thành những hiện tượng đơn giản, chỉ bị chi phối bởi một nguyên nhân, một quy tắc hay một định luật vật lý xác định

- Tìm hiểu xem hiện tượng vật lý đó diễn biến qua những giai đoạn nào, mỗi giai đoạn tuân theo những định luật nào, quy tắc nào để xác lập các mối liên hệ

c) Bước 3: Xây dựng lập luận cho việc giải bài tập, bao gồm các khâu:

- Trình bày có hệ thống các lập luận logic để tìm ra mối liên hệ giữa dữ kiện đã cho

và dữ kiện cần tìm của bài tập sao cho tìm ra kết quả là ngắn nhất

- Nếu cần tính toán định lượng thì lập các công thức có liên quan đến đại lượng cho biết, đại lượng cần tìm Sau đó thực hiện các phép biến đổi toán học để đưa về một phương trình chứa các đại lượng đã biết và ẩn số là đại lượng cần tìm

- Đổi đơn vị các đại lượng về cùng một hệ đơn vị và thức hiện tính toán

d) Bước 4: Kiểm tra và biện luận về kết quả thu được

- Kiểm tra xem các biến đổi toán học có chính xác chưa Có thể kiểm tra bằng cách giải khác

- Biện luận xem kết quả thu được đã đầy đủ chưa, những kết quả được chọn có phù hợp với thực tế hay không

- Kiểm tra về đơn vị xem đã hợp lý chưa

- Trả lời kết quả theo yêu cầu của bài toán [4]

1.4 Quá trình giải bài tập theo phương pháp phân tích và phương pháp tổng hợp

1.4.1 Phương pháp phân tích

Bắt đầu từ dữ kiện cần tìm, thông qua các mối quan hệ trung gian, ta xác lập các

mối quan hệ dần đến dữ kiện đã cho Hoạt động tư duy trong PPPT được định hướng như sau:

- Trước hết, tìm mối liên hệ giữa đại lượng cần tìm với các đại lượng trung gian dựa vào các quy luật vật lý

- Tìm mối liên hệ giữa đại lượng trung gian với đại lượng đã cho

- Xác định đại lượng trung gian rồi tiến tới xác định đại lượng cần tìm [1]

1.4.2 Phương pháp tổng hợp

các mối quan hệ dần đến dữ kiện cần tìm Hoạt động tư duy trong PPTH được định hướng như sau:

- Trước hết tìm mối liên hệ giữa các đại lượng đã cho với đại lượng trung gian để làm cơ sở xác định đại lượng cần tìm

- Xác định liên hệ giữa đại lượng cần tìm với đại lượng trung gian

- Kết hợp các mối liên hệ để xác định đại lượng cần tìm [1]

1.4.3 Phối hợp phương pháp phân tích và phương pháp tổng hợp

- Thông thường PPPT và PPTH không tách rời nhau mà thường xen kẽ, hỗ trợ lẫn nhau

- PPTH đòi hỏi người giải bài tập có kiến thức rộng rãi, kinh nghiệm phong phú để

có thể dự đoán được con đường đi từ những dữ kiện trung gian

- Ở giai đoạn đầu của việc giải bài tập thuộc một dạng nào đó, do học sinh chưa có nhiều kinh nghiệm, thường nên bắt đầu từ câu hỏi đặt ra trong bài tập rồi làm sáng tỏ dần những yếu tố có liên quan đến đại lượng cần tìm, nghĩa là dùng PPPT

- Trong những BT tính toán tổng hợp, hiện tượng xảy ra do nhiều nguyên nhân, trải qua nhiều giai đoạn, khi xây dựng lập luận, có thể phối hợp 2 phương pháp

1.5 Hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lý

1.5.1 Kiểu hướng dẫn Angôrit

- Hướng dẫn angôrit là sự hướng dẫn chỉ rõ cho HS những hành động cụ thể cần thực hiện và trình tự thực hiện các hành động đó để đạt được kết quả mong muốn

- Yêu cầu đối với GV: GV phải phân tích một cách khoa học việc giải toán để xác định được trình tự giải một cách chính xác, chặt chẽ, logic, khoa học

- Yêu cầu đối với HS: HS phải chấp hành những hành động đã được GV chỉ ra, vận dụng đúng công thức và tính toán cẩn thận sẽ giải được bài toán đã cho

- Ưu điểm: Bảo đảm HS giải được bài toán đã cho một cách chắc chắn Giúp cho việc rèn luyện kĩ năng giải BT của HS có hiệu quả

- Nhược điểm: Ít có khả năng rèn luyện cho HS kĩ năng tìm tòi, sáng tạo Sự phát triển tư duy sáng tạo của học sinh bị hạn chế Để khắc phục nhược điểm này, trong quá trình giải BT, GV phải lôi cuốn HS tham gia vào quá trình xây dựng angôrit cho BT

- Điều kiện áp dụng: Khi dạy cho HS phương pháp giải bài toán điển hình, luyện cho HS kĩ năng giải một dạng BT xác định

1.5.2 Kiểu hướng dẫn gợi ý tìm kiếm (hướng dẫn ơrixtic)

- Hướng dẫn ơrixtic là kiểu định hướng mang tính chất gợi ý cho HS suy nghĩ tìm tòi phát hiện cách giải bài toán

- Yêu cầu đối với giáo viên: GV phải gợi mở để HS tự tìm cách giải quyết, phải chuẩn bị thật tốt các câu hỏi gợi mở

- Yêu cầu đối với học sinh: HS phải tự lực tìm tòi cách giải quyết chứ không phải là chấp hành tất cả các hành động của GV

- Ưu điểm: Tránh được tình trạng GV làm thay HS trong việc giải BT Phát triển tư duy, khả năng tự làm việc của HS

- Nhược điểm: Không bảo đảm HS giải được bài toán đã cho một cách chắc chắn vì

HS phải tự tìm cách giải quyết Phương pháp này không thể áp dụng cho toàn bộ HS Không phải lúc nào hướng dẫn của GV cũng định hướng được tư duy của HS

- Điều kiện áp dụng: Khi dạy cho HS giải quyết được BT vẫn đảm bảo phát triển tư duy cho HS, tạo điều kiện để HS tự giải quyết BT

1.6 Các kĩ năng, kĩ xảo, thói quen, cần hình thành cho học sinh

1.6.1 Kĩ năng của học sinh trong giải bài tập vật lý

Trong việc giải các bài toán cần rèn luyện cho HS những kĩ năng như:

- Phân tích hiện tượng vật lý ở trong bài toán để tìm ra quy luật có liên quan

- Tổng hợp các dữ kiện để đưa ra phương án giải quyết bài toán

- Chọn những phép toán phù hợp để luận giải ngắn gọn

- Khái quát hóa để xây dựng phương pháp giải cho một dạng toán

1.6.2 Kĩ xảo của học sinh trong giải bài tập vật lý

Trong việc giải các bài toán cần rèn luyện cho HS những kĩ xảo như:

- Trong tóm tắt đề: nhanh chóng xác định được cái đã cho, cái cần tìm

- Kĩ xảo thống nhất các đơn vị

- Kĩ xảo lập phương trình từ các giả thiết bài toán

- Kĩ xảo sử dụng các phép biến đổi toán học cơ bản

- Kĩ xảo tính toán các biểu thức và các phép tính nhẩm đơn giản

1.6.3 Thói quen của học sinh trong giải bài tập vật lý

Trong việc giải các bài toán cần rèn luyện cho HS những thói quen như:

- Cân nhắc các điều kiện đã cho

- Phân tích nội dung bài toán vật lý

- Biểu diễn tình huống vật lý trên hình vẽ

- Lập các phương trình mà từ đó có thể tìm được đại lượng cần tìm

- Chuyển tất cả các đơn vị đo về một hệ thống đơn vị của các đại lượng vật lý

- Phân chia hợp lí các phép tính chin xác và các phép tính phụ trợ

- Tính toán có chú ý đến độ chính xác của đại lượng [7]

CHƯƠNG 2: VẬN DỤNG CỦA ĐỀ TÀI

2.1 Một số nhận xét chung về bài tập vật lý chương: Dòng điện không đổi

- Kiến thức trong chương “Dòng điện không đổi” HS đã được học một phần ở THCS, nên các em có thể giải một số dạng bài tập đơn giản

- Các BT trong SGK 11 nâng cao sử dụng kết hợp cả BT trắc nghiệm lẫn BT tự luận Trong phạm vi đề tài này em chỉ nghiên cứu và sử dụng các BT tự luận

- Để phong phú thêm các dạng BT em có tham khảo thêm các sách BTVL có nội dung liên quan đến chương “Dòng điện không đổi” để lập hệ thống các bài toán phục vụ

đề tài

2.2 Kiến thức cơ bản của chương

2.2.1 Chủ đề I: Dòng điện không đổi Nguồn điện

- Cường độ dòng điện được xác định bằng thương số của điện lượng ∆q dịch chuyển qua tiết diện thẳng của vật dẫn trong khoảng thời gian ∆t và khoảng thời gian đó

t

q I

- Đối với một dây dẫn có điện trở R, ta có định luật Ôm:

U

I  Với U là hiệu điện thế giữa hai đầu dây, I là cường độ dòng điện chạy qua dây

2.2.2 Chủ đề II: Điện năng và công suất điện Định luật Jun – Len-xơ

- Công của nguồn điện bằng tích của suất điện động của nguồn điện với cường độ dòng điện và thời gian dòng điện chạy qua nguồn điện Công của nguồn điện bằng công của dòng điện chạy trong toàn mạch

A.I.t

- Công suất của nguồn điện bằng tích của suất điện động của nguồn điện với cường

độ dòng điện chạy qua nguồn điện Công suất của nguồn điện bằng công suất của dòng điện chạy trong toàn mạch

I t

A

P  

- Nếu đoạn mạch là vật dẫn có điện trở thuần R thì điện năng tiêu thụ của đoạn mạch được biến đổi hoàn toàn thành nhiệt năng Công suất tỏa nhiệt của vật dẫn khi có dòng điện chạy qua được xác định bằng nhiệt lượng tỏa ra ở vật dẫn đó trong khoảng thời gian 1 giây

2 2

.I

R R

+ Với dụng cụ tỏa nhiệt: I R

R

U I U

P   Với P'.I là phần công suất mà máy thu điện chuyển hóa thành dạng năng

lượng có ích, không phải là nhiệt

Đơn vị của công (điện năng) và nhiệt lượng là Jun (J); đơn vị của công suất là oát (W)

2.2.3 Chủ đề III: Định luật Ôm đối với toàn mạch

- Định luật Ôm đối với toàn mạch: Cường độ dòng điện chạy trong mạch điện kín tỉ

lệ thuận với suất điện động của nguồn điện và tỉ lệ nghịch với điện trở toàn phần của

mạch đó

r R

I



r I R





r I R

I

Với I r là độ giảm thế mạch trong

- Theo định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng ta có: Công của nguồn điện sinh ra trong mạch kín bằng tổng công của dòng điện sản ra ở mạch ngoài và mạch trong

t I r R t I

A    (  ). 2.

- Hiện tượng đoản mạch xảy ra khi nối 2 cực của một nguồn điện chỉ bằng dây dẫn

có điện trở rất nhỏ Khi đoản mạch, dòng điện chạy qua mạch có cường độ lớn và có thể gây ra nhiều tác hại

- Định luật Ôm đối với toàn mạch chứa nguồn và máy thu điện mắc nối tiếp:

p

p

r r R

- Công toàn phần của nguồn điện bằng tổng công của dòng điện sản ra ở mạch ngoài và ở mạch trong, trong đó chỉ có công của dòng điện sản ra ở mạch ngoài là công

có ích Như vậy hiệu suất của nguồn điện là:



U A

- Định luật Ôm đối với đoạn mạch có chứa máy thu điện:

p

p AB

r R

U I





Lưu ý: dòng điện đi vào cực dương của máy thu điện

- Công thức tổng quát của định luật Ôm đối với các loại đoạn mạch:

r R

dương, tức là khi pin (acquy) đóng vai trò nguồn điện

âm, tức là khi pin (acquy) đóng vai trò máy thu điện

Hiệu suất nguồn điện:

t I U A

A

- Mắc các nguồn điện thành bộ:

+ Mắc n nguồn điện nối tiếp nhau:

n b

n b

r r

b

.,

r

,



m nguồn

+ Mắc xung đối:

2 1

2 1

2 1

r r

+ Dạng 1: Áp dụng định luật Ôm cho đoạn mạch chỉ có vật dẫn

+ Dạng 2: Tính điện trở tương đương của các điện trở mắc nối tiếp hoặc song song

+ Dạng 3: Tính điện trở tương đương đối với mạch cầu cân bằng hoặc mạch cầu không cân bằng

+ Dạng 4: Tìm điện trở phụ trong các dụng cụ đo điện

+ Dạng 1: Tính công suất của dòng điện

+ Dạng 2: Tính công suất của nguồn điện và của máy thu điện

bộ

+ Dạng 1: Tìm giá trị các đại lượng của dòng điện trong một mạch kín

+ Dạng 2: Xác định giá trị các đại lượng của dòng điện khi nguồn điện được ghép thành bộ

2.4 Chủ đề I: Dòng điện không đổi Định luật Ôm – điện trở

2.4.1 Dạng 1: Áp dụng định luật Ôm cho đoạn mạch chỉ có vật dẫn

2.4.1.1 Phương pháp giải chung

)1();

1(

;

0

R R

S

l R R

U kU I

Đối với chất điện phân, thanh than: α<0

2.4.1.2 Hướng dẫn HS giải một số dạng toán điển hình

 Bài toán mẫu: Dây tỏa nhiệt của bếp điện làm bằng công-xtan-tan có dạng

hình trụ có chiều dài l= 10 m, đường kính d= 0,5 mm, điện trở suất ρ= 5.10-7 Ω.m

Hình 2.8

A 1, r1 2, r2 B

A 1, r1 2, r2 B

b Biết hệ số nhiệt điện trở của công-xtan-tan là α= 5.10-5 K-1 Tính điện trở của dây ở 2000C [5]

10.96,14

)10.5,0.(

14,3

1010

(

)2001

(

0 20

0 200

10.5.200120

1

2001

01,151,2510

1

101

3

2 20

200 R

 Bài toán vận dụng 1: Một thanh than và một thanh sắt có cùng tiết diện

thẳng mắc nối tiếp Tìm tỉ số chiều dài của hai thanh để điện trở của mạch này không phụ thuộc nhiệt độ Than có ρ1= 4.10-5 Ω.m, α1= -0,8.10-3 K-1; sắt có ρ2= 1,2.10-7 Ω.m, α2=6.10-3 K-1 [5]

 Tình huống mới: Điện trở của mạch này không phụ thuộc nhiệt độ

 Gợi ý định hướng tư duy HS: Xác định biểu thức Rt Tìm điều kiện để điện trở

của mạch này không phụ thuộc nhiệt độ t

)1

(

2 02

2

1 01

1

t R

R

t R

R R t R

t R

1 1

S

l S

.2,1

10.4.6.10

0,8.10-

5 3

-3

-2 1 2 1 1

R02= 30 Ω, hệ số nhiệt của điện trở là α1= 2.10-5 K-1 và α2= 5.10-5 K-1 Tính hệ số nhiệt

điện trở chung của hai dây trên ở nhiệt độ thường khi:

a Chúng mắc nối tiếp

b Chúng mắc song song [5]

phụ thuộc α1 và α2 Tìm hệ số nhiệt điện trở chung α = f(α1, α2)

 Gợi ý định hướng tư duy HS:

- α là hệ số nhiệt điện trở chung thì điện trở của 2 dây ở nhiệt độ t là:

)1(

2 1

R R

R R R

) 1

(

2 02

2

1 01

1

t R

R

t R

R





Với α1t, α2t <<1

Gọi R0 là điện trở chung của 2 dây ở nhiệt độ 00C

α là hệ số nhiệt điện trở chung thì điện trở chung của 2 dây ở nhiệt độ t là:

)1(

R R

R

R

t R R

R R t R

t R

R R

R

.1

)(

)

()(

)1()

1(

02 01

2 02 1 01 02

01

2 02 1 01 02

01 2

02 1

01 2 1

10.5.3010

.2.20

02 01

2 02 1

R R

t t

R

t t

R R t

R t R

t R

t R

R R

R

R

R

02 01

2 02 1 01

2 1

02 01

02

01

2 02 1 01 02

01

2 1

02 01 2

02 1

01

2 02

1 01 2

1

2 1

1

)1)(

1(

)(

)1).(

1.(

.)

1()

1(

)1()

1(

R R

t R

R

R R

t R R

R R

t

.1

.1

1

)(

1

02 01

1 02 2 01 02

01

2 02 1 01 2 1

02 01

2 02 1 01

2 1

R R

R R

R R

02 01

1 02 2 01 02

20

10.2.3010

.5

02 01

1 02 2

2.4.2.1 Phương pháp giải chung

song song

+ Chập chung các điểm có cùng điện thế để vẽ mạch tương đương

+ Tách một nút thành nhiều điểm khác nhau nhưng có cùng điện thế

+ Bỏ điện trở, khi điện thế ở hai đầu điện trở đó bằng nhau

2.4.2.2 Hướng dẫn HS giải một số dạng toán điển hình

 Bài toán mẫu: Tính điện trở tương đương của mạch điện cho như hình 2.9

8.2

45 3

45 3 345

R R

R R

4.1

2345 1

2345 1

R R

R R

+ Đặt tên cho các điểm nút trong mạch điện